拉曼光譜系統(tǒng)設(shè)計及基于遺傳算法的光譜數(shù)據(jù)分析研究.pdf

1、拉曼光譜是一種分子散射光譜,通過與分子相互作用的光子產(chǎn)生的表征分子振動或轉(zhuǎn)動能級差的特征頻移,來反映分子結(jié)構(gòu)或成分的信息.每種物質(zhì)都有對應(yīng)的"指紋"拉曼光譜,其強(qiáng)度在其他條件一定的情況下與物質(zhì)濃度成正比,據(jù)此可實現(xiàn)對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、成分、濃度等的檢測.用拉曼光譜來實現(xiàn)物質(zhì)的分析檢測具有很多突出優(yōu)越性,如實現(xiàn)簡單,設(shè)備成本較低,檢測范圍寬廣,實現(xiàn)對樣品無損多組分同時檢測,低濃度樣品檢測,微量樣品分析,實時分析,實地檢測等,利用光纖還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)

2、距離在線分析.用拉曼光譜實現(xiàn)定性和定量檢測的關(guān)鍵是精確的光譜測量系統(tǒng)和高效的計算機(jī)控制和數(shù)據(jù)分析技術(shù),尤其是其中多組分物質(zhì)拉曼光譜的分析還是一個有待深入研究的課題.該文首先對拉曼光譜的主要原理,包括拉曼光譜的產(chǎn)生機(jī)理、拉曼散射的經(jīng)典理論和量子理論、定量分析基礎(chǔ)等進(jìn)行了介紹.接著分別介紹了各種新興的拉曼光譜技術(shù)如近紅外-傅立葉變換拉曼光譜(NIR-FT Raman)、激光共振拉曼光譜(RRS)、表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)、顯微拉曼光譜及

3、共焦顯微拉曼光譜,光纖拉曼光譜等,簡述了拉曼光譜在化學(xué)和材料科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、生物科學(xué)、法庭和鑒定科學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)考古等各個領(lǐng)域的應(yīng)用情況.第三章里,在現(xiàn)代拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,該文采用分立元件設(shè)計了一套簡單的拉曼光譜系統(tǒng),并對其中關(guān)鍵部件CCD的重要參數(shù)的校準(zhǔn)方法和實現(xiàn)進(jìn)行了討論.第四章中首先對遺傳算法的基本概念、流程、要素和特點進(jìn)行了介紹,然后采用自己設(shè)計的遺傳算法程序?qū)?0個組分的混合礦石樣品進(jìn)行了分析,對同一條件下算