我国光谱检测设备发展现状分析
2024年激光检测仪器市场发展现状
2024年激光检测仪器市场发展现状引言激光检测仪器是一种使用激光技术进行物质检测和分析的仪器设备。
随着科技的不断进步和应用领域的拓展，激光检测仪器市场正在迅速发展。
本文将对激光检测仪器市场的现状进行分析和总结。
市场规模与增长趋势激光检测仪器市场在过去几年中呈现出快速增长的趋势。
据市场研究公司的数据显示，2019年全球激光检测仪器市场规模达到XX亿美元，并预计在2025年将达到XX亿美元。
市场规模的不断扩大主要得益于以下几个因素的影响。
首先，激光技术的不断创新和进步带来了检测仪器功能的不断提升。
激光技术具有高分辨率、高精度和高灵敏度的优势，可以在微观和宏观层面上对多种物质进行准确检测和分析，满足了不同行业对精确检测的需求。
其次，激光检测仪器广泛应用于多个领域。
例如，激光检测仪器在生物医学领域被用于疾病诊断和药物研发；在环境保护领域用于监测水和空气质量；在工业领域用于材料表征和质量控制等。
这些应用领域的扩展也为激光检测仪器市场提供了更多的发展机遇。
主要产品类型和应用领域激光检测仪器市场上的产品主要包括激光光谱仪、激光显微镜、激光测距仪、激光切割仪等。
这些不同类型的仪器在不同的应用领域有着广泛的应用。
激光光谱仪是最常见的一种激光检测仪器，被广泛应用于化学分析、药物研发和环境监测等领域。
激光光谱仪通过测量物质吸收或发射光谱来获取样品的信息，具有高灵敏度和高分辨率的特点。
激光显微镜是一种利用激光束进行观察和成像的显微镜，被广泛应用于生物学、材料科学和纳米技术等领域。
激光显微镜可以实现高分辨率的成像，并且可以进行多种功能的操作，如荧光成像、蛋白质标记和细胞操作等。
激光测距仪是利用激光束测量距离的仪器，广泛应用于测绘、建筑和机器人导航等领域。
激光测距仪具有高精度和高速度的特点，可以实现对远距离和复杂环境中物体的精确测量。
激光切割仪是利用激光束对材料进行切割和加工的设备，被广泛应用于工业制造和材料加工等领域。
激光切割仪具有高效率、高精度和无接触特点，可以实现对不同材料的高质量切割和加工。
2023年手持式拉曼光谱仪行业市场分析现状
2023年手持式拉曼光谱仪行业市场分析现状手持式拉曼光谱仪是近年来光谱仪器领域的一种新兴产品。
它的出现为实时、无损、迅速、非接触的物质分析提供了方便快捷的手段，因此在军事、安全检测、生命科学、环境监测、制药等领域得到了广泛的应用。
目前，手持式拉曼光谱仪市场正处于快速发展阶段，具有以下几个主要特点：首先，市场规模不断扩大。
随着科技进步和市场需求的增长，手持式拉曼光谱仪市场规模呈现出逐年增长的趋势。
由于其具有体积小、重量轻、便携性好的特点，使得它可以在户外和实地环境下进行快速、高效的光谱分析，因此受到用户的广泛青睐。
根据市场调研数据显示，全球手持式拉曼光谱仪市场规模从2016年的2.85亿美元增长到2022年的4.78亿美元，年复合增长率达到7.2%。
其次，技术创新不断推动市场发展。
手持式拉曼光谱仪的市场发展离不开技术的不断创新。
随着激光技术、光谱技术和仪器制造技术的不断进步，手持式拉曼光谱仪的性能不断提升，使其在精度、灵敏度和分析速度等方面得到极大的改善。
同时，随着人工智能和大数据技术的应用，手持式拉曼光谱仪可以实现更智能化的分析和数据处理，为用户提供更加准确、可靠的分析结果。
另外，市场竞争激烈。
手持式拉曼光谱仪市场竞争激烈，主要有欧美、亚洲和其他地区的仪器制造商参与竞争。
欧美市场以其较高的技术水平和较高的产品质量占据市场主导地位，但亚洲市场的竞争者不断涌现，技术实力逐渐增强。
此外，手持式拉曼光谱仪的价格也是市场竞争的重要因素之一，不同品牌和规格的产品价格差异较大，用户在选择时常常根据自身需求和预算来进行综合考虑。
最后，市场应用领域广泛。
手持式拉曼光谱仪可以用于许多领域的物质分析，包括矿物学、材料科学、生物医学、食品安全、环境监测等。
在矿物学领域，手持式拉曼光谱仪可以用于实地快速鉴定矿石和岩石的组成；在材料科学中，手持式拉曼光谱仪可以用于纳米材料的表征和检测；在生物医学中，手持式拉曼光谱仪可以用于药物分析和疾病诊断等。
光谱行业发展现状
光谱行业发展现状光谱行业是一种涉及光的能量和频率的测量和分析的技术领域。
它在科学研究、制药、食品安全、环境监测等领域有广泛的应用。
随着科学技术的进步和需求的增长，光谱行业取得了长足的发展。
光谱行业的发展受益于光学技术和仪器设备的不断进步。
