다변량 광학 소자
Multivariate optical element |
다변량광학소자(MOE)는 다변량광학컴퓨터의 핵심 부품으로 소재의 화학적 분석을 위한 기존 분광분석의 대안이다.
분광계에서의 빛 처리 방법과 비교하여 다변량 광학 컴퓨터에서 빛이 어떻게 처리되는지 이해하는 것이 유용합니다.예를 들어 확산반사율을 사용하여 분말혼합물의 구성을 연구할 경우 적절한 광원이 분말혼합물을 향해 있으며, 일반적으로 분말표면에서 산란된 후 렌즈를 사용하여 빛을 수집한다.분광계에 입사하는 빛은 먼저 측정할 파장이 다른 빛을 분리하는 장치(격자 또는 간섭계)에 부딪힙니다.혼합물의 전체 스펙트럼을 추정하기 위해 일련의 독립적인 측정이 사용되며, 분광계는 여러 파장에서의 스펙트럼 강도를 측정합니다.다변량 통계는 생성된 스펙트럼에 적용할 수 있다.
이와는 대조적으로 다변량 광학 컴퓨팅을 사용할 경우 계측기에 들어오는 빛은 다변량 분석을 사용하여 측정해야 하는 패턴에 따라 고유하게 조정되는 애플리케이션별 다변량 광학 소자에 닿습니다.
이 시스템은 스펙트럼의 다변량 분석과 동일한 결과를 생성할 수 있습니다.따라서, 이것은 일반적으로 실험실 등급의 분광 시스템과 같은 정확도를 낼 수 있지만, 순수하고 수동적인 광학 컴퓨터에 내재된 빠른 속도로 생산할 수 있다.다변량 광컴퓨터는 광컴퓨팅을 이용하여 기존의 다변량 분석을 이용한 완전한 스펙트럼 분석 시스템의 성능을 실현합니다.또, 시스템의 throughput과 효율이 종래의 분광계보다 높아, 분석 속도가 큰폭으로 향상하는 이점도 있습니다.
각각의 화학적 문제가 고유한 도전과 기회를 제시하지만, 특정 분석을 위한 시스템의 설계는 복잡하며 여러 조각의 분광 퍼즐을 조립해야 한다.성공적인 설계에 필요한 데이터는 최종 조립에 사용되는 광원, 검출기 및 다양한 광학의 스펙트럼 특성, 관심 파장 범위에 사용되는 재료의 분산 특성 및 패턴 인식 기반 분석을 위한 보정된 샘플 스펙트럼 세트이다.이러한 부품을 조립함으로써 적절한 용도별 다변량 광학 컴퓨터 설계를 생성하고 성능을 정확하게 모델링 및 예측할 수 있습니다.
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레퍼런스
- Myrick, M. L.; Soyemi, O.; Li, H.; Zhang, L.; Eastwood, D. (2001), "Design and testing of a multivariate optical element: The first demonstration of multivariate optical computing for predictive spectroscopy", Analytical Chemistry, 73 (6): 1069–1079, doi:10.1021/ac0012896
- Myrick, M. L.; Soyemi, O.; Li, H.; Zhang, L.; Eastwood, D. (2004), "Spectral tolerance determination for multivariate optical element design", Fresenius' Journal of Analytical Chemistry, 369 (3/4): 351–355, doi:10.1007/s002160000642, PMID 11293715, S2CID 19109
