基于主成分分析的复杂光谱定量分析方法的研究

针对超短脉冲激光与气体相互作用产生的非线性荧光光谱的特点, 提出了光谱分析的预处理、特征提取以及定量分析的有效方法。采用小波算法对光谱数据进行压缩和降噪处理, 使光谱数据由3979点压缩降噪至664点。对处理后的光谱特征峰团的强度进行主成分分析, 结果表明2个主成分即可包含98%的光谱信息。采用第一主成分对不同浓度下的谱线强度进行拟合与误差计算, 有效地提取了与气体浓度有关的特征参量, 实现了气体的定量分析。同已有的定量分析方法相比, 定量分析的精度有较大提高, 特别在所关心的低浓度情况下, 定量分析的精度改善更为明显。3种气体的拟合与计算显示同以往方法相比误差由0.2694降为0.02。