הדמיה היפרספקטראלית ככלי לחקר Anisotropy אופטי ב לנתניד מבוססי גבישים בודדים מולקולריים

הדמיה היפרספקטרלית מאפשרת רכישת מידע ספקטרוסקופי במיקומים מדויקים בתוך מדגם. לדוגמה, לחשיפת אניסוטרופיה אופטית ברמת גביש אחת. הדור של נתונים ספקטרליים ומ מרחביים של מדגם מאפשר חקירה מפורטת יותר של המדגם ממה שאפשרי על ידי ספקטרוסקופיה או מיקרוסקופיה פלואורסצנטית בלבד.

מספר רב של פרמטרים מתכווננים המשפיעים על הרזולוציה יכולים להיראות מכריעים בהתחלה. עם זאת, יצירת רשימת פעולות לביצוע עשויה לסייע בהיכרות עם המערכת. טכניקה זו דורשת כוונון ידני של חומרת ההדמיה, כמו גם מניפולציה בתוכנה.

זה חיוני כדי להמחיש את שני ההיבטים חזותית כדי להציג כיצד שתי השיטות משלימות זו את זו. הפגנת ההליך עם נלסון Rutajoga יהיה אמילי רודריגז, עמית פוסט דוקטורט במעבדה שלי. כדי להגדיר את תצורת התמונה עבור מיפוי הדמיה היפרספקטרלית, החל בשלב המיקרוסקופ ו בעקבות מסלול קרן הפליטה לכיוון הגלאים, השאר את המיקום לקוביה אופטית ממש ליד המיקרוסקופ האופטי פנוי והצב את הקובייה האופטית של מיקרוסקופ הקונפוקל במצב זה שמכוונת את הפליטה מהדגימה דרך נתיב האור הנראה.

במבט לאורך הנתיב האופטי לכיוון הגלאי, מקם את הקובייה האופטית הנראית לעין המכילה את המראה הדיקורית ומסננים להכוונת הפליטה הנראית לנתיב הגילוי במקומו. בהמשך הנתיב לכיוון הגלאי, מניחים את הקובייה האופטית של חור הסיכה הקונפוקל במיקום הנכון כדי לכוון את האור דרך נתיב גילוי האור הנראה ועקוב אחר נתיב זה, מניחים את הקובייה האופטית ספקטרומטר קונפוקל במיקום המתאים, כך שהאור הנפלט מגיע לגלאי. כאשר כל הקוביות נמצאות במקום, כוונן ידנית את פתח חריץ הגלאי כך שיתאימו לגודל חור הסיכה שנבחר.

לאחר מכן, בתוכנת PHySpec, בחר את הצמצם של חור הסיכה. למיפוי הדמיה היפרספקטרלית של terbium europium bi-pyrimidine trifluoroacetylacetonate גביש יחיד, מקם ידנית את המטרה 20 פעמים של המיקרוסקופ האופטי מתחת למדגם ולחץ על הכפתור הלבן בצד שמאל של המיקרוסקופ כדי להפעיל את האור הלבן. סובב את הידית מתחת ללחצן כדי לכוונן את הבהירות.

הגדר את הידית הקדמית בצד ימין של המיקרוסקופ ל- R כדי לשלוח 20% מהאות למצלמה ו- 80% מהאות לגלאי. לחץ על הפעל בחלון המצלמה בצבע בתוכנת PHySpec כדי ליזום סריקה חיה. אם חלון מצלמת הצבע מציג תמונה כהה או שחורה מדי, הגדל את זמן החשיפה ו/או את ערך הרווח תחת לשונית מצלמת הצבע.

אם התמונה בהירה מדי, הקטן את זמן החשיפה ו/או קבל ערך. כדי להתמקד המדגם, להפוך את הידיות של המיקרוסקופ כדי להתאים את המרחק בין המטרה בשלב ולפתוח את תריס מנורת פס רחב כדי לאפשר UV בעירור של המדגם. לאחר מכן סובבו את ידית העוצמה למיקום הרצוי כדי לשלוט בעוצמת העירור של מנורת הפס הרחב.

לחץ על הצג/הסתר סרגל קנה מידה כדי להוסיף סרגל קנה מידה לתמונה המיקרוסקופית האופטית של השדה הבהיר של הגביש ולצפות בתמונה של הגביש תחת תאורה מלאה או מוגבלת של UV. כדי לבחור בין התאורה המוגבלת או תאורת שדה רחבה, השתמש במקל ובפיתות כדי להתאים את גודל הצמצם של שדה מנורת UV. תחת הכרטיסיה SpectraPro SP 2300, בחר אורך גל כדי לבחון את פליטת הדגימה ולהתאים את זמן החשיפה של הגלאי.

