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太赫兹(Terahertz,THz)波是指频率在0.1-10THz(波长为30-3000μm)范围内的电磁波,结合了电子学和光学的优势,具有安全性、指纹性、穿透性、对水的吸收性、高信噪比等特性。太赫兹时域光谱技术(Terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)是利用飞秒脉冲产生皮秒级时间分辨的太赫兹电场,获得物质的时域光谱图,进一步可算出样品的吸收率等参数的技术。太赫兹波非侵入和非电离的特性使得其在医学成像、无损检测、以及物质鉴别等领域都有着非常广阔的应用前景。本文首先对太赫兹的相关理论进行介绍,然后尝试搭建THz-TDS系统,通过菌落无损生存状态评估及菌种鉴别两个方面的工作对太赫兹时域光谱成像技术和太赫兹时域光谱检测技术进行研究。一是对不同光学参数的太赫兹时域光谱图像进行对比、讨论和分析,通过强度和反射率图像进行菌落无损生存状态评估,研究太赫兹时域光谱成像技术。采用反射成像模式对样本菌落进行强度和反射率成像,综合对比和分析强度和反射率图像,并且对强度和反射率数据进行取值,做出0.2-2 THz频率范围内四种菌种的强度和反射率谱线进行分析。记录下每个时间段的菌落图像并进行生长率、含水率和死亡率等一系列参数的计算进行定量分析,最后得到结果:图像直观观察与菌落实际统计数据完全吻合,反射率图像与可见光图像边缘拟合性高,更适用于菌落无损生存状态评估。二是通过太赫兹时域光谱提取样品的折射系数和吸收系数等指纹性信息,结和支持向量机对菌种进行分类,研究太赫兹时域光谱检测技术。在THz波段内,物质的吸收与色散特性均呈现指纹性。利用太赫兹时域光谱检测技术进行菌种检测是直接以菌落作为实验对象,简化样品制备流程,将样品准备时间缩短5倍以上。通过对样本采取加热干燥、压片的方式减少水分对太赫兹时域光谱检测结果的影响。得到结论:虽然处理过后的样本仍然含有水分(THz波的吸收率较高),且样本为复杂混合物,达不到THz指纹谱的要求,但是仍可以看到四种菌种的强度谱和反射率谱差异性明显,包含的菌种特异性信息。利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型对四种菌种的强度谱进行分类识别,当半径参数σ2≥0.3,正则化系数γ≥0.9时,准确率可以达到100%,证明THz强度谱包含了不同菌落的特征,也验证了 THz-TDS系统用于菌落直接鉴别的可行性。