科學(xué)島團(tuán)隊在傅里葉紅外光譜分辨率增強研究方面取得新進(jìn)展

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)隊在傅里葉(FTIR)紅外光譜分辨率增強研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果分別以《基于線性預(yù)測理論的太陽遙感光譜高分辨率增強方法》和《基于線性預(yù)測理論的傅立葉光譜分辨率增強算法》為題發(fā)表于SCI期刊 MEASUREMENT 和 INFRARED PHYSICS & TECHNOLOGY。
FTIR技術(shù)以測量速度快、精度高和波段寬的優(yōu)勢，在大氣污染監(jiān)測、食品藥品安全檢測等諸多領(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)測理論的FTIR光譜分辨率增強算法。通過建立前后項線性預(yù)測總體最小二乘法估計模型參數(shù)并實現(xiàn)噪聲抑制，利用滑動窗口技術(shù)減小預(yù)測誤差并實現(xiàn)干涉信號高精度外推，顯著提升了FTIR光譜分辨率增強模型的性能，在不改變干涉儀采樣基礎(chǔ)上，有效增強了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)檢測等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

基于線性預(yù)測理論的FTIR光譜分辨率增強模型

多組分交叉吸收仿真增強示意圖

不同分辨率下的實際干涉信號外推比較

FTIR光譜分辨率增強模型識別實際NO和H 2O吸收特征