專(zhuān)利名稱(chēng)：用于衰減全內(nèi)反射(atr)光譜儀的附件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用衰減全內(nèi)反射(ATR)的光謙儀。
背景技術(shù)：
ATR是一種用于FT-IR光譜儀之類(lèi)的光譜儀中的技術(shù)，以便從那 些難以通過(guò)透射或反射等其他方式來(lái)分析的樣品中獲得光鐠測(cè)量。典 型地，用于執(zhí)行ATR測(cè)量的裝置包括提供波長(zhǎng)辨別的光鐠儀、用于將 光直射到樣品上的照明系統(tǒng)、提供樣品平面的ATR鏡片、和接收已經(jīng) 與樣品交互作用的光的收集/探測(cè)系統(tǒng)。ATR鏡片以一定的方式布置， 以便通過(guò)全內(nèi)反射現(xiàn)象的方式反射來(lái)自指定樣品平面的所有入射光。 與樣品相關(guān)的光鐠信息從樣品與緊接著反射表面外部而存在的消失電 場(chǎng)的交互作用中獲取。從該場(chǎng)的能量的吸收減弱了反射，并在光束上 印上了光鐠信息。
可以基于這些原理，通過(guò)布置將樣品區(qū)域照明并通過(guò)布置收集系 統(tǒng)以獲取成像屬性，來(lái)構(gòu)建成像ATR系統(tǒng)。從樣品的空間差別區(qū)域返 回的光被收集到探測(cè)器上或諸如一維或二維探測(cè)器陣列的探測(cè)器陣列 上，由此收集到光諳信息，其能夠編譯進(jìn)樣品的光諍圖像中。
成像ATR系統(tǒng)能夠以諸如Perkin Elmer Spotlight顯微鏡的反射 顯微鏡形式構(gòu)建。在這種配置中，通過(guò)成像光學(xué)鏡片就將光引導(dǎo)至反 射樣品上并從該反射樣品來(lái)收集。用于該系統(tǒng)的ATR光學(xué)鏡片能夠方 便地包括由諸如鍺的高折射率材料制成的半球狀平凸透鏡。所述光學(xué) 鏡片被布置為使得凸球狀表面被引導(dǎo)朝向顯微鏡光學(xué)鏡片，而其曲率 中心被布置為與成像系統(tǒng)的焦平面重合。所述樣品被呈現(xiàn)到ATR的平 坦表面。
所述顯微鏡包括可移動(dòng)載物臺(tái)，該可移動(dòng)栽物臺(tái)具有在處理器控 制下用于將栽物臺(tái)沿x、 y、 z方向移動(dòng)的相關(guān)馬達(dá)。使用小線性陣列 探測(cè)器并將載物臺(tái)以及相隨的晶體/樣品組合物相對(duì)于顯微鏡的光軸 橫向地物理移動(dòng)，來(lái)執(zhí)行成像。隨著載物臺(tái)被移動(dòng)，探測(cè)器可探測(cè)到來(lái)自樣品不同部分的圖像，采用此方式能夠累積一空間圖像。
在這種類(lèi)型的布置中存在許多要求和問(wèn)題。樣品的關(guān)注區(qū)域必須 通常在視覺(jué)上是可識(shí)別的，并且被大約放置在顯微鏡視場(chǎng)中心。這通
常意味著要取出ATR晶體，因?yàn)樗ǔＳ芍T如鍺等的對(duì)可見(jiàn)光不透明 的材料制成。
ATR晶體必須被放置為使它的樣品接觸面緊密接觸樣品。這在獲 取焦點(diǎn)中的紅外圖像時(shí)會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題。當(dāng)使晶體與樣品接觸時(shí)，樣 品會(huì)移動(dòng)。另外，晶體可能由于其形狀而導(dǎo)致散焦。例如，如果晶體 的厚度并不與其曲面半徑精確相同。因?yàn)榫w材料具有大約為4的高 折射率，這種效應(yīng)被放大。因此小制造誤差可變得明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及對(duì)ATR光譜系統(tǒng)布置的改進(jìn)，意在克服上述和其他問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種被布置來(lái)執(zhí)行ATR測(cè)量的顯微鏡 的附件，所述附件包括能夠安裝在所述顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)上的支 撐件以及被承載在所述支撐件上的用于安裝ATR晶體的安裝構(gòu)件，所 述安裝構(gòu)件被安裝和布置在所述支撐件上，使其能夠在一個(gè)其中被安 裝在所述安裝構(gòu)件上的晶體與所述顯微鏡的光軸對(duì)準(zhǔn)的位置與一個(gè)其 中所述晶體從所述光軸偏離開(kāi)的位置之間移動(dòng)。
所述安裝構(gòu)件可以包括細(xì)長(zhǎng)臂，該細(xì)長(zhǎng)臂可樞轉(zhuǎn)地于一端處支撐 于第一引導(dǎo)銷(xiāo)上，所述臂圍繞所述銷(xiāo)樞轉(zhuǎn)，以允許所述安裝構(gòu)件的所 述移動(dòng)。
所述臂的另一端具有開(kāi)口，當(dāng)所述安裝構(gòu)件位于其中所述晶體處 于所述光軸上的位置中時(shí)，所述開(kāi)口接合一個(gè)被所述支撐構(gòu)件承載的 第二銷(xiāo)。
所述臂可以沿著所述第 一引導(dǎo)銷(xiāo)的軸線被提升，以使得所述另一 端移離所述第二引導(dǎo)銷(xiāo)，以允許所述樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
一個(gè)制動(dòng)機(jī)構(gòu)可以被關(guān)聯(lián)到所述臂的所述一端以及所述第一引導(dǎo) 銷(xiāo)，當(dāng)所述臂返回到其中所述晶體對(duì)準(zhǔn)所述光軸的位置中時(shí)，所述制 動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地允許所述臂沿著所述第一引導(dǎo)銷(xiāo)受控下降。
4所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括環(huán)，該環(huán)被所述臂承載并且位于所述第一引導(dǎo)