现代光谱仪器具有高分辨率、高灵敏度和广泛的应用范围。
光谱分析技术的发展不仅推动了传统行业的升级，也为新兴产业提供了有效的支持和保障。
在科学研究领域，光谱行业被广泛应用于物质结构的研究和分析。
通过测量物质在不同波长或频率下的吸收、发射和散射特性，科学家能够了解物质的组成、结构和性质。
光谱分析技术在化学、物理、生物学、天文学等领域有着重要的地位，并为科学家提供了深入研究自然和人造物质的工具。
在制药和食品安全领域，光谱行业扮演着重要角色。
通过光谱分析技术，可以对药物和食品中的成分和质量进行快速、准确的检测和鉴定。
例如，药物中的杂质、药效物质的含量以及食品中的添加剂和污染物等都可以通过光谱分析来判定，从而保证药品和食品的质量和安全性。
在环境监测领域，光谱行业的应用也越来越广泛。
通过光谱仪器和技术，可以监测大气中的污染物、水体中的有机物和无机物、土壤中的重金属等。
光谱分析技术通过快速、准确地检测和量化环境污染物，为环境保护和污染治理提供了有力的支持。
虽然光谱行业在各个领域都取得了显著进展，但仍面临一些挑战。
例如，光谱分析技术的高成本是一个制约行业发展的因素。
一些先进的光谱仪器设备价格昂贵，对中小型企业来说承担较为困难。
此外，光谱数据的处理和解释也需要专业的知识和经验，技术人才的培养还存在一定的不足。
然而，随着科技的进步和需求的增长，光谱行业有望继续迎来发展的机遇。
新型光谱仪器的研发和应用将进一步提高分析的灵敏度、分辨率和速度，推动行业的发展。
此外，促进光谱行业与其他领域的交叉应用也是一个重要的发展方向，可以进一步拓展光谱行业的应用领域和市场空间。
总的来说，光谱行业在科学研究、制药、食品安全、环境监测等领域有着广泛的应用，并取得了长足的发展。
光谱分析技术国内外研究现状.doc
光谱分析技术国内外研究现状1光谱分析技术简介 (1)2国内外研究现状 (1)2.1国外研究现状 (1)2.2国内研究现状 (2)3数字变换方法在光谱分析中的应用 (2)1光谱分析技术简介光谱是反映辐射强度或其他与之相关性质随波长（波数）变化的谱图。
目前，它是一种被广泛应用于研究表征物质的化学组成，在分子层次上的结构及分子间相互作用的有力手段。
光谱又分为红外光谱（红外光谱分为近、中、远红外光谱）、可见光光谱、紫外光谱。
先目前以红外光谱分析技术应用较多红外光谱的形式虽然多种多样，从本质上可分为发射光谱和吸收光谱两大类。
物体的红外发射光谱是指样品在通过受激或自发辐射的条件下，所发射的红外光的强度随波长(波数)变化的光谱图，红外发射光谱主要决定于物体的温度和化学组成。
吸收光谱是指样品对红外辐射的吸收能力随波长(波数)变化的光谱图，在实验上，使红外光与样品发生相互作用，测定红外光与物质相互作用前后光强的变化与波长(波数)之间的关系, 称红外吸收光谱。
2国内外研究现状2.1国外研究现状目前,已有数十个国家和地区从事这一领域的研究和开发。
国外具有代表性的是：（1）美国德州仪器公司的Ronald E.Stafford等人[9]提出使用DMA(Digital Micro－mirror Array)作为光谱合成元件的成像光谱仪，降低了仪器成本，提高了检测速度；但是采用三层结构，加工工艺复杂，导致成品率低，同时受到国外专利保护及技术垄断。
（2）美国Polychromix公司，Honeywell 研究实验室、桑迪亚国家实验室和麻省理工学院公司联合科研组的Stephen Senturia教授等人推出了基于衍射光栅光束原理的可编程式数字变换光谱仪。
可测波长范围从0.9um到2.5um，性能可靠，结构紧凑，内部没有可移动部件，消除了部件移动可能带来的误差。
在近红外光谱监测技术领域是真正意义上从实验室检测仪器发展到了现场检测仪。
2023年光电探测器行业市场研究报告
2023年光电探测器行业市场研究报告光电探测器是一种能够转换光信号为电信号的设备，广泛应用于光通信、光电子设备、光谱分析、光学成像以及安全监控等领域。
随着信息技术的快速发展和应用的广泛推广，光电探测器行业市场也得到了迅速的发展。
一、光电探测器行业市场现状据市场研究报告显示，光电探测器行业市场规模不断扩大，市场需求稳定增长。
光电探测器的应用范围广泛，覆盖了通信、娱乐、医疗、工业控制等不同领域。
目前，中国光电设备市场规模已超过100亿元，并呈现出稳定增长的趋势。
光电探测器行业主要分为半导体光电探测器、光波导光电探测器、光纤光电探测器等几大类。
其中，半导体光电探测器是目前市场上占据主导地位的产品，其市场份额超过80%。
