近紅外光(guang)譜(pu)技(ji)術(shu)(shu)(Near Infrared Spectroscopy Technology，NIST)是(shi)指一(yi)種利用物質對(dui)光(guang)的(de)吸收、散射(she)(she)、反射(she)(she)和透(tou)射(she)(she)等(deng)特性來確定其成(cheng)分含量(liang)的(de)一(yi)種無損檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)(shu)，具(ju)有快速、非破壞性、無試劑分析且安全、高效(xiao)，能夠同(tong)時(shi)測(ce)定多種組(zu)分等(deng)優勢。應用近紅外光(guang)譜(pu)技(ji)術(shu)(shu)進行檢(jian)測(ce)分析，是(shi)近年來研究的(de)熱點。

在研(yan)(yan)制近紅外(wai)光(guang)譜(pu)儀的(de)(de)(de)過程中，如何提高信(xin)噪(zao)比(bi)、波(bo)長準(zhun)確(que)性(xing)、穩定性(xing)等，是設備研(yan)(yan)發的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)點。首先，就提高信(xin)噪(zao)比(bi)而(er)言，研(yan)(yan)究人員和用(yong)戶常(chang)常(chang)將其(qi)放(fang)在特別突(tu)出的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)。那(nei)么，信(xin)噪(zao)比(bi)是什么？又為何如此重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)呢？信(xin)噪(zao)比(bi)，又稱訊噪(zao)比(bi)，指的(de)(de)(de)是儀器(qi)中信(xin)號(hao)與噪(zao)聲(sheng)的(de)(de)(de)比(bi)例。對(dui)近紅外(wai)光(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)來說，由于(yu)(yu)儀器(qi)本身是基于(yu)(yu)吸(xi)(xi)(xi)收物含量變化(hua)引起光(guang)譜(pu)吸(xi)(xi)(xi)光(guang)度(du)的(de)(de)(de)微小浮動(dong)來進行(xing)檢測(ce)分(fen)(fen)析(xi)的(de)(de)(de)，信(xin)噪(zao)比(bi)在其(qi)中起著舉足輕重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)作用(yong)。舉例來說，食(shi)物中的(de)(de)(de)蛋(dan)白質，當含量變化(hua)小于(yu)(yu)1%時(shi)(shi)，在最強的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)收波(bo)長處(chu)，吸(xi)(xi)(xi)光(guang)度(du)只變化(hua)0.002。而(er)分(fen)(fen)析(xi)復(fu)雜樣品時(shi)(shi)，往往要(yao)(yao)對(dui)光(guang)譜(pu)數(shu)據進行(xing)各種數(shu)學處(chu)理，就需要(yao)(yao)在高吸(xi)(xi)(xi)光(guang)度(du)的(de)(de)(de)水平下做運算，這時(shi)(shi)儀器(qi)信(xin)噪(zao)比(bi)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)性(xing)也就凸(tu)顯出來了。吸(xi)(xi)(xi)光(guang)度(du)重(zhong)(zhong)復(fu)性(xing)對(dui)近紅外(wai)檢測(ce)來說是一個至關(guan)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)指標(biao)，它直接(jie)影響(xiang)模型(xing)建(jian)立的(de)(de)(de)質量和測(ce)量的(de)(de)(de)準(zhun)確(que)性(xing)，普遍要(yao)(yao)求吸(xi)(xi)(xi)光(guang)度(du)重(zhong)(zhong)復(fu)性(xing)優于(yu)(yu)0.0004A。因此，為了有效(xiao)的(de)(de)(de)提高產(chan)品的(de)(de)(de)信(xin)噪(zao)比(bi)，一般會從接(jie)收器(qi)、適當增大(da)光(guang)譜(pu)寬帶(dai)和采用(yong)單位(wei)面(mian)積發光(guang)效(xiao)率更(geng)高的(de)(de)(de)鎢燈光(guang)源(yuan)三個方面(mian)入(ru)手。

