ROBUST DETECTION AND SPECTRAL ANALYSIS OF SIGNALS WITH APPLICATIONS IN SPECTROSCOPY

Abstract: Popular Abstract in Swedish De senaste 150 åren har erbjudit en dramatisk utveckling av vår förmåga att sprida både njutningar och smärta, både i form av upptäckter av ämnen såsom TNT och dynamit och framställningen av heroin och Viagra. Denna utveckling har följts av teknologiska framsteg som tillåter studier av dessa kemikalier genom deras interaktion med till exempel radiosignaler eller laser. Den observerade interaktionen mäts sedan med hjälp av elektrisk eller optisk utrustning. Information om strukturer och andra karakteristiska indikatorer kan sedan extraheras ur denna mät-information med hjälp av matematiska operationer. Som följd pågår det en ständig kamp om att hitta nya matematiska tekniker för att extrahera så mycket av den användbara informationen som möjligt, så snabbt och så tillförlitligt som möjligt. Att kunna särskilja två olika kemikalier är uppenbarligen en sådan frågeställning av intresse. Det är av vikt t.ex. för att kunna särskilja explosiva ämnen från ofarliga eller för att bedöma om ett medicinskt preparat är äkta eller inte. Dessa frågeställningar är av stort globalt intresse och indikerar hur väsentligt framsteg inom detta område är. Som exempel bedöms det i världen finnas omkring 110 miljoner utplacerade landminor, minor som dödar eller lemlästar runt 70 personer dagligen. Med nuvarande teknik så kommer det att ta 500 år, till en kostnad av runt 33 miljarder USD, att rensa de existerande minorna - givet att inga fler minor placeras. Ett annat exempel är inom förfalskade mediciner; världshälsoorganisationen (WHO) bedömer att 10% av all handel med mediciner i världen är med förfalskade preparat. Denna siffra stiger dramatiskt till 30% i utvecklingsländerna, och bedöms vara nästan 60% för mediciner som handlas över nätet. Förfalskningarna involverar alla typer av mediciner såsom, t.ex., potensmedicinen Viagra, smärtstillande medel och anti-malaria preparat. Två lovande tekniska lösningar som kan användas för att bekämpa denna utveckling är kärnmagnetisk resonans (Eng. Nuclear Quadrupole Resonance, NQR) och Raman spektroskopi. NQR används för att fånga radiofrekvens "fingeravtryck" av en stor mängd sprängämnen, narkotika och mediciner. Raman spektroskopi å sin sida utnyttjar laserstrålar för att göra motsvarande med ljus. För att kunna möjliggöra tillförlitliga NQR- och Raman-baserade sensorer är det centralt att utveckla de matematiska operationer som utgör "hjärnan" i dessa sensorer. Denna avhandling fokuserar på detta problem, med syftet att göra dessa sensorer smartare och tillförlitligare.