植物生长调节剂的太赫兹光谱检测与分析

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对五种植物生长调节剂在室温环境下的THz光谱进行测定,提取了五种植物生长调节剂在THz波段的折射率和吸收系数.利用Gaussian03软件分别对五种样品的单分子模型进行了吸收模拟,实验结果和模拟结果可以较好的对应.验证了THz-TDS在植物生长调节剂残留检测领域的可行性.     

爆炸物太赫兹谱的研究

对单质炸药环RDX以及多种以RDX为主体成分的混合炸药进行了不同形态样品的太赫兹(THz)谱的实验测量. 利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)给了在0.2-2.5THz范围内炸药样品在不同形态下的吸收系数.结果发现,单质炸药RDX,以及多种以RDX为主体成分的混合炸药具有相同的特征吸收峰;聚乙烯没有特征吸收峰;炸药粉末状样品对THz的吸收相对于片状的样品来说较强.实验结果显示,利用THz-TDS技术可以对单质炸药以及以其为主体成分的混合炸药进行检测和识别.     

基于THz-TDS技术的豆科牧草种子的鉴定识别

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对豆科牧草种子样品进行实验测试,得到了百脉根、柠条、毛苕籽、沙打旺和羊柴五种常见的牧草种子在太赫兹波段的时域谱,通过快速傅里叶变换得到频域谱,进而得到各牧草种子样品的吸收系数、折射率等光学参数.发现在0.2-1.4THz有效频域范围内,样品的吸收系数谱线以不同的斜率单调递增,样品的平均折射率在1.45-1.71之间,且彼此之间有较大的差异.同时利用偏最小二乘法回归(PLSR)分别对五种豆科牧草的35个样本的吸收系数和折射率做了模型的建立和统计分析.结果表明,利用折射率建立的PLS模型预测效果最好,其相关系数(R)和均方根误差(RMSE)分别为0.9983和0.3157,更能准确鉴定未知样品的种类.研究表明,太赫兹时域光谱技术结合统计分析方法可以作为无损鉴定牧草种子真伪和识别牧草种子种类的一种有效手段,不仅丰富了牧草种子的检测手段,而且有望发展建立标准检测的数据库,最终实现快速、批量、经济鉴定识别牧草种子的目的.     

钡铁氧体的太赫兹时域光谱

利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了钡铁氧体和Al 掺杂钡铁氧体样品, 并利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)对样品进行了测试. 结果表明, 样品吸收谱在 0~1.2 THz 频段内随着频率的增大而增大, 钡铁氧体的折射率随频率的增大而减小; Al 掺杂的钡铁氧体样品的折射率随频率的增大而增大, 且Al 的掺杂导致钡铁氧体THz波段的折射率减小.     

苯丙氨酸的太赫兹光谱测试与理论研究

采用太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术,在室温氮气环境下对固态苯丙氨酸进行了光谱测试,获得了样品在THz波段的特征吸收谱,发现苯丙氨酸样品在有效光谱范围（0.2～2.2 THz）内有两个明显的特征吸收峰,分别位于1.23和1.99THz处.用从头算理论,在HF/6-31G水平下对苯丙氨酸分子进行结构优化和频率计算,得到了样品在0.1～10 THz的振动频谱.在有效光谱范围内,理论计算结果与实验相互对应且符合较好,同时根据计算结果对实验中特征吸收的振动模式进行了指认.     

对羟基苯甲酸酯类物质的太赫兹光谱特性研究

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术检测了对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯和对羟基苯甲酸丁酯的时域光谱,通过傅里叶变换获得其在0.30～2.40 THz频段的频域光谱和透射光谱,进而得到这4种物质的折射率谱、吸收谱和介电函数谱.同时,检测了对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸乙酯以不同比例混合的样品光谱特性,为THz-TDS技术用以鉴别混合物质中的特定物质方法奠定基础,也为安全检测防腐剂提供了重要依据.     

汽油的太赫兹时域光谱特性研究

本文应用太赫兹时域光谱技术研究了不同型号汽油在0.28-2.1THz波段的光学性质,采用快速傅里叶变换得到样品的吸收谱和折射率谱.同时,运用傅里叶变换红外光谱装置测定了样品的中红外吸收谱.比较两种实验结果可知,不同型号汽油在太赫兹波段有明显的峰位位移和相对峰强改变,且吸收谱带展宽,说明样品在太赫兹波段比在中红外波段更具有吸收活性.太赫兹技术可作为中红外等光谱技术的互补手段,研究汽油组成的特性及鉴别其结构的细微变化等.     

基于卷积神经网络的石英纤维复合材料损伤缺陷太赫兹智能识别

利用太赫兹时域光谱对石英纤维复合材料(quartz fiber reinforced polymer, QFRP)内部分层缺陷进行检测,通过搭建一维卷积神经网络模型,实现不同位置和不同深度损伤缺陷的准确识别,验证结果准确率在90%以上.根据识别结果构建复合材料的缺陷检测图像与实际太赫兹成像图结果一致,且具有高清晰度和对比度.太赫兹技术结合卷积神经网络能够实现非极性材料的智能识别.     

