论文摘要
太赫兹(THz，1THz=1012Hz)波是介于毫米波和红外光之间的电磁辐射，在无线电物理领域称为亚毫米波（SMMW），在光学领域则习惯称之为远红外辐射（FIR）。通常所研究的THz波指的是频率在0.1THz～10THz，波长在30μm～3mm，波数在3.3-330cm-1之间的电磁波段。THz波作为电磁波谱上新开发的最后一个频率窗口，由于其独特的性质，使得它在物理、化学、生物医学、通信、雷达、安全检查等各方面都有广阔的应用前景。近十几年来，随着超快激光技术的迅速发展，为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使THz波的产生和应用得到了蓬勃发展。本论文所开展的工作也是基于THz光谱技术这一国际前沿课题的研究，主要是在光谱应用和识别算法方面进行了相关探索。本论文的一部分工作是在采用THz时域光谱技术对9种常见毒品和6种常见抗生素进行实验研究并得到它们在0.2～2.6THz频率范围的特征吸收谱的基础上，首次用BP神经网络方法对9种毒品和6种抗生素的THz吸收光谱进行了训练和识别，识别结果充分表明，用BP神经网络可以实现对不同种类毒品和西药的识别和鉴定，为THz光谱技术用于毒品的检测和西药识别提供了一种有效的方法。本文的另一部分工作是首次利用自组织特征映射神经网（Self-Organizing feature Map，简称SOM）对6种抗生素的24个THz吸收光谱进行了聚类分析。SOM通过训练学习，能够对6抗生素的24个THz吸收光谱进行分类。分类结果表明：SOM作为一种模式分类器，也可以达到THz特征光谱分类的目的，从而为THz光谱技术用于毒品和西药的识别提供另外一种新的方法。本文的最后一部分是采用THz时域光谱技术对不同方法制备的毒品（粉末状和薄片状）进行了检测，分别得到它们在THz波段的吸收谱。实验结果发现，将样品制备成片状与直接对粉末进行探测得到的特征峰的位置在去除包装材料的吸收影响后基本相同。通过分析和对比两种不同方法制备的毒品样品的吸收谱，得出样品制备方法对实验结果几乎没有影响，进一步保证了样品制备方案的有效性和简单可行性。同时也对两种流通毒品进行了探测，并对实验结果进行了讨论。