通过多像素信号噪声比计算来改善光谱检测极限:适用于坚持漫游车上的SHERLOC仪器

科学领域:

• 行星科学 行星科学
• 频谱学是一种光谱学.
• 天体化学是天体化学.

背景情况:

• 扫描可居住环境与拉曼和发光对有机物和化学品 (SHERLOC) 仪器使用深紫外线拉曼和光对火星表面的分析.
• 施洛克的操作限制导致低信号拉曼特征,需要强大的噪声分辨.
• 拉曼光谱中现有的信号噪声比 (SNR) 计算方法没有标准化,并产生不相等的结果.

研究的目的:

• 在拉曼光谱学中量化比较不同计算SNR的方法.
• 了解各种SNR计算技术之间的假设和差异.
• 确定SNR计算方法,以优化像SHERLOC这样的仪器的检测极限 (LOD).

主要方法:

• 比较了使用全拉曼带宽的多像素SNR计算方法,与只使用中心像素的单像素方法进行比较.
• 使用标准化SHERLOC数据集对三种不同的SNR计算方法进行定量比较.
• 评估了SNR计算方法对光谱频段检测的影响.

主要成果:

• 证明多像素SNR方法比单像素方法更早地检测到光谱带,因为它利用整个带宽的信号.
• 在数量上显示了各种光谱SNR计算方法之间的显著差异.
• 证实了夏洛克探测到的信号,此前被解释为火星上有机碳的第一个拉曼探测.

结论:

• 计算光谱SNR的不同方法是不等价的,并阻碍了跨文献的比较.
• 与单个像素方法相比,多像素SNR方法可以更好地评估光谱特征.
• 该研究验证了使用多像素SNR计算来分析SHERLOC数据和潜在的其他光谱技术的使用.