用于痕量N2O检测的多周期低秩重建解析方法研究

傅潇然 FU Xiaoran、郜峰 GAO Feng、杨晓鹏 YANG Xiaopeng、贾俊杰 JIA Junjie、孙逸 SUN Yi、杨云鹏 YANG Yunpeng、马翔云 MA Xiangyun、李奇峰 LI Qifeng

2025Infrared and Laser EngineeringComputer Science被引 1

摘要

为了解决量子级联激光器（Quantum Cascade Laser, QCL）在低浓度笑气（N2O）定量检测中稳定性低的问题，并进一步降低笑气的检测下限，提出了一种基于多周期低秩重建的解析方法。该方法通过对高速采样下的吸收光谱信号进行矩阵重构，提取信号的低秩特征并去除冗余信息，进而提高信号的信噪比。与传统的正交锁相放大方法相比，所提出的方法在N2O 100 ppb (1 ppb = 10–9) 浓度下的检测标准差可提高至2.82，在10 s采样时间内，拟合优度（R-Square, R2）和均方根方差(Root Mean Squared Error, RMSE)分别提升至0.931和0.024，显著提高了低浓度下N2O检测的准确性和重复性，且计算时间仅1.42 s。这一创新方法为痕量气体快速检测技术的发展提供了新的解决方案，有望在环境监测和工业安全等领域得到广泛应用。

引用本文（GB/T 7714）

傅潇然 FU Xiaoran, 郜峰 GAO Feng, 杨晓鹏 YANG Xiaopeng, 等. 用于痕量N2O检测的多周期低秩重建解析方法研究[J]. Infrared and Laser Engineering, 2025.

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DOI：https://doi.org/10.3788/irla20240535

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