用神經(jīng)網(wǎng)絡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，在無線電物理領域稱為亞毫米波(SMMW)，在光學領域則習慣稱之為遠紅外輻射(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)的最后一個頻率窗口，由于其獨特的性質(zhì)，使得它在物理、化學、生物醫(yī)學、通信、雷達、安全檢查等各方面都有廣闊的應用

2、前景。近十幾年來，隨著超快激光技術的迅速發(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光譜技術這一國際前沿課題的研究，主要是在光譜應用和識別算法方面進行了相關探索。 本論文的一部分工作是在采用THz時域光譜技術對9種常見毒品和6種常見抗生素進行實驗研究并得到它們在0.2～2.6THz頻率范圍的特征吸收譜的基礎上，首次用BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法對9種毒品和6種抗生

3、素的THz吸收光譜進行了訓練和識別，識別結(jié)果充分表明，用BP神經(jīng)網(wǎng)絡可以實現(xiàn)對不同種類毒品和西藥的識別和鑒定，為THz光譜技術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THz吸收光譜進行了聚類分析。SOM通過訓練學習，能夠?qū)?抗生素的24個THz吸收光譜進行分類。分類結(jié)果表明：SOM作為

4、一種模式分類器，也可以達到THz特征光譜分類的目的，從而為THz光譜技術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時域光譜技術對不同方法制備的毒品(粉末狀和薄片狀)進行了檢測，分別得到它們在THz波段的吸收譜。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將樣品制備成片狀與直接對粉末進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驗結(jié)果幾乎沒有影響