Преимущество Фелгетта
Преимущество Фелгетта (англ. Fellgett's advantage) — в метрологии термин, обозначающий преимущества (большее отношение сигнал/шум) широкополосных измерений по сравнению со сканирующими. Назван по имени Питера Фелгетта (англ. P. B. Fellgett), который впервые изложил эффект в своей диссертации[1].
Объяснение[править | править код]
Если при измерении сигнала шум определяется свойствами самого детектора, то широкополосное измерение (например, Фурье-спектроскопия) обладает преимуществами по сравнению с обычным («сканирующим») измерением с использованием монохроматора: улучшение отношение сигнала к шуму будет пропорционально , где — это число точек в спектре[2]. Селлар и Бореман (англ. Sellar and Boreman) объясняют выигрыш отсутствием выходной спектральной щели, которая уменьшает количество света, попадающего в детектор, именно во столько раз[3].
При измерении сигналов с большим отношением пикового значения к среднему (например спектров излучения атомов и молекул, проявляется дополнительное преимущество: при сканировании, шум примерно пропорционален квадратному корню из сигнала, и потому абсолютное значение шума на пиках будет сравнительно большим, а на базовой линии спектра — маленьким. В то же время при широкополосном измерении, шум оказывается более-менее равномерно распределённым по спектру, и потому измерения пиков (которые представляют больший интерес) становятся более точными. Следует отметить, что при исследовании спектров поглощения, где, наоборот, интерес представляют области спектра со слабым сигналом, тот же фактор приводит к большему относительному шуму широкополосных измерений[4].
Если в шуме детектора преобладает дробовой шум (с равномерной плотностью в пределах спектра), то выигрыш от широкополосности в точности компенсируется увеличением шума в более широкой полосе спектра, и преимущество Фелгетта пропадает. Именно поэтому Фурье-спектрометрия не очень популярна при измерениях в видимой и ультрафиолетовой областях[5].
Примечания[править | править код]
- ↑ P. B. Fellgett. Theory of Infra-Red Sensitivities and its Application to Investigations of Stellar Radiation in the Near Infra-Red (англ.) : journal. — 1949.
- ↑ P. B. Fellgett. On the ultimate sensitivity and practical performance of radiation detectors (англ.) // J. Opt. Soc. Am.[англ.] : journal. — OSA, 1949. — Vol. 39. — P. 970—976. — .
- ↑ R. Glenn Sellar and Glenn D. Boreman. Comparison of relative signal-to-noise ratios of different classes of imaging spectrometer (англ.) // Appl. Opt. : journal. — OSA, 2005. — Vol. 44. — P. 1614—1624. — doi:10.1364/AO.44.001614. — .
- ↑ Stephen E. Bialkowski. Overcoming the multiplex disadvantage by using maximum-likelihood inversion (англ.) // Applied Spectroscopy : journal. — 1998. — Vol. 52. — P. 591—598. — doi:10.1366/0003702981943923. — .
- ↑ Griffiths, Peter R.; James A. De Haseth. 7.4.4 Shot noise // Fourier Transform Infrared Spectrometry (англ.). — 2nd. — Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2007. — Vol. 171. — P. 170—171. — (Chemical Analysis: A Series of Monographs on Analytical Chemistry and Its Applications). — ISBN 978-0-471-19404-0.
Литература[править | править код]
- Pelletier, Michael. Analytical applications of Raman spectroscopy (англ.). — Blackwell publishing, 1999. — P. 83. — ISBN 0-632-05305-4.
 | Это заготовка статьи по физике. Помогите Википедии, дополнив её. |