銷(xiāo)周?chē)?，所述環(huán)的內(nèi)直徑略大于所述第一引導(dǎo)銷(xiāo)的內(nèi)直徑；偏置裝置， 其可操作地偏置所述環(huán)，從而使所述環(huán)的圓周部分摩擦接合所述引導(dǎo)
銷(xiāo)的表面部分；和可手動(dòng)操作的裝置，其可操作地作用到所述偏置裝 置以減輕或釋放所述摩擦接合并從而允許所述環(huán)相對(duì)于所述引導(dǎo)銷(xiāo)軸 線移動(dòng)。
所述安裝構(gòu)件以一種如下的方式被承載以使得能夠檢查所迷晶體 的樣品接合表面，例如檢查晶體是否被損壞或被污染，所述方式為 使安裝構(gòu)件能夠遠(yuǎn)離其安裝狀態(tài)并能夠通過(guò)圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)而返 回。
本發(fā)明的這方面通過(guò)使用可移動(dòng)的安裝構(gòu)件而使得被安裝在這樣 的顯微鏡載物臺(tái)上的晶體能夠被移開(kāi)并接著精確且可再現(xiàn)地返回到其 原始位置。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種被布置來(lái)執(zhí)行ATR測(cè)量的顯微鏡 的附件，所述附件包括能夠安裝在所述顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)上的支 撐件；有ATR晶體安裝在其中的安裝構(gòu)件，所述晶體具有樣品接觸區(qū)域; 以及被定位為使得其相對(duì)于樣品接觸區(qū)域固定的記錄標(biāo)記 (registration indicium)。晶體可具有與所述接觸區(qū)域相對(duì)的大致半 球狀的表面，并且所述記錄標(biāo)記可位于半球狀表面的頂點(diǎn)區(qū)域處。標(biāo) 記可包括在半球狀表面上的平臺(tái)或者在半球狀表面上的標(biāo)志。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種操作設(shè)置有根據(jù)所述第二方面的 附件的顯微鏡的方法，所述顯微鏡包括用于控制可移動(dòng)栽物臺(tái)的移動(dòng) 的處理裝置，以及所述處理裝置已經(jīng)在其中記錄了涉及ATR晶體高度 的預(yù)定參數(shù)，所述方法包括最初移動(dòng)顯微鏡的栽物臺(tái)以對(duì)記錄標(biāo)記聚 焦，并將栽物臺(tái)移動(dòng)一由所述參數(shù)限定的預(yù)定豎直距離，以便對(duì)與所 述樣品接觸區(qū)域接觸的樣品聚焦。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于根據(jù)所述第二方面的顯微 鏡中或根據(jù)所述第三方面的方法中的校準(zhǔn)ATR晶體的方法，所述方法 包括選擇在顯微鏡光譜范圍內(nèi)展現(xiàn)出強(qiáng)勁吸收并具有一個(gè)在與ATR晶 體接觸時(shí)產(chǎn)生分明(sharp)的空間邊緣的幾何形狀的測(cè)試樣品，所述 方法包括使晶體的樣品接觸區(qū)域與測(cè)試樣品接觸，從而在晶體的初始豎直位置獲得測(cè)試樣品的紅外圖像，處理該圖像以對(duì)所述邊緣提取斜 率信息，針對(duì)晶體的不同豎直位置重復(fù)該過(guò)程，將展現(xiàn)最大斜率的位 置識(shí)別為最優(yōu)豎直位置，并根據(jù)所述識(shí)別的最優(yōu)位置推導(dǎo)針對(duì)所述晶 體的校準(zhǔn)參數(shù)。
上述處理可包括，對(duì)于每個(gè)豎直位置，對(duì)所獲得的圖像進(jìn)行光譜 過(guò)濾，以提取在測(cè)試樣品強(qiáng)烈吸收的波長(zhǎng)處的吸收的空間圖。
所述方法可包括提取一橫貫了所述波長(zhǎng)下的所述吸收?qǐng)D的空間上
分明的形貌(feature)的橫截面。
所述方法可包括對(duì)上述橫截面進(jìn)行微分以提取斜率數(shù)據(jù)，并對(duì)圖 像中的一可識(shí)別形貌測(cè)量最大斜率。
測(cè)試樣品可為塑性材料，例如微凸印的聚合物，例如Vikuiti亮 度增強(qiáng)薄膜。
本發(fā)明的第二、第三和第四方面提供一種設(shè)備，其允許確定晶體 相對(duì)于顯微鏡的最優(yōu)位置并且能夠與晶體的制造公差相適應(yīng)。它可以 將晶體定位于最優(yōu)豎直位置，以便以與樣品厚度無(wú)關(guān)的、可復(fù)制的方 式獲得聚焦的紅外圖像。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種被布置來(lái)執(zhí)行ATR測(cè)量的顯微 鏡的附件，所述附件包括能夠安裝在所述顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)上 的支撐件；被承載在所述支撐件上的用于安裝ATR晶體的安裝構(gòu)件； 在ATR晶體的位置下方設(shè)置的樣品支撐構(gòu)件，所述樣品支撐構(gòu)件具有 其上可接收樣品的表面；和壓力施加裝置，其設(shè)置于所述樣品支撐構(gòu) 件下方，用于沿所述晶體的方向?qū)毫κ┘拥剿鰳悠分螛?gòu)件。
所述壓力施加裝置可包括球狀構(gòu)件，壓力可通過(guò)該球狀構(gòu)件施加 到所述樣品支撐構(gòu)件。這就允許所述支撐構(gòu)件可以有一有限的傾斜， 以《更適應(yīng)不規(guī)則樣 品。
壓力施加裝置可包括彈簧偏置裝置。
彈簧偏置裝置可包括被彈簧朝向晶體推動(dòng)的鎖銷(xiāo)(plunger)。 球狀構(gòu)件可為滾球軸承，并且所述鎖銷(xiāo)接觸所述滾球軸承。 所述附件可包括齒條和耦接到所述鎖銷(xiāo)的小齒輪裝置，所述齒條
