激光光譜學(xué)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用.pdf

1、自然界中的物質(zhì)由于其原子或者分子結(jié)構(gòu)的不同，具有不同的特征吸收譜或者熒光譜等。通過對這些譜線的分析，就可以獲得待測物質(zhì)種類及含量等方面的特征信息。自激光問世以來，激光光譜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療，生物，農(nóng)業(yè)，環(huán)境監(jiān)測等各個不同的領(lǐng)域。本論文的主要工作是利用激光光譜技術(shù)開展在環(huán)境監(jiān)測方面的應(yīng)用研究，主要包括大氣氣體測量，農(nóng)業(yè)害蟲監(jiān)測以及食品安全監(jiān)測三個方面的探索性和應(yīng)用性研究。
　　 隨著中國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，日益惡化的大氣環(huán)境亟需

2、采用先進(jìn)的技術(shù)來開展大氣環(huán)境的監(jiān)測和治理。差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)是利用氣體吸收光譜學(xué)技術(shù)探測大氣污染物的一種先進(jìn)的光學(xué)遙感技術(shù)。通過探測氣體吸收波長以及偏離氣體吸收峰的波長的激光脈沖的大氣后向散射信號的強(qiáng)度，來獲取待測氣體的空間濃度分布信息。差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)可以實現(xiàn)對大氣污染物的大范圍、實時、動態(tài)的三維測量。本論文中分別利用染料激光器以及光參量振蕩激光器作為光源，開展差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)的研究與應(yīng)用。研制了能夠測量大氣汞含量的差分吸收

3、激光雷達(dá)系統(tǒng)，并利用紫外波段的氧氣吸收信號對雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行驗證，實現(xiàn)了對中國杭州和廣州的大氣污染物—原子汞和—氧化氮分子—的有效測量，并提出了利用三波長差分吸收激光雷達(dá)開展大氣中的光化學(xué)指示氣體—乙二醛的探索性研究工作。
　　 基于先進(jìn)的激光遙感技術(shù)，本論文將激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)害蟲的探索性研究。利用激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)技術(shù)可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)害蟲的運動及遷徙行為的追蹤，還可以實現(xiàn)某些昆蟲的種類鑒別等，為激光誘導(dǎo)熒光雷達(dá)技術(shù)在研究

4、昆蟲對信息素的反應(yīng)等方面指明了方向。
　　 此外，激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)還可以應(yīng)用于食品安全的檢測。利用激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)并結(jié)合特征分量分析法開展茶葉種類鑒定以及茶葉品質(zhì)的評估，成功的實現(xiàn)了對茉莉花茶的品質(zhì)以及烏龍茶的種類的有效評估。此外，還利用不同波長的發(fā)光二極管進(jìn)一步開展龍井茶茶葉種類及品質(zhì)的評估的研究工作，研制了基于多個不同波長發(fā)光二級管的緊湊的熒光檢測系統(tǒng)。通過分析不同波長的發(fā)光二極管激發(fā)出的熒光光譜可以實現(xiàn)更準(zhǔn)確的茶葉品質(zhì)分析