近日，依托国家科技部重点研发计划支持，我院魏儒义教授课题组在傅里叶变换红外光谱（FTIR）遥测技术领域取得重要进展。团队面向高精度大气环境监测刚需，创新提出多光程折叠自准直光路方案，自主研制超高分辨率多光程FTIR样机，宽光谱范围内光谱分辨率优于0.02 cm⁻¹，实测达0.019 cm⁻¹，核心性能跻身国内自研设备领先水平。

图1 4.353 μm红外激光器测试图

超高分辨率是FTIR技术的核心攻关指标，我院先进光谱与智能传感课题组深耕该领域多年。早在2003年，曾立波教授依托国家科技支撑计划，采用磁悬浮动镜驱动技术研制初代FTIR样机，实现0.5 cm⁻¹光谱分辨率，为本次高精度设备迭代筑牢技术根基。当前，全球气候变化加剧，精准监测大气温室气体与污染气体，对生态环境评估、气候变化研究及“双碳”目标落地意义重大。高层大气探测条件严苛，对设备分辨能力要求极高，而国内观测设备长期依赖进口，存在成本高、运维复杂、核心技术受限等问题，高端FTIR仪器国产化自主可控迫在眉睫。

传统FTIR技术依靠超长光程差扫描实现高精度探测，存在体积庞大、造价高昂、工程落地难度大等痛点。针对上述难题，课题组创新研发自补偿多折叠自准直光路结构，通过光程差折叠放大，实现“小行程、大光程差”的技术突破；结合角镜分区自补偿特性，有效削弱运动误差对干涉信号的影响，降低角镜加工与装调门槛，为FTIR仪器小型化、高稳定、工程化应用开辟全新路径。

在魏儒义教授、雷俊锋副教授带领下，团队完成系统性技术攻关。测试结果显示，自研样机光谱覆盖665～4000 cm⁻¹范围，无算法优化加持下，红外激光测试分辨率达0.019 cm⁻¹，一定低压HCl气体测试分辨率可达0.05 cm⁻¹。同时，团队联合武汉理工大学研发主被动融合精密太阳跟踪系统，集成多类核心功能模块，跟踪精度高达0.01°，完美匹配高精度探测需求。此外，团队定制开发车载FTIR样机及集成平台，实现危险气体移动式动态监测，有效拓宽设备应用场景。

图2 HCl气体测试图

该自研仪器可高效开展温室气体、大气痕量污染物高精度探测，还可延伸应用于工业安全预警、燃烧诊断、空间天气监测、深空行星探测等诸多领域。此次技术突破，不仅为我国生态安全与深空天文观测提供核心技术支撑，加速高端红外光谱仪器国产化替代，也充分彰显了我院在高端光谱仪器自主研发、技术迭代与工程化领域的核心创新实力。

撰稿：李瑞茜，王少飞；供图：王少飞；审核：江昊