顯微高光譜成像系統的成像原理及主要技術指標介紹
發布時間:2023-09-08
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顯微高光譜成像系統將二維成像技術和光譜技術有機的結合起來,不僅能對物體進行形態成像,還能提供豐富的光譜信息,由于它具有光譜分辨率高、波段多、圖像與光譜相結合等優點,因此被廣泛的應用于精準農業、醫藥工程等不同的領域。本文對顯微高光譜成像系統的成像原理及主要技術指標做了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
顯微高光譜成像系統將二維成像技術和光譜技術有機的結合起來,不僅能對物體進行形態成像,還能提供豐富的光譜信息,由于它具有光譜分辨率高、波段多、圖像與光譜相結合等優點,因此被廣泛的應用于精準農業、醫藥工程等不同的領域。本文對顯微高光譜成像系統的成像原理及主要技術指標做了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
顯微高光譜成像系統的成像原理:
顯微高光譜成像實驗系統基于推帚式成像光譜儀的原理進行設計,光路原理圖如下圖所示。
處于顯微鏡載物臺上的樣品被柯勒照明系統照明,瞬時視場內的樣品條帶通過顯微鏡物鏡和0.6倍C-Mount接口鏡頭成像于分光計的狹縫處,再經過光譜分光組件后,在垂直樣品條帶方向按光譜色散,最后成像于CCD像面。CCD光敏面平行于狹縫的一維稱為空間維,垂直于狹縫的一維稱為光譜維,空間維每一行光敏元上得到的是樣品條帶一個光譜波段的像,這樣面陣CCD相機每幀圖像便對應于一個樣品條帶的多光譜圖像。通過載物臺自動裝置對樣品進行推掃,就得到整個樣品的二維圖像及光譜數據,即圖像立方體。
顯微高光譜成像系統的主要技術指標:
1.光譜范圍
因為顯微鏡屬于透射式主動光學系統,其光源一般為可見光;另外,對于光柵分光,根據光柵方程得知,當波長為λ1的第k1級光譜與波長為λ2的第k2級光譜滿足k1λ1=k2λ2時,將發生光譜重疊,因此為了避免光譜重疊,可以選擇不同波段的光譜范圍。
2.波段數
波段數的選取主要根據CCD相機的光譜維像元數的多少及其像元合并而定,一般沒有嚴格的標準。
3.光譜分辨率
光譜分辨率主要與分光計的狹縫寬度有關。狹縫越窄,則光譜分辨率越高,但系統接收到的能量也隨之降低;因此,在保證足夠光學能量的前提下,可減小狹縫寬度,以提高光譜分辨率。
4.空間分辨率
空間分辨率主要與顯微物鏡的數字孔徑、CCD像元大小有關。例如,如果CCD像元尺寸為27Hm,當選用40倍物鏡時,系統空間分辨率為1.125um。
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