而光波导光电探测器和光纤光电探测器则在光通信领域有着广泛的应用。
二、光电探测器行业市场发展趋势1. 技术升级和创新：光电探测器行业在技术上不断进行创新和突破，推动了产品性能的提升和成本的降低。
新一代光电探测器具有更高的灵敏度、更快的响应速度和更低的噪声等特点，能够满足用户对高质量光信号检测的需求。
2. 光通信市场需求增长：随着5G通信的快速推广和互联网应用的普及，光通信市场需求不断扩大。
光电探测器作为光通信的核心组件之一，在光纤通信、无线通信和数据中心等领域有着广泛的应用。
3. 光学成像市场迅速发展：随着数字化时代的到来，光学成像技术在安全监控、医疗诊断和工业检测等领域得到了广泛应用。
光电探测器作为光学成像系统的重要组成部分，在图像采集和信号转换方面发挥着重要作用。
4. 新兴应用领域的崛起：随着智能驾驶、人工智能和物联网等新兴技术的快速发展，光电探测器在无人驾驶、人脸识别、智能家居等领域有着广阔的前景。
三、光电探测器行业市场竞争格局目前，光电探测器市场竞争激烈，国内外厂商纷纷进入市场争夺市场份额。
国内知名的光电探测器厂商主要有华为、中兴通讯、海思半导体等，而国外则主要有安费诺、飞思卡尔、AMS等。
光谱仪发展现状
光谱仪发展现状光谱仪是一种用于分析物质光谱特性的仪器。
自20世纪初到如今，光谱仪发展取得了巨大的进步。
现代光谱仪的发展主要体现在以下几个方面。
首先，光谱仪的测量精度大大提高。
传统的光谱仪使用光栅或光学棱镜把光分散成不同波长的光谱，然后通过光电二极管或光电倍增管进行检测。
而现在，随着技术的发展，高精度的光谱仪开始采用光纤光栅、CCD、CMOS等先进的光谱检测元件，使得光谱仪的测量精确度大大提高。
其次，光谱仪的测量速度明显加快。
过去，光谱仪测量一条光谱需要较长的时间，甚至需要数小时或更长时间。
而现在，随着光电元件和信号处理技术的发展，光谱仪的测量速度大大加快。
例如，高速光栅扫描仪能够以每秒超过10万次的速度扫描光谱，大幅提高了测量效率。
此外，光谱仪的小型化、便携化程度提高。
过去光谱仪体积较大、重量较重，一般需要固定在实验室的桌面或地面上使用。
而现在，随着微型化技术的应用，光谱仪已经变得越来越小巧轻便。
例如，便携式光谱仪不仅能够随身携带，还可以通过无线或蓝牙技术与手机或平板等设备进行连接，实现远程控制和数据分析，极大地方便了用户的使用。
最后，光谱仪在应用领域上不断拓展。
过去，光谱仪主要应用于化学、物理、天文等学科中的研究和实验。
而现在，随着光纤光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等新型光谱仪的发展，光谱仪在环境监测、食品安全、医疗诊断、材料分析、气象预报等领域的应用越来越广泛。
光谱仪的发展不仅提高了仪器的准确性和灵敏度，也为各个领域的研究和实验提供了更多的可能性。
综上所述，光谱仪的发展从精度、速度、便携性以及应用领域等多个方面取得了显著的进步。
可以预见，随着技术的不断发展，光谱仪将继续拥有更加广泛和深入的应用前景。
光声光谱发展现状
光声光谱发展现状光声光谱是一种结合了光学和声学的技术，它利用光声效应来实现物质的光、声之间的相互作用，可以用于研究物质的结构和性质。
光声光谱发展至今已经取得了许多重要的进展。
光声光谱最早可以追溯到19世纪，当时科学家们发现，在照射物质的光线被吸收后，物质会发出声音，这就是光声效应。
后来，人们发现光声效应不仅与物质的吸收有关，还与物质的热传导等方面有关。
因此，光声光谱被广泛应用于各个领域，如材料科学、化学、生物医学等。
近年来，光声光谱在纳米材料研究方面取得了重要进展。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，但由于其尺寸小于光学波长，难以用传统的光学技术进行研究。
而光声光谱可以通过测量纳米材料吸收光的声音来研究其光学性质，从而为纳米材料的设计和应用提供重要的参考。
另外，光声光谱也被广泛应用于生物医学领域。
通过测量生物组织吸收光的声音，可以实现对生物组织结构和功能的非侵入性检测。
这对于早期肿瘤等疾病的诊断具有重要的意义，并且可以提高传统医学诊断方法的准确性和可靠性。
除了在基础科学研究方面的应用外，光声光谱还被广泛应用于工业检测和环境监测。
光声光谱可以实现对材料的缺陷和污染物的检测，有助于提高产品质量和生产效率。
同时，光声光谱还可以用于监测大气污染和水质污染等环境问题，为环境保护工作提供重要的科学依据。
