安光所在傅里葉紅外光譜分辨率增強(qiáng)研究方面取得新進(jìn)展
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所高閩光研究員團(tuán)隊(duì)在傅里葉(FTIR)紅外光譜分辨率增強(qiáng)研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果分別以《基于線性預(yù)測(cè)理論的太陽遙感光譜高分辨率增強(qiáng)方法》和《基于線性預(yù)測(cè)理論的傅立葉光譜分辨率增強(qiáng)算法》為題發(fā)表于SCI期刊MEASUREMENT(SCI二區(qū)TOP，IF=5.6)和INFRARED PHYSICS & TECHNOLOGY(SCI二區(qū)，IF=3.3)。
FTIR技術(shù)以測(cè)量速度快、精度高和波段寬的優(yōu)勢(shì)，在大氣污染監(jiān)測(cè)、食品藥品安全檢測(cè)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于光譜分辨率的限制，該技術(shù)在多組分超痕量物質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域面臨著挑戰(zhàn)，如何在不改變光譜儀結(jié)構(gòu)、不增加儀器重量和體積的前提下有效提高光譜分辨率，成為制約FTIR技術(shù)更廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)難題。
課題組李相賢副研究員和秦玉勝博士生等通過對(duì)FTIR光譜儀干涉特性進(jìn)行深入研究，開發(fā)了一種基于線性預(yù)測(cè)理論的FTIR光譜分辨率增強(qiáng)算法。通過建立前后項(xiàng)線性預(yù)測(cè)總體最小二乘法估計(jì)模型參數(shù)并實(shí)現(xiàn)噪聲抑制，利用滑動(dòng)窗口技術(shù)減小預(yù)測(cè)誤差并實(shí)現(xiàn)干涉信號(hào)高精度外推，顯著提升了FTIR光譜分辨率增強(qiáng)模型的性能，在不改變干涉儀采樣基礎(chǔ)上，有效增強(qiáng)了FTIR光譜分辨率。
該成果有望進(jìn)一步拓展FTIR技術(shù)在多組分超低濃度痕量物質(zhì)檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
該研究成果得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
基于線性預(yù)測(cè)理論的FTIR光譜分辨率增強(qiáng)模型
多組分交叉吸收仿真增強(qiáng)示意圖
不同分辨率下的實(shí)際干涉信號(hào)外推比較
FTIR光譜分辨率增強(qiáng)模型識(shí)別實(shí)際NO和H2O吸收特征
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