FT-IR成像指南

生成FTIR图像的最简单方法是在样品上进行规定距离的单一IR测量。通过将红外和空间数据结合起来，甚至可以回答一些基本的问题，如涂层的均匀性问题。这称为单点映射。

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。

虽然线阵探测器是相当便宜的混合解决方案，FPA探测器是最先进的。他们拍摄高分辨率图像的定义像素格式，如64 x 64像素，在一个单一的镜头。因此，这样一幅图像将包含超过4000个红外光谱!

这使得红外显微镜的空间分辨率达到红外光的物理衍射极限！。

对于线阵测量时，单元素探测器是串行排列的
（例如，1 x 8）并同时报告一行光谱（线性扫描）。这些谱线在记录后被“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的权衡。此外，ATR成像在最好的情况下是不可靠的，只有在不实用的附件中才可行。

平安险探测器，另一方面是由红外探测器组成的二维阵列
（例如32x32、64x64、128x128等）。通过这种方式，他们可以在每次测量时立即采集样本的真实化学图像，而无需缝合。最终，焦平面阵列探测器没有上述限制。无论样本结构如何，数据都以最佳速度与可视图像完美对齐记录。

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。如您所见，单元素和线阵列方法是逐步收集成像数据的连续方法。

1.什么是化学成像？

化学成像是一种在二维或三维图像中空间解析样品化学性质的方法。利用这项技术，可以获得有关材料特性、结构和受检样品来源的信息。

2.什么是FT-IR成像？

傅立叶红外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了整个红外光谱。通过解释单个光谱，可以检测和评估有趣的样本区域。

3.如何创建FT-IR图像？

常用的方法是连续单点或线阵列测量，以及通过焦平面阵列(FPA)探测器直接获取二维图像。虽然FPA探测器提供了优越的解决方案，高度自动化的单点测量是一个经济的替代方案。

4.FPA探测器是如何工作的？

FPA探测器的原理类似于数码相机。然而，不是可见光，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，因此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，相邻像素可以组合成一个“更大的像素”，从而降低空间分辨率，也改善了光谱质量。

7.有不同的平安险尺寸吗?

FPA探测器有不同的阵列尺寸。应根据光学系统（显微镜）选择尺寸。例如，LUMOS II针对32x32像素阵列进行了优化，而HYPERION 3000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16000多个空间分辨光谱。

8.平安险越大越好吗?

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对于确保探测器中心和边缘始终保持高光谱灵敏度非常重要。

9.较大的平安险在什么情况下有优势?

FPA探测器面积越大，同时记录的光谱就越多。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探测器所覆盖的面积是32x32探测器阵列的16倍。

10FPA能与任何测量技术结合吗？

是的，他们可以。FPA探测器在透射、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极高的空间分辨率。

11.为什么在ATR中FPA测量的分辨率增加了?

高折射固态透镜（锗ATR晶体）和“无孔径”FPA探测器的组合将空间分辨率比透射测量提高了4倍。这种效果也称为浸没透镜。

12FPA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，因此原则上所有类型的样品都可以通过这种方式进行分析。由于气体、液体和其他挥发性物质的动力学特性，无法在显微镜下进行分析。

13FPA的典型应用是什么？

典型应用可在工业和研究的所有领域找到。从分析微塑料、微粒和污染物开始，分析复杂化学结构的特征，如生物组织、医药产品，直至多层层板和油漆。简言之，这种探测器技术适用于需要极高空间分辨率和大样本区域分析的任何地方。