结合振动光谱与信号处理的分子超灵敏检测方案

我们表明，将振动光谱与信号处理相结合可形成一种分子超灵敏检测方案。我们将振动光谱视为能量轴上的信号，并在该轴上应用匹配滤波器。以神经毒剂分子为例，我们表明即使记录的光谱完全淹没在噪声中、常规光谱检测不可能时，也能通过其振动光谱检测分子。预测在记录光谱中信噪比低至0.1时仍可检测。我们研究了用于检测的光谱范围以及用于编程滤波器的计算光谱质量的重要性，具体而言，非谐性、交换关联泛函和基组的作用。研究表明，使用全光谱范围而非具有关键振动的窄光谱窗口，以及考虑非谐性，是有利的。