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新方法使用噪声使光谱仪更准确

光谱仪是用途广泛的仪器。通过测量不同波长的光强度,它们可以用于对组织成像或测量从遥远星系到叶子的所有物体的化学成分。现在,加州大学戴维斯分校生物医学工程系的研究人员根据对“噪声”的反应,提出了一种新的快速表征和校准光谱仪的方法。

棱镜和光谱的渲染

光谱分辨率措施如何光谱仪可以分辨光不同的波长。校准光谱仪也很重要,这样不同的仪器才能给出可靠一致的结果。用于表征和校准光谱仪的当前方法相对缓慢且麻烦。例如,要测量光谱仪对不同波长的响应,您可以在其上照射多个不同波长的激光。

通常认为噪声是使测量混乱的麻烦。但是,研究生Aaron Kho与生物医学工程和眼科学副教授Vivek Srinivasan合作,意识到宽带,多波长光中的多余噪声也可以起到有用的作用,并取代所有这些单独的激光器。

斯里尼瓦桑说:“光谱仪对噪声的反应可以用来推断光谱仪对真实信号的反应。” 这是因为多余的噪声使频谱的每个通道具有唯一的特征。

更快,更准确的校准

该新方法没有使用许多单波长激光器来测量光谱仪在每个波长下的响应,而是仅使用了在多种波长的光源中自然存在的噪声波动。这样,仅需几秒钟即可评估光谱仪的性能。该团队还表明,他们可以使用类似的方法对两个不同的光谱仪进行交叉校准。

Kho和Srinivasan在光学相干断层扫描(OCT)中使用了多余的噪声方法,该技术是对活眼组织进行成像的技术。通过提高OCT的分辨率,他们能够在小鼠视网膜中发现新的一层。

Kho说,多余的噪声技术与激光散斑相似。散斑(当激光从表面反射时形成的颗粒状图案)最初被视为令人讨厌的东西,但通过提供诸如血流等其他信息,在成像中很有用。

他说:“类似地,我们发现多余的噪声也可能有用。”

Srinivasan说,这些用于表征和交叉校准的新方法将提高使用光谱仪的许多领域中数据的严格性和可重复性,并且多余噪声可能有用的见解可能会导致发现其他应用。

这项工作于10月6日发表在《光科学与应用》上。

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