用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別毒品和抗生素的太赫茲光譜.pdf

1、太赫茲(THz，1THz=10<'12>Hz)波是介于毫米波和紅外光之間的電磁輻射，在無線電物理領(lǐng)域稱為亞毫米波(SMMW)，在光學(xué)領(lǐng)域則習(xí)慣稱之為遠(yuǎn)紅外輻射(FIR)。通常所研究的THz波指的是頻率在0.1THz～10THz，波長在30μm～3mm，波數(shù)在3.3～330cm<'-1>之間的電磁波段。THz波作為電磁波譜上新開發(fā)的最后一個(gè)頻率窗口，由于其獨(dú)特的性質(zhì)，使得它在物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、通信、雷達(dá)、安全檢查等各方面都有廣闊的應(yīng)用

2、前景。近十幾年來，隨著超快激光技術(shù)的迅速發(fā)展，為THz脈沖的產(chǎn)生提供了穩(wěn)定、可靠的激發(fā)光源，使THz波的產(chǎn)生和應(yīng)用得到了蓬勃發(fā)展。本論文所開展的工作也是基于THz光譜技術(shù)這一國際前沿課題的研究，主要是在光譜應(yīng)用和識別算法方面進(jìn)行了相關(guān)探索。 本論文的一部分工作是在采用THz時(shí)域光譜技術(shù)對9種常見毒品和6種常見抗生素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究并得到它們在0.2～2.6THz頻率范圍的特征吸收譜的基礎(chǔ)上，首次用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對9種毒品和6種抗生

3、素的THz吸收光譜進(jìn)行了訓(xùn)練和識別，識別結(jié)果充分表明，用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對不同種類毒品和西藥的識別和鑒定，為THz光譜技術(shù)用于毒品的檢測和西藥識別提供了一種有效的方法。 本文的另一部分工作是首次利用自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)(Self-Organizing feature Map，簡稱SOM)對6種抗生素的24個(gè)THz吸收光譜進(jìn)行了聚類分析。SOM通過訓(xùn)練學(xué)習(xí)，能夠?qū)?抗生素的24個(gè)THz吸收光譜進(jìn)行分類。分類結(jié)果表明：SOM作為

4、一種模式分類器，也可以達(dá)到THz特征光譜分類的目的，從而為THz光譜技術(shù)用于毒品和西藥的識別提供另外一種新的方法。 本文的最后一部分是采用THz時(shí)域光譜技術(shù)對不同方法制備的毒品(粉末狀和薄片狀)進(jìn)行了檢測，分別得到它們在THz波段的吸收譜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將樣品制備成片狀與直接對粉末進(jìn)行探測得到的特征峰的位置在去除包裝材料的吸收影響后基本相同。通過分析和對比兩種不同方法制備的毒品樣品的吸收譜，得出樣品制備方法對實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎沒有影響