微型红外光栅光谱仪

为了实现阶梯光栅光谱仪的高精度测量，要在全过程中对温度和压力进行长时间的精密恒定控制。本文将针对阶梯光栅光谱仪中压力的精密控制，介绍压力的自动化控制技术，并详细介绍了具体实施方案，其中特别介绍了控制效果更好的双向控制模式。

近红外光谱分析已被广泛地应用到农业'食品'生化'石油化工'医药临床'造纸和环保等领域傅里叶变换近红外光谱仪器具有较高的信噪比和很好的波长准确度等优点但价格比一般的国产光栅型或其它专用分析仪器贵得多!在一些实际应用中!譬如烤烟收购时品质指标的检测等!运用傅里叶变换型光谱仪可比喻为-杀鸡使用宰牛刀.(M)"在国产化和低成本化的近红外光谱仪上!研究开发品质分析用的近红外快速检测方法对推动国内近红外技术产业的发展具有重要的实际意义

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要谈到近红外在石油领域中的应用，我在这里无疑是班门弄斧了，因为中科院的陆婉珍教授是这一领域的权威。因此在这里只想就上海棱光公司新出的近红外仪器在石油方面的简单应用结合此仪器的特点整理一点内容奉献给大家。由于近红外的特点所限，如今用于透射方面的近红外仪器谱区大都限于近红外短波区（700nm~1100nm左右），主要的类型可大致分为滤光片型、CCD型、光栅型、傅立叶型也有最近两年出现的声光滤波器型，它们各有优缺点。上海棱光公司推出的光栅型近红外分析仪的主要是运用光栅分光连续扫描原理，光谱范围（900nm~1700nm）恰好是如今的近红外油料应用领域近红外仪器得很好的补充。富含了1000nm、1200nm、1400nm左右石油中有用的信息，同时样品池的可以直接应用光程1cm比色皿，因此样品需求量少。在用数据说明该种仪器效果前我先简单的介绍一下近红外建模分析的过程。建立模型的前提是首先要建立一个在成份和性质变化范围上有代表性的标样集（化学值或类似数据），然后用化学计量学光谱分析软件建立模型。有了模型以后，分析未知样品性质只要先测量被测样品的近红外光谱，然后通过化学计量学软件和所建模型计算便可得到待测样品的组成和性质数据。当然同一批表样建立的模型数越多，一次光谱测量得到分析数据就越多，整个测量过程仅需要1分钟，体现了近红外技术高效和快速的特点。下面就是这台仪器的实验分析数据：（对30个汽油标样的辛烷值、抗暴指数等的建模指标列表。）

颜色的测量对光谱仪分辨率要求不高， CIE 的光源和颜色匹配函数间隔都在 0.5nm 甚至 5nm，奥谱天成微 型光纤光谱仪的分辨率足够满足测试要求，大型光栅光谱仪的高分辨率不能获得更好的颜色检测精度。所以高端 的微型光谱仪测颜色可以获得足够的精度，此外非常便携、坚固、容易操作。

近红外法可更快更方便的测量小麦蛋白。 S450 近红外光谱分析仪对比进口仪器。测试项目包括：内容光谱图，仪器模型性能对比，仪器模型稳定性测试，台间仪器模型传递测试，仪器波长指标的长期稳定性

综上所述，利用近红外光谱法(NIR)测定样品光谱信息，通过二次求导(S-GD2)预处理光谱信息后建立的偏最小二乘(PLS)模型，近红外光谱仪校正样本和预测样本的相关系数分别为0.9944 和0.9354，标准差分别为0.6457 和1.6085，近红外光谱可快速准确检测锦氨混纺纤维组分的含量。

光谱学是测量紫外、可见、近红外、红外波段光强度的一种技术。光谱测量的应用范围非常广泛，如颜色测量、化学成份的浓度测量、发光辐射分析等。传统的光谱仪由于体积庞大、价格昂贵，从而限制了它们的工业在线应用，只能用于实验室检测。荷兰Avantes公司的微型光纤光谱仪采用光纤作为信号采集装置，使测量不受地点、环境和距离等因素的制约；而且体积减小到手掌般大小，成本也大大降低；此外，它的测量速度非常快、测量精度高。这些特点使得它可以用于工业在线分析，从而大大扩展了光谱仪的应用领域。

