什么是阴极射线发光成像
电子束与物质相互作用时,可以发出光的光谱阴极发光(CL)。占主导地位的波长取决于当地的材料组成、配置和几何学。在全色影像,所有波长范围的总强度测量相结合。然而,信息丢失,波长分布(频谱)通常包含有价值的信息在本地光学和结构材料的属性。
SPARC高光谱成像技术的进步
波长信息可以通过使用颜色过滤器,但扫描为每个波长进行单调乏味。在高光谱影像,收集完整的频谱以类似的方式提供了一个高分辨率光谱每个电子束的位置。CL排放是指向一个摄谱仪,其中包含一个具有周期性结构的光学组件,分裂和期刊分成几束光在不同的方向旅行。衍射光栅加上一个像素化电荷耦合装置(CCD),互补金属氧化物半导体(CMOS)或光电二极管阵列空间分散不同的发射波长的相机,所以每一行像素对应于一个独特的波长。
耦合到摄谱仪可以通过自由空间,如上所示,或通过一个光学纤维。高效高光谱成像需要一个完美的平行光束从镜子到探测器,这镜子时只能得到合理对齐。理想的例子就是SPARC系统,它使用了一个先进的micro-positioning系统和熔纺镜子。没有这些改进,光收集效率下降到100次。这意味着数据采集可以用100倍的时间或者只是变得不可能,因为噪音。探测器效率已经足够高,进一步提高探测器无法弥补这些损失的集合。
的主要参数高光谱成像波长范围和分辨率。确定这些透镜系统的关键部件,衍射光栅探测器(相机图),结合时称为分光计。光学透镜系统必须考虑色差,可以跨越很大一部分紫外线的红外光谱。色差(也称为彩色边缘或分散)的影响,不同波长的光都集中在不同的距离相同的镜头。专注紫外和红外光线从相同的源到探测器镜头配置必须改变。
SPARC,这些光学很容易交换,光栅和探测器协同工作。光栅需要定位,使其期刊的光谱探测器。光栅决定哪些波长衍射和多宽的模式。这决定了光谱分辨率。例如,如果您500 nm宽光谱投射到100线性像素探测器,你会有一个5纳米光谱分辨率,如果你改变光栅或几何和预计只有50 nm宽光谱在100线性像素会.5nm光谱分辨率。典型的决议是.1nm 1。的最后一块拼图是探测器本身。探测器有一个广泛的响应曲线,确定其量子效率,或在不同波长光转换功能,。
通常没有成本效益与足够的效率对整个紫外红外探测器范围,通常使用多个探测器,每个专业在特定光谱的一部分。一旦所有这些项目在整个光谱可以同时收集感兴趣的领域的示例中,这就是所谓的高光谱成像。
高光谱成像技术的可视化
高光谱影像产量的3 d datacube的两个维度代表空间电子束位置(x, y)和第三代表了波长。这种datacube类似于收集在EDS或改进但UV / VIS /红外波长而不是x射线波段。CL datacube包含丰富的信息,可以在许多不同的方式可视化。
而不是显示特定点的光谱也可以严格可视化空间差异在每个励磁的发射位置。例如,(false)彩色RGB图像可以从datacube发射光谱中提取分为三个RGB通道在一定的光谱范围。在这种情况下,我们选择了光谱范围从380到700海里涵盖两个山峰如上所示。
