先进吸收与色散光谱
研究气体吸收和色散信号对浓度、温度及压力变化的响应，发展外差相敏检测与多谱线分析方法。结合已发表的免标定色散光谱和吸收谱恢复工作，分析谱线选择、信号模型和背景扰动对反演的影响，提升定量测量的可靠性。
CLS · RESEARCH AREAS
激光光谱与智能传感
Laser Spectroscopy and Intelligent Sensing
从分子光谱到气体检测仪器，为燃料利用、排放监测与过程运行提供可靠测量。
研究概述
气体组分与温度连接着燃烧效率、污染物生成和装备运行状态。随着氨等新燃料的应用，未燃燃料逃逸、高水汽含量及多组分共存，使实际气体检测面临新的挑战。我们研究激光与分子的相互作用，发展红外吸收、色散及多波长测量方法，将光谱信息转化为可解释的气体状态参数。研究既关注谱线和信号处理的基础问题，也关注传感器在具体介质、温度和采样条件下能否持续提供可信结果。
团队已发表免标定外差相敏色散光谱、吸收谱恢复，以及紧凑型中红外温度和一氧化碳传感研究；针对氨燃烧，开展了高湿烟气中的氨逃逸检测和一氧化氮、氨同步测量。现有工作涵盖光谱分析、传感器研制及实际气体测试，相关平台具备激光吸收测量和集成检测系统研发基础。已发表的多波长温湿度传感与迁移学习研究，也为进一步探索算法辅助测量提供了依据。
研究重点
多组分气体与高湿烟气检测
面向氨燃烧烟气中的未燃氨和一氧化氮等组分，研究水汽、碰撞展宽及谱线重叠对定量检测的影响。围绕已开展的氨逃逸传感和双组分同步测量，完善光谱参数与干扰校正方法，并关注采样输运、温度变化对实际响应的影响。
激光传感器与集成仪器
将激光光源、多程吸收池、光电探测和信号采集结合，研制适合实验测试及现场检测的光谱仪器。以已有紧凑中红外传感器和多组分气体检测研究为基础，围绕光路稳定、样气处理、响应时间及长期运行需求，开展系统集成与应用验证。
物理与数据融合的智能感知
以迁移学习用于多波长温湿度传感的研究为起点，探索光谱特征提取、测量模型迁移与物理约束反演。研究工况变化与光谱响应之间的联系，将数据方法与分子光谱模型结合，为多组分识别、漂移补偿和异常检测拓展新的测量手段。
未来拓展
未来将从现有燃烧诊断和烟气检测基础出发，面向能源装备、工业过程与环境监测拓展多组分传感，探索更紧凑、长期稳定且便于部署的仪器方案。智能算法将围绕实际测量需求逐步引入，用于工况适应、质量评估和异常识别，并与分子光谱及仪器响应模型相结合。进一步研究传感结果与运行状态评估、过程调控的连接，使仪器研发、实验验证和具体应用需求相互促进。
代表论文
- Calibration-free heterodyne phase-sensitive dispersion spectroscopy: Quantitative gas sensing and recovery of absorption spectra
提出免标定外差相敏色散光谱与吸收谱恢复方法，支撑光谱原理研究。
- Compact mid-infrared laser sensor for temperature and CO concentration measurement using heterodyne phase-sensitive dispersion spectroscopy
研制用于温度和一氧化碳测量的紧凑中红外传感器，支撑仪器开发。
- Simultaneous Measurement of NO and NH3 in Ultrahigh Humidity Flue Gases from Ammonia Combustion Using Mid-Infrared Laser-Absorption Spectroscopy
研究超高湿氨燃烧烟气中的一氧化氮与氨同步测量，支撑复杂介质检测。
- A laser absorption sensor for fuel slip monitoring in high-humidity flue gases from ammonia combustion
开展高湿烟气氨逃逸激光吸收传感，连接光谱方法与实际燃料监测。
- Transfer-learning-based multi-wavelength laser sensor for high fidelity and real-time monitoring of ambient temperature and humidity
将迁移学习用于多波长温湿度传感，为数据辅助测量提供研究基础。