什么是近红外光？近红外光谱原理

近红外光（Near Infrared，NIR）是介于可见光（VIS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，其波长范围通常为780-2526nm。习惯上，近红外区又可进一步划分为近红外短波（780-1100nm）和近红外长波（1100-2526nm）两个区域。

近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱，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这一特性赋予了近红外光较强的穿透能力。

分子中的化学键，如C-H、N-H、O-H等，都在不断地振动，这些振动具有特定的频率。当分子受到特定频率的红外光照射时，如果红外光的频率与分子振动的固有频率相匹配，分子就会吸收光子的能量，使振动能量升高，从基态跃迁到激发态。

在近红外区域，主要记录的是含氢基团X-H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收。倍频是指分子从基态振动能级跃迁到第二、第三等激发态所产生的吸收；合频则是由两个或多个不同振动模式组合产生的吸收。例如，对于0-H键，除了在红外区有基本振动吸收外，在近红外区还存在由O-H键的伸缩振动与弯曲振动组合产生的倍频和合频吸收峰。由于不同的有机物含有不同的基团，不同的基团具有不同的能级，并且同一基团在不同物理化学环境中对近红外光的吸收波长也有明显差别，同时近红外光的吸收系数小、发热少，因此近红外光谱可作为获取物质组成和分子结构信息的有效载体。

当用连续改变频率的近红外光照射葡萄样品时，由于葡萄中不同成分对不同频率近红外光的选择性吸收，透过样品后的近红外光线在某些波长范围内会变弱，透射出来的红外光线就携带了葡萄内部有机物组分和结构的信息。通过光谱仪中的探测器分析透射或反射光线的光密度，就可以确定葡萄中某些成分的含量，从而实现对葡萄内部品质的检测。例如，通过检测葡萄中糖分（主要含C-H、O-H基团）、酸度（含O-H等基团）等成分在近红外光谱上的特征吸收峰，建立光谱特征与这些品质指标之间的数学模型，就能够对葡萄的糖度、酸度等内部品质进行定量分析。