ARL Spectral Fitting jako aplikacja do rozszerzania danych spektralnych za pomocą analizy kształtu linii Francka-Condona i analizy kolorów

Aplikacja ta zapewnia szybki i łatwy sposób na rozszerzenie zawartych informacji o łatwo uzyskiwalne dane spektralne przy użyciu wielu analiz powszechnych w dziedzinie fotochemii. Chociaż każda z analiz wykorzystywanych przez tę aplikację jest dość powszechna, ta aplikacja stanowi znaczną poprawę w stosunku do poprzednich implementacji ze względu na łatwość dostępu i użytkowania. Zalecamy, aby badacze postępowali zgodnie z pisemną procedurą i korzystali ze spektrum dołączonego do programu, aby zapoznać się z techniką i implementacją oprogramowania.

Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ ukierunkowuje badaczy na oprogramowanie i demonstruje kluczowe aspekty analizy kształtu linii Francka-Condona. Aby rozpocząć, zaimportuj dane, naciskając przycisk Importuj dane i wybierając typ importowanego widma. Po wybraniu typu widma pojawi się eksplorator plików MATLAB.

W tym oknie wybierz żądany plik i naciśnij Otwórz. W zakładce Info pod widmem próbki naciśnij przycisk odpowiadający żądanemu widmu, aby załadować żądane widma z dziewięciu widm próbek. Aby załadować i wykreślić więcej niż jedno widmo na raz, przejdź do Ustawień, wybierz Ustawienia ogólne i Figura.

Aby aktywować to pole wyboru, zezwól na wiele widm danych na osiach. Aby wybrać inne załadowane widmo niż bieżące aktywne widmo, naciśnij przycisk Wybierz widmo do dopasowania, a następnie wybierz żądane widmo z listy w panelu Wybierz spektrum. Wybierz szczyt, naciskając przycisk Wybierz szczyt do normalizacji znajdujący się na karcie Ustawienia w ogólnych i postępując zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na ekranie.

Przekonwertuj jednostki osi X między liczbą falową a długością fali, przełączając suwak znajdujący się w obszarze Ustawienia w osi X na żądany tryb liczby falowej lub długości fali. Aby ręcznie ograniczyć zakres osi X, wybierz karty Ręcznie dopasuj oś X i granice dopasowania w obszarze Ustawienia w osi X. Następnie użyj odsłoniętych elementów sterujących, aby określić zakres osi X.

Aplikacja automatycznie rozszerzy się i zwęzi do zakresu osi X, aby dopasować się do wszystkich załadowanych punktów danych. Na karcie FIT znajdującej się w obszarze Ustawienia wybierz alternatywną metodę obliczania dla wielkości energii. Zmień domyślną metodę z Pełne dopasowanie FCSLA na inną metodę, wybierając odpowiedni przycisk kołowy i postępując zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na ekranie.

Wykreśl funkcję dopasowania z jej bieżącymi wartościami parametrów, naciskając przycisk Drukuj funkcję dopasowania. Dostosuj wartości parametrów, aby zoptymalizować dopasowanie do załadowanych danych. Przy ustawieniu domyślnym użyj jednomodowej formuły analizy kształtu linii Francka-Condona i w razie potrzeby przełącz się między trybem pojedynczym i podwójnym w Ustawieniach w Dopasuj.

Jeśli początkowe parametry zostaną uznane za zadowalające, naciśnij niebieski przycisk Zoptymalizowane dopasowanie, aby uruchomić optymalizację, a następnie ponownie wykreśl funkcję dopasowania z nowo zoptymalizowanymi wartościami parametrów. Aby przełączać się między metodami optymalizacji metodą najmniejszych kwadratów i jednostronną, przełącz się na żądaną metodę w Ustawieniach, a następnie Optymalizacja. Użyj kart Ustawienia i Optymalizacja, aby dostosować metodę optymalizacji.

Aby ustalić wartość parametru podczas optymalizacji, należy nacisnąć pole wyboru w polu edycji odpowiadające żądanemu parametrowi. Odsłoń niestandardowe opcje obwiedni, aktywując pole wyboru Zezwalaj na ograniczanie parametrów niestandardowych podczas optymalizacji w obszarze Ustawienia i optymalizacja. Następnie określ niestandardowe granice dla wartości parametru za pomocą elementów sterujących wyświetlanych po naciśnięciu przycisku Ograniczenia niestandardowe pod polem edycji.

Aby dostosować wyzwalacze końcowe optymalizacji, zaznacz odpowiednie pole wyboru w obszarze Ustawienia i optymalizacja i wprowadź żądaną wartość. Jeśli zoptymalizowane dopasowane dane i skojarzone wartości parametrów są zadowalające, przejdź do wykonywania obliczeń za pomocą przycisku Oblicz znajdującego się w dolnej części okienka obliczeń. Aby zmienić jednostkę, wybierz żądaną opcję z listy rozwijanej znajdującej się w obszarze Ustawienia i obliczenia.

Zmień temperaturę w zakładce temperatury eksperymentalnej. Następnie, naciskając przycisk wysuwany obok pola tekstowego Współrzędna chromatyczności, wyświetl diagram chromatyczności z wykreślonymi współrzędnymi. Korzystając z trzeciego obliczenia, sprawdź przewidywany kolor próbki.

Następnie zmień podświetlenie na żądaną opcję z menu rozwijanego oznaczonego jako Punkt bieli. Aby obliczyć współrzędne chromatyczności CIE i wartości kolorów dla wielu załadowanych widm, aktywuj odpowiednie pole wyboru znajdujące się w obszarze Ustawienia i obliczenia. Naciśnij przycisk z trzema kropkami, aby wyświetlić panel oznaczony jako Select Spectra.

Z tego panelu wybierz żądane widma i wybierz opcję Eksportuj wartości jako tabelę i wyświetl diagram, aby wyświetlić diagram chromatyczności z wykreślonymi i oznaczonymi współrzędnymi. Jeśli dopasowanie załadowanych danych jest zadowalające, naciśnij przycisk Eksportuj dane, aby wyeksportować zarówno załadowane, jak i obliczone dane. Użyj karty Figura, aby wyeksportować wyświetlany wykres jako figurę.

Eksportuj wszystkie wartości parametrów za pomocą zakładki Wartości parametrów i eksportuj dane aktualnie wybranego widma z punktami danych widma. Wyeksportuj pasowanie jako serię punktów danych XY, wybierając opcję Dopasuj punkty danych. Wybierz Wartości kolorów, aby wyeksportować chromatyczność, współrzędne CIE i przewidywany kolor, a następnie naciśnij Diagram chromatyczności, aby wyeksportować diagram chromatyczności ze współrzędnymi.

Typowy przykład luźno ustrukturyzowanego widma przedstawiono w tej reprezentatywnej analizie danych. W temperaturze pokojowej widmo emisji i funkcję dopasowania FCLSA uzyskano dzięki optymalizacji metodą najmniejszych kwadratów i ręcznej regulacji wartości parametrów. Uzyskany współczynnik determinacji wynosił 0,99947.

Wysoce ustrukturyzowane widmo 9,10-difenyloantracenu w niskiej temperaturze uzyskano poprzez optymalizację sympleksową z wynikowym współczynnikiem determinacji obliczonym na 0,9991. Należy bezwzględnie pamiętać, że wartości obwodu zwracane przez procedury optymalizacyjne są określane na podstawie czysto matematycznej i powinny być sprawdzane pod kątem przydatności fizycznej.