可手動(dòng)移動(dòng)以影響小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，以此使鎖銷(xiāo)軸向運(yùn)動(dòng)，從而施加或
釋放被施加到樣品支撐構(gòu)件的壓力。
6能夠施加到樣品支撐構(gòu)件的壓力是可調(diào)節(jié)的。
通過(guò)其而使壓力施加裝置發(fā)揮作用的樣品支撐構(gòu)件區(qū)域相對(duì)薄， 以確保壓力施加點(diǎn)盡可能靠近晶體。
本發(fā)明的這方面提供一種簡(jiǎn)單有效的裝置，用于確保樣品被保持 與晶體的樣品接觸面進(jìn)行良好接觸。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種被布置來(lái)執(zhí)行ATR測(cè)量的顯微 鏡的附件，所述附件包括可固定到顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)上的支撐件， 被所述支撐件承載用于安裝ATR晶體的安裝構(gòu)件，以及布置在ATR晶 體位置下方的樣品支撐構(gòu)件，所述樣品支撐構(gòu)件限定樣品接收表面， 所述樣品支撐構(gòu)件被承載在所述支撐件上，以致使該樣品支撐構(gòu)件可 相對(duì)于ATR晶體移動(dòng)并限定一能夠相對(duì)于顯微鏡的主載物臺(tái)移動(dòng)的副 載物臺(tái)。
樣品支撐構(gòu)件可包括平坦上表面和側(cè)表面，并且所述附件包括用 于調(diào)節(jié)樣品支撐構(gòu)件在支撐件上的位置的位置調(diào)節(jié)裝置。
位置調(diào)節(jié)裝置可包括一對(duì)螺釘，該對(duì)螺釘用于逆著偏壓彈簧推動(dòng) 所述構(gòu)件。
螺釘可被定位為沿著正交方向作用，并且所述彈簧被布置為沿著 所述方向的平分線作用。
每個(gè)螺釘作用于其上的表面可相對(duì)經(jīng)過(guò)晶體的軸線成一小角度， 從而使每個(gè)螺釘具有將樣品支撐構(gòu)件朝向所述支撐件移動(dòng)的作用。
本發(fā)明這方面提供了副載物臺(tái)，該副載物臺(tái)使樣品位置可以被調(diào) 節(jié)，而不會(huì)影響顯微鏡的主載物臺(tái)的任何先前設(shè)置。
可以理解的是，上文限定的本發(fā)明的各方面的特征可進(jìn)行組合使用。


現(xiàn)在將僅具體參照附圖通過(guò)示例來(lái)描述本發(fā)明。附圖中
圖l是圖示公知的FT-IR顯微鏡的主要元件的示意性側(cè)視圖2是一個(gè)用于ATR顯微鏡的附件的示意性立體圖，所述附件^L據(jù)
本發(fā)明一實(shí)施方案構(gòu)建；
圖3是顯示位于顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)中的所述附件的立體圖；圖4是沿圖2的線Z-Z截取的截面圖5是類(lèi)似于圖3的截面圖，其顯示顯微鏡中附件相對(duì)于卡塞格倫 物鏡(objective cassegrain lens)的位置；和 圖6是圖4的一部分的放大截面圖； 圖7是所述附件的平面圖； 圖8是沿圖7的線V-V截取的截面圖； 圖9是沿圖7的線W-W截取的截面圖；和 圖10和11圖示了一個(gè)結(jié)合了所述附件的成像顯微鏡的操作。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，該圖示出FT-IR顯微鏡的主要元件，這些元件包括設(shè)置 在視/IR鏡(view/IR mirror) 11的上方的光學(xué)顯樣￡鏡10，視/IR鏡 11又設(shè)置在遠(yuǎn)孔12上方。位于遠(yuǎn)孔12下方的是透射/反射鏡14，其 位于卡塞格倫物鏡組件16和聚光器卡塞格倫組件18之上。在這兩個(gè) 卡塞格倫組件之間布置有可移動(dòng)載物臺(tái)20,該可移動(dòng)載物臺(tái)限定用于 分析的樣品的位置。位于聚光器卡塞格倫(condenser cassegrain assembly) 18下方的有平面鏡22，其可引導(dǎo)來(lái)自耦合光學(xué)鏡片24的 輻射，所述耦合光學(xué)鏡片24又被配置為接收來(lái)自輻射源的輻射。這種 類(lèi)型的顯微鏡可用于反射率和透射率測(cè)量。聚光器卡塞格倫18和平面 鏡22主要用于透射率測(cè)量。為進(jìn)行反射率測(cè)量，耦合光學(xué)鏡片24被 傾斜以將輻射引導(dǎo)至透射/反射鏡14,該透射/反射鏡然后將輻射的大 部分向下引導(dǎo)穿過(guò)卡塞格倫物鏡16而照射至樣品上。輻射從樣品反射 回來(lái)，穿過(guò)卡塞格倫物鏡16。本發(fā)明的實(shí)施方案所涉及的是采用反射 模式。裝置還包括探測(cè)器和卡塞格倫裝置26，該卡塞格倫裝置用于結(jié) 合未示出的IR光鐠儀來(lái)執(zhí)行光諳分析。此類(lèi)裝置的操作將為本領(lǐng)域技 術(shù)人員所知，當(dāng)結(jié)合ATR晶體時(shí)，此類(lèi)裝置的操作的更多細(xì)節(jié)例如可 從EP-A-0730145和EP-A-0819932中得知。
本說(shuō)明涉及一種可位于顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)20上以使得能夠 執(zhí)行ATR成像測(cè)量附件。參照附圖中的圖2-9，所述附件的一個(gè)實(shí)施 方案包括呈基板40形式的支撐件，其采用螺釘43連接到支架42?；?板40位于一個(gè)形成于顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)20中的凹部22內(nèi)。載物臺(tái)20可在處理器控制下通過(guò)合適的馬達(dá)沿x、 y、 z方向移動(dòng)，如本領(lǐng) 域技術(shù)人員公知的?；?0通過(guò)附圖中未示出的一些螺釘在凹部22 中固定就位。支架42提供了一種在將附件放置到載物臺(tái)上時(shí)或者將附 件從載物臺(tái)20取出時(shí)保持該附件的裝置。
