成像光譜儀的主要功能模塊及其特點(diǎn)
瀏覽次數(shù)：1425發(fā)布日期：2019-04-08
成像光譜儀的主要功能模塊及其特點(diǎn)
成像光譜儀技術(shù)是在普通的顯微技術(shù)的基礎(chǔ)上引入目前發(fā)展迅速的成像光譜理論而得到的一種新型的光學(xué)探測(cè)技術(shù)。由光源發(fā)出的光,經(jīng)濾光片、反射鏡、顯微物鏡后照射在樣品上。激發(fā)的熒光或樣品表面的反射光再次通過顯微物鏡、反射鏡、半透半反鏡進(jìn)入成像光譜儀,后成像在成像光譜儀的像面CCD上,經(jīng)計(jì)算機(jī)讀出數(shù)據(jù)和光譜、圖像重構(gòu)程序進(jìn)行處理,得到所需要的目標(biāo)圖像和光譜圖。計(jì)算機(jī)操控樣品臺(tái)上下和左右移動(dòng),以實(shí)現(xiàn)樣品的三維掃描成像。
主要功能模塊及其特點(diǎn):
(1)光源模塊。光源模塊是用來照明樣品使其產(chǎn)生反射或激發(fā)樣品使其產(chǎn)生熒光。照明方式可分為透射式和反射式兩種。根據(jù)分析樣品的不同需要選擇不同的光源。在照明樣品探測(cè)吸收光譜時(shí),一般選用Hg燈等寬譜段光源。在激發(fā)樣品探測(cè)熒光光譜時(shí),要根據(jù)激發(fā)樣品所需的光源波段的不同選擇單色儀或激光器作為激發(fā)光源。
(2)顯微模塊。顯微模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的空間分辨,一般選擇普通顯微光學(xué)系統(tǒng)。近年來,為了提高探測(cè)熒光圖像的空間分辨率,激光掃描共焦熒光顯系統(tǒng)也得到了極大的應(yīng)用。
(3)成像光譜模塊。成像光譜模塊主要實(shí)現(xiàn)儀器的光譜分光。目前采用的分光方式主要分為色散分光和干涉分光。色散型是一種傳統(tǒng)的分光方式,技術(shù)上比較成熟,已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用。但其能量利用率比較低。干涉型分光方式,尤其是傅里葉變換成像光譜儀,由于它具有高光譜分辨率、高能力利用率、多通道的特點(diǎn),所以取得了飛速的進(jìn)展,成為了成像光譜研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。
(4)掃描(推掃)模塊。成像光譜儀結(jié)構(gòu)是通過計(jì)算機(jī)操控樣品臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)的。利用樣品臺(tái)的平動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的推帚成像;利用樣品臺(tái)的上下移動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的斷層掃描成像。為了獲得準(zhǔn)確的光譜圖像,必須對(duì)樣品臺(tái)的掃描(推掃)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行的設(shè)計(jì)、控制。一般通過計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。
(5)后續(xù)計(jì)算機(jī)處理模塊。后續(xù)處理模塊包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)定標(biāo)、數(shù)據(jù)重構(gòu)三個(gè)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)指的是對(duì)CCD探測(cè)器數(shù)據(jù)的讀出、采集、傳輸、控制、存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)顯示等。數(shù)據(jù)定標(biāo)指的是通過測(cè)定成像光譜儀對(duì)一個(gè)已知輻射特性目標(biāo)的響應(yīng),得到儀器的儀器函數(shù),從而可根據(jù)成像光譜儀所獲取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確得到所觀察目標(biāo)的超光譜圖像信息。數(shù)據(jù)重構(gòu)系統(tǒng)是指對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換等處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的三維重構(gòu),成像光譜儀獲得可視化的樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像信息和光譜分布信息。
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