近日，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所研究員張誌榮團隊在激光吸收光譜技術（TDLAS）氣體(ti) 檢測譜線混疊幹擾與(yu) 分離研究方麵取得進展，相關(guan) 研究成果分別發表在Sensors and Actuators B: Chemical和Optics Express上。

　　可調諧半導體(ti) 激光吸收光譜技術（TDLAS）是最常用的氣體(ti) 檢測方法，具有結構簡單、響應速度快、操作容易等優(you) 點，已經被廣泛應用於(yu) 環境監測、醫學診斷、工業(ye) 過程監測等領域。但是，工業(ye) 、煤礦、油氣等特殊場景中，不僅(jin) 包含非常複雜的氣體(ti) 組分，而且氣體(ti) 組分含量差別巨大，以至於(yu) 激光吸收光譜技術檢測時會(hui) 遭遇氣體(ti) 譜線之間的混疊，產(chan) 生交叉幹擾的“共性”技術瓶頸，為(wei) TDLAS技術的應用增加了難度，限製了該技術在某些行業(ye) 的應用發展。

　　該團隊研究人員對煤礦中甲烷（CH₄）和微量一氧化碳（CO）氣體(ti) 進行分析，分別利用偏最小二乘和非負最小二乘方法，解決(jue) 了含量為(wei) 百分量級的CH₄和百萬(wan) 分量級的CO氣體(ti) 的混疊光譜幹擾的解調問題。從(cong) 吸收光譜機理上提出了“光譜分離度”的概念，並進行了詳實的仿真模擬和複雜的實驗驗證。經過實驗分析，兩(liang) 種方法均表現出了良好的解調效果，能夠在兩(liang) 種氣體(ti) 濃度相差3-4個(ge) 數量級（光譜特征嚴(yan) 重混疊幹擾）的特殊情況下仍然準確解調其中的微量氣體(ti) 成分，提高了係統的選擇性和可靠性。因此，該方法能夠在不增加壓力控製等硬件設備的基礎之上，利用軟件算法解調混疊光譜，為(wei) 利用單支DFB激光器完成兩(liang) 種或多種混合氣體(ti) 濃度的準確測量提供了方向，拓寬了激光吸收光譜氣體(ti) 傳(chuan) 感係統的環境適用性和應用前景。

　　相關(guan) 研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、安徽省重點研發計劃、合肥研究院“火花”基金、中科蚌埠技術轉移中心重點專(zhuan) 項等項目的支持。

CO和CH₄分別測量和混合氣測量的二次諧波信號情況

不同濃度的CH₄氣體(ti) 對CO測量結果的影響處理