基于太赫茲時域光譜的物質(zhì)定性鑒別和定量分析方法研究.pdf

1、作者簡介陳濤，廣西桂林人。2007年畢業(yè)于杭州電子科技大學獲學士學位。2010年畢業(yè)于桂林電子科技大學獲碩士學位。2010年8月進入西安電子科技大學攻讀博士學位。導師：莫瑋教授、李智教授。主要研究方向：太赫茲科學技術及應用、自動測試與控制系統(tǒng)。代表性成果及經(jīng)歷：已在((SpectrochimActaA》、《儀器儀表學報》、《光譜學與光譜分析》等權威、核心刊物和國際重要學術會議發(fā)表學術論文多篇。TaoChenwasbominGuilin，

2、GuangxiProvince，China，in1984HereceivedhisBEngdegreeinElectricalEngineeringandAutomationfromHangzhouDianziUniversityHangzhou，Chinain2007，theMEngdegreeinDetectionTechnologyandAutomaticEquipmentfromGuilinUniversityofElectro

3、nicTechnologyGuilin，China，in2010HehasbeenpursuingthePhDdegreeinTest&MeasurementTechnologyandInstrumentsatXidianUniversityXi’an，China，sinceAugust2010Hiscurrentresearchinterestsincludeterahertzscienceandtechnologyanditsapp

4、lications，andautomatictestandcontrolsystemHehasseveraljournalandconferencepaperspublishedortobepublishedinChineseJournalofScientificInstrumentSpectrochimicaActaPanA：MolecularandBiomolecularSpectroscopy，SpectroscopyandSpe

5、ctralAnalysis，etc摘要捅要太赫茲(THz)波是目前國際學術界公認的一個非常重要的前沿熱點領域。由于THz波具有較強的光譜分辨本領以及良好的透視性和安全性，THz技術被認為在物質(zhì)檢測方面具有廣闊的應用前景。太赫茲時域光譜(THzTDS)技術是基于飛秒超快激光技術的THz波段光譜測量新技術，它是目前應用THz波研究物質(zhì)的主要技術之一。本文對基于THzTDS技術的物質(zhì)定性鑒別和定量分析方法進行了系統(tǒng)研究，所取得的主要研究成果為

6、：1對THzTDS技術在安全檢查領域中的爆炸物探測和識別方法進行了研究。提出了一種基于模糊聚類分析的模糊模式識別方法，成功應用于爆炸物的THz光譜分類和識別中。通過對多種單質(zhì)炸藥和混合炸藥及幾種可能與它們混淆的物質(zhì)的THz特征吸收光譜進行研究，提取它們在O2～22THz頻率范圍內(nèi)4個相對較強的特征吸收峰作為分類識別的特征參數(shù)。首先，用基于模糊等價關系的模糊聚類分析方法對這幾種物質(zhì)的THz特征吸收譜進行聚類訓練，獲得樣品分類并形成標準TH

7、z吸收光譜模型庫；然后，選用與訓練樣本主體成分相同的兩種物品作為待識別對象，采用基于擇近原則的模糊模式識別方法進行了成功識別。研究結果表明，基于模糊聚類分析的模糊模式識別方法對THz吸收譜具有較強的相似特征聚類功能和較高的識別率，為THz光譜技術用于爆炸物的檢測和識別提供了一種有效的方法。2對THzTDS技術在無損檢測和質(zhì)量控制領域中的物質(zhì)定性鑒別方法進行了研究。首次嘗試將主成分分析(PCA)和模糊模式識別相結合的方法應用于生物分子的T

8、Hz光譜識別中，并以一些典型氨基酸和糖類生物分子的THz透射譜作為實驗樣本證明了此方法的可行性。首先，應用主成分分析法對原始光譜變量進行降維處理，提取生物分子樣品的THz光譜特征信息，獲得樣品分類并形成標準THz光譜模型庫；然后，用選取的主成分得分矩陣代替原始光譜變量輸入模糊模式識別模型中，采用基于擇近原則的模糊識別方法對樣品進行了成功識別。研究結果表明，以生物分子的THz光譜作為數(shù)據(jù)特征，采用主成分分析與模糊模式識別相結合的方法實現(xiàn)生