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山东大学研制微区光谱系统 助力深空返回样品精细矿物学研究
2026年04月27日 14:05:53
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4211
山东大学行星科学团队成功研制微区可见-近红外光谱及成像系统（Micro-VNIR），突破传统光谱仪无法开展毫米级地外样品微区分析的技术瓶颈。该系统已成功应用于月球陨石研究，揭示其复杂演化历史，为未来深空返回样品精细分析提供了可靠技术支撑。
近日，山东大学行星科学团队在深空探测领域地外样品可见-近红外光谱微区探测技术与应用方面取得重要进展。该团队成功研制出微区可见-近红外光谱及成像系统(Micro-VNIR)，为未来月球、小行星及火星返回样品的矿物学研究提供了创新性技术路径和实验平台。相关研究成果以 "Development of Micro-VNIR system and applications for lunar meteorites" 为题发表于国际光谱学领域权威期刊《Spectrochimica Acta Part A-Molecular and Biomolecular Spectroscopy》。
随着我国嫦娥五号/六号、天问二号/三号等深空探测任务的不断推进，我国已经或即将获取大量来自月球、小行星和火星的珍贵样品。这些样品的精细矿物分布特征，对于揭示天体的成因、环境演化历史至关重要。然而，目前广泛使用的可见-近红外(VNIR)光谱设备通常只能在厘米尺度上进行测量，无法满足毫米级颗粒和岩屑的微区分析需求。
针对这一技术瓶颈，山东大学空间科学攀登团队行星科学课题组创新性设计并开发了一套与地物光谱仪(ASD)耦合的微区可见-近红外光谱及成像系统。该系统将VNIR光谱探测光路与微区成像光路融合，实现了两项关键技术突破：一是能够获得直径约700微米的微区VNIR光谱数据；二是可以在1.56微米的空间分辨率下同步拍摄 3×3 毫米的高清微区图像。
为了验证Micro-VNIR系统的性能，研究团队选用了含水硫酸铁、顽火辉石、蒙脱石和橄榄石等多种标准矿物样品开展了系统的对比测试与实验验证。实验结果显示，该微区系统在不损失光谱保真度和分辨能力的前提下，有效弥补了传统常规光谱仪在微区显微成像方面的不足。
在此基础上，研究团队进一步将该Micro-VNIR系统实际应用于两块月球陨石(NWA 8127 和 NWA 8687)的精细矿物学分析。借助该系统，团队成功从样品中采集到橄榄石、低钙辉石和高钙辉石等不同矿物的光谱吸收特征，以及不同矿物的微区分布规律。通过对这些数据的深入分析，研究人员进一步确认了这些陨石经历了月幔结晶岩浆作用和多次撞击熔融的复杂演化历史。
该研究表明，Micro-VNIR系统可同步获取地外物质的微区光谱和显微图像，为未来深空返回样品的精细矿物学研究提供了可靠的实验支撑。这项技术的成功研发，将有助于科学家更准确地分析地外样品的矿物组成和分布特征，从而深入理解太阳系天体的形成和演化过程。
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