Руководство по о о ИК Фурье ии з за лиза и
Основы ИК Фурье из з за ли ии
Что предст та у л ет собо о к ИК Фурье виз з за лиза и ?
Химическоеизображениев(изуализация)содержитинформациюомолекулярномсоставеисследуемогообразцавкаждомпикселе。Вслучаеинфракрасной(ИК)визуализацииэтоозначаетчтокаждыйпиксельсодержитИК——спектрвсехкомпонентовобразца。Врезультатеполученноеизображениеотображаетдифференциальныехимическиесвойстваисследуемогообразцанаосноведанныхинфракрасногоизлучения。
Вдальнейшемполученныеспектральныеданныеможноиспользоватьдлярешениябольшогоколичествааналитическихвопросов。,Напримерсозданиеизображенийвконтрастнойцветовойгаммедляподчеркиванияихарактеризациисвойствобразцаявляетсястандартнымприложением。ВцеломИКФурьевизуализациядаетчеткоепредставлениеохимическомсоставеобразца。
СтандартнымметодомдляполучениятакихизображенийявляетсяИК——Фурьемикроскопия,чтоненакладываеткакихлибоограниченийнаиспользуемыйметодрегистрацииИКспектров。ВыможетеполучитьИКизображенияиспользуявседоступныедляметодаИКФурьеспектрометриирежимы:НПВО,отражениеипропускание。
Как созда а с тс ИК изображения?
СамыйпростойспособсоздатьИКизображения——выполнитьпоследовательныеодиночныеИКизмерениячерезопределенныерасстояниянаобразце。КомбинируяданныеполученныеметодомИКспектрометрииспривязкойобластирегистрациикпространственнымкоординатам,можнонайтиответынатакиеэлементарныепроблемы,каквопросыободнородностипокрытия。Данный по ием наз ова етс о пот е етс е от е ет т т е ет ирование е。
ОднакодляболееэффективногосозданияхимическихИКизображенийтребуютсяспециальныеинфракрасныедетекторы。Существуетдвастандартныхрешения:детекторыслинейнойрешеткойилидвумернойрешеткойвфокальнойплоскости(FPA)。
Втовремякакдетекторыслинейнымрасположениемчувствительныхэлементовпредставляютсобойдовольнодешевоегибридноерешение,детекторыFPAявляютсясовременной,значительноболеепродвинутойтехническойреализацией。Онипозволяютполучатьизображениясвысокимразрешениемприопределенномпиксельномформат,енапример64 x 64пикселяводномкадре。Такимобразом,изображени,еполученноенатакомдетекторе,приодномсканированиибудетсостоятьизболеечем4000ИК——спектров!
Данныйподходпозволяетдостичьпространственногоразрешениявинфракрасноймикроскопиивплотьдофизическогодифракционногопределаинфракрасногоизлучения!