基板40的下表面在44處凹進(jìn)，并且孔45延伸通過(guò)基板并與凹部 44連通。
基板40的上表面支撐一個(gè)砧座60，該砧座60包括一個(gè)樣品支撐 件。砧座60在平面圖上呈大致圓形，并且位于卡團(tuán)(collar) 62內(nèi) 的圓形開(kāi)口中。如圖2可見(jiàn)，卡圏的外邊緣呈大致正方形，并且卡圏 中的內(nèi)圓形開(kāi)口略大于砧座的外圓形表面，從而使砧座能夠在卡團(tuán)的 界限內(nèi)以 一有限程度移動(dòng)。
砧座具有相對(duì)厚的環(huán)形側(cè)壁63和相對(duì)薄的頂壁64。凹部65限定 在頂壁64和側(cè)壁63之間。砧座的頂表面承載可移動(dòng)板67，板的頂表 面65構(gòu)成樣品支撐表面。突出部66從壁62徑向向外延伸以位于卡圈 的懸伸部下方。這種布置允許砧座進(jìn)行小的豎直運(yùn)動(dòng)。
砧座采用兩個(gè)可手動(dòng)操作調(diào)節(jié)的螺釘70、 71和彈簧74在卡圏中 固定就位，調(diào)節(jié)螺釘70、 71朝向頸圏前部就位，彈簧74(圖4)設(shè)置 在卡圏背部。所述彈簧通過(guò)螺釘75固定就位。螺釘70、 71被布置為 使它們的軸線正交地朝砧座的軸線延伸，并且彈簧74被設(shè)計(jì)為沿著螺 釘軸線之間的角的平分線發(fā)揮作用。因此，通過(guò)手動(dòng)操作螺釘70、 71， 可以使砧座在卡圈62的界限內(nèi)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)螺釘被布置為抵著砧座表面 作用，該表面與穿過(guò)砧座的軸線呈一小角度傾斜。彈簧74也被布置于 一小角度下發(fā)揮作用，并且這種布置確保了存在施加到砧座上的一個(gè) 小的豎直力，該力用于將砧座壓向基板40。
上文所述的砧座裝置構(gòu)建了副載物臺(tái)，該副載物臺(tái)能夠相對(duì)于顯 微鏡本身的可電子地移動(dòng)的載物臺(tái)20移動(dòng)。
用于將壓力施加于頂壁64下側(cè)的壓力施加機(jī)構(gòu)80被設(shè)置在砧座 60下方。壓力施加機(jī)構(gòu)包括管狀插入件81，該管狀插入件帶有內(nèi)螺紋， 并且位于基板的孔45內(nèi)。螺紋插入件81在其上端容納一個(gè)設(shè)置在球 狀引導(dǎo)件83內(nèi)的滾球軸承82。滾球軸承通過(guò)彈簧84向上偏置，以接 觸頂表面64的下側(cè)，彈簧84通過(guò)頂帽(top-hat)鎖銷(xiāo)85推動(dòng)球。該鎖銷(xiāo)85設(shè)置在鎖銷(xiāo)引導(dǎo)管86中，鎖銷(xiāo)引導(dǎo)管86通過(guò)螺紋旋入管狀 插入件81中并向下延伸到凹部44中。彈簧通過(guò)螺釘89保持在引導(dǎo)件 86中，螺釘89可用于調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)負(fù)載。
小齒輪90固定在引導(dǎo)管86的下端周?chē)⑦B接到螺釘。小齒輪 90通過(guò)中間齒輪92耦接到齒條(rack) 91，中間齒輪92可圍繞軸93 旋轉(zhuǎn)。所述齒條可通過(guò)圖2所示的可手動(dòng)操作的旋鈕94縱向移動(dòng)。當(dāng) 齒條縱向移動(dòng)時(shí)，這就導(dǎo)致小齒輪90旋轉(zhuǎn)，并且這進(jìn)而導(dǎo)致將引導(dǎo)管 保持處于管狀插入件81內(nèi)的彈簧鎖銷(xiāo)的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)齒條的移動(dòng)方 向，保持引導(dǎo)管86的旋轉(zhuǎn)提升或降低管86，從而使得要么通過(guò)球82 將一提升力施加到砧座或要么使砧座下降。
用于ATR晶體的安裝件承載在砧座60上方。該安裝件包括于其相 對(duì)的兩端處得到支撐的縱長(zhǎng)臂100。所述臂具有帶有環(huán)形構(gòu)造102的 第一端101,在環(huán)形構(gòu)造102中設(shè)有一對(duì)襯套，并且該環(huán)形構(gòu)造102 位于被承載在基板40上的引導(dǎo)銷(xiāo)103上。所述臂也具有帶孔105的中 央部分，孔105具有階梯形側(cè)部。所述孔包括用于如圖4所示的ATR 晶體106的位置。
所述臂具有位于低于第一端的水平面的第二端108。第二端108 具有L形槽109，該L形槽可接納一個(gè)被承載在基板40上的第二引導(dǎo) 銷(xiāo)110。設(shè)置鎖定螺釘lll以將臂IOO鎖定就位于引導(dǎo)銷(xiāo)上。
臂100的第一端101設(shè)置有一個(gè)結(jié)合引導(dǎo)銷(xiāo)103進(jìn)行操作的制動(dòng) 機(jī)構(gòu)。參照?qǐng)D9,環(huán)形構(gòu)造102具有拼合內(nèi)襯套150,該拼合內(nèi)襯套帶 有上和下部分151和152。剛性制動(dòng)環(huán)153布置在襯套部分151和152 之間。制動(dòng)環(huán)的內(nèi)直徑略大于引導(dǎo)環(huán)103的外直徑。環(huán)153通常被彈 簧155偏置以接觸銷(xiāo)103，彈簧155被彈簧保持器和制動(dòng)釋放止擋機(jī) 構(gòu)156固定就位于環(huán)形構(gòu)造102中。在彈簧的直徑相對(duì)處設(shè)置制動(dòng)釋 放按鈕158，該制動(dòng)釋放按鈕被受控地保持在環(huán)形構(gòu)造102中。按鈕 158的徑向內(nèi)端緊靠制動(dòng)環(huán)153定位。當(dāng)按鈕158被壓下時(shí)，環(huán)153 徑向移動(dòng)到其各部分都不接觸銷(xiāo)103的位置，從而釋放制動(dòng)作用。機(jī) 構(gòu)156限制環(huán)153可移動(dòng)的程度。