Thermo Scientific Nicolet iN10 显微红外光谱仪是全球首台直观、创新、集成的一体化傅里叶变换显微红外光谱仪，拥有多项专利技术，具有安装简便、性能卓越、光谱质量高、测试精准的特点。不同于市场上的任何其它显微红外光谱仪，Nicolet iN10显微红外光谱仪重新界定了显微红外光谱仪的易用性，从而成为全球最畅销的显微红外光谱仪。

Thermo Scientific Nicolet iN10 显微红外光谱仪是全球首台直观、创新、集成的一体化傅里叶变换显微红外光谱仪，拥有多项专利技术，具有安装简便、性能卓越、光谱质量高、测试精准的特点。不同于市场上的任何其它显微红外光谱仪，Nicolet iN10显微红外光谱仪重新界定了显微红外光谱仪的易用性，从而成为全球最畅销的显微红外光谱仪。

众所周知，光谱仪从广义上来说，可看作是一个点对点成像的工具，成像光谱仪则可以看作是线对线成像的工具（线由无限多个点排列而成），因此像差对于光谱仪 具有重要的影响，实际设计中，除了要考虑所采用光学元件（透镜、反射镜、光栅等）本身的性能，在光学光路设计上，还必须考虑到像差的修正等问题。推扫型成

近年来无论是在海洋环境中, 亦或者是食盐和大气沉降物中，科学家们均发现了微塑料的存在，微塑料污染逐渐引起人们的关注。在大气环境中存在多种物质，如浮尘、化石燃料飞灰、碳酸钙等。最近科学家们在法国巴黎大气中发现存在合成纤维、混合纤维、天然聚合物和天然纤维等。目前关于微塑料如何进入大气环境，以及大气中的微塑料与水体中的微塑料污染是否相关尚未得到统一共识。大气沉降物中存在纤维类、碎片类、薄膜类、发泡类四种形貌类型的微塑料。对于这些微塑料通常采用红外光谱仪来进行定性分析。对于尺寸大于1mm的样品可以采用常规红外光谱仪进行测试，而小于1mm的样品通常需要采用显微红外光谱仪进行分析。赛默飞世尔科技公司一体式的Nicolet iN10显微红外光谱搭配iZ10辅助光学平台，可同时满足上述两种尺寸样品的测试需求。

近期，斯坦福大学的NICOLAS H. PINKOWSKI研究团队与IRsweep公司合作成功利用微秒时间分辨超灵敏双光梳红外光谱仪-IRis-F1（Dual-comb spectrometer, DCS）演示了中红外QCL的双梳状光谱仪在高能气相反应中的微秒分辨单次测量的应用。实验中配备了两个频率梳和多套立的验证测量系统，在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应 。具体而言，作者在1225 K，2.8 大气压和2％p-C3H4 / 18％O2的预点火条件下，测量了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱。实验所采用的量子联激光的双梳状光谱仪（DCS）是由两个立运行的，非固定频率的频率梳组成，其发射波长带宽为179 cm-1 (1174 cm-1-1233 cm-1), 具有9.86 GHz的自由频谱范围和5 MHz的频梳间距，可实现实测4 μ s的时间分辨率（理论时间分辨率 2 μ s）。同时，作者使用另一套立的带间联激光（ICL）光谱仪对DCS测量的精度做了仔细的对比研究，确认了DCS测量的准确性。研究结果表明，单脉冲DCS可以以4 μ s时间分辨测量速率解析丙炔氧化动力学，DCS数据清楚显示：在反应早期（0-0.6 ms）能观察到宽带丙炔吸收特征峰，而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。在剧烈的高温高压反应中（1 ms 内约2500K和60倍的温度和压力变化）DCS数据显示了出良好的信噪比，其信号的自然噪声抑制和时间分辨率在高焓测试环境中显示出明显优势。同时，立的辅助激光测量光谱（ICL）结果与DCS系统测量结果具有良好的一致性。此外，DCS能够解析与温度直接相关的量子态信息。并且，随着光谱模型和高温截面数据库的改进，将来DCS系统的测量准确性会进一步提升。 随着中红外双梳光谱技术的出现，为超灵敏双光梳红外光谱仪在高焓反应和非平衡环境的反应动力学研究中提供了广阔的研究机遇。研究者坚信超灵敏双光梳红外光谱仪在高能反应动力学研究中将会有更多应用前景。

