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Data analysis of low signal to noise Raman spectra for detecting traces of explosives on surfaces

Dreier, Lisa und Köhntopp, Anja und Walter, Arne und Kölbl, Christoph und Ryabchykov, Oleg und Bocklitz, Thomas und Duschek, Frank (2024) Data analysis of low signal to noise Raman spectra for detecting traces of explosives on surfaces. 28th International Conference on Raman Spectroscopy, 2024-07-28 - 2024-08-02, Rom, Italien.

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Kurzfassung

Remote, real-time threat detection is of great interest for security applications. For the detection of hazardous substances, techniques that are chemically selective and highly sensitive need to be available. Among various methods, UV Raman spectroscopy is especially promising, as it is far more sensitive than conventional Raman spectroscopy using visible or near-infrared light sources. When scanning for explosives at security check points an inherently low detection time is accompanied by the need for sensitive trace detection. These prerequisites generally result in very low signal-to-noise spectra and difficult data analysis. Averaging multiple spectra in order to improve the signal-to-noise ratio, however, entails the risk of clouding important spectral signatures present only in a few of the spectra. Therefore, we investigate the use of secondary statistical analysis, such as variance or skewness, to improve the data quality and increase the probability of a successful threat detection. For a first test, measurements of the explosive pentaerythritol tetranitrate (PETN) on a limited number of fabrics as well as the bare materials are performed. This dataset is used to test and compare different methods of statistical analysis and maximise the detection accuracy of an explosive. References [1] Lu, T., et al., Simultaneous determination of multiple components in explosives using ultraviolet spectrophotometry and a partial least squares method. RSC Advances, (2015). 5 (17): p. 13021-13027. [2] Ehlerding, A., et al., Resonance-Enhanced Raman Spectroscopy on Explosives Vapor at Standoff Distances. International Journal of Spectroscopy, (2012). 2012: p. 1-9. [3] Harmon, R.S., et al., Stand-off detection of explosive particles by imaging Raman spectroscopy. Detection and Sensing of Mines, Explosive Objects, and Obscured Targets XVI, (2011). [4] A. Köhntopp, et al., Data Analysis of Weak Raman Signals for the Trace Detection of Explosives, Optica Sensing Congress 2023 (AIS, FTS, HISE, Sensors, ES), Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2023), paper SM3B.4.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205639/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Data analysis of low signal to noise Raman spectra for detecting traces of explosives on surfaces
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dreier, LisaLisa.Dreier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2791-713X167094606
Köhntopp, AnjaAnja.Koehntopp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2761-0821NICHT SPEZIFIZIERT
Walter, ArneArne.Walter (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kölbl, ChristophChristoph.Koelbl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6518-0012NICHT SPEZIFIZIERT
Ryabchykov, Olegoleg.ryabchykov (at) leibniz-ipht.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bocklitz, Thomasthomas.bocklitz (at) uni-jena.dehttps://orcid.org/0000-0003-2778-6624NICHT SPEZIFIZIERT
Duschek, FrankFrank.Duschek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1809-0257NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 Juli 2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Phylax, remote detection, Raman spectroscopy, explosives traces, security checkpoints, data analysis
Veranstaltungstitel:28th International Conference on Raman Spectroscopy
Veranstaltungsort:Rom, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:28 Juli 2024
Veranstaltungsende:2 August 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - keine Zuordnung
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Physik > Atmosphärische Propagation und Wirkung
Hinterlegt von: Dreier, Lisa
Hinterlegt am:09 Sep 2024 13:37
Letzte Änderung:09 Sep 2024 13:37

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