參照?qǐng)D8，環(huán)形構(gòu)造102還包括與銷(xiāo)103徑向間隔開(kāi)的軸向延伸 孔160。當(dāng)臂100處于如圖2所示的位置時(shí)，孔160接收被承載在基底40上的直立支撐銷(xiāo)162。如果臂100沿著銷(xiāo)103的軸線被提升從而 使孔160移除銷(xiāo)162，則臂100就能夠圍繞引導(dǎo)銷(xiāo)103轉(zhuǎn)動(dòng)而遠(yuǎn)離如 圖2所示的位置。銷(xiāo)162然后能夠接觸臂100的下側(cè)，以將其保持在 提升位置。臂100能夠被轉(zhuǎn)回到如圖2所示的位置，當(dāng)銷(xiāo)162和孔160 對(duì)準(zhǔn)時(shí)，可以使臂降低到原來(lái)的位置。銷(xiāo)162和孔160的布置與引導(dǎo) 銷(xiāo)110在槽109中的位置相結(jié)合，確保了臂100處于正確且可再現(xiàn)的 位置，并因此確保了晶體106在顯微鏡的光軸上處于正確且可再現(xiàn)的 位置。
晶體106通常為半球狀并且由鍺制成。下表面通常呈淺錐形式， 并具有構(gòu)成樣品接觸區(qū)域的平坦中央?yún)^(qū)域112。晶體106被結(jié)合在安 裝環(huán)108內(nèi)，安裝環(huán)108#_保持在臂100中的開(kāi)口 105內(nèi)。所述臂可 包括滑動(dòng)防塵蓋(未示出)，其在晶體不使用時(shí)覆蓋該晶體。
使用中，相對(duì)于顯微鏡定位晶體，使樣品接觸區(qū)域112的中心基 本處于顯微鏡的焦點(diǎn)處。在ATR晶體用于ATR成像的情況下，晶體設(shè) 計(jì)的優(yōu)化是重要的。有別于樣品透射或反射成像，當(dāng)執(zhí)行ATR成像時(shí)， 需要更寬的照明范圍。進(jìn)一步，在包含掃描的成像系統(tǒng)的情況中，照 明在整個(gè)視場(chǎng)中可以適當(dāng)?shù)厥遣痪鶆虻?，因此如果想獲得有效清晰圖 案必須進(jìn)行一些補(bǔ)償。雖然這能夠以軟件實(shí)現(xiàn)，但由發(fā)明人所進(jìn)行的 光學(xué)建模工作已經(jīng)顯示，晶體的曲率半徑影響了照明的均勻度。已經(jīng) 發(fā)現(xiàn)，對(duì)于給定的照明光學(xué)器件和探測(cè)器的布置存在優(yōu)化半徑，從而 在保持處理量的同時(shí)可以最小化整個(gè)指定圖像區(qū)域的變化。這種技術(shù) 已經(jīng)顯示，6. 75mm的晶體半徑對(duì)于附圖中所示的布置而言是最優(yōu)的。 通過(guò)使用輻射追蹤技術(shù)結(jié)合已考慮極化效應(yīng)的適當(dāng)假設(shè)，可以獲得該 圖像。操作此程序所發(fā)現(xiàn)的是，對(duì)于ATR光學(xué)鏡片上的小曲率半徑， 從樣品區(qū)域的中央所接收的能量高，但是從其他部分接收的能量相對(duì) 較低。樣品的圖像因此在空間上亮度非常不均勻，即使樣品本身在空 間上均勻。隨著ATR光學(xué)鏡片的曲率半徑被允許增大，整個(gè)樣品區(qū)域 的信號(hào)的均勻度提高到這樣一個(gè)程度，即來(lái)自中心和邊緣的信號(hào)大致 相等。由此方式限定的照明均勻度可用作選擇優(yōu)化的曲率半徑的度量。 如果允許進(jìn)一步增大曲率半徑，則從樣品區(qū)域的所有點(diǎn)接收的總能量 典型地被看成，初始在某一特定曲率半徑處增大超過(guò)一峰值，然后到
ii一極大的半徑時(shí)再次下降。出現(xiàn)峰值總能量處的半徑可被逸為相當(dāng)于 上文中所指的設(shè)計(jì)優(yōu)化值。
臂100以附圖所示方式安裝在引導(dǎo)銷(xiāo)103、 110上，使得能夠通過(guò) 將臂100向上提升而使該臂移離引導(dǎo)銷(xiāo)。然后所述臂能夠繞其縱軸反 轉(zhuǎn)，并重新放到引導(dǎo)銷(xiāo)上，以使得晶體的樣品接觸面最高。這使得能 夠使用顯微鏡的視覺(jué)檢查設(shè)備來(lái)檢查晶體的樣品接觸面，從而允許對(duì) 其狀況進(jìn)行評(píng)估。引導(dǎo)銷(xiāo)103、 110的布置還允許所述臂被提升然后圍 繞銷(xiāo)103樞轉(zhuǎn)，以允許晶體移出顯微鏡的光學(xué)路徑。這是能夠發(fā)生的， 因?yàn)橐龑?dǎo)銷(xiāo)110的頂部低于引導(dǎo)銷(xiāo)103。在該位置處，臂IOO被銷(xiāo)162 保持在其提升位置處。槽109允許通過(guò)將銷(xiāo)110定位在槽109中而對(duì) 臂100進(jìn)行精確的再定位。鎖定螺釘允許所述臂鎖定在選定高度處， 例如使晶體接觸樣 品。
另外，晶體106在半球狀表面的頂點(diǎn)處設(shè)置有記錄標(biāo)記。該標(biāo)記 可采用在半球狀表面上形成的平臺(tái)形式，或者在表面本身上做標(biāo)記的 一些其他形式。如將要描述的，該記錄標(biāo)記用于在水平和豎直方向上 正確定位晶體。
記錄標(biāo)記不是必須得處于半球狀表面的頂點(diǎn)，盡管這是最方便和 優(yōu)選的位置。標(biāo)記可處于附件上的任意位置，只要該位置相對(duì)于樣品 接觸區(qū)域12機(jī)械固定并且通過(guò)顯微鏡的觀察系統(tǒng)可見(jiàn)。
