ARL Spectral Fitting como uma aplicação para aumentar dados espectrais via análise de forma de linha Franck-Condon e análise de cor

Esta aplicação fornece uma maneira rápida e fácil de aumentar a informação contida com dados espectrais facilmente obteníveis usando múltiplas análises comuns no campo da fotoquímica. Embora cada uma das análises utilizadas por este aplicativo seja bastante comum, este aplicativo representa uma melhoria significativa em relação às implementações anteriores devido à sua facilidade de acesso e uso. Recomendamos que os pesquisadores sigam o procedimento escrito e usem o espectro incluído no programa para se familiarizarem com a técnica e a implementação do software.

A demonstração visual deste método é crítica, pois orienta os pesquisadores para o software e demonstra aspectos cruciais da análise da forma da linha de Franck-Condon. Para começar, importe dados pressionando o botão Importar Dados e selecionando o tipo de espectro que está sendo importado. Uma vez que um tipo de espectro é escolhido, o explorador de arquivos MATLAB aparecerá.

Nesta janela, selecione o arquivo desejado e pressione Abrir. Na guia Informações, abaixo do espectro da amostra, pressione o botão correspondente ao espectro desejado para carregar os espectros desejados a partir de nove espectros de amostra. Para carregar e plotar mais de um espectro por vez, vá para Configurações, selecione Configurações gerais e Figuras.

Para ativar a caixa de seleção, permita vários espectros de dados em eixos. Para selecionar um espectro carregado diferente do espectro ativo atual, pressione o botão Select Spectrum to Fit (Selecionar espectro para ajustar) e escolha o espectro desejado na lista no painel Select Spectrum (Selecionar espectro). Selecione um pico pressionando o botão Selecionar pico para normalização encontrado na guia Configurações em geral e seguindo as instruções na tela.

Converta as unidades X-Axises entre o número de onda e o comprimento de onda alternando o controle deslizante encontrado em Configurações no X-Axis para o modo desejado de número de onda ou comprimento de onda. Para restringir manualmente o intervalo do Eixo X, selecione Ajustar manualmente o Eixo X e as guias Limites de ajuste em Configurações no Eixo X. Em seguida, use os controles revelados para especificar o intervalo X-Axis.

O aplicativo se expandirá e contrairá automaticamente para a faixa X-Axis para caber em todos os pontos de dados carregados. Na guia FIT encontrada em Configurações, selecione um Método de Cálculo alternativo para a quantidade de energia. Altere o método padrão de Full FCSLA fit para outro método, selecionando o botão Radial correspondente e seguindo as instruções na tela.

Plote a função de ajuste com seus valores de parâmetro atuais pressionando o botão Plotar função de ajuste. Ajuste os valores dos parâmetros para otimizar o ajuste para os dados carregados. Com a configuração padrão, use a fórmula de análise de forma de linha Franck-Condon de modo único e, se desejar, alterne entre o modo simples e duplo em Configurações em Ajuste.

Se os parâmetros iniciais forem considerados satisfatórios, pressione o botão azul Ajuste otimizado para executar a otimização e, em seguida, recoloque a função de ajuste com valores de parâmetro recém-otimizados. Para alternar entre os mínimos quadrados e os métodos simplex de otimização, alterne para o método desejado em Configurações e, em seguida, em Otimização. Use as guias Configuração e Otimização para personalizar o método de otimização.

Para corrigir o valor de um parâmetro durante a otimização, pressione a caixa de seleção no campo de edição correspondente ao parâmetro desejado. Revele as opções de delimitação personalizadas ativando a caixa de seleção Permitir delimitação de parâmetro personalizado durante a otimização em Configurações e otimização. Em seguida, especifique Limites personalizados para o valor de um parâmetro com os controles revelados pressionando o botão Limites Personalizados sob o campo de edição.

Para personalizar os gatilhos finais para otimização, ative a caixa de seleção correspondente em Configurações e Otimização e insira o valor desejado. Se o otimizado ajustou os dados e os valores de parâmetros associados forem satisfatórios, prossiga para executar cálculos com o botão Calcular localizado na parte inferior do painel de cálculos. Para alterar a unidade, selecione a opção desejada na caixa de listagem suspensa encontrada em Configurações e cálculos.

Altere a temperatura na guia de temperatura experimental. Em seguida, pressionando o botão pop-out ao lado da caixa de texto Coordenada de cromaticidade, exiba o diagrama de cromaticidade com coordenadas plotadas. Usando a terceira verificação de cálculo para a cor prevista da amostra.

Em seguida, altere a iluminação com a opção desejada no menu suspenso rotulado como Ponto Branco. Para calcular as coordenadas de cromaticidade CIE e os valores de cor para vários espectros carregados, ative a caixa de seleção correspondente encontrada em Configurações e cálculos. Pressione o botão de três pontos para revelar um painel rotulado como Select Spectra (Selecionar espectros).

Neste painel, selecione os espectros desejados e escolha Exportar valores como uma tabela e exibir diagrama para revelar o diagrama de cromaticidade com coordenadas plotadas e rotuladas. Se o ajuste dos dados carregados for satisfatório, pressione o botão Exportar dados para exportar os dados carregados e calculados. Use a guia Figura para exportar o gráfico exibido como uma figura.

Exporte todos os valores de parâmetro com a guia Valores de parâmetro e exporte dados do espectro atualmente selecionado com pontos de dados de espectro. Exporte o ajuste como uma série de pontos de dados XY selecionando Ajustar pontos de dados. Selecione Valores de Cor para exportar cromaticidade, coordenadas CIE e a cor prevista e pressione Diagrama de Cromaticidade para exportar o diagrama de cromaticidade com as coordenadas.

Um exemplo típico de um espectro vagamente estruturado é mostrado nesta análise de dados representativa. À temperatura ambiente, o espectro de emissão e a função de ajuste da FCLSA foram alcançados por meio da otimização dos mínimos quadrados e do ajuste manual dos valores dos parâmetros. O coeficiente de determinação resultante foi de 0,99947.

O espectro altamente estruturado de 9, 10-difenilantraceno a baixa temperatura foi alcançado através de uma otimização simplex com o coeficiente de determinação resultante calculado como 0,9991. É imperativo ter em mente que os valores de perímetro retornados pelas rotinas de otimização são determinados em uma base puramente matemática e devem ser verificados quanto à relevância física.