由於(yu) 磁光信號的小,磁圖像會(hui) 被不完美表麵的極化效應強烈地掩蓋。然而,更強大的方法是實現數字圖像處理。磁性材料非常適合於(yu) 差分成像,因為(wei) 磁化強度可以通過外部磁場來控製,而不會(hui) 改變樣品的形貌。
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磁光顯微鏡中寬視場反射顯微鏡的設置和圖像處理
標準程序從(cong) 磁性飽和狀態的數字化平均圖像開始,其中在外部直流磁場中消除了所有域。或者,可以国产成人在线观看免费网站一個(ge) 中等振幅的交變場,它在平均過程中混合了域,其優(you) 點是樣品上的力可能比直流飽和所需的高場小。該無域背景(參考)圖像隨後從(cong) 包含域信息的狀態中減去。然後,差值圖像顯示了區域圖案的顯微圖,可以通過平均和數字對比度增強來改善,而不受地形對比度的影響。通常需要在不同方麵研究相同的域,例如在Kerr和voight對比度條件下或使用不同的分析器和補償(chang) 器設置以獲得深度選擇性。這可以通過組合實驗來實現:在創建了特定域模式的正則差分圖像之後,在不同對比度條件下存儲(chu) 相同模式的圖像作為(wei) 參考圖像,然後從(cong) 相同對比度條件下獲得的飽和狀態圖像中減去該圖像。這樣就得到了兩(liang) 幅具有相同域圖案但對比度不同的圖像。對於(yu) 層選擇成像來說,組合技術是必不可少的。
圖1.實驗設置寬視場克爾顯微鏡。圖像處理和函數生成器通常在計算機中實現。平麵內(nei) 任意方向的磁場可以由一個(ge) 可旋轉的電磁鐵施加。樣品被安裝在郵票上,郵票被放置在分裂的極片之間,以使一個(ge) 合理的樣品位移。在這樣的設置下,磁場可以達到十分之一特斯拉,在適當的極尖幾何形狀和近極距離下達到特斯拉狀態。通過特殊設計的電磁鐵也可以產(chan) 生垂直的磁場(即平行於(yu) 物鏡)
視頻增強、寬視場磁光顯微鏡的完整實驗裝置示意圖如圖1所示。由於(yu) 偏振器和分析儀(yi) 的相對開度小,大部分光被丟(diu) 棄,因此必須使用高光密度的光源。高壓汞弧燈提供足夠的亮度和顏色光譜,可以單色使用在黃綠色和藍色範圍通過合適的光譜過濾器。單色光的使用是深度選擇性克爾顯微鏡的先決(jue) 條件。水銀燈的缺點是不穩定,壽命短。更穩定的是氙弧燈,它提供的白光密度隻有汞燈的四分之一。如果用高靈敏度的攝像機來補償(chang) 光線不足,這仍然是足夠的。寬視場顯微鏡的激光照明是有問題的:激光的相幹性導致衍射圖案(散斑),這是由於(yu) 光學器件表麵和汙垢顆粒的幹擾。這種偽(wei) 影可能比任何磁光對比度都要強幾個(ge) 數量級,消除這種偽(wei) 影需要特殊的去斑點方法。
然而,令人滿意的結果與(yu) 激光照明顯微鏡隻有在多幀累積圖像,其中殘餘(yu) 的激光效應得到充分平均。高強度發光二極管(LED)是未來国产成人在线观看免费网站前景廣闊的光源。它們(men) 提供高穩定性的單色光,並且已經達到了適合磁光學顯微鏡的強度。將一組led直接放置在孔徑膜片的平麵上,使得膜片不再需要,因為(wei) 可以通過運行陣列的不同led來模擬中心或移位的狹縫。zui近,通過使用不同顏色的單色led並將其放置在衍射平麵上的選定位置,證明了不同磁化分量的同時寬視場成像。使用一些二向色裝置分離相應的反射克爾圖像,產(chan) 生對選定的麵內(nei) 或麵外磁化分量互補敏感的寬視場圖像。這種二色成像方法將大大改進定量克爾顯微鏡技術,並有可能實現基於(yu) 波長選擇的方便的層選擇性克爾顯微鏡。
增強對比度的圖像處理需要數字圖像采集。數字ccd(電荷耦合器件)或cmos(互補金屬氧化物半導體(ti) )相機直接提供數字化數據流,而視頻速率CCD相機的模擬輸出必須通過模數轉換器進行轉換。如果數字CCD相機的幀速率足夠快(約10赫茲(zi) ),可以實現實時成像,那麽(me) 它就適合克爾顯微鏡。CCD芯片的冷卻提高了信噪比,圖像增強器可以進一步提高靈敏度。在實際国产成人在线观看免费网站中,需要對圖像亮度進行適當調整,以滿足攝像機的動態範圍。增大分析儀(yi) 角度或將光圈開到消光交叉的寬度以外,從(cong) 而增大背景強度,是實現大信噪比的實用手段。可能的對比度損失並不是一個(ge) 嚴(yan) 重的問題,因為(wei) 對比度可以通過電子差分成像來增強。為(wei) 了創建差分圖像,首先通過對相同樣本狀態的重複圖像求和來存儲(chu) 平均參考圖像。然後從(cong) 所有後續圖像中連續減去參考圖像。由於(yu) 對域運動的視覺觀察是任何一種域分析的基礎,如果在不平均的情況下“實時”進行減法過程是有利的。為(wei) 了表示和記錄的目的,可以通過在遞歸過程中添加一些數字化圖像來產(chan) 生傳(chuan) 入圖像的運行平均值來減少噪聲。由於(yu) 噪聲是隨機的,而信號不是隨機的,因此運行平均既可以減少噪聲的貢獻,又可以增強輸出數字圖像的信號分量。結果得到一幅亮度恒定的圖像,隨著平均時間的增加,圖像的噪聲不斷降低。通過差分圖像處理,可以顯示0.1%以下的對比度(人眼的對比度靈敏度zui多為(wei) 百分之幾)。因此高機械,熱,電穩定的顯微鏡是必不可少的,以獲得好的結果。
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