正如應(yīng)用所述，紫外視覺是馴鹿生存的關(guān)鍵。海洋光學(xué)與許多研究人員合作，研究了紫外線視覺在鳥類、爬行動(dòng)物和其他動(dòng)物中的重要性。
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除了極快的速度和耐力之外，圣誕老人的馴鹿還有什么共同點(diǎn)？在本應(yīng)用說明中，我們使用反射光譜學(xué)來研究馴鹿遇到的食物和捕食者的紫外線特性。
在 12 月 24 日晚上，我們都知道，馴鹿將在世界各地運(yùn)送數(shù)十億份假日禮品的物流中發(fā)揮關(guān)鍵作用。沒有馴鹿，人們醒來就無法在圣誕樹下找到禮物。但是，正如我們最近發(fā)現(xiàn)的，無論是馴鹿如何找到食物，還是馴鹿如何避免成為食物，我們從光譜學(xué)中能夠了解到的馴鹿生存信息要比從圣誕老人那里了解到的要多。
Reindeer and UV Vision
馴鹿生活在歐洲、亞洲及北美的北部地區(qū)，最喜歡的食物為地衣。絕大多數(shù)動(dòng)物能與馴鹿共存，但有一些狼喜歡狩獵馴鹿作為自己的食物。那么馴鹿如何在這樣的環(huán)境中生存，尋找稀缺食物、避免掠食者的呢？
其實(shí)，馴鹿可以看到光譜紫外區(qū)域的一些更“深入”的信息。
紫外線視覺對馴鹿意味著什么？為了找到答案，我們從馴鹿經(jīng)常出沒的北方地區(qū)的幾種動(dòng)物身上采集了毛皮樣本，包括兩種類型的狼以及一系列不對馴鹿捕食的動(dòng)物（圖 1）。我們還采集了一些用于類似分析的許可樣品。
我們從馴鹿經(jīng)常光顧的北部地區(qū)的幾種動(dòng)物身上采集了毛皮樣本，包括兩種狼和一些對馴鹿非掠食性的動(dòng)物。同時(shí)，還采集了一些地衣樣本進(jìn)行分析。
使用Ocean HDX-XR光譜儀、WS-1標(biāo)準(zhǔn)反射板、DH-2000-BAL氘鎢燈光源和QR400反射探頭（如圖），獲得了毛皮和地衣樣品的寬帶反射光譜，以觀察對能夠在較短UV波長下區(qū)分樣本的動(dòng)物來說它們是什么樣子。
為更好放大寬帶光譜的差異，反射測量在OceanView吸光度模式下進(jìn)行，并通過標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變換處理數(shù)據(jù)，以歸一化響應(yīng)。
我們觀察到，馴鹿的掠奪者和食物比其食物和馴鹿的非掠食性動(dòng)物具有更強(qiáng)的紫外光譜響應(yīng)，這將使馴鹿在白雪皚皚中看得更清楚（圖3）。
注：地衣來自 Josh’s Frogs Lichen 。這些外套來自由野生動(dòng)物生物學(xué)家創(chuàng)辦的莫斯科 Hide & Fur 公司。莫斯科 Hide 和 Fur 及其員工堅(jiān)信，作為美麗且無限可再生的自然資源，他們的產(chǎn)品采購和對野生動(dòng)物的負(fù)責(zé)任管理符合道德標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)符合道德標(biāo)準(zhǔn)的采購詳細(xì)政策， 請?jiān)L問他們的 網(wǎng)站 。
白熾燈和LED
Incandescent lamp & LED
圣誕假日期間，周圍充滿了五顏六色的燈光，滿滿的喜慶、歡樂的氣氛。隨現(xiàn)代照明行業(yè)的發(fā)展，LED憑借其功耗低、效率高和顏色豐富的優(yōu)點(diǎn)已成為照明的主流。
使用Ocean-FX-VIS-NIR光譜儀、FOIS-1積分球、600μmVis-NIR光纖和OceanView軟件測試了20串彩色白熾燈和LED燈（如圖4）。同時(shí)使用HL-3P為輻射通量校準(zhǔn)光源，以絕對光譜輻射通量（μW/nm）從每串中獲取每種顏色的三個(gè)燈泡的光譜數(shù)據(jù)。
圖5為白熾燈在短波近紅外區(qū)域(>700 nm)具有最高強(qiáng)度的寬帶光譜。這些光超出了人眼視覺感知的范圍并產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致燈泡升溫。
據(jù)美國能源部數(shù)據(jù)，白熾燈泡發(fā)出的能量中有90%是熱量。同時(shí)，我們注意到白熾燈泡的光譜圖看起來像高通濾光片的光譜。這種光譜分布來自于濾光片玻璃護(hù)罩，玻璃護(hù)罩使白熾燈呈現(xiàn)出不同的美麗顏色。
圖6為LED燈帶在短波NIR區(qū)域700nm具有窄帶發(fā)射峰。它產(chǎn)生的熱量很少，比白熾燈更節(jié)能。與白熾燈泡在絕對光譜輻射通量的功率相比，LED產(chǎn)生的強(qiáng)度要高得多。出現(xiàn)這種強(qiáng)度差異是因?yàn)長ED燈泡直接從燈泡產(chǎn)生顏色，而不是使用濾光片從發(fā)光燈絲中選擇所需的波長。
海洋光學(xué)
祝大家
圣誕快樂