Etaloning是由傳感器中的光干涉引起的。當(dāng)檢測(cè)到的波長(zhǎng)大于700nm時(shí)，在背光CCD相機(jī)中會(huì)發(fā)生這種情況，因?yàn)?a target="_blank">探測(cè)器材料（硅）在1100nm處的檢測(cè)極限處變得更加透明。Etaloning將在傳感器上顯示為一系列干涉條紋，在圖像和光譜上都可見。

Teledyne Princeton Instruments eXcelon工藝旨在消除Etaloning效應(yīng)（見圖1），并創(chuàng)建超寬帶高靈敏度CCD相機(jī)。從紫外線到可見光，量子效率可顯著提高40%。相較于單層或雙層AR涂層，eXcelon為研究人員提供了更高的性能選擇。

圖1:eXcelon（右圖）與標(biāo)準(zhǔn)背光CCD（左圖）相比的邊緣改善，以及兩幅圖像的橫截面。

使用900nm單色光照明。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱eXcelon technote。

基于eXcelon技術(shù)的成功，開發(fā)了一種新的CCD增強(qiáng)工藝，稱為eXcelon 4，專門用于近紅外拉曼應(yīng)用，更具體地說(shuō)是活體拉曼光譜。eXcelon 4為785nm和830nm激光激發(fā)的拉曼測(cè)量提供了最佳的etaloning效應(yīng)抑制，從低波數(shù)和指紋區(qū)域到高波數(shù)區(qū)域。

活體拉曼測(cè)量通常使用光纖探針，光纖束呈圓形（光纖探頭）到線性結(jié)構(gòu)（狹縫入口）。這種布置將光纖端部置于信號(hào)收集側(cè)的密集排列中，并沿光譜儀/探測(cè)器側(cè)的光譜儀入口狹縫分布（見圖2）。

圖2：圓形到線性光纖束。輸入和輸出側(cè)的特寫視圖。

這種配置增加了覆蓋大面積光纖的信號(hào)收集，并優(yōu)化了光譜儀的耦合效率，同時(shí)可以保持測(cè)量的高光譜分辨率。

圖3顯示了通過(guò)這種光纖束采樣的原子發(fā)射燈光譜的分散圖像。纖維在垂直方向上的線性排列清晰可見。

光纖束的不同區(qū)域也可能具有不同的光譜功能。例如，空間偏移拉曼光譜（SORS）利用組織側(cè)光纖的空間排列從內(nèi)層組織區(qū)域獲得深度相關(guān)數(shù)據(jù)。

用于活體拉曼光譜的最佳檢測(cè)器將具有足夠大的寬度和高度，以足夠的分辨率覆蓋較寬的光譜范圍，并具有可容納大量光纖的光纖束。Teledyne Princeton Instruments BLAZE和PIXIS camera系列光譜學(xué)CCD具有27mm寬和8mm高的高傳感器選項(xiàng)，提供足夠的尺寸，以包括數(shù)十條高光譜分辨率的光纖記錄通道。應(yīng)注意的是，此類探測(cè)器應(yīng)與整個(gè)焦平面上具有低像差的光譜儀配對(duì)。否則，由于引入像差，光譜質(zhì)量和分辨率將降低。

圖3：使用光纖束的光譜學(xué)。光纖沿入口狹縫的分布提高了光耦合效率，同時(shí)保持了較高的光譜分辨率。

用于活體診斷測(cè)量的拉曼光譜必須應(yīng)對(duì)微弱信號(hào)和大熒光背景輻射的挑戰(zhàn)。深耗盡型和HiRho CCD相機(jī)由于其在近紅外中的高靈敏度，是該應(yīng)用的最佳探測(cè)器。最新一代探測(cè)器針對(duì)活體測(cè)量進(jìn)行了優(yōu)化，并添加了專門的硬件組件，如：

1.先進(jìn)的熱電冷卻系統(tǒng)，溫度可低至-95°C，無(wú)需冷卻器或液體冷卻劑。

2.eXcelon以消除光譜數(shù)據(jù)中的etaloning效應(yīng)。

3.大型傳感器有助于以高光譜分辨率最大限度地收集信號(hào)。

審核編輯黃宇