Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Gao Minguang et le professeur associé Li Xiangxian des instituts de sciences physiques de Hefei (HFIPS), de l'Académie chinoise des sciences (CAS), a développé une méthode d'amélioration de la résolution spectrale basée sur la théorie de la prédiction linéaire pour étendre l'application. de la technologie FTIR (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier) dans la détection de substances traces multi-composants à très faible concentration.

Les résultats de recherche pertinents ont été récemment publiés dans la revue Measurement. .

La technique FTIR a été largement appliquée dans des domaines tels que la surveillance de la pollution atmosphérique et les tests de sécurité des aliments et des médicaments. Cependant, la technologie rencontre des difficultés dans la détection de substances ultra-traces multi-composants en raison des limitations de la résolution spectrale. Améliorer efficacement la résolution spectrale de la technologie FTIR sans modifier la structure du spectrographe ni augmenter le volume de l'instrument pose un obstacle technique important limitant son utilisation plus large.

Dans cette étude, les chercheurs ont établi un modèle d'amélioration de la résolution spectrale basé sur la prédiction linéaire et ont proposé des méthodes d'optimisation pour le calcul des paramètres du modèle, la détermination de l'ordre et la prédiction du modèle. L'efficacité du modèle a été validée en comparant les résultats d'amélioration de la résolution avec les spectres haute résolution mesurés par l'instrument Bruker IFS 125, donnant une erreur relative de seulement 0,28 % dans les bandes d'absorption des caractéristiques spectrales.

De plus, divers facteurs associés au signal interférométrique réel peuvent influencer l'efficacité de l'amélioration de la résolution spectrale, notamment le rapport signal/bruit d'origine du signal interférométrique, le facteur d'amélioration du modèle et la résolution initiale.

"Avec l'aide d'une méthode d'amélioration de la résolution spectrale basée sur la prédiction linéaire, nous avons identifié efficacement les gaz à faible concentration dans l'atmosphère et les composants gazeux présentant une absorption croisée dans la région infrarouge moyen", a déclaré Li. "De plus, pour certains gaz, la la précision de l'inversion de concentration peut être considérablement améliorée après l'amélioration de la résolution spectrale."

Cette recherche fournit un soutien théorique précieux et des outils analytiques pour améliorer encore la précision de détection des substances traces multi-composants à très faible concentration, selon l'équipe.

Plus d'informations : Yusheng Qin et al, Amélioration de la haute résolution des spectres de télédétection solaire basée sur une prédiction linéaire en plusieurs étapes, Mesure (2024). DOI :10.1016/j.mesure.2024.114220

Fourni par les Instituts de sciences physiques Hefei, Académie chinoise des sciences