Об имейдженговых ИК детектора в
Дляпроведенияизмеренийнадетекторахслинейнымрасположениемчувствительныхэлементов,данныеэлементырасполагаютсяпоследовательно。(например,1 x 8)иприединичномсканированииодновременноотображаютлинейнуюпоследовательностьспектров(линейноесканирование)。Этилинейныепоследовательностисодержащиеспектрыобразцапослезаписипрограммно«сшиваются»дляполученияхимическогоизображения。Хотялинейныймассивможетобеспечитьполучениеболеебыстрогорезультата,чемпоточечныеизмерения,данныйподходприводятксерьезнымкомпромиссамвкачествеспектральнойинформациииобработкеданных。Крометого,получениеизображенийспомощьюATRвлучшемслучаененадежноивозможнотолькоснеудобнымивиспользованииустройствами。
Сдругойстороны,детекторыFPAсостоятиздвумернойматрицыИК——детекторов。(например， 32x32, 64x64, 128x128 и и и。д)。Такимобразом,ониполучаютистинноехимическоеизображениеобразцаприкаждомизмерениисразубезсшивания。Вконечномитогематричныйдетекторcдвумернойрешеткойвфокальнойплоскостин(FPA)еимеетниодногоизперечисленныхвышеограничений。Данныезаписываютсявидеальномсоответствиисвизуальнымизображением,независимоотструктурыобразцаиснепревзойденнойскоростью。
Нарисункенижедемонстрируетсяпринципработыодноэлементныхдетекторов,линейныхиматричныхдетекторовcдвумернойрешеткойвфокальнойплоскости。Какпоказано,принципыработысоднимэлементомилинейныммассивомпредставляютсобойпоследовательныеметоды,которыешагзашагомсобираютданныеизображения。
ПреимуществаматричныхFPAдетекторовдляИКвизуализации
- Высочайшеекачествоизображения:одновременнорегистрацияд1024оспектравлюбомизрежимовизмерениясвпечатляющимпространственнымразрешением。•Непревзойденнаяразрешающаяспособностьпосравнениюспоточечнымиилилинейнымиизмерениями。
- ВозможностьанализироватьоченьбольшиеплощадиобразцовблагодарясочетаниюрегистрацииИКизображенийматричнымдетекторомивысокойстепениавтоматизацииИКмикроскопа。
- FPA -визуализацияпозволяетполучатьхимическиеизображениявысочайшегоразрешениявкратчайшиесроки。
- Возможностьустановкидодвухдополнительныхдетекторов,дляобеспеченияуниверсальностианализа。Широкий ро оро ст пн н о детекторов。
Технологиярегистрацииспектровсиспользованиемдетекторов平安险,очевидно,превосходиттаковуюдлялинейныхиодноэлементныхдетекторов,какпоскоростирегистраци,итакипопространственномуразрешению。Применимостьметоданеограничена,полученныеспектральныеданныевсегдасамоговысокогокачества,авремяизмеренияминимально。
ИК Фурье и из з за лиза и и常见问题
Часто зад да а ае ем е вопросы по о ИК Фурье ии з за лиза а и
1.Что предст та у л ет собо о к Химическая виз з за лиза и ?
Химическаявизуализация——этометодпространственногоразрешенияхимическихсвойствобразцана2 dили3 dизображениях。Спомощьюэтогометодаможнополучитьинформациюосвойствахматериала,структуреипроисхожденииисследуемыхобразцов。
2.Что предст та у л ет собо о к ИК виз з за лиза и ?
ИКвизуализацияявляетсяоднимизспособовсозданияпространственныххимическихизображенийспространственнымразрешением。КаждыйпиксельполученныхизображенийсодержитИК——спектрсоответствующегоучасткаобразца。Интерпретируяотдельныеспектры,можнообнаружитьиоценитьинтересующиеобластиобразца。
3.Как Вы пол лу аете ИК изображения?
Распространеннымиметодамиявляютсяпоследовательныепоточечныеизмеренияилилинейнойматрицы,атакжепрямоеполучение2 d -изображенийспомощьюдетекторасматрицейвфокальнойплоскости(FPA)。ХотядетекторыFPAпредставляютсобойнепревзойденноепоцеломурядупараметроврешени,евысокоавтоматизированныеодноточечныеизмеренияявляютсяэкономичнойальтернативой。
4.Как устроен и аб ботает ма ат и и и н н т с ст детектор?
ПринципработыматричногоFPAдетекторааналогиченпринципуработыцифровойкамеры。Однаковместовидимогосветасоответствующиймассивпикселейосвещаетсяинфракраснымизлучением,приэтомкаждыйпиксельдетекторарегистрируетнезависимый,пространственноразрешенныйИК——спектр。
5.Требует ли мат и и и н н л а а н дет ктор апертуры?
Нет,матричныйFPAдетекторнетребуетникакихапертур。Каждыйпиксельдетекторафункционируеткакапертура,итакимобразом,напрямуюзаписываетраспределеннуюпоисследуемойплощадиИКинформацию。Этопозволяетпроводитьизмерениябыстрееисболеевысокимразрешениемпосравнениюсдругимиметодамиобнаружения。
6.ВозможнолинастраиватьпространственноеразрешениематричногоFPAдетектора?
