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环境光学中心在傅里叶红外光谱分辨率增强研究方面取得新进展

发布时间:2024/02/05 来源: 浏览次数:152
       近日,中国科学院合肥物质院安光所高闽光研究员团队在傅里叶(FTIR)红外光谱分辨率增强研究方面取得新进展,相关研究成果分别以《基于线性预测理论的太阳遥感光谱高分辨率增强方法》和《基于线性预测理论的傅立叶光谱分辨率增强算法》为题发表于SCI期刊MEASUREMENT(SCI二区TOP,IF=5.6)和INFRARED PHYSICS & TECHNOLOGY(SCI二区,IF=3.3)。
       FTIR技术以测量速度快、精度高和波段宽的优势,在大气污染监测、食品药品安全检测等诸多领域得到了广泛的应用。然而,由于光谱分辨率的限制,该技术在多组分超痕量物质检测领域面临着挑战,如何在不改变光谱仪结构、不增加仪器重量和体积的前提下有效提高光谱分辨率,成为制约FTIR技术更广泛应用的关键技术难题。
       课题组李相贤副研究员和秦玉胜博士生等通过对FTIR光谱仪干涉特性进行深入研究,开发了一种基于线性预测理论的FTIR光谱分辨率增强算法。通过建立前后项线性预测总体最小二乘法估计模型参数并实现噪声抑制,利用滑动窗口技术减小预测误差并实现干涉信号高精度外推,显著提升了FTIR光谱分辨率增强模型的性能,在不改变干涉仪采样基础上,有效增强了FTIR光谱分辨率。
      该成果有望进一步拓展FTIR技术在多组分超低浓度痕量物质检测等领域的应用前景。
      该研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
      文章链接:https://doi.org/10.1016/j.measurement.2024.114220
      https://doi.org/10.1016/j.infrared.2023.104764
基于线性预测理论的FTIR光谱分辨率增强模型
多组分交叉吸收仿真增强示意图
不同分辨率下的实际干涉信号外推比较
FTIR光谱分辨率增强模型识别实际NO和H2O吸收特征