然而，光声光谱在实际应用中仍然存在一些问题。
首先，光声信号的产生和检测技术还不够成熟，限制了光声光谱的灵敏度和分辨率。
其次，光声光谱需要对物质的光学和声学性质有较深入的了解，这对于一些复杂的物质来说是一个挑战。
此外，光声光谱的设备和技术成本较高，限制了其在一些领域的应用。
综上所述，光声光谱作为一种新兴的交叉学科技术，在纳米材料研究、生物医学以及工业检测和环境监测等方面取得了重要的进展。
虽然目前还存在一些技术和应用上的问题，但随着科学技术的发展和突破，相信光声光谱会在更多的领域发挥其独特的优势，为科学研究和应用创新提供更多的可能。
光电检测技术的现状及发展趋势
光电检测技术的现状及发展趋势光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术,主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等,具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点,在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用,如光扫描、光跟踪测量,光纤测量,激光测量,红外测量,图像测量,微光、弱光测量等,是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术;本文从光电检测技术本身特点出发,分析其发展现状及发展趋势;一、光电检测技术的概述光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术;它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示;光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量;它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的;然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态;微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高测系统输出信号的信噪比;光电检测的系统机构比较简单,分为信号的处理器,受光器,光源;在实际检测过程中,受光器在获得感知信号后,就会被反映为不同形状、颜色的信号,同时根据这些器件所处在的不同位置,就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式;光电检测的媒介光应当是自然的光,例如白炽灯或者萤光灯;特别是随着这些技术的发展,光电技术也取得的非常好发展;由于投光器在发出光后,会以不一样的方式触摸这些被检测物中,直到照射到检测系统中的受光器中,同时受光器在此刺激下,会产生一定量的电流,这就是我们常说的光敏性的原件,实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管;光电检测技术主要包括光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理技术等;光电检测技术将光学技术与电子技术相结合实现对各种量的测量,它具有高精度、高速度、远距离、大量程、非接触测量等特点;二、光电检测技术的发展现状随着科技发展的日新月异,光电检测技术已经发展出纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术；小型、快速的微型光、机、电检测系统在各个领域应用越来越广泛;非接触、快速在线测量已经取代原始的接触式,较缓慢的检测技术,并向微空间三维测量技术和大空间三维测量技术方向发展；闭环控制的光电检测系统,实现光电测量与光电控制一体化;向人们无法触及的领域发展;光电跟踪与光电扫描测量技术等先进的光电检测技术的进步和广泛应用将对人们生活,工业生产甚至国防科技产生巨大影响和改革;随着光纤传感技术的飞速发展,光纤气体传感器也得到了广泛的研究和应用;它具有灵敏度高、响应速度快、防燃防爆、不受电磁干扰、可以实现光信号的长距离传输和现场实时遥测等优点,所以对光电检测方法研究的关注也一直在增加;随着光纤光栅传感器的广泛应用,光纤光栅传感信号的检测系统也有了很大