FT-IR成像指南

生成FTIR图像的最简单方法是在样品上进行具有定义距离的单次IR测量。通过将红外线与空间数据相结合，即使是最基本的问题，如涂层的均匀性问题，也可以得到解答。这叫做单点映射。

然而，为了更有效地生成化学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。

虽然线阵列探测器是相当便宜的混合解决方案，但FPA探测器是最先进的。他们在一个镜头中拍摄定义像素格式的高分辨率图像，例如64 x 64像素。因此，这样的一次拍摄图像将包含超过4000个红外光谱!

这使得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，单元素探测器串行排列
(例如1 x 8)并同时报告一条谱线(线性扫描)。这些光谱线在记录后被“缝合”以获得化学图像。虽然线阵列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重大权衡。此外，ATR成像充其量是不可靠的，只有在不实用的配件下才可行。

平安险探测器，另一方面是由红外探测器的二维阵列组成
(如32x32、64x64、128x128等)。通过这种方式，他们可以在没有拼接的情况下，通过每次测量立即收集样品的真实化学图像。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，记录的数据都与视觉图像完全一致，并且速度更快。

下图显示了单元件、线阵列和焦平面阵列探测器的工作原理。可以看到，单元素法和线阵列法是连续的方法，它们逐级采集成像数据。

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分辨的方法。有了这种技术，就有可能获得有关材料特性、结构和被检查样品来源的信息。

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由整个红外光谱组成。通过解释单个光谱，可以检测和评估感兴趣的样品区域。

3.如何创建FT-IR图像?

常用的方法是顺序单点或线阵列测量，以及通过焦平面阵列(FPA)探测器直接获取二维图像。虽然FPA探测器提供了卓越的解决方案，但高度自动化的单点测量是一种经济的选择。

4.FPA探测器是如何工作的?

FPA检测器的原理类似于数码相机的原理。然而，代替可见光，一个确定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探测器需要光圈吗?

不，FPA探测器不需要任何光圈。探测器的每个像素作为一个孔径，从而直接记录空间红外信息。与其他探测器技术相比，这使得测量速度更快，分辨率更高。

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。然而，相邻的像素可以组合成一个“更大的像素”，从而降低了空间分辨率，也提高了光谱质量。

7.平安险有不同的尺寸吗?

FPA探测器有不同的阵列尺寸。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像素阵列进行了设计。使用后者，可以在一次扫描中记录超过16,000个空间分辨光谱的惊人数量。

8.投保更大的平安险是不是更好?

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对于确保探测器中心和边缘始终如一的高光谱灵敏度非常重要。

9.投保较大的平安险在什么情况下有优势?

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，这意味着在单次测量中，128x128 FPA探测器覆盖的面积是32x32探测器阵列的16倍。

10.平安险可以与任何测量技术结合使用吗?

是的，他们可以。FPA探测器在传输、反射和衰减全反射(ATR)方面具有优势。特别是当与ATR技术一起使用时，这种类型的探测器实现了非常高的空间分辨率。

11.为什么ATR中FPA测量的分辨率提高了?

高折射率固态透镜(锗ATR晶体)和“无孔径”FPA探测器的组合使空间分辨率比透射测量值提高了4倍。这种效果也被称为浸没镜头。

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分析。由于气体、液体和其他挥发性物质的动力学性质，它们不能用显微镜进行分析。

13.平安险的典型应用是什么?

典型的应用可以在工业和研究的各个领域找到。从微塑料、颗粒和污染物的分析开始，到复杂化学结构的表征，如生物组织、制药产品到多层层压板和漆。简而言之，这种探测器技术用于任何需要非常高的空间分辨率和大样本区域分析的地方。