基于小波分析的太赫兹光谱信号分析研究

发布时间：2023-03-18 16:00

　　太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是一个获取物质信息的重要检测技术,已在多个领域得到应用。基于太赫兹波独特的性质,物质在太赫兹波段的光谱蕴藏着极其丰富的物理、化学信息,因此太赫兹光谱技术有着巨大的应用价值。如何从太赫兹光谱中提取物质的有用信息,这就需要采取适合的方法对光谱信号进行分析。分析物质的太赫兹光谱时,最常用的方法是定性和定量分析。但是,受系统噪声和水蒸气吸收的干扰,如果我们对太赫兹光谱不进行预处理,消除这些干扰,那么会使定性和定量分析的结果产生较大误差,甚至无法从太赫兹光谱中提取出特征信息。本文我们引入了小波分析的方法对测量得到的太赫兹光谱信号进行预处理,减小甚至消除噪声影响,随后对处理过的光谱用于定性或定量分析。论文的具体工作内容有两部分:第一,本文利用太赫兹时域光谱系统分别对空气环境下(湿度35%)和氮气环境下(湿度3%)的山梨酸钾、麦芽糖的太赫兹光谱进行了探测,并对光谱做了分析。随后,以氮气环境下的吸收谱做为参照,利用小波变换对山梨酸钾和麦芽糖在空气环境下的光谱数据进行去噪,并且用相对偏差和均方根偏差衡量去噪效果。此外,还对小波去噪过程小波分解层数、阈值函数和最佳小波基...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 太赫兹波技术的研究现状
        1.2.2 小波分析技术的研究现状
    1.3 论文研究内容及章节安排
        1.3.1 论文的研究内容
        1.3.2 章节安排
    1.4 本章小结
第二章 太赫兹时域光谱技术
    2.1 太赫兹波的产生与探测
        2.1.1 太赫兹波的产生方法
        2.1.2 太赫兹波的探测方法
    2.2 透射式THz-TDS系统
    2.3 样品光学参数的获取
    2.4 样品制备及测量
        2.4.1 样品制备具体过程
        2.4.2 样品测量
    2.5 本章小结
第三章 小波变换理论
    3.1 小波变换基本理论
        3.1.1 连续小波变换
        3.1.2 离散小波变换
        3.1.3 多分辨分析
    3.2 小波变换用于信号去噪
        3.2.1 现有去噪方法介绍
        3.2.2 阈值的选取
        3.2.3 小波基的选择
    3.3 本章小结
第四章 小波变换在太赫兹时域光谱检测与分析中的应用
    4.1 样品的制备和测量
    4.2 样品的THz光谱实验结果分析
        4.2.1 光谱预处理
        4.2.2 山梨酸钾的THz光谱实验结果分析
        4.2.3 麦芽糖的THz光谱实验结果分析
    4.3 样品的THz光谱的小波变换分析
        4.3.1 山梨酸钾的THz光谱的小波变换分析
        4.3.2 对小波变换处理结果的评价
        4.3.3 麦芽糖的THz光谱的小波变换分析
    4.4 本章小结
第五章 小波变换在麦芽糖太赫兹时域光谱物质定量分析中的应用
    5.1 定量分析方法原理
        5.1.1 一元线性回归
        5.1.2 偏最小二乘回归
        5.1.3 模型评价标准
    5.2 基于小波变换的麦芽糖光谱信号定量分析
        5.2.1 麦芽糖和聚乙烯混合物的吸收谱
        5.2.2 定量分析结果
        5.2.3 基于小波变换的麦芽糖定量分析结果
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3763433