的发展;相比于传统采用单色仪、光谱仪扫描等方式来检测光纤光栅传感信号的方式,采用光电转换方式,即把对光强信号的测量转变为对电压信号的测量方式有它的优越性,它具有检测设备制造成本低、方便携带、可以实现对实时变化信号高速检测和拥有更广的工程应用等优点;光电检测技术在人类基因工程方面也有着广泛的发展,如利用可见光信号强弱的变化检测DNA杂交信号;这种新型的DNA光电检测系统同样是由兼容探针DNA自组装的硅集成电路构成;而在该系统中目标DNA序列与磁珠连接,目标DNA序列与探针DNA分子杂交后,磁珠就会覆盖在载体表面形成暗区;而载体下方的光电二极管阵列此时便可以检测出DNA杂交反应前后的光信号变化,输出DNA杂交信号;新型抗干扰式光电检测头通过优化红外发射管工作参数和采用脉冲选通门控检波电路,有效地抑制了电气干扰噪声,提高了检测头的抗干扰性能和工作可靠性;实验数据表明了其有效性;同时,该种光电检测头已经在多个大型机电设备制造厂家应用,工厂实际应用结果表明：新型的光电检测头误动作率不到老产品的千分之一,抗电气干扰能力显着提高,具备了工业级的高可靠性能;无损检测技术是随着高科技发展应运而生的一门新技术,该技术不同于传统的物理化学分析方法,它主要运用物理学方法如光学、电学和声学等手段对产品进行分析,且不破坏样品,在获取了样品信息时保证了样品的完整性,无损检测技术检测速度较传统的物理化学方法迅速,又能有效地判断出从外观无法得出的样品内部品质信息;随着计算机技术的迅速发展,带动了化学计量学的发展,极大地促进了无损检测技术在工农业生产中的广泛应用;无损光电检测技术根据其分析对象的某些特征对热、声、光、电以及磁等的反应变化情况,大致可分为红外光谱检测技术、拉曼光谱检测技术、机器视觉检测技术、超声波检测技术、X射线检测技术以及电子鼻和电子舌检测技术等;根据不同的应用对象和用户场合可采用不同的无损光电检测技术和相应的检测装置来实现;随着科学技术的不断发展,新的探测方法还会不断的出现;三、光电检测技术的发展趋势随着世界各国的激烈竞争正以日新月异的速度突飞猛进及科研技术的提高,检测技术在国民经济的各个行业中,起着举足轻重的作用,无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测,利用现代光电子技术作为检测手段,具有无接触、无损、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、测量精度高等优越性,是当今检测技术发展的主要方向;光电检测技术将向着高精度、智能化、数字化、多元化、微型化、自动化方向发展;所谓高精度是指检测精度向高精度方向发展, 纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术是今后的发展热点；智能化是指检测系统向智能化方向发展, 如光电跟踪与光电扫描测量技术；数字化是指检测结果向数字化,实现光电测量与光电控制一体化方向发展；多元化是指光电检测仪器的检测功能向综合性、多参数、多维测量等多元化方向发展, 并向人们无法触及的领域发展, 如微空间三维测量技术和大空间三维测量技术；微型化是指光电检测仪器所用电子元件及电路向集成化方向发展；微型化是指光电检测系统朝着小型、快速的微型光、机、电检测系统发展；自动化是指检测技术向自动化,非接触、快速在线测量方向发展,检测状态向动态测量方向发展;以激光器为基础的光电检测系统已经成为最主要的发展方向;随着精密度和功能特性的提高, 它将不断取代那些昂贵且复杂的检测方案;由于激光技术的不断提高和成本的稳定下降, 可以肯定, 激光光电检测技术将日益成为光电用户的首选方案;激光超声检测技术是光电检测技术的另一重要的发展方向;这一技术利用高能量的激光脉冲与物质表面的瞬时热作用,在固体表面产生热特性区,然后利用这种小热层在材料内部向四周热膨胀扩散产生热应力,从而通过这种热应力产生超声波;与常规超声检测方法比较,激光超声技术具有下列优点：激光超声不需要耦合剂,避免了耦合剂对测量范围和精度的影响；激光超声可实现远距离操作,可用于高温环境及腐蚀性强、有放射性等恶劣条件,并可以实现快速扫描,对生产现场快速运动的工件的在线检测；激光超声的盲区小于100微米,可用于测量薄工件;激光超声的频率带宽较常规的换能器宽,具有测量微小缺陷裂纹的能力；激光超声可用于表面几何形状复杂及受限制的空间,如焊缝根部小直径管道等；空间分辨率高,有利于缺陷的精确定位及尺寸量度,并可作为声源应用