란탄제 기반 분자 단결정에서 광학 이방성 연구를 위한 도구로서의 하이퍼스펙트럼 이미징

하이퍼스펙트럼 이미징을 통해 샘플 내의 정확한 위치에서 분광 정보를 수집할 수 있습니다. 예를 들어, 단일 결정 수준에서 광학 이소성부비의 공개. 샘플의 스펙트럼 및 공간 데이터의 생성은 분광법 또는 형광 현미경 검사법만으로도 가능한 것보다 샘플에 대한 보다 상세한 조사를 가능하게 합니다.

해상도에 영향을 주는 많은 조정 가능한 매개 변수는 처음에는 압도적으로 보일 수 있습니다. 그러나 체크리스트를 만드는 것은 시스템에 익숙해지는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술은 이미징 하드웨어의 수동 튜닝과 소프트웨어 조작이 필요합니다.

두 가지 방법이 서로 어떻게 보완되는지 를 시각적으로 설명하는 것이 필수적입니다. 넬슨 루타호가와 함께 절차를 시연하는 것은 내 실험실에서 박사 후 동료인 에밀리 로드리게스가 될 것입니다. 현미경 단계에서 시작하여 검출기를 향한 방출 빔 경로를 따라 하이퍼스펙트럼 이미징 매핑을 위한 심조 구성을 설정하려면 광학 현미경 공막 바로 옆에 광학 큐브의 위치를 두고 가시광선 경로를 통해 샘플에서 배출을 지시하는 위치에 공초점 현미경 광학 큐브를 배치합니다.

검출기를 향한 광학 경로를 따라 보면 눈에 보이는 방출을 그 위치에서 검출 경로로 안내하기 위한 이색 거울과 필터를 포함하는 가시 광학 큐브를 배치합니다. 검출기를 향한 경로를 계속, 가시광선 검출 경로를 통해 빛을 지시하기 위해 올바른 위치에 공초점 핀홀 광학 큐브를 배치하고,방출 된 빛이 검출기에 도달하도록 적절한 위치에 공초점 분광계 광학 큐브를 배치합니다. 모든 큐브가 제자리에 있는 경우 선택한 핀홀크기에 맞게 검출기의 슬릿 개구부를 수동으로 조정합니다.

그런 다음 PHySpec 소프트웨어에서 핀홀의 조리개를 선택합니다. 테르비움 유로피움 이중 플루오로아티라스티라톤산 단일 결정의 하이퍼스펙트럼 이미징 매핑의 경우, 시료 아래에 광학 현미경의 20배 목표를 수동으로 배치하고 현미경의 왼쪽에 있는 흰색 버튼을 눌러 백색광을 켭니다. 버튼 아래 손잡이를 돌려 밝기를 조정합니다.

현미경의 오른쪽에 있는 전방 노브를 R로 설정하여 신호의 20%를 카메라에 보내고 신호의 80%를 검출기로 보냅니다. PHySpec 소프트웨어의 컬러 카메라 창에서 재생을 눌러 라이브 스캔을 시작합니다. 컬러 카메라 창에 너무 어둡거나 검은색 이미지가 표시되면 노출 시간 및/또는 색상 카메라 탭 아래의 게인 값을 늘립니다.

이미지가 너무 밝은 경우 노출 시간 및/또는 게인 값을 줄입니다. 샘플에 집중하려면 현미경의 노브를 돌려 스테이지의 목표 사이의 거리를 조정하고 광대역 램프 셔터를 열어 샘플의 UV 여기를 허용합니다. 그런 다음 강도 노브를 원하는 위치로 돌려 광대역 램프 여기의 강도를 제어합니다.

눈부조 표시/숨기기 스케일 바를 클릭하여 크리스탈의 밝은 필드 광학 현미경 이미지에 스케일 바를 추가하고 UV 전체 또는 제한된 조명 아래에서 결정의 이미지를 관찰합니다. 제한된 조명 또는 넓은 필드 조명 중에서 선택하려면 스틱과 노브를 사용하여 UV 램프 필드 조리개 크기를 조정합니다. SpectraPro SP 2300 탭에서 파장을 선택하여 샘플 방출을 관찰하고 검출기의 노출 시간을 조정합니다.

