革命性幽灵成像提升大气气体测量精度
- 新幽灵成像法测量大气气体种类及含量，准确度远超现有技术。
- 无需极高灵敏度探测器和强光源即可工作。
测量大气温室气体（二氧化碳、甲烷、臭氧、氧化亚氮）对研究气体含量变化如何影响气候变化至关重要。测量方式：固定设备和卫星持续监测当前浓度，或采集烧瓶气样在实验室分析。
芬兰东部大学、坦佩雷理工大学和法国勃艮第大学研究团队提出新光谱测量气体分子方法，称幽灵成像技术。
相比现有成像技术，新方法以远高准确度揭示气体分子化学组成。某些情况下能更灵敏识别温室气体。
工作原理
幽灵成像在宽波长范围运行，改善大气气体监测（含甲烷、二氧化碳）。利用超连续谱光源（发射多波长脉冲）成像通过气体样品的波长基础光，以亚纳米分辨率测量气体分子光谱指纹。
新技术通过关联两束不含物体形状数据但能间接推断特性的光束强度生成图像。极端条件下可消除常规成像系统观察到的畸变（非全部），可在皮秒 (10⁻¹²秒) 时间尺度恢复打乱信号。
因气体分子多散射，仅微弱改变透射光。因此需要极灵敏仪器和强光源检测。
参考：The Optical Society | doi:10.1364/OL.43.005025
区别于识别单波长信号的常规成像法，幽灵成像检测包含多波长的集成信号。因此在无极灵敏探测器和强光源环境下也能工作。
更具体说，通过关联两束光生成光谱图（含物体反射/透射光谱）：第一束编码随机模式作为探测参考，另一束照亮样品。为获取光谱“幽灵像”所需参考，作者利用连续脉冲光谱间随机波动。
图片来源：NASA
穿过样品的光束经无光谱分辨探测器分析。与参考光谱波动相关后，获得清晰光谱图像。
测试
测试新技术，用其生成甲烷气体光谱图。精确重现代表甲烷身份的离散吸收线序列。与传统直接光谱测量对比：两技术结果吻合良好。
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目前作者用可预编程光源设备引导光谱波动实验。将消除测量参考光谱模式需求。也尝试整合光学相干断层扫描装置，允许从生物样品（含组织）提取敏感数据而不暴露有害射线。
工业技术