طريقة بسيطة وفعالة لإزالة ضوضاء الذبذبات من الطيف المسجل على كواشف الأجهزة المترابطة

تمتلك كواشف الأجهزة المترابطة (CCD) عدة خصائص تجعلها مناسبة للقياسات الطيفية عند مستويات ضوء منخفضة جداً. إن الكفاءة الكمية لجهاز CCD عالية على مدى واسع من الأطوال الموجية، ومعدل العد المظلم ينخفض بشكل كبير عند تبريد الكاشف. يمكن تحقيق مزيد من تقليل العد المظلم من خلال تعيين إطار تجميع البكسل على منطقة الكاشف المضيئة فعلياً. إذا تم تبريد الكاشف بدرجة كافية وتم إجراء قراءة الإشارة بعد التجميع المناسب، فإن المصدر الضوضائي الوحيد المهم، بجانب ضوضاء الفوتونات الناتجة حتماً، هو الضوضاء الناتجة عن عملية قراءة الإشارة. ونظراً لأن ضوضاء القراءة غير مرتبطة بمدة التعرض، فإن التعرض الأطول يوفر نسبة إشارة إلى ضوضاء (S/N) أفضل من حيث المبدأ. ومع ذلك، فإن الحد العملي لوقت التعرض يتحدد بواسطة ضوضاء الذبذبات، والتي تنتج عن الأشعة الكونية فضلاً عن أشعة غاما وألفا المحتملة المنبعثة من المواد المحيطة بشريحة الكاشف. كل كوانتم من هذه الأشعة عالية الطاقة التي تضرب شريحة CCD تنتج عادةً آلاف الإلكترونات في بكسل، بينما فوتون واحد يمتصه الكاشف ينتج أقل من إلكترون واحد في المتوسط. وبالتالي فإن ضوضاء الذبذبات أحيانًا تعيق الطيف في مستوى الضوء المنخفض جداً. يتطلب التمييز بين ضوضاء الذبذبات وإشارات الفوتونات الحقيقية وإزالة الذبذبات بشكل موثوق من أجل إطالة وقت التعرض وتحقيق نسبة S/N أفضل. في بعض الأحيان، يتم استخدام معالجة البيانات مع مرشحات الوسيط لإزالة الذبذبات من الأطياف المسجلة على كواشف CCD. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة في التصفية هي نوع من التنعيم ولها إمكانية تشويه الطيف، لا سيما عندما تكون عرض نطاق الطيف قابلة للمقارنة أو أقل من عرض نطاق الذبذبات. لقد طورنا طريقة بسيطة وفعالة لإزالة ضوضاء الذبذبات دون فقدان المعلومات الطيفية الأصلية. هنا، نوضح الطريقة ونظهر فعاليتها في طيف رامان وطيف الانبعاث الذري.