如附圖可見(jiàn)，臂100在其位于基板40上時(shí)需要朝向樣品接收表面 下降。重要的是，控制這種運(yùn)動(dòng)以便避免損害特別是對(duì)于晶體的損害， 為此，附件設(shè)置有制動(dòng)機(jī)構(gòu)153、 155、 156、 158,它們位于包舍引導(dǎo) 銷(xiāo)103的結(jié)構(gòu)120內(nèi)。制動(dòng)機(jī)構(gòu)通常防止所述臂在重力下落下，并被 設(shè)置用來(lái)避免對(duì)晶體106造成無(wú)意損害。按鈕158被手動(dòng)操作以釋放 制動(dòng)，并使臂100可以下降。可釋放制動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用，使用戶能夠在 臂和引導(dǎo)銷(xiāo)之間沒(méi)有任何摩擦的情況下下降所述臂，從而使用戶更能 控制下降操作。
優(yōu)選設(shè)置在晶體106頂點(diǎn)處的記錄標(biāo)記用于將晶體與顯微鏡的光 軸對(duì)準(zhǔn)，從而對(duì)任意的成像掃描提供一限定的起始位置。儀器軟件設(shè) 有橫向偏置參數(shù)，所述橫向偏置參數(shù)允許ATR圖像與可見(jiàn)光圖像或者 與常規(guī)透射/反射圖像精確對(duì)準(zhǔn)。另外，該軟件設(shè)有預(yù)校準(zhǔn)的晶體高度參數(shù)，該參數(shù)限定晶體106和樣品應(yīng)該從初始位置提升的距離，以使 得可以通過(guò)顯微鏡系統(tǒng)的紅外部分對(duì)樣品表面清晰聚焦。這是重要的， 因?yàn)榫w106對(duì)可見(jiàn)光不透明，并且當(dāng)晶體就位時(shí)不可能進(jìn)行手動(dòng)樣 品聚焦。
為了標(biāo)記晶體位置，晶體106及其安裝臂IOO位于副栽物臺(tái)或砧 座上方而無(wú)樣品就位。提議所述儀器的用戶使用可視相機(jī)聚焦于臂100 上所說(shuō)的起始點(diǎn)的這一點(diǎn)。這圖示于附圖中圖10的120處。所述系統(tǒng) 然后運(yùn)行以在x、 y、 z坐標(biāo)系中移動(dòng)預(yù)定距離，到達(dá)作為基準(zhǔn)或記錄 標(biāo)記的晶體頂部中央。用戶然后確認(rèn)對(duì)中心的定位和聚焦是正確的， 做出可能需要的任何小調(diào)整。所述系統(tǒng)然后將載物臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn) (0, 0， 0 )設(shè)置為已確認(rèn)位置。
晶體高度和聚焦設(shè)置的校準(zhǔn)能夠執(zhí)行如下。在這方面，需要認(rèn)識(shí) 到，晶體形狀(曲率半徑和厚度)中的小改變可引起所要求的聚焦設(shè) 置的顯著飄移。由于鍺的折射率高，所以不能可視地確定焦點(diǎn)，因?yàn)?晶體對(duì)于可見(jiàn)光不透明，以及它要求樣品具有界限明顯的空間結(jié)構(gòu)以
及可被ATR檢測(cè)的強(qiáng)光鐠吸收帶。發(fā)明人已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種新穎方法從 而可確定優(yōu)化的ATR聚焦設(shè)置。該方法使用優(yōu)選包括一小段3m Vikuiti BEF 11薄膜的測(cè)試樣品。這是一種塑料片，該塑料片的表面 微凸印有一組平行的三棱鏡，每個(gè)棱鏡具有90°頂角以及50或24微 米的周期。所述材料通常被用來(lái)提高LCD顯示面板的亮度。使ATR晶 體接觸棱鏡結(jié)構(gòu)，以使得頂點(diǎn)被接觸壓力壓扁，從而導(dǎo)致形成一組平 行的矩形接觸區(qū)域，其間距與基本材料相同。每個(gè)區(qū)域具有分明的邊 緣。為了確定最優(yōu)聚焦，在場(chǎng)中心周?chē)@得了小的精細(xì)分辨率圖像， 并且提取了窄波段圖像，該窄波段圖像處于材料的光i普吸收的中心。 該技術(shù)包括提取與邊緣正交的吸收?qǐng)D橫截面。通過(guò)檢查所述橫截面在 接觸邊緣的斜率，估計(jì)聚焦度。在晶體的不同豎直位置處進(jìn)行測(cè)量， 并且斜率隨著接近最優(yōu)聚焦而增大，并且在離開(kāi)最優(yōu)聚焦時(shí)再次下降。 可通過(guò)在一 系列于不同聚焦設(shè)置下進(jìn)行的掃描之間進(jìn)行插值來(lái)發(fā)現(xiàn)最 優(yōu)位置。應(yīng)該注意到，樣品薄膜的變形取決于接觸壓力，并且這可用 作確定足量壓力正在施加于樣品的方法。
更為概括地來(lái)說(shuō)，通過(guò)使用帶有特別屬性的測(cè)試樣品并檢查該樣品的紅外圖像以獲取空間分明度，實(shí)現(xiàn)晶體校準(zhǔn)。晶體的豎直移位逐 步改變，并且在每個(gè)步驟中記錄圖像分明度，以便確定最優(yōu)位移。
該過(guò)程包括
a) 在初始豎直位移處獲得紅外圖像，該初始豎直移位通過(guò)找出于 該處最大紅外能量被傳送穿過(guò)晶體的位置來(lái)估計(jì)。該位置可能并不同 于最優(yōu)聚焦位置。
b) 對(duì)所述圖像進(jìn)行光鐠過(guò)濾以提取在樣品吸收強(qiáng)烈的波長(zhǎng)下的吸 收的空間圖。此為材料屬性的函數(shù)。
c) 提取該波長(zhǎng)下吸收?qǐng)D的 一橫截面，該橫截面穿過(guò)圖像中的空間 上分明的形貌一在當(dāng)前情況下為聚合物和空氣之間的邊緣。
d )對(duì)橫截面進(jìn)行數(shù)學(xué)微分以提取斜率信息，并且對(duì)圖像中的一可 識(shí)別形貌測(cè)量最大斜率。
e )反復(fù)調(diào)節(jié)晶體位移，從而使給定形貌下的橫截面的斜率最大化。 獲取最大斜率處的豎直晶體位置為樣品圖像處于最優(yōu)聚焦處的位置。 該值(相對(duì)于索引標(biāo)記來(lái)測(cè)量)被記錄為提供給用戶的晶體高度參數(shù)。
