Výhoda Fellgetts - Fellgetts advantage - Wikipedia

Fellgettova výhoda nebo výhoda multiplexu je vylepšení v odstup signálu od šumu který se získá při užívání multiplexovaný namísto přímých měření. Název je odvozen od P. B. Fellgett, který nejprve provedl pozorování v rámci doktorského studia.[1] Při měření signálu, jehož šumu dominuje šum detektoru, se provádí multiplexované měření, jako je signál generovaný a Spektrometr s Fourierovou transformací může přinést relativní zlepšení v odstup signálu od šumu (SNR), ve srovnání s ekvivalentním skenovacím monochromátorem, řádu druhé odmocniny z m, kde m je počet vzorkovacích bodů tvořících spektrum.[2]

Ukončete štěrbinu

Sellar a Boreman tvrdili, že toto zlepšení SNR lze považovat za výsledek osvobození od potřeby výstupní štěrbiny uvnitř spektrometru, protože výstupní štěrbina redukuje světlo zachycené detektorem stejným faktorem.[3]

Emise

Pro emisní linie atomových a molekulárních spekter existuje další výhoda multiplexu. Na vrcholu emisní čáry bude měření monochromátoru hlučné, protože šum je úměrný druhé odmocnině signálu. Ze stejného důvodu bude měření na základně spektra méně hlučné. V multiplexovaném měření se však šum v daném měření šíří víceméně rovnoměrně napříč spektrem, bez ohledu na lokální intenzitu signálu. Multiplexovaná měření tedy mohou dosáhnout vyšších SNR na špičkách emisní linky. K dispozici je odpovídající multiplex disvýhodou však. Když jsou signály zájmu vstřebávání linií ve spektru, pak stejný princip bude produkovat zvýšený šum v údolích absorpčních linií vzhledem k šumu skenovacího monochromátoru.[4]

Hluk výstřelu

Pokud však detektor je hluk výstřelu dominuje (což je obvykle případ a fotonásobič ), šum bude úměrný druhé odmocnině výkonu, takže pro široké ploché spektrum bude hluk úměrný druhé odmocnině m, kde m je počet vzorkovacích bodů zahrnujících spektrum, takže tato nevýhoda přesně kompenzuje výhodu Fellgett. Hlavním důvodem je hluk výstřelu Fourierova transformace spektroskopie nikdy nebyl populární pro UV a viditelnou světelnou spektrometrii.[5]

Viz také

Reference

  1. ^ P. B. Fellgett (1949). Teorie infračervené citlivosti a její aplikace na vyšetřování hvězdného záření v blízké infračervené oblasti (Disertační práce).
  2. ^ Fellgett, P. B. (1949). „O maximální citlivosti a praktickém výkonu detektorů záření“. J. Opt. Soc. Dopoledne. 39 (11): 970–6. doi:10.1364 / JOSA.39.000970. ISSN  0030-3941. PMID  15407059.
  3. ^ R. Glenn Sellar a Glenn D. Boreman (2005). "Porovnání relativních poměrů signálu k šumu různých tříd zobrazovacího spektrometru". Appl. Opt. OSA. 44 (9): 1614–1624. Bibcode:2005ApOpt..44.1614S. doi:10,1364 / AO.44.001614. PMID  15813264.
  4. ^ Stephen E. Bialkowski (1998). "Překonání nevýhody multiplexu pomocí inverze maximální pravděpodobnosti". Aplikovaná spektroskopie. 52 (4): 591–598. Bibcode:1998ApSpe..52..591B. doi:10.1366/0003702981943923. S2CID  54722734.
  5. ^ Griffiths, Peter R .; James A. De Haseth (2007). "7.4.4 Hluk výstřelu". Infračervená spektrometrie s Fourierovou transformací. Chemická analýza: Řada monografií o analytické chemii a jejích aplikacích. 171 (2. vyd.). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. 170–171. ISBN  978-0-471-19404-0.