杀菌剂类农药的太赫兹光谱分类万法

提出一种新的针对杀菌剂类农药太赫兹光谱的分类方法,即用小波包变换来对杀菌剂太赫兹光谱进行特征提取,然后用欧式距离法对4种农药进行分类.太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是一种由超快激光技术快速发展起来的无损检测技术,利用太赫兹时域光谱系统对4种杀菌剂,即福美铁、多菌灵、克菌丹、噻菌灵进行了检测,得到了4种药品的太赫兹时域光谱.用小波包对农药时域光谱进行分解,计算小波包能量谱,并把能量谱作为聚类分析的特征向量,用欧式距离法对杀菌剂太赫兹光谱进行分类,实验结果表明,该方法可以有效地对杀菌剂进行分类.     

太赫兹技术在纺织检测中的应用

太赫兹波(THz)是一个位于微波与红外辐射间特定波段的电磁辐射的统称。近年来,随着固态震荡器与超快激光等技术的发展,提供了稳定可靠的太赫兹发射源,使得太赫兹技术有了飞速发展,在国民经济各领域有了广泛应用。本文简要介绍THz波的主要性质和产生原理,并从纺织材料检测及鉴别等方面介绍了THz波在纺织检测的应用前景。     

全光纤耦合异步光学采样THz-TDS系统

针对传统THz-TDS系统利用机械步进延迟线进行采样扫描的方式获取太赫兹时域谱使得检测信号速度慢等缺点,设计了全光纤耦合快速异步光学扫描THz-TDS系统,该系统利用以锁相环(PLL)和直接频率合成器(DDS)为核心的电子系统精确控制两台飞秒激光器重复频率,使之有较小的固定频差,使两台飞秒激光器的脉冲之间产生周期性呈线性增长的相位延迟,实现了一个脉冲对另一个脉冲的毫秒级快速扫描. 结果表明,该系统对太赫兹脉冲的扫描时间缩短为2ms,实际采样频率可达到1GHz. 有效解决了以往太赫兹光谱检测速度慢、便携性差等问题,从而进一步拓展了太赫兹光谱测量的应用范围.      

基于太赫兹时域光谱的橙子和多菌灵成分的定量研究

利用太赫兹时域光谱技术对橙子和多菌灵混合样品进行检测,获得混合样品的太赫兹(THz)时域波形;对其进行傅里叶变换,采用菲涅尔公式计算折射率和吸收谱,最后以各样品的吸收谱为研究对象,利用多元线性回归技术进行定量分析研究,获得多菌灵和橙子组分含量。研究结果表明:多菌灵和橙子组分含量的相对误差均小于7%;太赫兹时域光谱技术能够用于水果与农药混合物的定量分析研究,同时,本实验也为该技术应用于农产品农药鉴别检测提供了借鉴。     

基于THz时域光谱技术的水果杀菌剂农药检测与鉴别

利用太赫兹时域光谱技术对3种水果样品及其与杀菌剂农药混合的样品分别进行THz光谱测试,获得它们在0.2~1.5 THz波段的THz时域数据,计算它们的折射率和吸收系数谱。提取其特征THz吸收光谱,分析水果与噻菌灵样品在不同农药含量条件下吸收系数的变化规律。结果表明:THz吸收谱中吸收峰的位置和幅值随样品种类和含量不同存在差别;为提高光谱的区分度,将3种水果样品的THz吸收光谱的一阶导数作为分类特征数据,用主成分方法(Principal Component Analysis,PCA)进行鉴别,样品类别鉴别正确率可达100%。     

基于振动信号降噪的钢板件损伤定位

为了实现汽车船舶等行业中钢板件的结构健康监测,针对冲击、碰撞损伤发生时的振动信号,提出了一种结合小波包阈值降噪(WPT)和集合经验模态分解(EEMD)降噪的方法来提高损伤源的定位精度。首先,设计了动态环境下钢板件的冲击损伤试验系统并进行实验方案设计,采集了损伤时刻数据;其次,通过对损伤信号进行WPT-EEMD降噪有效提高信噪比,并利用阈值检测获得信号到达各传感器的时间;最后,基于延时叠加算法,完成了钢板件中损伤区域的定位成像。实验结果表明,该方法可在动态环境下有效定位出钢板件上冲击损伤发生的位置,为解决动态无损监测问题提供了思路。     

Characterization of cocrystals formed by grinding amino acids through terahertz time-domain spectroscopy

In this paper,we used terahertz time-domain spectroscopy(THz-TDS)over a range of 0.3–2.5 THz to investigate the formation of solid-state cocrystals of amino acids,formed by grinding mixtures of two different kinds of amino acids.For comparison,we prepared dual-layer samples,combined by pressing two single-component pellets together without grinding.In the ground-mixture samples,some extra absorption peaks appeared,different from the characteristic peaks of the pure components,but these peaks did not appear in the dual-layer samples.Thus,these extra absorption peaks in the THz range are unique features of cocrystals.From our results,we believe that THz-TDS is a promising technique to characterize cocrystals.     

地沟油的Terahertz波谱检测方法初探

利用Terahertz(THz,太赫兹)波谱技术测量了两种地沟油(反复烹炸过的大豆油和花生油)及其对照用的植物油(未使用过的大豆油和花生油)在(0—3.0)THz范围内的时域谱和频域吸收谱,并通过实验得到两组油的折射率、吸收系数等重要光学参数。采用太赫兹时域光谱分析技术(THz-TDS)对波谱进行显示和分析,分析结果表明两组油中反复烹炸过的油和未使用过的油在此波段的波谱和光学特性显著不同,并且会随着频率的增加而变化,表明经过高温的植物油可以通过这种方法与相应的未使用过的植物油进行鉴别,这为利用太赫兹波谱技术检测地沟油提供了重要的理论依据。