| 【中文题名】 | 拉曼光谱系统设计及基于遗传算法的光谱数据分析研究 |
| 【英文题名】 | Research of System Design of Raman System and Raman Spectroscopy Data Analysis Based on Genetic Algorithm |
| 【学科专业】 | 电路与系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2004-7-28 |
| 【中关键词】 | 拉曼光谱,系统设计,遗传算法,光谱分析,数据处理, |
| 【英关键词】 | Raman Spectroscopy,System Design,Genetic Algorithm,Spectrum Analysis,Data Processing, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>> |
| 【论文摘要】 |
拉曼光谱是一种分子散射光谱，通过与分子相互作用的光子产生的表征分子振动或转动能级差的特征频移，来反映分子结构或成分的信息。每种物质都有对应的“指纹”拉曼光谱，其强度在其他条件一定的情况下与物质浓度成正比，据此可实现对物质的结构、成分、浓度等的检测。用拉曼光谱来实现物质的分析检测具有很多突出优越性，如实现简单，设备成本较低，检测范围宽广，实现对样品无损多组分同时检测，低浓度样品检测，微量样品分析，实时分析，实地检测等，利用光纤还可以实现远距离在线分析。用拉曼光谱实现定性和定量检测的关键是精确的光谱测量系统和高效的计算机控制和数据分析技术，尤其是其中多组分物质拉曼光谱的分析还是一个有待深入研究的课题。
本文首先对拉曼光谱的主要原理，包括拉曼光谱的产生机理、拉曼散射的经典理论和量子理论、定量分析基础等进行了介绍。接着分别介绍了各种新兴的拉曼光谱技术如近红外-傅立叶变换拉曼光谱(NIR-FT Raman)、激光共振拉曼光谱(RRS)、表面增强拉曼光谱(SERS)、显微拉曼光谱及共焦显微拉曼光谱，光纤拉曼光谱等，简述了拉曼光谱在化学和材料科学、医药学、生物科学、法庭和鉴定科学、工业生产、环境保护、... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-8 |
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第一章 绪论 |
8-15 |
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1.1 研究的目的和意义 |
8-9 |
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1.2 拉曼光谱发展简史 |
9-11 |
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1.3 国内外现状 |
11-14 |
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1.3.1 拉曼光谱仪 |
11-12 |
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1.3.2 拉曼光谱数据处理和分析技术 |
12-14 |
|
1.4 本文的主要内容 |
14-15 |
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第二章 拉曼光谱基本原理及应用 |
15-30 |
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2.1 拉曼光谱基本原理 |
15-23 |
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2.1.1 概述 |
15-17 |
|
2.1.2 拉曼散射的经典理论 |
17-20 |
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2.1.3 拉曼散射的量子理论 |
20-22 |
|
2.1.4 拉曼光谱进行定量分析的基础 |
22-23 |
|
2.2 拉曼光谱新技术 |
23-27 |
|
2.2.1 近红外-傅立叶变换拉曼光谱 |
23-24 |
|
2.2.2 激光共振拉曼光谱 |
24-25 |
|
2.2.3 表面增强拉曼光谱 |
25 |
|
2.2.4 显微拉曼光谱及共焦显微拉曼光谱 |
25-26 |
|
2.2.5 光纤拉曼技术 |
26-27 |
|
2.3 拉曼光谱的应用 |
27-30 |
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第三章 拉曼光谱水质分析系统设计 |
30-40 |
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3.1 拉曼光谱实验系统 |
30-31 |
|
3.2 系统设计 |
31-37 |
|
3.2.1 基本目的与设计要求 |
31 |
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3.2.2 系统组成 |
31-37 |
|
3.3 谱仪的调试 |
37-40 |
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第四章 遗传算法用于多组分样品拉曼光谱分析 |
40-62 |
|
4.1 引言 |
40-41 |
|
4.2 遗传算法概述 |
41-46 |
|
4.2.1 基本概念 |
41-42 |
|
4.2.2 标准遗传算法的基本流程 |
42-43 |
|
4.2.3 标准遗传算法的要素 |
43-45 |
|
4.2.4 遗传算法的特点 |
45-46 |
|
4.3 算法实现 |
46-60 |
|
4.3.1 实验环境 |
46 |
|
4.3.2 数据的取得与预处理 |
46-47 |
|
4.3.3 算法设计 |
47-51 |
|
4.3.4 结果与讨论 |
51-60 |
|
4.4 小结 |
60-62 |
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第五章 结束语 |
62-64 |
|
参考文献 |
64-67 |
|
致谢 |
67-68 |
|
攻硕期间发表的论文 |
68-69 |
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附录1 文中用到的矿石单质拉曼光谱图 |
69-71 |
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附录2 遗传算法主程序清单 |
71-84 |
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RAMAN.H |
71-73 |
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RAMAN.C |
73-84 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387025 |
