信息检测技术是控制科学与工程的重要分支。目前,利用太赫兹光谱进行信息检测,特别是对有机物成份组成的检测是一个热点研究领域。其中利用太赫兹光谱对生物分子进行检测分析是非常有价值的基础研究,不但能够加强我们对太赫兹波与生物分子相互作用机理的理解,并且为生物医学、制药和安检等领域的应用和发展提供了前提条件。对生物分子的太赫兹光谱进行处理分析,主要包括对光谱进行量子模拟计算,基于光谱数据对物质成分进行定性定量分析等内容。本文选取了谷氨酰胺、苏氨酸和组氨酸作为研究对象,利用透射式太赫兹时域光谱技术(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)获得它们在0.3-2.6 THz的吸收系数谱、折射率谱和复介电系数谱等。针对氨基酸太赫兹光谱模拟计算和定量分析中存在的问题开展了研究,主要工作和成果包括以下几个方面：1)找到一种更适合氨基酸晶体太赫兹振动模式的量子化学计算方法,即采用固态晶胞模型,并利用基于平面波赝势的广义梯度近似密度泛函WC(PBE with Wu-Cohen exchange)进行第一性原理计算能达到较理想的精度,比已有的报道中对氨基酸的振动模式指认精度更高。利用WC密度泛函理论,采用密度微扰理论分别对谷氨酰胺和苏氨酸进行了晶格动力学计算。对于谷氨酰胺来说,与之前报道的利用B3LYP泛函计算出的振动模式频率相比,本研究中计算得到的频率与实验观测值更加接近。同样,利用WC泛函对苏氨酸振动模式的模拟计算也达到了较高的精度。根据计算结果对谷氨酰胺和苏氨酸进行模式指认,结果表明这两种氨基酸的振动模式均来自于分子间平移,分子间氢键作用,以及官能团的集体弯曲振动。2)提出一种加权多项式迭代拟合算法,对太赫兹吸收谱中的散射基线进行建模和校正。现有的多项式迭代拟合算法可用于光谱中的基线,但是应用到太赫兹吸收谱中,其中确定多项式阶数的确定却没有统一的方法,阶数的不同会导致最终拟合出的基线不相同。本文提出以校正吸收谱的权值是否收敛为判据,来决定多项式阶数。通过判断前后两次阶数不同时,校正谱的权值是否达到收敛来决定是否再继续增加多项式的阶数,如果权值已经达到收敛,阶数不再增加,此时的阶数就为所求的最佳多项式阶数。利用该算法对谷氨酰胺和组氨酸的吸收谱进行校正,校正谱的特征吸收峰值与浓度的线性关系得到了显著改善。3)根据氨基酸固体样品特点,并结合有效介质理论中的CRI模型(Complex Refractive Index)进行推导,得到样品折射率与体积分数之间的线性关系,介电系数、介电损耗与体积分数之间的二次函数关系。制备单一组分氨基酸样品对上述关系式进行验证,得到了较好的结果。利用谷氨酰胺和组氨酸的折射率谱,采用偏最小二乘刚归方法对这两种氨基酸构成的混合样品进行测定,提供了除吸收谱以外的另外一种定量分析方法。