振动斯塔克光谱（VSS）是一种直接测量凝聚态物相VSE的实验方法，它可以定量给出振动模式对外部电场的敏感性，并用斯塔克调谐率来表示，单位是cm-1/(MV/cm)。一般情况下中红外波段的VSS谱可以通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）测得。然而，FTIR光谱仪所使用的红外光源一般亮度较低，再考虑到VSS信号的低灵敏度和冷冻样品的各向同性等因素，要得到一个较好的VSS光谱，通常需要较长的测量时间，而电场的长时间施加无疑会增加样品介电击穿的几率。近期IRsweep公司及斯坦福大学Jacek Kozuch团队利用微秒时间分辨超灵敏双光梳红外光谱仪-IRis-F1（Dual-comb spectrometer, DCS）成功克服了这一问题[1]。他们利用双光梳光谱仪测量了氟苯的斯塔克光谱，并发现在测量时间缩短250倍的情况下，DSC方法仍可获得与FTIR方法相媲美的定性和定量数据。对氟苯的斯塔克调谐率估算结果显示，DCS方法测得数值（（0.81± 0.09）cm-1 /（MV / cm））和之前报道测量数值0.84 cm-1 /（MV / cm）相吻合，并且相较传统FTIR方法测得数值（（0.89± 0.15）cm-1 /（MV / cm））更加。更进一步，在数据信噪比（SNR）方面，DCS表现也更胜一筹。该应用成功证明IRis-F1双光梳光谱仪所用的DSC技术可以通过其高速、短时和高亮度的特点将振动斯塔克光谱的应用领域加以拓展，并且其0.328cm-1的谱采样率相较于传统FTIR也更具优势。

采用INSION和Thermo Fisher两款近红外光谱仪器，检测奶酪样品中的脂肪含量。对NIR光谱（近红外光谱仪）和模型进行比较，评价两款仪器性能。

布鲁克纳米红外光谱仪（nanoIR）采用光热诱导共振技术(AFM-IR)实现微小区域红外信号的采集。红外激光照射到样品上，样品吸收辐射光产生热膨胀，这种热膨胀引发探针的震荡，通过监控探针的震荡强度获得红外吸收强度。AFM-IR利用原子力探针作为样品红外吸收的传感器，实现了超高灵敏度的光谱和红外成像探测，化学成像分辨能力可以达到10nm。近期，澳大利亚悉尼大学悉尼药学院团队将纳米红外光谱方法引入到单个EV结构的检测中，展示了其在同一EVs和不同EVs群体之间揭示个体EVs异质性的能力。

基于如海光电近红外光谱仪、钨灯、Y型反射光纤搭建的近红外光谱测试系统可快速、便捷、准确地采集纺织品的近红外光谱图，且实验结果显示利用化学计量学方法可准确分类不同材质的纺织品，由此可实现对纺织品纤维种类的定性鉴别，可为纺织品的工业生产、市场监管以及废旧衣物回收等领域提供高效的解决方案。

ASD近红外矿物光谱仪无需制样，测试速度快。短波红外光谱技术在矿产勘查领域已经逐渐得到广泛的应用，且具有良好的应用前景。

纸面圆珠笔迹，因其颜色深、纸面反射率低等诸多原因，在FTIR显微镜上用反射方式直接对其检测效果很差。在FTIR显微镜上加用ATR物镜，利用物镜与纸面笔迹接触的ATR检测原理，获得了十分满意的圆珠笔迹红外光谱。这种检测广东既得到了清晰的红外光谱图，提供了丰富的笔迹信息，又保护了被检样品的原始性。

我们通常用紫外吸收光谱来检测生物分子，获得有关浓度和样品纯度的重要信息。 STS-UV微型光谱仪的波长范围在190-650 nm之间，光学分辨率约为1.5 nm，是此类检测的理想之选。 STS-UV微型光谱仪的体积小巧、功能强大、性能出色，在宽泛的样品浓度范围内能提供优质的紫外吸收数据。 在此应用说明中，我们通过测定浓度在0.15至150 μg/ml之间的DNA样品的吸光度，证实该光谱仪的绝佳性能

近红外光谱技术在中药材中的应用非常广泛,包括品种鉴别、质量评估、生产在线检测、快速测定指标成分和药理作用机制研究等方面。随着科学技术的不断发展和应用领域的扩大,近红外光谱技术将为中药材产业的发展带来更多的机遇和挑战。在未来的研究中,需要进一步探索近红外光谱技术在中药材中的应用潜力,提高检测精度和可靠性,为中药材的现代化发展提供有力的技术支持。

