本文關(guān)鍵詞：熒光標(biāo)記技術(shù)在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《陜西師范大學(xué)》 2015年

微弱熒光信號(hào)檢測(cè)及處理技術(shù)研究

吳哲  

【摘要】：微弱熒光分析方法是一種新型的高靈敏度光譜化學(xué)分析方法。它在農(nóng)業(yè),工業(yè),醫(yī)學(xué),材料科學(xué),環(huán)境科學(xué),情報(bào)科學(xué)等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用日益廣泛。熒光信號(hào)一般非常微弱,且淹沒于噪聲之中,為實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與處理,必須設(shè)計(jì)一套特殊的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng),最大限度改善信噪比,實(shí)現(xiàn)信號(hào)低噪放大,才能夠從微弱熒光信號(hào)或其變化量中提取有用信息。本論文研究?jī)?nèi)容是國(guó)家重大儀器產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目“系列高效超靈敏隱藏爆炸物探測(cè)儀及多功能水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的產(chǎn)業(yè)化與后續(xù)開發(fā)”的一部分,主要進(jìn)行“高效超靈敏隱藏爆炸物探測(cè)儀”的產(chǎn)業(yè)化研究,做了以下幾方面工作：(1)設(shè)計(jì)了一套微弱熒光信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)。對(duì)常用光敏器件的特性進(jìn)行對(duì)比分析,選取了SiPM作為光電轉(zhuǎn)換核心器件；分析了SiPM的結(jié)構(gòu)特性、主要性能參數(shù),對(duì)倍增增益與溫度的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)分析；設(shè)計(jì)了SiPM的高壓偏置產(chǎn)生電路以及低噪前置放大模塊；對(duì)微弱信號(hào)檢測(cè)中的取樣積分方法進(jìn)行了理論研究,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了取樣積分模塊,并將其成功的應(yīng)用于本檢測(cè)系統(tǒng)。(2)研究了溫度因素對(duì)微弱熒光檢測(cè)系統(tǒng)性能的影響以及相關(guān)的溫度補(bǔ)償方法。分析了偏壓與SiPM增益的關(guān)系,設(shè)計(jì)了通過偏壓補(bǔ)償SiPM器件增益的溫度補(bǔ)償電路；分析了熒光薄膜的溫度特性,在此基礎(chǔ)上,給出了一種通過曲線擬合方法實(shí)時(shí)矯正采樣信號(hào)的熒光薄膜溫度補(bǔ)償方法。(3)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)中微弱熒光信號(hào)進(jìn)行了濾波處理。設(shè)計(jì)了FIR數(shù)字濾波器,有效濾除了工頻噪聲干擾和激發(fā)光脈沖頻率的干擾噪聲；設(shè)計(jì)了滑動(dòng)低通濾波器,進(jìn)一步濾除了檢測(cè)系統(tǒng)部分高頻噪聲。此外,對(duì)熒光爆炸物探測(cè)儀器熒光猝滅信息的鑒別方法進(jìn)行了研究,提出了幾種鑒別熒光猝滅反應(yīng)的算法,高效、可靠地鑒別了所發(fā)生的熒光猝滅現(xiàn)象。(4)對(duì)微弱熒光信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試。分別測(cè)試了SiPM低噪前置放大模塊、取樣積分模塊以及整機(jī)的工作性能。同時(shí),使用本系統(tǒng)對(duì)常見爆炸物進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)。本論文的研究成果實(shí)際運(yùn)用于“手持式熒光爆炸物探測(cè)儀器的研制及其產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目。目前,這款手持式熒光爆炸物探測(cè)儀器的生產(chǎn)樣機(jī)已經(jīng)研制成功,并經(jīng)過了嚴(yán)格的性能測(cè)試和工業(yè)測(cè)試,相關(guān)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到工業(yè)級(jí)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。不久前,該產(chǎn)品已經(jīng)在新疆,西藏,非洲等地進(jìn)行實(shí)地檢測(cè),實(shí)測(cè)結(jié)果表明,其性能已達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH74
【目錄】：

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