FT-IR成像指南

生成FTIR图像最简单的方法是对样品进行定义距离的单次红外测量。通过将红外与空间数据相结合，甚至可以回答诸如涂层均匀性等基本问题。这被称为单点映射。

然而，为了更有效地创建化学FT-IR图像，需要特殊的红外探测器。基本上有两种方法:线阵列或焦平面阵列探测器。

虽然线阵探测器是相当便宜的混合解决方案，FPA探测器是最先进的。它们拍摄定义像素格式的高分辨率图像，例如单次拍摄64 x 64像素。因此，这样一幅图像将包含超过4000个红外光谱!

这允许在红外显微镜中实现空间分辨率，达到红外光的物理衍射极限!

为线阵列测量时，单元素探测器是连续排列的
(例如1 x 8)并同时报告谱线(线性扫描)。然后在记录后将这些光谱线“缝合”，以获得化学图像。虽然线阵可能比单点测量提供更快的结果，但在光谱质量和数据处理方面存在主要的权衡。此外，ATR成像在最好的情况下是不可靠的，只有不切实际的附件才可行。

平安险探测器，另一方面是由二维红外探测器阵列组成
(例如32x32、64x64、128x128等)。通过这种方式，他们可以一次收集样品的真实化学图像，无需拼接。最终，焦平面阵列探测器没有上述任何限制。无论样品结构如何，数据记录都与视觉图像完美对齐，并且速度更快。

下图显示了单元、线阵、焦平面阵列探测器的工作原理。如你所见，单元素和线阵列方法是连续的方法，一步一步地收集成像数据。

1.什么是化学成像?

化学成像是一种在二维或三维图像中对样品的化学性质进行空间解析的方法。利用这种技术，可以获得有关材料性质、结构和被检测样品来源的信息。

2.什么是FT-IR成像?

FT-IR成像是创建上述空间分辨化学图像的一种方法。这些图像的每个像素都包含一个完整的红外光谱。通过解释单个光谱，可以检测和评估感兴趣的样本区域。

3.如何创建FT-IR图像?

常用的方法是连续的单点或线阵测量，以及通过焦平面阵列(FPA)探测器直接获取二维图像。虽然FPA探测器提供了优越的解决方案，但高度自动化的单点测量是一种经济的替代方案。

4.FPA探测器是如何工作的?

FPA探测器的原理与数码相机类似。然而，不是可见光，一个定义的像素阵列被红外光照亮，每个探测器像素记录一个独立的，空间分辨的红外光谱。

5.FPA探测器需要孔径吗?

不，FPA探测器不需要任何孔径。探测器的每个像素作为一个孔径，直接记录空间红外信息。与其他探测器技术相比，这允许更快和更高分辨率的测量。

6.是否可以调整FPA的空间分辨率?

FPA探测器的空间分辨率取决于单个探测器像素的大小。但是，相邻像素可以组合成一个“更大的像素”，从而降低空间分辨率，也提高了光谱质量。

7.有不同的平安险尺寸吗?

FPA探测器可在不同的阵列尺寸。尺寸应根据光学系统(显微镜)选择。例如，LUMOS II针对32x32像素阵列进行了优化，而HYPERION 3000则针对64x64或128x128像素阵列进行了优化。使用后者，可以在一次扫描中记录超过16,000个空间分辨率光谱的惊人数量。

8.更大的平安险更好吗?

不，因为FPA探测器的大小完全取决于显微镜提供的最佳照明。探测器阵列的均匀照明是重要的，以确保在探测器的中心和边缘都具有一致的高光谱灵敏度。

9.什么时候较大的平安险有优势?

FPA探测器面积越大，同时记录的光谱越多。由于空间分辨率与阵列大小无关，这意味着在一次测量中，128x128 FPA探测器覆盖的面积是32x32探测器阵列的16倍。

10.FPA可以与任何测量技术相结合吗?

是的，他们可以。FPA探测器具有透射、反射和衰减全反射(ATR)等优点。特别是当与ATR技术一起使用时，这种类型的探测器实现了极高的空间分辨率。

11.为什么ATR中FPA测量的分辨率增加了?

与传输测量相比，高折射率固态透镜(锗ATR晶体)和“无孔径”FPA探测器的组合将空间分辨率提高了4倍。这种效果也被称为浸没透镜。

12.FPA测量是否适用于所有样品?

由于FPA测量可以与所有测量技术相结合，原则上所有类型的样品都可以用这种方法进行分析。由于气体、液体和其他挥发性物质的动力学性质，不能用显微镜分析。

13.平安险的典型用途是什么?

典型的应用可以在工业和研究的所有领域找到。从分析微塑料，颗粒和污染物的复杂化学结构的表征开始，如生物组织，制药产品到多层层压板和漆。简而言之，这种检测器技术用于任何非常高的空间分辨率和大样本区域的分析是必不可少的。