시퀀서에서 하이퍼스펙트럼 큐브를 얻으려면 플러스를 클릭하여 새 노드를 추가하고 Confocal Imager를 클릭합니다. 다중 스펙트럼 수집을 클릭하고 원하는 X 및 Y 위치 카운트와 원하는 단계 크기를 입력합니다. 카메라 동기화 및 보이는 방출 매핑의 하드웨어 옵션을 선택하고 확인을 클릭합니다.

시퀀서에서 새로 추가된 다중 스펙트럼 획득 선을 클릭하여 노드를 강조 표시하고 재생을 클릭하여 선택한 노드를 실행합니다. 캡처된 하이퍼스펙트럼 이미징 데이터를 분석하기 위해, 예를 들어, 이미지의 스펙트럼 분포를 위해, 처리 메뉴에서, 데이터 및 자르기 및 굽힘을 선택하여 이미지의 신호 대 노이즈 비율을 증가시다. 방출 강도 프로파일의 경우 큐브 이미지를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 한 줄의 분석을 위해 X 프로파일 만들기를 선택합니다.

드래그하여 영역을 선택하고 관심 영역을 마우스 오른쪽 단추로 클릭합니다. 그래프에 추가를 선택하려면. 대상의 물리적 위치의 함수로서 배출 강도를 표시합니다.

강도 프로파일이 새 그래프에 나타납니다. 샘플의 특정 영역의 방출 스펙트럼을 얻으려면 큐브 이미지 위에 커서를 마우스로 가져가면 마우스 오른쪽 단추를 클릭하고 사각형 선택을 클릭합니다. 드래그앤클릭을 클릭하여 원하는 영역에 선택 셰이프를 그립니다.

그런 다음 관심 영역을 마우스 오른쪽 단추로 클릭하고 그래프에 선택 추가를 선택합니다. 그래프 추가 창에서 새 그래프 만들기를 선택하여 대상의 방출 스펙트럼을 표시하고 확인을 클릭합니다. 그런 다음 새 리전을 선택하기 전에 획득한 스펙트럼을 저장합니다.

여기서, 적절한 초점에서 샘플을 조정한 후 기록된 결정의 밝은 필드 이미지가 나타난다. 결정의 바늘 같은 형태는 명확하게 관찰 될 수있다. 여기서, 완전한 조명 또는 국소밀한 조명을 가진 UV 여기아래 동일한 결정의 이미지를 관찰할 수 있다.

제한된 조명은 웨이브 가이드와 같은 동작을 유발할 수 있는 크리스탈 내의 에너지 또는 광 전달의 영향을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 이 이미지에서, 강한 방출은 직접 여기 아래가 아닌 지점에서 검출되며, 이는 효율적인 에너지 이동이 결정을 통해 일어난다는 것을 시사합니다. 획득된 하이퍼스펙트럼 큐브로부터, 특정 파장을 나타내는 이미지의 형태로 스펙트럼 분포를 얻을 수도 있다.

획득된 하이퍼스펙트럼 큐브의 임의의 픽셀 또는 영역에서 특정 방출 파장의 강도 프로파일과 방출 스펙트럼. 예를 들어, 이 분석에 대한 배출 스펙트럼은 europium 이온의 가장 특징적인 방출 대역을 보여줍니다. 더욱이, 상이한 결정면을 따라 공간 프로파일은 팁과 측면 면에서 더 밝은 방출을 나타내며, 세 가지 공간 방향에서 란탄/란탄이온 거리와 상관관계가 있을 수 있다.

하이퍼스펙트럼 큐브의 합리적인 기록 시간에 좋은 신호를 얻으려면 현미경 구성, 초점 및 검출기 노출 시간을 조정하는 것이 중요합니다. 배출 UV 여기 및 가시 방출, 이 기술은 근적외선 여기 및 근적외선 방출 검출을 사용하여 수행 될 수있다. 이를 통해 대규모 발광 재료에 적용할 수 있습니다.

종속 적인 기능의 배열과 광학 신호의 상관 관계 나노 바이오 상호 작용의 체외 평가를 포함 하 여 구조/속성 관계의 조사에 대 한 매우 흥미로운이 기술.