文档介绍：毕业设计( 论文) 文献综述题 目基于光谱分析的茶叶嫩芽识别方法研究别方法研究专 业光信息科学与技术班 级光信 101 学 号 3100242017 学 生党静指导教师刘 君教授二○一四年 2014 届光信息科学与技术专业毕业设计(文献综述) 1 前言本课题主要是研究基于光谱分析的嫩芽识别方法。随着光谱技术和光谱仪器的发展,获取到的光谱数据质量越来越高,光谱分析技术在农业方面的应用也更加的广泛。光谱分析法是利用植物与土壤、不同植物之间反射的电磁辐射的光谱信息的差异进行识别。自然界的物体对外界电磁辐射发生一定的吸收和反射,把发出或吸收后的光谱按波长大小排列下来就形成了光谱。地面植物具有明显的光谱反射特征,不同于土壤、水体和其他的典型地物,植被对电磁波的响应是由其化学特征和形态学特征决定的, 这种特征与植被的发育、健康状况以及生长条件密切相关。所以目前考虑用光谱分析技术对植物的新老叶片进行识别。本文介绍了光谱技术的概念、发展历程、国内外的应用情况及其发展趋势,另外也介绍了三种典型的光谱仪。光谱分析技术应用前景广阔,引起了国内外众多科技工作者的广泛关注和浓厚的研究兴趣。文献综述将所用到的有关资料集中在一起,使本课题的研究层次更加鲜明,更好地引导此次的毕业论文的完成。 2014 届光信息科学与技术专业毕业设计(文献综述) 2 正文 1光谱技术 光谱技术的概念光谱学是光学的一个分支学科,它主要研究各种物质的光谱的产生及其同物质之间的相互作用。光谱是电磁辐射按照波长的有序排列,根据实验条件的不同,各个辐射波长都具有各自的特征强度。光谱技术按性质可以分为几下几类:发射光谱、吸收光谱、荧光光谱、红外光谱、紫外光谱。光谱学的研究已有一百多年的历史了。光谱学的最大特色之一是许多不可接触和不许损伤的对象,别的仪器和别的方法无能为力时,可以用光谱方法解决问题。典型的如天文对象、高温物体(火焰之类)、放电气体等, 可以说,在分子和原子层次上物质作分析研究,主要是用光谱方法。 20世纪初的物理学革命,是从光谱的实验现象引发的。 光谱技术国内外的发展历程在国外,早在 1666 年,牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种颜色的光谱,并发现白光是由各种颜色的光组成的。 1802 —1815 年,渥拉斯顿、夫琅禾费通过圆孔衍射观察到了光谱线,之后公布了太阳光谱中的许多条暗线,并以字母来命名。 19 世纪 50 年代,瑞典物理学家埃斯特朗探测出氢原子光谱中最强的一条谱线,此后氢原子光谱成为了光谱学研究的一个重要课题。 19 世纪 60 年代,基尔霍夫与本生发展实用光谱学,证明了光谱可以用作定性化学分析的新方法,并利用这种方法发现了当时还未知的几种元素,并且证明了太阳里也存在着许多已知的元素。1885 —1889 年,瑞士科学家巴耳末和瑞典光谱学家里德伯找到一个已知的氢原子诺线位置、碱金属原子光谱系的公式。 1986 年,塞曼把光源放在磁场中来观察磁场对光三重线,发现这些谱线都是偏振的,即称之为塞曼效应。 2014 届光信息科学与技术专业毕业设计(文献综述) 3 在国内,解放后,我国的光谱仪器工业从无到有,由小到大,得到飞跃的发展,且具有一定的规模,与世界先进技术竞争中求生存,社会商品竞赛中得到发展。1958 年开始试制光谱仪器,生产了我国第一台中型石英摄谱仪,大型摄谱仪,单色仪等。中科院光机所开始研究刻制光栅,59年上海光学仪器厂, 63年北京光学仪器厂开始研究刻制光栅, 63年研制光刻成功。1966 —1968 年北京光学仪器厂和上海光学仪器厂先后研制成功中型平面光栅摄谱仪和一米平面光栅摄谱仪及光电直读头。1971 —1972 年由北京第二光学仪器厂研究成功面光栅光量计,结束了我国不能生产光电直读光谱仪的历史。1998 —2004 年,我国成功研制出第一台紫外拉曼光谱仪,解决了国际拉曼光谱领域长期存在的荧光干扰问题, 之后研制成功一台可见全波段共振拉曼光谱仪。 2010 年,我国发现并获得了世界上第一张激发波长低至 177 纳米的深紫外拉曼光谱。这些都展现了我国的光谱技术有了更快更好地发展。 光谱技术的应用目前已有数十个国家和地区从事光谱分析这一领域的研究和开发。 国外光谱技术的应用情况美国德州仪器公司的 Ronald 等人提出使用 DMA(Digital Micro — mirror Array) 作为光谱合成元件的成像光谱仪,降低了仪器成本, 提高了检测速度:但是采用三层结构,加工工艺复杂,导致成品率低,同时受到国外专利保护及技术垄断。美国 Polychromix 公司, Honeywell 研究实验室、桑迪亚国家实验室和麻省理工学院公司联合科研