海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分6 ?# Q- L7 G I) Q& P
原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]
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收录于合集
3 x" i. @( L5 H8 u+ O N#微光谱应用 21个* R: ~& s* w/ Z: i8 n
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|背景介绍& b, z8 ?; B- b% M1 n. [5 w% o5 ]
随着地球人口增长、气候变化和土壤管理多年来持续糟糕，人们迫切需要一种快速、低成本的土壤表征技术。近红外光谱技术样品制备简单，通过测量光和土壤间的相互作用几秒钟内就可以给出答案。模块化近红外光谱学技术不仅能满足实验室测量，同时也能满足野外测量的需求，甚至能模块化光谱仪将其搭建至无人机上，进行遥感监测。
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|配置搭建: D* P% l" e/ d% q W+ W, D3 p
本次演示使用的是海洋光学NIRQuest+ 2.5近红外光谱仪、HL-2000-HP高功率卤钨灯、600μm反射探头、RPH反射探头支架、WS-1标准漫反射板。配置搭建如下图所示。
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图1. 搭建图
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注意：测量时需确保反射探头和参考或样本之间有 yi,定 的距离和角度，同时需确保再整个测量过程中保持 jue,对一致。如果确实需要改变，则需重新采集参考光谱。1 A9 B( I8 c i) O1 t b
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$ f5 L' v$ G% X# F6 F9 I|实验样品
o o0 E, r4 ]% q- w7 g- w3 q实验样品是Dr. Yvette Mattley从Home Depot购买的沙子样品（Sand）、标准表层土壤样品(T,o,p Soil)、有机堆肥和肥料混合样品(Organic)以及 you,质 表层土壤样品(Premium T,o,p Soil)。
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3 B8 S& j* z" H1 G8 n7 B图2. 样品图6 [, X2 x' _0 }) i- Q* M. F
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# i1 p6 N4 n3 w$ f9 A|测量方法" ~2 i& J; S$ F! `3 ~0 x
为使整个系统稳定，测量前先将光源及光谱仪打开预热30分钟。我们先测量有机样本的数据，在样本周围的10个位置进行10次测量，然后取平均。
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图3. 有机土壤
" V8 }8 B. @" p图3为测试有机土壤的吸光度图，其上方图谱为未处理过的吸光度，下方为基线处理过的吸光度图，在1940nm左右，明显可见水的吸收峰。! S' p1 [/ ^! j
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图4. 四种不同样品的吸光度图# Y) M* y) B' }+ H# s0 v, h4 Z0 A
图4为四种不同样品的吸光度。光谱曲线从上至下依次为有机土壤、优质表层土壤、标准表层土壤及沙子。从图中清晰可见有机土壤的水分 zui,高。其次是优质表土和标准表土，他们的水分相当。水分 zui,少 的为沙子样品。+ y( f" X9 g0 ^$ [) e6 ^: |
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* M. y0 @ [# i' N$ |3 k|总结
7 o' a2 f x9 k仅仅用这种简单的近红外光谱测量方法，我们可以很直观地看到这些样品的水分含量差异。通过近红外光谱结合化学计量学以及一些更 gao,级 的数据处理方法，还能分析除水分以外其他成分的组分分析。
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森泉为您的科研事业添砖加瓦：" p6 X8 D4 p9 l9 g7 s) [! c J
激光控制：激光电流源、激光器温控器、激光器控制、伺服设备与系统等等3 s. \/ Z9 K' G b
探测器：光电探测器、单光子计数器、单光子探测器、CCD、光谱分析系统等等1 u: l/ Q# u0 l
定位与加工：纳米定位系统、微纳运动系统、多维位移台、旋转台、微型操作器等等! n9 y+ |4 p& ] ?. M1 p* K
光源：半导体激光器、固体激光器、单频激光器、单纵模激光器、窄线宽激光器、光通讯波段激光器、CO2激光器、中红外激光器、染料激光器、飞秒超快激光器等等* e4 Q. W3 t8 C! z( B: ^8 R: {
光机械件：用于光路系统搭建的 gao 品质 无应力光机械件，如光学调整架、镜架、支撑杆、固定底座等等
0 w$ Z- F# }) ]# ~% W$ C d4 B光学平台：主动隔振平台、气浮隔振台、实验桌、刚性工作台、面包板、隔振、隔磁、隔声综合解决方案等等7 z1 G" P8 q+ x& M9 C
光学元件：各类晶体、光纤、偏转镜、反射镜、透射镜、半透半反镜、滤光片、衰减片、玻片等等
3 _. c4 O6 o6 [' K) I染料：激光染料、荧光染料、光致变色染料、光致发光染料、吸收染料等等. g6 B& x5 }1 y6 i/ ?3 V
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