木材的太赫兹波光谱特性及参数提取算法研究

发布时间：2017-01-06 10:53

  本文关键词：木材的太赫兹波光谱特性及参数提取算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《东北林业大学》 2015年

木材的太赫兹波光谱特性及参数提取算法研究

马欣然  

【摘要】：太赫兹辐射是指在电磁波谱中振荡频率在1THz(1 THz=1012Hz)左右的电磁辐射。由于其具有的透视性、安全性、光谱分辨能力等诸多性质,太赫兹技术在光谱研究、透射成像和无损检测等众多领域获得了重要的应用。但由于一些限制太赫兹辐射应用的因素,使得在很长的一段时间里太赫兹辐射一直被称作电磁波谱的太赫兹空隙,相比之下,位于其两侧的其他电磁辐射则早已被广泛地应用在光谱、成像、探测、通信等众多领域。太赫兹时域光谱和太赫兹成像是太赫兹技术在实际应用中的两种重要方法和手段,并对太赫兹技术的发展起到至关重要的作用。本论文将太赫兹技术应用于森林、木材工业,采用透射型太赫兹时域光谱系统,主要研究了太赫兹吸收谱相关参数(折射率、吸收系数和双折射)的提取原理,研究了木材在太赫兹波段范围内的光学参数的提取算法。研究内容主要围绕以下三个方面：(1)在T.D.Dornet等人提出的提取材料光学参数的模型的基础上,研究了从太赫兹时域波形中提取木材的光学参数(折射率和吸收系数)的原理和方法,并对如何得到木材的其他物理参数(双折射)进行了探讨。由于木材的光学参数是木材表征及其他一些研究工作的基础数据,所以得到木材在太赫兹波段范围内的光学参数,有利于我们更好地了解太赫兹波与木材介质的相互作用机理,了解太赫兹波在木材中的传播特性,可以为鉴别木种打下基础。(2)利用木材的双折射性质,将木材构造成双折射元件(四分之一波片和半波片),用于远红外频率分析。此外,研究通过对双折射的测量来实现对木材内优先纤维取向的测定,可以将其应用于定向刨花板、纸制品等工业中,例如在定向刨花板(OSB)工业中,可以测量并控制OSB大块刨花的取向和密度,最大限度的提高OSB强度,产生显著的成本节约。(3)对太赫兹光谱成像方法进行了研究,为将来进一步检测木材内部隐藏缺陷打下基础。如果在加工之前实现对木材内部隐藏缺陷的非破坏性检测和诊断,并获取其准确的位置和大小尺寸的信息,将有望提高木材产品的质量和价值。研究太赫兹技术,对实现森林及木材资源的高效利用具有实际意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S781;O441.4
【目录】：

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