此外，波(bo)長準(zhun)確(que)性和重(zhong)復性也是近(jin)紅(hong)(hong)外光(guang)譜(pu)儀研究(jiu)的重(zhong)點。為了保(bao)證儀器(qi)間校正模型的有效(xiao)傳遞(di)，通(tong)常要求在(zai)長波(bo)近(jin)紅(hong)(hong)外范(fan)圍的波(bo)長準(zhun)確(que)性應優于(yu)(yu)1.0nm，在(zai)短波(bo)近(jin)紅(hong)(hong)外范(fan)圍的準(zhun)確(que)性應高(gao)于(yu)(yu)0.5nm。實現(xian)高(gao)波(bo)長重(zhong)復性跟掃描速(su)度(du)也有一(yi)定關聯，近(jin)紅(hong)(hong)外的掃描速(su)度(du)還(huan)要大(da)于(yu)(yu)紫外可(ke)見光(guang)度(du)計掃描速(su)度(du)幾十(shi)倍以上。要想切實有效(xiao)的提高(gao)波(bo)長準(zhun)確(que)性和重(zhong)復性，可(ke)以從解決光(guang)柵的精(jing)準(zhun)定位(wei)、注(zhu)意不(bu)同材料(liao)之間的熱膨脹系(xi)數等方面入手。

穩(wen)定性(xing)對所(suo)有(you)分析儀(yi)器都不(bu)可或缺(que)，近紅外(wai)(wai)光(guang)譜儀(yi)自然也不(bu)例外(wai)(wai)。目(mu)前近紅外(wai)(wai)光(guang)譜基本都是單光(guang)束類型，光(guang)源(yuan)的(de)波動，接(jie)收器溫(wen)度的(de)漂移(yi)均(jun)直接(jie)體現在光(guang)譜數據(ju)上(shang)。而雙光(guang)束的(de)光(guang)學(xue)設計將(jiang)有(you)效消除光(guang)源(yuan)、接(jie)收器等器件產生(sheng)的(de)漂移(yi)，大幅度提高(gao)儀(yi)器的(de)長期穩(wen)定性(xing)。

在測樣(yang)附(fu)件的(de)要(yao)求上，針對不同(tong)的(de)測量對象，相同(tong)形勢的(de)測樣(yang)附(fu)件設計也(ye)不盡相同(tong)。如(ru)用于漫(man)反射光譜(pu)采集(ji)的(de)附(fu)件有(you)積分球、光桿探(tan)頭等。在吸(xi)光度(du)上，對于同(tong)一(yi)(yi)臺近紅外光譜(pu)儀(yi)(yi)而言，波(bo)長準確性和吸(xi)光度(du)準確性的(de)保證(zheng)有(you)利于建立優秀的(de)校正模型。影響吸(xi)光度(du)線性范圍的(de)儀(yi)(yi)器(qi)因素主(zhu)要(yao)是檢(jian)測器(qi)，此外，噪聲和雜(za)散光也(ye)有(you)一(yi)(yi)定的(de)影響。最后，由于檢(jian)測環境(jing)一(yi)(yi)般(ban)都(dou)是現場環境(jing)，而非實(shi)驗室，儀(yi)(yi)器(qi)需要(yao)一(yi)(yi)定的(de)防護(hu)等級，關鍵部(bu)件要(yao)密(mi)封(feng)且具有(you)防灰塵、耐(nai)高溫(wen)等要(yao)求。

近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)技術(shu)能(neng)夠(gou)用(yong)于多種形態樣(yang)本的(de)測(ce)量(liang)，除(chu)氣(qi)體、液體外(wai)，還(huan)有固(gu)體、半固(gu)體，這是這種特(te)性使(shi)其具有了超(chao)越傳統檢(jian)測(ce)技術(shu)的(de)優(you)勢(shi)，并在(zai)很大程度上節約了檢(jian)測(ce)成本，節省(sheng)了試驗時間。與此同(tong)(tong)(tong)時我們不能(neng)忽略的(de)是，盡管(guan)近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)技術(shu)近年來(lai)發(fa)展勢(shi)頭(tou)迅猛，但也(ye)存在(zai)信噪比低(di)、痕量(liang)分析不適(shi)用(yong)等缺(que)陷。要想實現近紅(hong)外(wai)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)技術(shu)的(de)進(jin)一步(bu)發(fa)展，還(huan)需要科研人員勠力同(tong)(tong)(tong)心，共(gong)同(tong)(tong)(tong)進(jin)步(bu)。