于理论研究;智能光电检测系统成为了另一个很重要的发展方向;智能光电检测系统由智能信号处理系统、光电传感系统、测控系统、输出系统和接口单元等组成;它以智能信号处理系统为核心,集成了光学采集、光学变换、光电转换、电路调理、外围接口及信息输出等技术,可以实现光信息采集、光电信号转换、信号探测、逻辑运算与推理、记忆存储及信息传输等功能,并自动完成自检自校和自我诊断与调整等功能;智能光电检测系统由于环境适应能力强,测量范围广,测量精确度高,尤其是强化了人工智能系统,可以自动对噪声、温度、电压波动及光源的变化进行修正,加上良好的人机交互界面,大大简化了操作程序,提高了数值处理和分析的效率;参考文献1 郭陪源等.光电检测技术与应用M.北京航空航天大学,2006.2 钟丽云.光电检测技术的发展与应用J.激光杂志,2000.3 周金龙.新型光纤光栅技术及其在光通信与光纤传感方面应用的研究D.厦门大学,200.4 王诣等. 新型光电检测电路的研究与设计J. 光电子技术,2012,322：131–136.5 朱仁盛,曲波. 光电传感器及其应用J. 电气时代,20104：111–113.6 李志全等.光纤光栅传感系统信号解调技术的研究J.应用光学,2005,264:36-41.7 冯梦云,黄霞青.基于智能光电检测的电路设计J.,8 李菲,许近.一种新型DNA自组装磁珠光电检测系统及其在DNA计算机研制中的应用J. .。
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我国光谱检测设备发展现状分析
作者：邱野郑晓义
来源：《卷宗》2017年第16期
摘要：在科学技术迅速发展的今天，人们不仅要求及时、精确、可靠地获得有关物质的成分与结构的定量数据，而且要求对物质的状态、价态、结构、微区与薄层等进行纵深分析，这对现代科学光谱分析仪器（原子吸收仪、分光光度计、直读光谱仪、电感耦合等离子体光谱仪等）提出了越来越高的要求。
但是，光谱分析谱线干扰因素多，（以ICP为例，在200～1000nm波长范围内据统计有100余万条谱线，平均每0.1nm就分布有100余条，几乎每个元素的每条分析线均受到程度不同的谱线干扰），限制了光谱分析技术的进一步应用。
关键词：光谱分析；检测；应用
背景干扰与谱线重叠干扰是现有光谱分析仪器中的固有问题，在一些全谱分析仪器如ICP、直读光谱仪等仪器中尤为突出。
这就导致在复杂混合物影响下，采用一般分辨率光谱仪很难选取一条没有光谱干扰的分析谱线。
光谱分析具有稳定、宽分析范围、低化学干扰等特性，大大推动了含量分析技术在环境、地质、医学、科学研究以及军事部门中的广泛应用，是测试技术中最富有活力的一个领域。
但，传统的光谱分析采用数学上的单变量分析方法，只关注少数几条谱线（通常为分析线的元素灵敏线）的信息，常常忽略包含在众多谱线中的大部分信息。
1 光谱分析设备
光谱分析仪，是一种用于测量发光体的辐射光谱，即发光体本身的指标参数的仪器。
其工作原理是：将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸汽中待测元素的基态原子吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素的含量，符合郎珀-比尔定律。
根据现代光谱仪器的工作原理，光谱仪可以分为两大类：经典光谱仪和新型光谱仪。
经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器，都是狭缝光谱仪器；新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器，采用圆孔进光，是非空间分光的。
根据色散组件的分光原理，光谱仪器可分为棱镜光谱仪、衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。
光学多道OMA（Optical Multi-channel Analyzer）是近十几年出现的采用光子光谱分析仪器。
2 我国光谱分析设备的发展现状
国内具有代表性的是：重庆大学温志渝等人开发的基于未经的红外光谱仪器和继承微型近红外光谱仪，该微型近红外光谱仪采用MES扫描微镜，使用集成化技术，仪器体积大大减小，是国内科研机构最早研制出来的微型近红外光谱仪。
但是由于国内工艺很难有效解决扫描镜面积和驱动电压这两个关键参数的匹配，目前正在进行多电极驱动扫描微镜近红外光谱仪的研究。
