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太赫兹波在电磁波谱中处于微波与远红外之间,频率为0.1到10THz(1THz=1012Hz)。太赫兹波的能量很低,不会对人和被检对象造成伤害,能够对易燃易爆物质进行检测;此外,太赫兹波具有指纹性,这是由于很多化学物质的分子内基团振动和分子间作用力(范德瓦尔斯力、氢键等)落在太赫兹频段内,所以很多物质的太赫兹光谱有明显的特征性。基于太赫兹波的以上特性,其在化学物质检测与鉴别方面有广阔的应用前景,相关学者在这方面也做了很多研究。在太赫兹光谱的定量分析方面,国内外研究较少涉及,也很少对光谱建模区间的选择进行讨论和分析。为获得最优的回归模型、提高定量分析精度,区间选择具有重要的意义。本文以太赫兹时域光谱(THz-TDS)为基础,结合化学计量学理论,在农药光谱定量分析和分类方面做了一些研究工作。本文主要的工作和创新点如下:(1)本文首先阐述了课题的背景、研究意义和目的;再者,介绍了传统的物质鉴别方法和太赫兹技术的优势和特性。然后,重点介绍了国内外太赫兹技术的发展现状。(2)重点介绍了THz-TDS的结构、工作原理以及重要参数。然后,本文描述了基于菲涅尔公式的农药样品光学参数提取模型,该模型将时域光谱转化为频域吸收系数谱和折射率谱。(3)在定量分析方面,利用偏最小二乘法(PLS)对橙子和氨基磺酸铵的混合物作了定量分析,取得了较好的分析效果。此外,引入区间偏最小二乘(iPLS)、反向区间偏最小二乘(biPLS)和移动窗口偏最小二乘(mwPLS)对两组农药混合物(噻菌灵和除草醚)的太赫兹光谱进行建模分析。PLS模型建立在整个光谱区间上,其它三种方法则在整个光谱上进行区间选择。此外,本文还讨论和分析了模型区间宽度对于建模效果的影响。定量分析中,混合样品的农药质量分数最低达到了1.11%。(4)在农药分类方面,利用小波包直接对四种杀菌剂的太赫兹时域光谱进行分解,提取时域光谱各频段的能量谱;将能量谱作为特征向量,利用聚类分析法实现了杀菌剂的分类,分类准确率达到了100%。论文最后对农药太赫兹光谱定量分析和分类方面的研究作了总结,并讨论了太赫兹光谱后续研究和需要改进的问题。