f )任何新的/替換的晶體將具有新的校準(zhǔn)值，用戶必須將該校準(zhǔn) 值輸入到儀器的控制軟件。
原則上，測(cè)試樣品可為具有能夠提供空間分明的形貌的紅外吸收 的任意材料，該空間分明的形貌理想地比顯微鏡系統(tǒng)的預(yù)期空間分辨 率要小。這通常表示那些分明的形貌的尺度約為3微米。
測(cè)試樣品應(yīng)為"ATR-可兼容" 一換句話說(shuō)，它應(yīng)該提供在ATR附 件的光i普范圍內(nèi)的清晰光譜吸收，并且分明的形貌在被擠壓而與樣品 表面緊密接觸時(shí)必須繼續(xù)存在，不會(huì)被抹掉或者平滑掉。
分明的形貌可包括被設(shè)計(jì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)，例如線，格子或網(wǎng)格，或 替換性地在兩種不同材料(其中一種材料可為呈空隙形式的空氣)之 間的分明的邊緣。如果通過(guò)在均勻材料中形成低凹來(lái)構(gòu)建所述形貌， 則在接觸晶體時(shí)低凹應(yīng)該具有大于數(shù)微米的深度，并且從接觸到非接 觸的過(guò)渡部分應(yīng)該是分明的。
如上文所述，當(dāng)前優(yōu)選材料為一特殊的微凸印的聚合物樣品(由 3M制造的Vikuiti光控制薄膜)，因?yàn)樗峁┝朔奖?、便宜且可再現(xiàn) 的測(cè)試樣品。所述材料包括規(guī)則的屋脊棱鏡陣列，該屋脊棱鏡的脊部通過(guò)與晶體接觸而被方便地壓扁，以形成直"桿"接觸。這些接觸區(qū) 域的邊緣的幾何結(jié)構(gòu)為材料從晶體快速下降，特別是在最初的幾毫米 的深度，并且這在吸收聚合物和非吸收空氣之間形成非常高質(zhì)量的邊
緣，該邊緣易于使用ATR來(lái)成像，以給出高對(duì)比度和分明的結(jié)果。
發(fā)明人也已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種用于限定空間分辨率的技術(shù)。上文所述 的用于確定晶體最優(yōu)聚焦的技術(shù)可適于以一種方式提供一種ATR系統(tǒng) 的有效分辨率的測(cè)量，所述方式難于在其中要凝視二維陣列探測(cè)器的 系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。如果如上文所述已經(jīng)確定了最優(yōu)聚焦設(shè)置，則獲取測(cè)試 目標(biāo)中在一個(gè)或多個(gè)邊緣上的小帶狀圖像，但沿著邊緣的方向上采用 非常小的步進(jìn)。這就導(dǎo)致形成沿該方向上過(guò)度采樣的圖像。提取樣品 的吸收帶中的橫截面，并利用數(shù)字過(guò)濾器對(duì)該橫截面求微分。由此獲 得的輪廓接近于穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的橫截面，并且可用于直 接估計(jì)或者通過(guò)適當(dāng)?shù)那€擬合來(lái)估計(jì)系統(tǒng)的分辨能力。
為了對(duì)樣品上的光鐠進(jìn)行測(cè)量，第 一步驟是記錄晶體位置并且定 義如上參照?qǐng)D10所述的載物臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn)(O，O，O)。下一步驟為測(cè) 量背景光語(yǔ)，也就是說(shuō)在板67上無(wú)樣品就位。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，用戶 將安裝臂IOO設(shè)置在引導(dǎo)銷(xiāo)110和103上的任意位置上，使晶體的樣 品接觸表面與板67間隔開(kāi)，由此提供晶體/空氣界面。然后用戶使載 物臺(tái)移動(dòng)到原點(diǎn)，也就是說(shuō)，移動(dòng)到晶體的頂部中心，并移動(dòng)到晶體 頂部的細(xì)焦點(diǎn)。用戶然后可以選擇分辨率和像素尺寸。然后，系統(tǒng)自 動(dòng)運(yùn)行，基于所存儲(chǔ)的晶體高度參數(shù)將栽物臺(tái)20提升一預(yù)定距離，以 便聚焦于晶體(106)的下表面上。然后，系統(tǒng)對(duì)陣列中的每個(gè)探測(cè)器 執(zhí)行背景光譜測(cè)量，然后儲(chǔ)存這些測(cè)量結(jié)果。獲得背景光譜所采用的 方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很顯然的。
下一步驟為測(cè)量晶體圖像，這包括用戶將載物臺(tái)移動(dòng)到原點(diǎn)，即， 移動(dòng)到晶體的頂部中心。用戶精細(xì)聚焦于晶體的頂部上，然后輸入諸 如分辨率，每像素的掃描數(shù)，像素尺寸和圖像尺寸等參數(shù)。系統(tǒng)將主 載物臺(tái)20提升一預(yù)定距離，以便聚焦于晶體的下表面上。系統(tǒng)測(cè)量無(wú) 樣品存在的晶體的圖像，并對(duì)此進(jìn)行存儲(chǔ)。
下一步驟為測(cè)量樣品，并且第一步驟為用戶選擇可選的處理項(xiàng)， 該處理項(xiàng)是扣除背景晶體圖像或基線偏置校正。然后用戶提升臂100并將其圍繞銷(xiāo)103樞轉(zhuǎn)，從而使晶體106移動(dòng)離開(kāi)顯微鏡的光軸。然 后砧座60的板67被取出，將樣品置于該板上，并將該板放置回砧座 60就位。所述系統(tǒng)然后將載物臺(tái)提升一預(yù)定距離，以便能夠使用顯微 鏡的視覺(jué)設(shè)備視覺(jué)檢查樣品。用戶以四個(gè)子步驟安裝所述樣品。這些 步驟為
(i )將樣品安裝在板67上并置于砧座60上。
