Раздел 1: Влияния космических лучей

В этом разделе мы объясним, как и откуда в спектре и изображении комбинационного рассеяния появляются пики космических лучей, а также способ их удаления из данных.

ПЗС-матрица, используемая для обнаружения спектра комбинационного рассеяния, обнаруживает не только оптические сигналы, но и частицы высокой энергии (космические лучи), летящие из космоса. При детектировании космических лучей сильный сигнал появляется на одном или двух пикселях, как это показано в спектре комбинационного рассеяния ниже. В частности, это становится проблемой, когда пики от космических лучей пересекаются с пиками, которые представляют интерес для последующего анализа.

Поскольку космические лучи смешиваются с определенной вероятностью, они появляются чаще по мере увеличения времени облучения. Кроме того, в случае продолжительного измерения времени экспозиции нереально повторять измерение много раз, когда космические лучи смешаны. Поэтому выполняется обработка измеренных данных для удаления космических лучей. Ниже эффект удаления космических лучей объясняется сравнением спектров комбинационного рассеяния до и после удаления космических лучей.

Сравнение спектров и изображений комбинационного рассеяния до и после удаления космических лучей

Спектры комбинационного рассеяния до и после удаления космических лучей показаны ниже. При обработке данных пиксели, на которые воздействуют космические лучи, автоматически обнаруживаются и удаляются медианным фильтром. Удаляя космические лучи, можно подтвердить, что острые и сильные пики, вызванные космическими лучами, исчезли в спектре комбинационного рассеяния. Если космические лучи смешиваются с пиком, который должен быть оценен, как в этом примере, точность будет снижаться при выполнении аппроксимации пика, и он будет рассматриваться как компонент пика во время многомерного анализа и вызовет проблемы. Кроме того, даже если космический луч попадает за пределы представляющего интерес пика, рекомендуется использовать тот спектр в котором космический луч удален.

Сравнение спектров комбинационного рассеяния до и после удаления космических лучей: (а) пик А1 литий-кобальтовый оксид, (б) D-полоса углерода.

Ниже показаны рамановские изображения до и после удаления космических лучей. Области, обведенные желтым и белым - это области, где космические лучи были смешаны в пике A1g оксида лития-кобальта и D-полосы углерода, соответственно. На изображении комбинационного рассеяния до удаления космических лучей в центре круга есть неестественно сильное пятно, но после удаления космических лучей пятна высокой интенсивности, которые существовали в каждой области, исчезают. Напротив, если на изображения комбинационного рассеяния есть неестественно сильные и интенсивные области, то можно предположить о наличие космических лучей.

Сравнение комбинационных изображений до и после удаления космических лучей: (■ : пик A1g оксида лития-кобальта, ■ : D-полоса углерода).