光纖型表面等離子共振系統的信號采集與分析處理.pdf

1、表面等離子共振(SPR)效應被發(fā)現后，便作為一項新的分析技術在生命科學、物理化學、病毒檢測等領域有了廣泛應用。光纖型SPR憑借其體積小、成本低、易集成的特點迅速發(fā)展，有著巨大的市場應用前景和研究價值，所以對于光纖型SPR的信號采集和分析處理就顯的尤為重要。
　　本課題搭建了光纖型SPR檢測系統，主要包括樣品預處理系統，信號采集、數據分析等部分。編寫了相應的測控軟件，實現流程控制、參數設置、信號采集、算法分析等操作，實現了軟硬件相結

2、合。在該測控系統的基礎上，對其中的算法進行了重點研究，主要包括:1）SPR信號濾波算法，采用Savitzky-Golay濾波器對信號進行濾波處理，對濾波器的參數優(yōu)化（擬合階次和窗寬）進行了深入的研究。研究表明，Stein's無偏風險估計(SURE)是均方誤差(MSE)的無偏估計，SURE可以準確估計MSE，通過使SURE最小可達到優(yōu)化參數的目的。2）共振波長計算分析方法，經實際測量了解到經多模光纖傳導后形成的SPR信號特點，只能得到跨度

3、較寬且不尖銳的峰，這樣無疑給信號處理提出了新的要求。為此，本文提出了Fourier級數擬合法結合一維極值搜索方法來解決光纖型共振波長計算問題。經仿真驗證，相對于質心法，經Fourier級數擬合后計算的共振波長準確、穩(wěn)定，能真實的反映實際共振波長，并且對光源的波動不敏感，可測量高濃度溶液信號。實際測量了甘油溶液，通過濃度標定，可實現濃度的測量。課題同時為測控軟件在具體實施時提供了部分軟件解決方案，滿足了科研需要，為光纖型SPR分析提供了有