Ny metode bruger støj til at gøre spektrometre mere præcise

Optiske spektrometre er instrumenter med en lang række anvendelser. Ved at måle lysets intensitet på tværs af forskellige bølgelængder, de kan bruges til at billede væv eller måle den kemiske sammensætning af alt fra en fjern galakse til et blad. Nu er forskere ved UC Davis Department of Biomedical Engineering kommet med en ny, hurtig metode til karakterisering og kalibrering af spektrometre, baseret på, hvordan de reagerer på "støj".

Gengivelse af prisme og spektrum

Spektral opløsning måler, hvor godt et spektrometer kan skelne lys med forskellige bølgelængder. Det er også vigtigt at kunne kalibrere spektrometeret, så forskellige instrumenter vil give pålideligt konsistente resultater. Nuværende metoder til karakterisering og kalibrering af spektrometre er relativt langsomme og besværlige. For eksempel, at måle, hvordan spektrometeret reagerer på forskellige bølgelængder, du ville skinne flere lasere med forskellige bølgelængder på den.

Støj ses normalt som en gene, der forvirrer målinger. Men kandidatstuderende Aaron Kho, arbejder med Vivek Srinivasan, lektor i biomedicinsk teknik og oftalmologi, indså, at den overskydende støj i bredbånd, lys med flere bølgelængder kan også tjene et nyttigt formål og erstatte alle de individuelle lasere.

"Spektrometerets reaktion på støj kan bruges til at udlede spektrometerets reaktion på et reelt signal, "Srinivasan sagde. Det er fordi den overskydende støj giver hver kanal i spektret en unik signatur.

Hurtigere, mere præcis kalibrering

I stedet for at bruge mange enkeltbølgelængde-lasere til at måle spektrometerets respons ved hver bølgelængde, den nye tilgang bruger kun de støjudsving, der naturligt er til stede i en lyskilde med mange bølgelængder. På denne måde, det er muligt at vurdere spektrometerets ydeevne på få sekunder. Holdet viste også, at de kunne bruge en lignende tilgang til at krydskalibrere to forskellige spektrometre.

Kho og Srinivasan anvendte metoden for overdreven støj i Optical Coherence Tomography (OCT), en teknik til billeddannelse af levende øjenvæv. Ved at øge OLT -opløsningen, de var i stand til at opdage et nyt lag i musens nethinde.

Den overskydende støjteknik har ligheder med laserflekker, Sagde Kho. Speckle - granulære mønstre dannet, når lasere reflekteres fra overflader - blev oprindeligt set som en gener, men viser sig at være nyttig til billeddannelse, ved at give yderligere oplysninger såsom blodgennemstrømning.

"Tilsvarende vi fandt ud af, at overdreven støj også kan være nyttig, " han sagde.

Disse nye tilgange til karakterisering og krydskalibrering vil forbedre stringens og reproducerbarhed af data på de mange felter, der bruger spektrometre, Srinivasan sagde, og indsigten om, at overdreven støj kan være nyttig, kan føre til opdagelse af andre applikationer.

Værket blev udgivet 6. oktober i Letvidenskab og applikationer .