激光誘導(dǎo)熒光探測技術(shù)是主動(dòng)熒光雷達(dá)遙感監(jiān)測基礎(chǔ),而傳統(tǒng)以熒光強(qiáng)度為檢測對象的熒光探測技術(shù)受到外界因素如激發(fā)光強(qiáng)度、環(huán)境光強(qiáng)弱、熒光散射角度等的影響難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙感探測。熒光壽命參數(shù)是熒光光子衰減時(shí)間的反映,它具有穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),利用熒光壽命參數(shù)作為檢測對象可以不受外界環(huán)境光的影響。由于熒光壽命圖譜的可視化、能映射被測熒光物質(zhì)二維空間特征分布,近年來受到廣泛的關(guān)注。因此研究熒光壽命成像探測技術(shù)對解決傳統(tǒng)熒光遙感檢測中易受環(huán)境干擾等問題,實(shí)現(xiàn)大尺度高靈敏度的探測具有重要的科學(xué)研究意義與應(yīng)用價(jià)值。論文針對熒光強(qiáng)度信號檢測易受環(huán)境干擾的問題,提出了利用熒光壽命參數(shù)作為測量對象,設(shè)計(jì)并構(gòu)建了熒光壽命探測成像測量系統(tǒng),并以油類污染物及植物葉綠素等為研究目標(biāo),開展熒光壽命的成像檢測實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)不同物質(zhì)因分子不同,在激光激發(fā)下熒光光譜及熒光壽命不同這一原理,利用熒光光譜和熒光壽命的特異性來檢測區(qū)分不同污染物質(zhì)。針對油類熒光物質(zhì)被脈沖激光激發(fā)產(chǎn)生熒光的現(xiàn)象,提出了利用高速探測成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄熒光信號的衰減過程,利用多指數(shù)衰減函數(shù)的非線性最小二乘法擬合熒光衰減過程,計(jì)算獲得熒光壽命參數(shù),實(shí)現(xiàn)油類的檢測... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究的目的及意義
        1.1.1 石油污染物監(jiān)測
        1.1.2 植被生長環(huán)境監(jiān)測
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)
        1.2.2 熒光壽命顯微成像技術(shù)
    1.3 激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)探測系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
        1.4.1 學(xué)術(shù)構(gòu)想與技術(shù)路線
        1.4.2 章節(jié)安排
    1.5 本章小結(jié)
2 激光誘導(dǎo)熒光檢測技術(shù)
    2.1 激光誘導(dǎo)熒光原理
    2.2 熒光產(chǎn)生機(jī)理模型建立
    2.3 熒光主要特征參量
        2.3.1 熒光強(qiáng)度
        2.3.2 熒光壽命
        2.3.3 熒光光譜形狀、帶寬及峰值位置
    2.4 物質(zhì)熒光現(xiàn)象及特點(diǎn)
        2.4.1 油品熒光特點(diǎn)
        2.4.2 植物葉綠素?zé)晒猬F(xiàn)象及特點(diǎn)
    2.5 本章小結(jié)
3 激光誘導(dǎo)油品熒光壽命探測技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 激光誘導(dǎo)熒光壽命的基本原理
        3.1.1 熒光壽命定義及特性
        3.1.2 熒光壽命的測量原理及仿真分析
    3.2 熒光壽命成像技術(shù)
        3.2.1 頻域法
        3.2.2 時(shí)域法
    3.3 激光誘導(dǎo)熒光壽命成像測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理方法
        3.3.1 熒光壽命成像的測量原理
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)平臺搭建
    3.4 熒光壽命參數(shù)提取
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        3.4.2 利用非線性最小二乘回歸進(jìn)行特征參數(shù)提取
        3.4.3 利用多指數(shù)衰減擬合誤差分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于熒光壽命參數(shù)的油種識別分類研究
    4.1 熒光壽命特征參數(shù)提取方法
        4.1.1 平均熒光壽命
        4.1.2 第二峰位出現(xiàn)時(shí)間
    4.2 基于熒光壽命參數(shù)的支持向量機(jī)油種識別原理
        4.2.1 支持向量機(jī)數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 常用核函數(shù)
    4.3 基于支持向量機(jī)的潤滑油油種識別方法
        4.3.1 核函數(shù)確定
        4.3.2 最優(yōu)參數(shù)的確定
        4.3.3 油品識別結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 熒光壽命圖像的失真原因分析及補(bǔ)償方法研究
    5.1 熒光壽命成像失真原因分析
        5.1.1 激光誘導(dǎo)植物葉片葉綠素?zé)晒鈮勖鼫y量系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)
        5.1.2 激光散斑抖動(dòng)對熒光壽命成像質(zhì)量的影響
    5.2 利用互相關(guān)分析研究圖像失真現(xiàn)象
        5.2.1 互相關(guān)分析原理
        5.2.2 互相關(guān)分析仿真
        5.2.3 利用互相關(guān)分析圖像失真點(diǎn)特性
    5.3 利用位移補(bǔ)償解決熒光壽命圖像失真問題
        5.3.1 位移補(bǔ)償方法
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.3.3 結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)遙感系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真研究
    6.1 熒光雷達(dá)的基本原理
    6.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        6.2.1 發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        6.2.2 接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    6.3 仿真結(jié)果分析
        6.3.1 信噪比的估算
        6.3.2 最小可探測濃度的估算
        6.3.3 系統(tǒng)所需最小激光單脈沖能量估算
        6.3.4 激光單脈沖能量對最小可探測濃度的影響
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的論文



本文編號：3636580