激光光譜學(xué)在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、自然界中的物質(zhì)由于其原子或者分子結(jié)構(gòu)的不同，具有不同的特征吸收譜或者熒光譜等。通過(guò)對(duì)這些譜線(xiàn)的分析，就可以獲得待測(cè)物質(zhì)種類(lèi)及含量等方面的特征信息。自激光問(wèn)世以來(lái)，激光光譜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療，生物，農(nóng)業(yè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)不同的領(lǐng)域。本論文的主要工作是利用激光光譜技術(shù)開(kāi)展在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用研究，主要包括大氣氣體測(cè)量，農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)監(jiān)測(cè)以及食品安全監(jiān)測(cè)三個(gè)方面的探索性和應(yīng)用性研究。
　　 隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，日益惡化的大氣環(huán)境亟需

2、采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)開(kāi)展大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)和治理。差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)是利用氣體吸收光譜學(xué)技術(shù)探測(cè)大氣污染物的一種先進(jìn)的光學(xué)遙感技術(shù)。通過(guò)探測(cè)氣體吸收波長(zhǎng)以及偏離氣體吸收峰的波長(zhǎng)的激光脈沖的大氣后向散射信號(hào)的強(qiáng)度，來(lái)獲取待測(cè)氣體的空間濃度分布信息。差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣污染物的大范圍、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的三維測(cè)量。本論文中分別利用染料激光器以及光參量振蕩激光器作為光源，開(kāi)展差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)的研究與應(yīng)用。研制了能夠測(cè)量大氣汞含量的差分吸收

3、激光雷達(dá)系統(tǒng)，并利用紫外波段的氧氣吸收信號(hào)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了對(duì)中國(guó)杭州和廣州的大氣污染物—原子汞和—氧化氮分子—的有效測(cè)量，并提出了利用三波長(zhǎng)差分吸收激光雷達(dá)開(kāi)展大氣中的光化學(xué)指示氣體—乙二醛的探索性研究工作。
　　 基于先進(jìn)的激光遙感技術(shù)，本論文將激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的探索性研究。利用激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)及遷徙行為的追蹤，還可以實(shí)現(xiàn)某些昆蟲(chóng)的種類(lèi)鑒別等，為激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)技術(shù)在研究

4、昆蟲(chóng)對(duì)信息素的反應(yīng)等方面指明了方向。
　　 此外，激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)還可以應(yīng)用于食品安全的檢測(cè)。利用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)并結(jié)合特征分量分析法開(kāi)展茶葉種類(lèi)鑒定以及茶葉品質(zhì)的評(píng)估，成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)茉莉花茶的品質(zhì)以及烏龍茶的種類(lèi)的有效評(píng)估。此外，還利用不同波長(zhǎng)的發(fā)光二極管進(jìn)一步開(kāi)展龍井茶茶葉種類(lèi)及品質(zhì)的評(píng)估的研究工作，研制了基于多個(gè)不同波長(zhǎng)發(fā)光二級(jí)管的緊湊的熒光檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)分析不同波長(zhǎng)的發(fā)光二極管激發(fā)出的熒光光譜可以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的茶葉品質(zhì)分析