Ajustement spectral ARL en tant qu’application pour augmenter les données spectrales via l’analyse de la forme de ligne Franck-Condon et l’analyse des couleurs

Cette application fournit un moyen rapide et facile d’augmenter l’information contenue avec des données spectrales faciles à obtenir en utilisant de multiples analyses courantes dans le domaine de la photochimie. Bien que chacune des analyses utilisées par cette application soit assez courante, cette application représente une amélioration significative par rapport aux implémentations précédentes en raison de sa facilité d’accès et d’utilisation. Nous recommandons aux chercheurs de suivre la procédure écrite et d’utiliser le spectre inclus avec le programme pour se familiariser avec la technique et la mise en œuvre du logiciel.

La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car elle oriente les chercheurs vers le logiciel et démontre des aspects cruciaux de l’analyse de la forme des lignes Franck-Condon. Pour commencer, importez les données en appuyant sur le bouton Importer des données et en sélectionnant le type de spectre importé. Une fois le type de spectre choisi, l’explorateur de fichiers MATLAB apparaît.

Dans cette fenêtre, sélectionnez le fichier souhaité et appuyez sur Ouvrir. Dans l’onglet Infos sous le spectre de l’échantillon, appuyez sur le bouton correspondant au spectre souhaité pour charger les spectres souhaités à partir de neuf spectres d’échantillon. Pour charger et tracer plusieurs spectres à la fois, accédez à Paramètres, sélectionnez Général et Figure Paramètres.

Pour activer la case à cocher, autorisez plusieurs fréquences de données sur les axes. Pour sélectionner un spectre chargé différent du spectre actif actuel, appuyez sur le bouton Sélectionner le spectre à ajuster, puis choisissez le spectre souhaité dans la liste du panneau Sélectionner un spectre. Sélectionnez un pic en appuyant sur le bouton Sélectionner un pic pour la normalisation situé sous l’onglet Paramètres dans Général et en suivant les instructions à l’écran.

Convertissez les unités des axes X entre le nombre d’onde et la longueur d’onde en basculant le curseur situé sous Paramètres dans l’axe X sur le mode souhaité de nombre d’onde ou de longueur d’onde. Pour contraindre manuellement la plage d’axes X, sélectionnez Ajuster manuellement les onglets Ajuster l’axe X et ajuster les limites sous Paramètres de l’axe X. Utilisez ensuite les contrôles révélés pour spécifier la plage d’axes X.

L’application s’étendra et se contractera automatiquement à la plage X-Axis pour s’adapter à tous les points de données chargés. Dans l’onglet FIT situé sous Paramètres, sélectionnez une autre méthode de calcul pour la quantité d’énergie. Remplacez la méthode par défaut de Full FCSLA fit par une autre méthode en sélectionnant le bouton Radial correspondant et en suivant les instructions à l’écran.

Tracez la fonction d’ajustement avec ses valeurs de paramètre actuelles en appuyant sur le bouton Fonction d’ajustement du tracé. Ajustez les valeurs des paramètres pour optimiser l’ajustement des données chargées. Avec le paramètre par défaut, utilisez la formule d’analyse de forme de ligne Franck-Condon monomode et, si vous le souhaitez, basculez entre le mode simple et le mode double dans Paramètres dans Fit.

Si les paramètres initiaux sont jugés satisfaisants, appuyez sur le bouton bleu Ajustement optimisé pour exécuter l’optimisation, puis remplacez la fonction d’ajustement par des valeurs de paramètres nouvellement optimisées. Pour basculer entre les méthodes d’optimisation des moindres carrés et du simplexe, basculez vers la méthode souhaitée dans Paramètres, puis Optimisation. Utilisez les onglets Paramètres et Optimisation pour personnaliser la méthode d’optimisation.

Pour fixer la valeur d’un paramètre lors de l’optimisation, appuyez sur la case à cocher dans le champ d’édition correspondant au paramètre souhaité. Affichez les options de délimitation personnalisées en activant la case à cocher Autoriser la délimitation des paramètres personnalisés pendant l’optimisation dans Paramètres et optimisation. Spécifiez ensuite des limites personnalisées pour la valeur d’un paramètre avec les contrôles révélés en appuyant sur le bouton Limites personnalisées sous le champ d’édition.

Pour personnaliser les déclencheurs finaux d’optimisation, activez la case à cocher correspondante sous Paramètres et optimisation et entrez la valeur souhaitée. Si les données optimisées ajustées et les valeurs de paramètres associées sont satisfaisantes, procédez à l’exécution des calculs à l’aide du bouton Calculer situé en bas du volet des calculs. Pour modifier l’unité, sélectionnez l’option souhaitée dans la zone de liste déroulante située sous Paramètres et calculs.

Modifiez la température dans l’onglet température expérimentale. Ensuite, en appuyant sur le bouton contextuel à côté de la zone de texte Chromaticité des coordonnées, affichez le diagramme de chromaticité avec les coordonnées tracées. À l’aide du troisième calcul, vérifiez la couleur prévue de l’échantillon.

Ensuite, changez l’éclairage avec l’option souhaitée dans le menu déroulant intitulé Point blanc. Pour calculer les coordonnées chromatiques CIE et les valeurs de couleur pour plusieurs spectres chargés, cochez la case correspondante située sous Paramètres et calculs. Appuyez sur le bouton à trois points pour afficher un panneau intitulé Select Spectra.

Dans ce panneau, sélectionnez les spectres souhaités et choisissez d’exporter les valeurs sous forme de tableau et d’afficher le diagramme pour révéler le diagramme de chromaticité avec des coordonnées tracées et étiquetées. Si l’ajustement des données chargées est satisfaisant, appuyez sur le bouton Exporter les données pour exporter les données chargées et calculées. Utilisez l’onglet Figure pour exporter le tracé affiché sous forme de figure.

Exportez toutes les valeurs de paramètres avec l’onglet Valeurs des paramètres et exportez les données du spectre actuellement sélectionné avec les points de données du spectre. Exportez l’ajustement sous la forme d’une série de points de données XY en sélectionnant Ajuster les points de données. Sélectionnez Valeurs de couleur pour exporter la chromaticité, les coordonnées CIE et la couleur prévue et appuyez sur Diagramme de chromaticité pour exporter le diagramme de chromaticité avec les coordonnées.

Un exemple typique de spectre peu structuré est présenté dans cette analyse de données représentative. À température ambiante, le spectre d’émission et la fonction d’ajustement FCLSA ont été obtenus grâce à l’optimisation des moindres carrés et à l’ajustement manuel des valeurs des paramètres. Le coefficient de détermination obtenu était de 0,99947.

Le spectre hautement structuré du 9, 10-diphénylanthracène à basse température a été obtenu grâce à une optimisation simplexe avec le coefficient de détermination résultant calculé à 0,9991. Il est impératif de garder à l’esprit que les valeurs de périmètre renvoyées par les routines d’optimisation sont déterminées sur une base purement mathématique et doivent être vérifiées pour leur pertinence physique.