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La ventaja de Fellgett

La ventaja de Fellgett o la ventaja multiplex es una mejora en la relación señal-ruido (SNR) que se obtiene al tomar mediciones multiplexadas en lugar de mediciones directas [ definición necesaria ] . El nombre se deriva de PB Fellgett , quien hizo la observación por primera vez como parte de su doctorado. [1] Cuando se mide una señal cuyo ruido está dominado por el ruido del detector, una medición multiplexada como la señal generada por un espectrómetro de transformada de Fourier puede producir una mejora relativa en la SNR, en comparación con un monocromador de barrido equivalente , del orden de la raíz cuadrada. de m , donde m es el número de puntos de muestra que componen el espectro. [2]

rendija de salida

Sellar y Boreman han argumentado que esta mejora de la SNR puede considerarse como resultado de no necesitar una rendija de salida dentro del espectrómetro, ya que una rendija de salida reduce la luz captada por el detector en el mismo factor. [3]

Emisión

Existe una ventaja múltiple adicional para las líneas de emisión de espectros atómicos y moleculares. En el pico de la línea de emisión, una medición con monocromador será ruidosa, ya que el ruido es proporcional a la raíz cuadrada de la señal. Por la misma razón, la medición será menos ruidosa en la línea base del espectro. Sin embargo, en una medición multiplexada, el ruido en una medición determinada se distribuye más o menos uniformemente por todo el espectro, independientemente de la intensidad de la señal local. Por lo tanto, las mediciones multiplexadas pueden lograr una SNR más alta en los picos de la línea de emisión. Sin embargo , existe la correspondiente desventaja del multiplex . Cuando las señales de interés son líneas de absorción en el espectro, entonces el mismo principio producirá un mayor ruido en los valles de las líneas de absorción en relación con el ruido de un monocromador de barrido. [4]

Disparo

Sin embargo, si el detector está dominado por el ruido (lo que suele ser el caso de un tubo fotomultiplicador ), el ruido será proporcional a la raíz cuadrada de la potencia, de modo que para un espectro amplio y plano el ruido será proporcional a la raíz cuadrada de la potencia. m , donde m es el número de puntos de muestra que componen el espectro, por lo que esta desventaja compensa precisamente la ventaja de Fellgett. El ruido de disparo es la razón principal por la que la espectroscopia de transformada de Fourier nunca ha sido popular para la espectrometría de luz visible y UV. [5]

Ver también

Referencias

  1. ^ PB Fellgett (1949). Teoría de las sensibilidades del infrarrojo cercano y su aplicación a las investigaciones de la radiación estelar en el infrarrojo cercano (tesis doctoral).
  2. ^ Fellgett, PB (1949). "Sobre la máxima sensibilidad y el rendimiento práctico de los detectores de radiación". J. Optar. Soc. Soy . 39 (11): 970–6. doi :10.1364/JOSA.39.000970. ISSN  0030-3941. PMID  15407059.
  3. ^ R. Glenn Sellar y Glenn D. Boreman (2005). "Comparación de relaciones señal-ruido relativas de diferentes clases de espectrómetros de imágenes". Aplica. Optar . 44 (9). AOS: 1614-1624. Código Bib : 2005ApOpt..44.1614S. doi :10.1364/AO.44.001614. PMID  15813264.
  4. ^ Stephen E. Bialkowski (1998). "Superar la desventaja del multiplex mediante el uso de inversión de máxima verosimilitud". Espectroscopia Aplicada . 52 (4): 591–598. Código Bib : 1998ApSpe..52..591B. doi :10.1366/0003702981943923. S2CID  54722734.
  5. ^ Griffiths, Peter R.; James A. De Haseth (2007). "7.4.4 Ruido de disparo". Espectrometría infrarroja por transformada de Fourier . Análisis químico: una serie de monografías sobre química analítica y sus aplicaciones. vol. 171 (2ª ed.). Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons . págs. 170-171. ISBN 978-0-471-19404-0.