高光谱阴极发光成像是什么?

本质上,一个电子束是宽带激励源(白色)。因此,合成阴极发光(CL)可以由光发射不同波长(颜色)。波长依赖于配置的主导地位,几何,和当地的组成材料。

全色影像的组合的所有波长的总强度测量。然而,大量的信息以这种方式失去自波长分布(频谱)通常包括有价值的信息在本地光学和结构材料的属性。

颜色过滤器可以用来获得波长信息;然而,这可能是无聊的,因为对每个波长扫描进行。在光谱成像,得到一个完整的频谱以类似的方式,提供高分辨率光谱为每个电子束的位置。CL发射是为了Czerny-Turner摄谱仪,包括一个像素CMOS、CCD、光电二极管阵列和衍射光栅。

不同发射波长的衍射光栅空间上分散的相机,每一行像素对应于一个特定的波长。这是图1所示。耦合到摄谱仪可以通过光纤(图中未显示)或通过自由空间(如图所示)。高效高光谱成像需要一个完美的平行光束的缓刑,这只能如果镜子是正确对齐。的SPARC系统非常擅长这个,因为它有一个复杂的micro-positioning系统。

图1所示。高光谱成像模式的示意图表示

高光谱图像生成的3 d datacube前两个维度对应于空间电子束位置(x, y)和第三个对应波长。这datacube类似于得到改进算法或EDS除了UV / VIS /红外波长而不是x射线波段。CL datacube包含了大量的信息,可以在几个不同的方式可视化。

例如,频谱对应于一个特定的激励位置可以表示的示意图如图2所示(b)。图2 (c)演示了两个这样的光谱获得石英样品在不同励磁头寸。两个光谱显示特征石英CL峰值,但很明显,蓝色的峰值谱1中不存在。基于需求、空间平均可以用来提高光谱的信噪比。

而不是显示特定点的光谱,发射空间差异也可以彻底可视化每激发位置。例如,它可以提取(假)彩色RGB图像的datacube发射光谱分为三个RGB通道在一个特定的光谱范围。

在这里,选择光谱范围从380到700海里,涵盖两个山峰如图2所示(c)。相应的空间假彩色图如图2所示(e)。与图2 (c),在协议地区1是红色的,因为高峰在650纳米是占主导地位,而地区2是紫色由于存在两个峰值,这让相当多的强度在蓝色和红色通道。

可视化datacube的另一个方法是通过datacube服用一片在一定的波长,生成wavelength-filtered灰度图像(示意图如图2所示(b))。图2 (f)和2 (g)的这些图片为同一地区,清楚地描述没有蓝色的峰值在中部地区1。可以减少噪声图像中平均在一个更大的带宽。这些例子展示了多样性和高光谱影像的力量。

图2。(一)高光谱CL datacube包含2 d空间电子束位置和发射波长λ。对于每一个点,一个完整的频谱被收集。从datacube (b),也可以提取特定波长的空间分布。(c) CL光谱测量石英砂岩。(d) SEM图像区域的石英砂岩。(e)假彩色RGB图像取自λ= 380 - 700海里(c)表示。光谱收集1和2的位置也表示。波长交叉穿过datacube(示意图见(b)) (f)和425 (g) 650海里的两个主要山峰石英。

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