日盲紫外拉曼光谱检测及其处理算法研究进展

拉曼光谱学是一种基于激光与物质相互作用的非弹性光散射无损光谱探测方法，可用于现代战场、工业生产、社会安全和危险品或违禁品的检测。日盲紫外拉曼光谱相比可见光和近红外拉曼光谱，具有受环境干扰小、散射强度高、人眼安全性、可用于检测爆炸性材料等优点，能够实现自然环境下的样品遥测。目前日盲紫外拉曼光谱检测面临几个直接影响定性与定量分析的挑战：1）在相同的光谱分辨率下，相较于可见和红外，紫外拉曼光谱的拉曼位移分辨率（波数分辨率）较低；2）因紫外玻璃和镀膜材料成本和材质限制，难以形成大口径和高透射率的光学镜头，尤其在遥测的场景下，紫外拉曼光谱信号易出现较大的噪声；3）紫外荧光共振比其他波段荧光共振强烈，拉曼光谱易受强荧光影响。故需通过滤除噪声和基线的光谱处理方法，提高拉曼光谱的表征能力。分析了自然环境下日盲紫外拉曼光谱检测技术的原理，并归纳了国内外在日盲紫外拉曼光谱降噪和基线校正算法研究方面的进展与现状。同时，文中还探讨了该技术在反恐、禁毒和食品安全等领域的应用需求，并展望了日盲紫外拉曼光谱处理技术在自然环境下的发展趋势。