降噪算法速度速度速度快50倍

去噪算法可以提高拉曼扫描速度。

Graphene始终提高了高期望,作为强大的超薄二维材料,也可以是信息技术中新组件的基础。巨大需要石墨烯装置的表征。这可以使用拉曼光谱来完成。激光被送到材料样品,散射的光子告诉我们内部分子的旋转和振动,从而围绕晶体结构。平均而言,只有在1000万光子中只有约1个以这种方式分散。这不仅使其难以检测到正确的信息,而且它也很慢:它可能需要半秒钟到图像单个像素。问题是,如果拉曼仍然是最好的选择,或者如果有更好的替代方案。UT研究人员Sachin Nair和Jun Gao将拉曼光谱保持为起点,但是管理急剧提高速度:不是通过改变技术本身,而是通过添加算法。

降噪

该算法在信号处理的世界中并不是未知,并且称为主成分分析。它用于提高信噪比。PCA确定噪声的特性和“真实”信号的特征。数据集越大,该识别越可靠,并且可以区分实际信号的更清晰。除此之外,现代拉曼仪器具有称为电子乘以电荷耦合器件(EMCCD)的探测器,可提高信噪比。这项工作的净结果是处理一个像素不需一半,但只有10毫秒或更短。映射单个样本不再需要数小时。脆弱材料等易受伤害的材料等重要特征是氧化石墨烯等的是激光的强度可以降低两种或三个数量级。这些是进一步的主要步骤,以便快速抓住材料的性质。

多用途

除石墨烯外,改进的拉曼技术还可用于其他二维材料,如锗,硅,二硫化钼,二硫化钨和氮化硼等二维材料。使用算法不限于拉曼光谱;原子力显微镜和其他高光谱技术等技术也可能受益于其中。

该研究已经在UT'S MESA +研究所的一部分Frieder Mugele的复杂流体的群体物理学中进行。研究人员与医疗细胞生物物理组和界面的界面和纳米材料组的物理学,也是二十几岁的界面。

参考:“算法改善了二维材料的高速和无侵入式共轭拉曼成像”由Sachin Nair,Jun Gao,Qirong Yao,Michael H G Duits,Cees Otto和Frieder Mugele,2019年11月13日,国家科学评论。DOI:
10.1093 / NSR / NWZ177

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