本文采用傅立叶变换中红外光谱技术实现了胃、肝、胆囊等肿瘤组织的在体原位检测。样品的红外光谱为美国热电Nicolet公司生产的中红外光纤、ATR探头与北京第二光学仪器厂改进的WQF-500型红外光谱仪联用测定。实验是在北京大学第三医院外科手术室中进行，实验前已经获得病人同意。实验结果表明在体原位的肿瘤组织的光谱特征同我们先前液氮冰冻样品以及新鲜离体样品研究中所得到的鉴别癌症与正常组织光谱变化规律的结果是相似的。在体原位红外检测结果与病理检验结果一致。

1、Nicolet iN10傅立叶变换显微红外光谱仪可以轻松实现对输液袋各层膜材料的结构表征。同时，强大的多层材料分析向导技术全自动化分析操作，助您快速获得完善的分析答案。2、多层材料分析向导功能不仅只针对输液袋等多层复合膜材料的分析，还适用于多种复合功能材料。3、Nicolet iN10傅立叶变换显微红外光谱仪的分析向导功能适用于多种材料，如多层复合材料、混合物、包裹体等等，使您无需成为显微红外光谱仪专家，即可轻松应对日常遇到的各种分析难题。

我们通过研究三个有代表性的案例来回顾近红外光谱仪技术的发展现状：第一，MEMS技术如何促进近红外光谱仪的超小型化，从而推动了下一代手持技术的发展。第二，在近红外光谱仪发展中起到关键作用模块化光纤光谱仪。后，嵌入式近红外解决方案如何在工业生产过程中来控制产品质量。

小型、手持式光谱仪的发展令诸如LED检测和分级等应用更易控制。 事实上，光谱仪可用于检测LED发射波长、亮度和功率输出。 了解被检测的典型性能参数能帮助我们理解微型光谱仪为何能成为LED检测的工具。

红外光谱技术是一种常用的分析方法，通过测量物质对红外光的吸收来推断物质的成分。它广泛应用于化学、材料科学、生物学等领域。在产品配方研发方面，红外光谱也发挥了重要作用，为新产品的开发提供了有力支持。

原位红外光谱技术是一种非侵入式的技术,利用样品对红外光的吸收特性来进行分析,其原理是将反应物物质放置于光学透明的实验室反应池中,通过专用的红外光谱仪观察反应物在光谱范围内的变化情况,从而得到反应物结构和化学键的信息,进一步研究反应过程及反应机理。

红外光谱分析是根据化合物的特征谱带测定物质含有哪些官能团(决定一类有机物特性的基团),从而确定化合物类别的一种分析方法。结构决定性质,红外光谱分析首先要确定物质的结构。对于单一高聚物要了解其组成单体和聚合物的光谱特点 对于混合物要熟悉各单一组成物质的光谱特点。同一高聚物不同领域会制成不同的产品,分析红外光谱时要注意分辨所测物质的形态、外观、用途等。利用不同物质对特定波长的红外辐射有强烈的吸收效应,从而可以用来推断物质的组成和结构。这种研究物质分子的组成和结构的方法称红外光谱分析法。它具有传统理化试验所不可比拟的优越性:测试精度高,重复性好。

利 用多元散射校正法（ＭＳＣ）对脐橙近红外光谱进行了预处理，然后分别采用偏最小二乘法、区间偏最小二乘法和联合区间偏最小二乘法（ｓｉＰＬＳ）建立了可溶 性固形物（ＴＳＳ）预测模型。结果表明，通过联合区间偏最小二乘法优选了班菲尔脐橙ＴＳＳ的特征光谱区间（１２６７～１３５５ｎｍ、 １３５６～１４４３ｎｍ、１７０８～１７９５ｎｍ、２２３６～２３２３ｎｍ）进行建模，不仅能有效地剔除噪声过大谱区和冗余信息，减少建模所用的变量数，缩短运算时间，而且提高了脐橙ＴＳＳ近红外光谱检测模型的预测能力和精度。

光谱测定的使用有着非常良好的重现性，并且最终的测试结果不会受到外界太多的干扰。与普通的化学形式进行比较，近红外光谱的解析一般会有更加优良的准确性和重现性。