中科院长春光机所开发出基于固定滤光片的粮食专用型NIR分析仪，郑建荣等人胭脂了滤光片反射式NIR测试装置，对流化床喷雾制粒生产过程中含水量进行了实时监测实验。
国土资源部现代地球物理开发实验室研制出了光栅扫描式便携NIR抗雾分析仪。
中国农业大学研制以LED为光源的便携式NIR整粒小麦成分测量仪和NIR玉米品质分析仪。
此外，浙江大学、华中农业大学、石油化工科学研究院等进行了基于光谱分析的视频安全监测研究，并取得了一定的成绩。
3 现有光谱分析技术简介
3.1 可见与紫外分光光度法
紫外可见分光光度法是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
3.2 红外光谱法
红外光谱法又称“红外分光光度分析法”。
简称“IR”，分子吸收光谱的一种。
利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的方法。
3.3分子荧光光度法
分子荧光光谱法又称分子发光光谱法或荧光分光光度法，即通常所谓的荧光分析法。
该法是一种利用某一波长的光线照射试样，使试样吸收这一辐射，然后在发射出波长相同或波长较长的光线的化学分析方法。
3.4 近红外光谱分析技术
近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团X-H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收。
不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，NIR光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质的测量。
3.5 原子吸收法
原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS），即原子吸收光谱法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法。
3.5.1原子发射光谱分析法
用适当的方法（电弧或者火花等）提供能量，使样品蒸发、汽化并激发发光，所发的光经棱镜或衍射光栅构成的分光器分光，得到按波长序列排列的原子光谱。
3.5.2原子荧光光谱分析
利用原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析的方法。
3.5.3X射线荧光光谱法
X射线荧光光谱法是利用样品对x射线的吸收随样品中的成分及其众寡变化而变化来定性或定量测定样品中成分的一种方法。
3.5.4激光拉曼光谱分析法
拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。
4 直读光谱仪的误差
直读光谱仪在分析样品中会存在测量误差，直接关系到测量结果的准确性。
因此，为了提高光谱分析数据的准确度，在操作时要求操作者必须严格按照仪器操作规程进行操作，尽量采取有效措施来减少误差。
有些误差可通过理论分析、实验估算或数据统计等进行计算，而有些不可避免的尽量控制在最低限度内。
5 总结
光谱分析一直是测试技术中最富有活力的一个领域，光谱分析技术以其稳定、宽分析范围、低化学干扰等特性大大推动了含量分析技术在环境、地质、医学、科学研究以及军事部门中的广泛应用。
但由于光谱分析谱线干扰多，（以ICP为例，在200～1000nm波长范围内据统计有100余万条谱线，平均每0.1nm就分布有100余条。
几乎每个元素的每条分析线均受到程度不同的谱线干扰），限制了光谱分析技术的进一步应用。
鉴于国内相关技术水平和制造工艺仍与世界先进水平有一定差距，以及国内光谱分析仪器水平远低于世界平均水平，我国光谱分析设备发展仍需再接再厉，追赶世界一流仍然任重道远。
参考文献
[1]李瑞瑞. ARL-3460直读光谱仪的误差分析. 1006-4311（2015）22-0085-02. 2015
[2]李刚原子荧光光谱分析技术的创新与发展. 四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心. 2013
作者简介
邱野（1995-），女，满族，辽宁省开原市人，学生，郑州大学物理工程学院，研究方向：光谱分析及图像、信号处理。
郑晓义（1995-），女，汉族，山东省泰安市人，学生，郑州大学物理工程学院，研究方向：光谱分析及图像、信号处理。