隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高,健康問題成為了人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的食品藥品檢測方法往往存在檢測時(shí)間長、流程復(fù)雜、可能破壞樣品成分等問題。因此,快速、安全的檢測手段顯得尤為重要。太赫茲波是頻率范圍為0.1¹0THz的電磁輻射,處于電子學(xué)向光子學(xué)過渡的交叉區(qū)域,該頻段可以用于觀測分子間的作用力、晶格振動(dòng)、分子集體振動(dòng)等微觀過程,近些年來被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、生物材料等領(lǐng)域的定性和定量研究。本文利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)對食品和藥品領(lǐng)域常用的幾種化合物分子進(jìn)行光譜測量,結(jié)合量子化學(xué)計(jì)算對化合物孤立分子、聚合物（二聚體）、晶胞等體系進(jìn)行仿真,并完成對相應(yīng)特征峰的振動(dòng)模式指認(rèn);研究了手性化合物的太赫茲光譜鑒別;研究了幾種植物提取物的太赫茲光譜;對幾類中藥材進(jìn)行測定,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法完成光譜數(shù)據(jù)聚類可視化和分類分析。主要做了如下研究:（1）研究了幾種小分子化合物的太赫茲光譜。以食品領(lǐng)域常用的苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸為例,分別利用B3LYP泛函與B3PW91泛函對它們的單分子、二聚體結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真,并把分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的鍵長鍵角參數(shù)與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較,對實(shí)驗(yàn)與... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲電磁波在電磁波譜中的位置

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6第二章太赫茲時(shí)域光譜檢測與分析基礎(chǔ)2.1太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)2.1.1太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)（THz-TDS）是一種高新光譜技術(shù)，適用于生物分子、通信、醫(yī)學(xué)檢測等諸多領(lǐng)域的研究[1]，具有很高的應(yīng)用研究價(jià)值。在THz-TDS技術(shù)中，脈沖太赫茲輻射的產(chǎn)生與探測技術(shù)至關(guān)重要，常用的產(chǎn)生脈沖太赫茲輻射的手段是光電導(dǎo)與光整流[41]。這兩種激發(fā)機(jī)制都是利用飛秒激光器作為照射源，光電導(dǎo)主要作用在半導(dǎo)體材料表面，光整流主要作用于非線性介質(zhì)內(nèi)[42]，前者的得到的太赫茲輻射較后者更強(qiáng)，但是波譜范圍更窄。與之對應(yīng)，常用的脈沖太赫茲探測手段是光電導(dǎo)采樣與電光采樣[42]。圖2-1太赫茲時(shí)域光譜及其原理圖（透射）在THz-TDS系統(tǒng)中，目前最常見的是透射式與反射式這兩種。典型的THz-TDS系統(tǒng)主要包括飛秒激光器作為光源、太赫茲輻射產(chǎn)生裝置和相應(yīng)的探測系統(tǒng)，以及時(shí)間延遲控制系統(tǒng)四個(gè)部分[43]。本文實(shí)驗(yàn)中用的太赫茲光譜儀是英國TeraviewTPS3000系列，該系統(tǒng)中安裝的飛秒激光器是由德國公司MenloSystems生產(chǎn)的飛秒光纖激光器，重復(fù)頻率為100MHz，輸出功率大于65mW。本文采用的是透射式THz-TDS系統(tǒng)，如圖2-1所示，飛秒激光脈沖經(jīng)分束鏡作用分為泵浦光和探測光兩束光，泵浦光能量較探測光大，用于激發(fā)光導(dǎo)發(fā)射器表面產(chǎn)生太赫茲波，太赫茲透過樣品后并到達(dá)探測裝置，探測光則經(jīng)由時(shí)間延遲系統(tǒng)與攜帶樣品信息的太赫茲波共線通過探測裝置，探測信號(hào)輸入鎖相放大器，進(jìn)一步被計(jì)算機(jī)接收處理。在整個(gè)過程中，通過調(diào)節(jié)延遲系統(tǒng)的光路位置，改變

第二章太赫茲時(shí)域光譜檢測與分析基礎(chǔ)9十分重要的一步。箱線圖是1977年由美國的統(tǒng)計(jì)學(xué)家約翰·圖基(JohnTukey)提出的一種識(shí)別數(shù)據(jù)中異常值的方法[45]，相較于服從3法以及Z分?jǐn)?shù)法而言，箱線圖法沒有假定數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，而是客觀地展現(xiàn)真實(shí)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文主要將箱線圖應(yīng)用于于高維光譜數(shù)據(jù)中，通過對同類樣本高維特征中異常特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將異常特征比較多的樣本找出來，并結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程，考慮剔除該樣本。箱線圖原圖理如圖2-2所示。圖2-2箱線圖示意圖箱線圖是由樣本的半四分位距來度量的[45]，包括最小值、上四位分?jǐn)?shù)Q3，中位數(shù)（Q2），下四分位數(shù)（Q1）和最大值五個(gè)統(tǒng)計(jì)量[46]，將樣本數(shù)據(jù)按照升序排列，按照樣本數(shù)量占比25%，50%，75%分別為下四分位數(shù)，中位數(shù)，上四分位數(shù)。四分位距IQR為：IQR=上四分位數(shù)Q3-下四分位數(shù)Q1箱線圖法中數(shù)據(jù)大于Q3+k*IQR和小于Q1-k*IQR定義為異常值，本文將k取為1.5，圖中紅色圓點(diǎn)為異常點(diǎn)。2.2.2數(shù)據(jù)的特征提取高維光譜數(shù)據(jù)特征維度大，容易造成數(shù)據(jù)冗余。特征提取是對光譜測量數(shù)據(jù)成分的分解、重組和選擇的過程[47]，其目的是尋找最能表現(xiàn)數(shù)據(jù)特點(diǎn)的特征來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮與降維，對建立一個(gè)穩(wěn)定性好、誤差孝效率高的分類模型或聚類分析有著重要的意義。在從高維映射到低維的過程中，盡可能選擇攜帶樣本信息

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3373340