Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el Prof. Gao Minguang y el Prof. Asociado Li Xiangxian de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha desarrollado un método de mejora de la resolución espectral basado en la teoría de predicción lineal para ampliar la aplicación. de la tecnología FTIR (espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier) en la detección de sustancias traza multicomponentes de concentración ultrabaja.
Los resultados relevantes de la investigación se publicaron recientemente en la revista Measurement. .
La técnica FTIR se ha aplicado ampliamente en campos como el monitoreo de la contaminación atmosférica y las pruebas de seguridad de alimentos y medicamentos. Sin embargo, la tecnología encuentra dificultades en la detección de sustancias ultratraza multicomponentes debido a limitaciones en la resolución espectral. Mejorar efectivamente la resolución espectral en la tecnología FTIR sin cambiar la estructura del espectrógrafo o aumentar el volumen del instrumento plantea una barrera técnica importante que restringe su uso más amplio.
En este estudio, los investigadores establecieron un modelo de mejora de la resolución espectral basado en la predicción lineal y propusieron métodos de optimización para el cálculo de los parámetros del modelo, la determinación del orden y la predicción del modelo. La eficacia del modelo se validó comparando los resultados de mejora de la resolución con los espectros de alta resolución medidos con el instrumento Bruker IFS 125, lo que arrojó un error relativo de sólo el 0,28 % en las bandas de absorción de características espectrales.
Además, varios factores asociados con la señal interferométrica real pueden influir en la efectividad de la mejora de la resolución espectral, incluida la relación señal-ruido original de la señal interferométrica, el factor de mejora del modelo y la resolución inicial.
"Con la ayuda del método de mejora de la resolución espectral basado en predicción lineal, identificamos efectivamente gases de baja concentración en la atmósfera y componentes de gas que exhiben absorción cruzada en la región del infrarrojo medio", dijo Li, "Además, para ciertos gases, la La precisión de la inversión de concentración se puede mejorar significativamente después de mejorar la resolución espectral."
Según el equipo, esta investigación proporciona un valioso apoyo teórico y herramientas analíticas para mejorar aún más la precisión de la detección de sustancias traza de múltiples componentes de concentración ultrabaja.
Más información: Yusheng Qin et al, Alta resolución mejorada de los espectros de teledetección solar basada en predicción lineal de varios pasos, Medición (2024). DOI:10.1016/j.medición.2024.114220
Proporcionado por los Institutos Hefei de Ciencias Físicas, Academia China de Ciencias