כדי להשיג את קוביית ההיפר-ספקטרלית ברצף, לחץ על פלוס כדי להוסיף צומת חדש ולחץ על תמונה קונפוקאלית. לחץ על רכישה מרובת ספקטרום והקלט את ספירות המיקום הרצויות של X ו- Y, כמו גם את גודל הצעד הרצוי. בחר את אפשרות החומרה עבור סינכרון המצלמה ומיפוי פליטה גלוי ולחץ על אישור.

ברצף, לחץ על שורת הרכישה מרובת הספקטרום החדשה שנוספה כדי לסמן את הצומת ולחץ על הפעל כדי להפעיל את הצומת הנבחר. לניתוח נתוני ההדמיה ההיפר-ספקטרליים שנלכדו, לדוגמה, להתפלגות ספקטרלית של תמונה, בתפריט עיבוד, בחרו 'נתונים' ו'חתוך' ו'כופף' כדי להגדיל את יחס האות לרעש של התמונה. לפרופיל בעוצמת פליטה, לחצו לחיצה ימנית על תמונת הקוביה ובחרו 'צור פרופיל X' לניתוח של שורה אחת.

גרור כדי לבחור את האזור ולחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על אזור העניין. לבחירת 'הוסף לגרף'. כדי להציג את עוצמת הפליטה כפונקציה של המיקום הפיזי של המטרה.

פרופיל העוצמה יופיע בגרף החדש. כדי להשיג ספקטרום פליטה של אזור מסוים בדגימה, רחף עם הסמן מעל תמונת הקוביה, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני ולחץ על בחירת מלבן. גרור ולחץ כדי לצייר את צורת הבחירה מעל האזור הרצוי.

לאחר מכן לחצו לחיצה ימנית על אזור העניין ובחרו 'הוסף בחירה לגרף'. בחלון 'הוסף לגרף', בחרו 'צור גרף חדש' כדי להציג את ספקטרום הפליטה של היעד ולחצו על הלחצן 'אשר'. לאחר מכן שמרו את הספקטרום שנרכש לפני בחירת אזור חדש.

כאן מוצגת תמונת שדה בהיר של גביש שתועד לאחר התאמת הדגימה במוקד הנכון. ניתן לראות בבירור את המורפולוגיה דמוית המחט של הקריסטל. כאן, תמונות של אותו גביש תחת העירור UV עם תאורה מלאה או תאורה מקומית מוגבלת ניתן לראות.

ניתן להשתמש בתאורה המוגבלת כדי לחקור את ההשפעות של העברת אנרגיה או אור בתוך הגביש שעלולות לעורר התנהגות דמוית מדריך גלים. לדוגמה, בתמונה זו, פליטה חזקה מזוהה בנקודה לא ישירות תחת העירור, מה שמרמז כי הגירת אנרגיה יעילה מתרחשת דרך הגביש. מקוביית ההיפרספקטרלית הנרכשת, ניתן גם להשיג את ההתפלגות הספקטרלית בצורה של תמונה, המייצגת אורך גל ספציפי.

פרופיל העוצמה של אורך גל פליטה ספציפי וספקטרום הפליטה בכל פיקסל או אזור של קוביית ההיפרספקטרלית הנרכשת. לדוגמה, ספקטרום הפליטה לניתוח זה מציג את רצועות הפליטה האופייניות ביותר של יון היורופיום. יתר על כן, הפרופיל המרחבי לאורך פני הגביש השונים מצביע על פליטה בהירה יותר בקצה ובפני הצד ונוצר בקורלציה עם מרחקי היונים לנתניד/לנתניד בשלושת הכיוונים המרחביים.

כדי לקבל אות טוב בזמן הקלטה סביר של קוביית ההיפרספקטרלית, חשוב להתאים את תצורות המיקרוסקופ, המיקוד ותזמן החשיפה לגלאי. פליטת UV העירור ופליטה גלויה, טכניקה זו יכולה להתבצע באמצעות גירוי אינפרא אדום ליד זיהוי פליטת אינפרא אדום. זה מאפשר לו להיות ישים עבור מגוון גדול של חומרים זוהרים.

מתאם של אותות אופטיים עם מערך של תכונות תלויות עושה טכניקה זו מעניינת מאוד עבור חקירת יחסים מבנה / רכוש, כולל הערכה במבחנה של אינטראקציות ננו ביו.