ПространственноеразрешениематричногоFPAдетекторазависитотразмераотдельныхпикселейдетектора。Однакососедниепикселимогутбытьобъединенывкластерпрограммно,чтобысформировать«болеекрупныйпиксель»,такимобразом,пространственноеразрешениеуменьшается,приэтомвозрастеткачествоспектральнойинформацииполучаемойвединицувремени。
7.КакиеразмерыматричныхFPAдетекторовдоступныдлязаказчика?
СуществуютнесколькоматрицынесколькихразмеровдляматричныхFPAдетекторов。Размерследуетподбиратьвсоответствиисоптическойсистемой(микроскопом)。Например,lumo二оптимизировандляматрицыразмером32 x32пикселя,аHYPERION 3000разработандляматрицразмерами64 x64или128 x128пикселей。Спомощьюпоследнегоможнозаписатьвпечатляющееколичествоизболеечемп16 000ространственнораспределенныхспектровзаодносканирование。
8.ЧембольшеразмерматрицыFPAдетекторов,темлучшерезультатыизмерений吗?
,НетпотомучторазмериспользуемогоматричногоFPAдетекторазависитисключительноотоптимальногоосвещения,обеспечиваемогомикроскопом。Равномерноеосвещениедетекторнойматрицыважнодляобеспечениястабильновысокойспектральнойчувствительностикаквцентре,такипокраямдетектора。
9.ВкакихслучаяхбольшойразмерматричногоFPAдетектораимеетпреимущества?
ЧембольшеплощадьматричногоFPAдетектора,тембольшеспектроврегистрируетсяодновременно。Посколькупространственноеразрешениенезависитотразмераматрицы,этоозначает,чтодетекторразмером128 x128пикселейрегистрируетспектрысплощадив16разбольше,чемматрицадетектора32 x32заодноизмерение。
10.ВозможнолииспользованиематричногоFPAдетектораснаиболеераспространеннымирежимамиизмеренийИКспектров?
,Давозможно。МатричныеFPAдетекторыобладаютпреимуществамиприиспользованиисамыхчастоиспользуемыхрежимовизмерения(пропускания,отраженияинарушенногополноговнутреннегоотражения(НПВО))。Этоттипдетектораобеспечиваетисключительновысокоепространственноеразрешение,особенноприиспользованииРежимаНПВО。
11.СчемсвязаноувеличениепространственногоразрешенияприиспользованииматричныхFPAдетекторовврежимеНПВО吗?
Комбинациятвердотельнойлинзысвысокимкоэффициентомпреломления(кристаллНПВОизгермания)и«безапертурного»матричногоFPAдетектораувеличиваетпространственноеразрешениев4разапосравнениюсизмерениямиврежимепропускания。Этотэффектимеетобщепринятоеназвание«иммерсионныйобъектив。”
12.КовсемлитипамобразцовприменимыизмерениясматричнымFPAдетектором吗?
ПосколькуизмерениянаматричномFPAдетектореможнокомбинироватьсовсемирежимамиизмерений,анализуподдаютсявсетипыобразцов。Однакогазы,жидкостиидругиелетучиевеществанельзяанализироватьподмикроскопомиз——заихкинетическихсвойств。
13.ВкакихотрасляхнаукиипромышленностинаиболеевостребованаспектроскопиясиспользованиемматричныхFPAдетекторов?
Типичныепримененияможнонайтивовсехобластяхпромышленностиинауки。Начинаясанализамикропластика,частицизагрязненийдоопределенияхимическиххарактеристиксложныхструктур,оттакихтакихкакмногослойныеламинатыилаки,добиологическихтканейифармацевтическихпрепаратов。Корочеговоря,даннаятехнологиядетектированияиспользуетсяповсеместно,втехслучаяхгденеобходимооченьвысокоепространственноеразрешениеианализобразцовбольшихплощадей。
