物理科技生物学-PHYICA

新方法利用噪音使光谱仪更加相楽ひかる精确

物理学 2022-04-30 23:59:06

加州大学戴维斯分校的安迪·费尔 信用:Pixabay/CC0公共域 分光计是一种用途广泛的仪器

通过测量不同波长的光的强度,它们可以用来对组织成像,或者测量从遥远的星系到树叶的所有东西的化学成分

现在加州大学戴维斯分校生物医学工程系的研究人员提出了一种新的快速方法来表征和校准光谱仪,基于它们对“噪声”的反应

" 棱镜和光谱的渲染 光谱分辨率衡量分光计分辨不同波长光的能力

能够校准分光计也很重要,这样不同的仪器才能给出可靠一致的结果

目前表征和校准光谱仪的方法相对缓慢和繁琐

例如,为了测量分光计对不同波长的反应,你可以用多束不同波长的激光照射它

噪声通常被认为是干扰测量的讨厌的东西

但是研究生阿龙·科(Aaron Kho)与生物医学工程和眼科副教授维韦克·斯里尼瓦桑(Vivek Srinivasan)合作,意识到宽带、多波长光中的过量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:“分光计对噪音的反应可以用来推断分光计对真实信号的反应。”

这是因为过量的噪声给了频谱的每个通道一个独特的特征

更快、更准确的校准 新方法不是使用许多单波长激光来测量光谱仪在每个波长下的响应,而是仅使用自然存在于具有许多波长的光源中的噪声波动

这样,就有可能在几秒钟内评估光谱仪的性能

该团队还表明,他们可以使用类似的方法交叉校准两个不同的光谱仪

霍和斯里尼瓦桑在光学相干断层扫描(OCT)中使用了过量噪声方法,这是一种对活体眼睛组织成像的技术

通过提高光学相干断层扫描的分辨率,他们能够在老鼠的视网膜上发现一个新的层

Kho说,过量噪声技术与激光散斑有相似之处

斑点——当激光从表面反射时形成的颗粒图案——最初被认为是一种讨厌的东西,但通过提供额外的信息,如血流,在成像中被证明是有用的

“同样,我们发现过多的噪音也是有用的,”他说

斯里尼瓦桑说,这些表征和交叉校准的新方法将提高使用分光计的许多领域的数据的严谨性和再现性,而过度噪声可能有用的观点可能会导致其他应用的发现

该作品于10月出版

光科学与应用6

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