[发明专利]通过信息熵判断拉曼光谱的荧光消除程度的方法

说明书

一种通过信息熵判断拉曼光谱的荧光消除程度的方法，涉及一种拉曼光谱荧光消除方法，它采用离散序列的信息熵作为荧光成分扣减判据，从混合信号中逐步扣减荧光，当信息熵达到最小时，混合信号中的荧光被完全消除。本发明采用信息熵判断荧光的消除程度，更为科学合理，不受仪器波数范围限制，使仪器性能得到充分发挥，增加仪器设计和制造的自由度；而且解决了已有技术中需要在特定波长范围判断荧光残留情况的限制，对光谱范围无特殊要求，可适应不同波长设置的仪器设计。还可在不增加设备复杂程度和改变现有测量习惯的情况下，能够快速、准确地获得符合实际机理的不受荧光干扰的拉曼真实信号，易于推广应用。

技术领域

本发明涉及一种拉曼光谱荧光消除方法，特别是一种通过信息熵判断拉曼光谱的荧光消除程度的方法。

背景技术

激光拉曼光谱可以提供分子光谱信息，同时具有不容易被水分干扰、非接触和不破坏样品等优点，是一种快速发展的定性定量分析手段。但是，拉曼散射激发的同时产生的荧光，对拉曼光谱可辨识性和信号质量产生干扰。

采用阵列感光的微型分光式拉曼光谱仪近年来发展很快，优点是结构简单、无需复杂维护，但其采用硬件消除荧光干扰会增加设备的复杂程度，例如，利用拉曼光的迁移性和荧光的相对稳定，通过双波长激发消除荧光，仪器造价和复杂性都会提升。基线拟合扣减是目前此类拉曼光谱仪消荧光的主要思路，多数方法采用光谱基线拟合，扣减至初始位置，给出荧光消除表象，实际无法从机理或实质上解释，结果既不真实也不合理。

另有技术采用强光照射下荧光强度逐步降低的褪色效应，荧光强度整体下降，此部分度量反映了信号中的荧光特性，并从信号中逐步扣除，最终消除拉曼信号的荧光干扰。该技术采用拉曼信号在特定波数迁移区间呈现平坦这一特性来判断荧光是否被完全消减，但其前提是仪器设计中必须包含该段不含有效信息的光谱，对仪器设计构成了限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种通过信息熵判断拉曼光谱的荧光消除程度的方法，以解决现有技术存在的增加仪器造价和复杂性、结果不真实、对仪器设计构成限制的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种通过信息熵判断拉曼光谱的荧光消除程度的方法，该方法是采用离散序列的信息熵作为荧光成分扣减判据，从混合信号中逐步扣减荧光，当信息熵达到最小时，混合信号中的荧光被完全消除。

本发明的进一步技术方案是：该方法包括以下步骤：

A、采用拉曼激光探头测量样品的混合信号，固定焦点，设定积分时间，记录2组以上不同时刻下的光谱数据S；

B、依次对后一时刻光谱数据乘以系列权值，计算与前一时刻光谱数据的差值，得到不含拉曼信号的荧光下降度量值ΔS；

C、对荧光下降度量值ΔS进行降噪，降噪后的荧光下降度量值ΔS作为混合信号S中含有的荧光分量F_S；

D、从混合信号中逐步扣减n*△*F_S，n为扣减的步数，n=1,2,…，△为扣减步长，F_S为荧光分量，并计算每步扣减n*△*F_S后的信息熵；