顯微高光譜係統測試LED光源分析報告

顯微高光譜係統測試LED光源分析報告

　　顯微高光譜係統是高光譜相機、顯微鏡、計ji算suan機ji等deng結jie合he的de新xin型xing應ying用yong方fang式shi，借jie助zhu顯xian微wei鏡jing結jie構gou在zai不bu同tong放fang大da倍bei率lv下xia把ba待dai測ce試shi樣yang品pin的de微wei觀guan尺chi度du進jin一yi步bu的de提ti升sheng的de特te點dian，能neng夠gou充chong分fen觀guan察cha物wu質zhi在zai其qi微wei觀guan尺chi度du上shang的de圖tu像xiang信xin息xi，從cong而er進jin一yi步bu獲huo取qu物wu質zhi的de光guang譜pu信xin息xi，這zhe樣yang充chong分fen利li用yong高gao光guang譜pu在zai光guang譜pu和he圖tu像xiang方fang麵mian的de優you勢shi
，結jie合he顯xian微wei機ji構gou係xi統tong，把ba高gao光guang譜pu技ji術shu的de應ying用yong又you進jin一yi步bu進jin行xing了le拓tuo展zhan。

　　一、測試原理及方法：

　　gaoguangpuchengxiangjishushijinershinianlaifazhanqilaidejiyufeichangduozhaiboduandeyingxiangshujujishu，qizuituchudeyingyongshiyaogantancelingyu，bingzaiyuelaiyueduodeminyonglingyuyouzhegengdadeyingyongqianjing。tajizhongleguangxue、光電子學
、電子學、信息處理、計算機科學等領域的先進技術，是傳統的二維成像技術和光譜技術有機的結合在一起的一門新興技術。

　　高光譜成像技術的定義是在多光譜成像的基礎上，在從紫外到近紅外（200-2500nm）deguangpufanweinei
，liyongchengxiangguangpuyi
，zaiguangpufugaifanweineideshushihuoshubaitiaoguangpuboduanduimubiaowutilianxuchengxiang。zaihuodewutikongjiantezhengchengxiangdetongshi
，yehuodelebeicewutideguangpuxinxi。

目標物體-成像物鏡-入射狹縫-準直透鏡-PGP-聚焦透鏡-CCD棱鏡-光柵-棱鏡：PGP

圖1 成像原理圖

　　光譜儀的光譜分辨率由狹縫的寬度和光學光譜儀產生的線性色散確定。最小光譜分辨率是由光學係統的成像性能確定的（點擴展大小）。

　　成像過程為：每次成一條線上的像後（X方向），在檢測係統輸送帶前進的過程中，排列的探測器掃出一條帶狀軌跡從而完成縱向掃描（Y方向）。綜合橫縱掃描信息就可以得到樣品的三維高光譜圖像數據。

圖2 像立方體

二：測試分析

Red紅光LED樣品測試：

測試條件：電流：220mA   電壓：1.89V

相機參數：1392x520（空間維度x光譜維度）  曝光時間：0.1ms   光譜範圍：400-1000nm

光譜分辨率：3.6nm  光譜校準文件參考附件

顯微鏡：放大倍率：10X物鏡

樣品表麵距離物鏡透鏡表麵距離：1.6cm

成像模式：反射成像模式

顯微鏡光源光譜範圍：350nm-2500nm

　　以下圖示是利用顯微高光譜係統拍攝的Red（紅光）LED高gao光guang譜pu圖tu像xiang信xin息xi和he光guang譜pu信xin息xi。局ju部bu看kan似si有you點dian模mo糊hu，這zhe是shi由you於yu在zai很hen高gao的de放fang大da倍bei率lv物wu鏡jing下xia，樣yang品pin表biao麵mian不bu平ping造zao成cheng的de
，圖tu像xiang較jiao清qing晰xi的de部bu分fen是shi相xiang機ji和he顯xian微wei係xi統tong正zheng好hao處chu於yu焦jiao點dian上shang的de狀zhuang態tai
，有you些xie模mo糊hu的de區qu域yu則ze稍shao微wei偏pian離li一yi些xie焦jiao點dian位wei置zhi，在zai下xia圖tu中zhong羅luo列lie了le多duo個ge不bu同tong焦jiao點dian位wei置zhi的de比bi較jiao清qing晰xi的de圖tu像xiang。

圖 手機拍攝顯微鏡目鏡照片

圖3 Red LED光源在的特征光譜

圖4 Red LED光源在662.8nm灰度圖像

Blue藍光LED樣品測試：

測試條件：電流：200mA   電壓：3V

相機參數：1392x520（空間維度x光譜維度）  曝光時間：0.05ms  

光譜範圍：400-1000nm      光譜分辨率：3.6nm  光譜校準文件參考附件

顯微鏡：放大倍率：10X物鏡

樣品表麵距離物鏡透鏡表麵距離：1.4cm

成像模式：反射成像模式

顯微鏡光源光譜範圍：350nm-2500nm

以下圖示是利用顯微高光譜係統拍攝的Blue（藍光）LED高gao光guang譜pu圖tu像xiang信xin息xi和he光guang譜pu信xin息xi。局ju部bu看kan似si有you點dian模mo糊hu，這zhe是shi由you於yu在zai很hen高gao的de放fang大da倍bei率lv物wu鏡jing下xia，樣yang品pin表biao麵mian不bu平ping造zao成cheng的de，圖tu像xiang較jiao清qing晰xi的de部bu分fen是shi相xiang機ji和he顯xian微wei係xi統tong正zheng好hao處chu於yu焦jiao點dian上shang的de狀zhuang態tai
，有you些xie模mo糊hu的de區qu域yu則ze稍shao微wei偏pian離li一yi些xie焦jiao點dian位wei置zhi，在zai下xia圖tu中zhong羅luo列lie了le多duo個ge不bu同tong焦jiao點dian位wei置zhi的de比bi較jiao清qing晰xi的de圖tu像xiang。

圖 手機拍攝顯微鏡目鏡照片

圖5 Blue LED光源在的特征光譜

圖6 Blue LED光源在444.9nm灰度圖像

圖7 Blue LED光源在444.9nm灰度圖像

　　三：小結

　　利用顯微高光譜係統在10X倍的物鏡下能夠觀察到LED光源上的微觀構造，並且能夠準確的測試到不同led光源對應的特征波長，而且圖像也非常的清晰（實際測試時樣品並非完全平整），通過焦距調試
，能夠凸顯出光源自身的一些特征信息。