光声信号的时间特征分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

背景和现状

对于光声信号的时间特征分析，说广泛一点也就是对于光声效应的研究，用光照射某种媒质时，由于媒质对光吸收会使其每部的温度发生改变从而引起媒质内部某些区域的结构和体积发生变化，而当采用脉冲光源或者调制光源的时候，媒质温度的升降会引起其体积的涨缩，因而可以向外辐射声波，这种物质受到周期性强度调制的光照射产生声信号的现象叫光声效应。光声效应是A.G.Bell于1880年他在用光线电话向美国科学院陈述科学进展的时候发现的，最初在固体试样中，后来在气体和液体试样中也观察到了同样的现象。目前,对海洋的开发和利用已提高到国家战略要求,脉冲激光光致声波有望在海洋探测中发挥作用,已成为当今科学研究中非常有意义的工作之一，并且日常生活中也有广泛的应用，例如光声效应应用于无创血糖检测，以及光声成像，检验粉煤灰中未燃烧碳含量等等。国内对于光声信号的研究也十分的广泛，其中对于光声成像的研究，基于光声效应的无创血糖检测的研究等等，应用于生活的各个方面，也取得了不错的成果与进展。国外对于光声信号的研究比较的广泛且深入，已经出现的技术有光声谱技术，光声显微镜技术，光声多普勒技术，其中最为主要的还是应用于生物医疗，以及检测方面。目的及意义光声信号中包含不同机理产生的信号，通过适当的分析方法可以将不同机理产生的激光信号从时间与特性中分开，以对信号特征及产生机理做出深入分析。利用傅里叶分析与时频分析方法获取光声信号的时间特征，频率特征，时频特征，进而确定信号的产生机理。我们对于光声信号的傅里叶分析以及时频分析能够让我们更好的了解光声信号的特性以及光声信号的产生机理，明白其中的规律从而让我们可以利用光声效应更好的服务于我们的生活以及科学研究当中。比如对于光声谱技术，光声显微镜技术，光声多普勒技术都十分的有用，对于这些应用的提高有很大的帮助，加深了对光声效应机理的理解，也可以让我们发现更多应用于人们日常生活中的科学技术，也可以减少现有科学技术产品的成本，使得高科产品更好的服务于人们日常生活中。

2. 研究的基本内容与方案

采用调qnd yag脉冲激光器，脉冲激光通过聚焦系统在水下实现光击穿，高功率脉冲激光在水下进行聚焦，当聚焦的区域的功率密度达到一定的值，就会在水介质中出现光击穿现象，水介质被击穿后就会在击穿区域产生等离子体，等离子体吸收激光能量对外膨胀，由于等离子体的高温高压特性，在膨胀的过程中水介质会出现气化现象，同时在边缘区域会出现辐射冲击波，我们采用检测器来检测这个过程中产生的激光光声信号，实验装置系统如图1所示。

图1 实验装置系统图

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需光声信号特征。光声信号特征的表达方式及傅里叶时频分析方法，信号特征与产生机理之间的关系。确定方案，完成开题报告。

第4－8周：获取光声信号的时间特征，完成画图、傅里叶分析、时频分析。

第9－13周：完成信号时间特性及其与信号产生机理之间的关系相关性分析。

4. 参考文献（12篇以上）

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