(ii)僅使用副載物臺(tái)來(lái)調(diào)節(jié)樣品，即，使用調(diào)節(jié)螺釘70， 71來(lái) 調(diào)節(jié)砧座(60)的位置。在視覺(jué)觀察所述樣品的同時(shí)執(zhí)行此過(guò)程。
(iii )將臂100回?cái)[定位，以使得晶體106位于顯微鏡的光軸上， 并且降低臂100，從而降低晶體106以接觸板67上的樣品。
(iv)使用壓力施加機(jī)構(gòu)80將壓力施加于砧座60頂部的下側(cè)上， 這樣，樣品被擠壓以接觸晶體。
關(guān)于(iv), ATR測(cè)量需要樣品保持與晶體106的下面112良好接 觸。理想地，接觸壓力應(yīng)該在整個(gè)晶體面上合理均勻。對(duì)于硬的樣品， 有必要使樣品與晶體面平行放置；對(duì)于多數(shù)柔性材料而言，需要控制 夾持力來(lái)防止樣品過(guò)度變形。樣品放置于板67上時(shí)，臂100被降低， 直到晶體正好接觸該樣品。所述臂使用螺釘111鎖定。操作齒條91以 將提升力施加到砧座60，從而將樣品壓靠于晶體面。這種力通過(guò)彈簧 鎖銷(xiāo)85產(chǎn)生，該彈簧鎖銷(xiāo)85被設(shè)計(jì)為將最大力限制到一個(gè)可以避免 對(duì)砧座106產(chǎn)生危害的值上。力矢(vector )是重要的。理想地，它 應(yīng)該與晶體面的中心對(duì)準(zhǔn)，從而使樣品趨向于對(duì)所述面對(duì)準(zhǔn)并且接觸 壓力均勻。這通過(guò)使用滾球軸承82來(lái)實(shí)現(xiàn)，該滾球軸承82被精確約 束在其引導(dǎo)件83中，并與晶體軸線精確對(duì)準(zhǔn)。所述球緊靠著砧座的薄 部分發(fā)揮作用，從而使提升力盡可能靠近晶體地出現(xiàn)。齒條，小齒輪， 彈簧鎖銷(xiāo)、提升彈簧和球的布置在高度上非常緊湊，并因此在空間有 限的顯微鏡中是意義重大的。彈簧鎖銷(xiāo)85的設(shè)計(jì)確保了組件中的提升 彈簧84從不會(huì)被顯著壓縮以致線圏被束綽以及因此施加過(guò)度的力。
螺釘89可用于改變彈簧上的預(yù)載荷。設(shè)置螺釘?shù)淖畲笮谐淌沟脧?簧從不變成被線圏束縛(coil-bound )。在螺釘?shù)耐耆槙r(shí)針設(shè)置下， 預(yù)載荷為最大彈簧力的約50%。當(dāng)壓縮控制旋鈕移動(dòng)到最大壓力位置 時(shí)，彈簧力增大而接近于彈簧的最大額定量。將螺釘89回退一周就將
16預(yù)載荷減小至零。因此通過(guò)在它行程的一端處進(jìn)行控制，沒(méi)有力被作 用于所述樣品。隨著用戶滑動(dòng)控制旋鈕，壓迫力逐漸增大到最大可能
彈簧力的50%。
在子步驟(iv)之后，所述系統(tǒng)于是就將載物臺(tái)20下降一預(yù)定距 離，以便聚焦于晶體頂部。如果必要，用戶就將精細(xì)聚焦于晶體頂部 的記錄標(biāo)記。然后用戶輸入分辨率，每像素的掃描數(shù)，波數(shù)范圍，像 素尺寸和圖像尺寸，并且在此之后，系統(tǒng)基于所存儲(chǔ)的晶體高度參數(shù) 將載物臺(tái)20提升一預(yù)定距離以聚焦于樣品上。然后，采用對(duì)于本領(lǐng)域 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯的方式進(jìn)行樣品圖像的測(cè)量。在正在進(jìn)行成像的 情況下，這包括進(jìn)行第一測(cè)量，輕微移動(dòng)顯微鏡栽物臺(tái)以執(zhí)行第二測(cè) 量，并針對(duì)顯微鏡載物臺(tái)上的不同位置重復(fù)上述過(guò)程。最后，所述系 統(tǒng)執(zhí)行被選擇的后續(xù)處理，并存儲(chǔ)圖像。
應(yīng)該理解的是，機(jī)動(dòng)化的載物臺(tái)20用于將晶體106對(duì)準(zhǔn)于顯微鏡 場(chǎng)中心的正下方，并用于圍繞該中心掃描圖像。為了對(duì)準(zhǔn)所述樣品， 用戶不能使用該機(jī)動(dòng)化載物臺(tái)，這就是提供副栽物臺(tái)60的原因。在樣 品觀察期間，軟件程序可使機(jī)動(dòng)化載物臺(tái)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)失活，從而使用 戶不會(huì)無(wú)意間改變晶體配準(zhǔn)。
該布置設(shè)置有如圖11所示的快速自動(dòng)光譜分析程序。在許多實(shí)踐 情況中，用于ATR分析的樣品可能具有相對(duì)弱的總體吸收。從此類(lèi)樣 品獲得的顯示了總吸收的ATR圖像經(jīng)常在一定程度上無(wú)明顯特征，或 者具有非常低的對(duì)比度，并且人為的照明可能使樣品細(xì)節(jié)模糊。照明
效果的補(bǔ)償可以使用傳統(tǒng)的方式，例如與背景圖象的比率或基線校正， 該基線校準(zhǔn)是使用已知為具有大致零吸收的區(qū)域來(lái)歸一化光譜。也可 以使用先進(jìn)技術(shù)來(lái)處理數(shù)據(jù)，以便提取和顯示明顯的光譜形貌，但這 需要光鐠信號(hào)處理方面的專(zhuān)業(yè)技能，并較為耗時(shí)。為了對(duì)本系統(tǒng)的用 戶給出圖像中存在的光語(yǔ)信息的快速指示，已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)處理 序列。它的目標(biāo)在于以獨(dú)立于樣品的方式從原始數(shù)據(jù)中提取最為顯著 的光鐠形貌，并允許操作員單獨(dú)地或以彩色復(fù)合圖像的形式對(duì)此進(jìn)行 顯示。對(duì)于用戶的益處在于，圖像包含潛在有用信息的快速確認(rèn)以及 一個(gè)良好的初步分析，該初步分析為進(jìn)一 步的深入分析提供了指導(dǎo)。 舉例而言，結(jié)果可指示，圖像的哪些部分是光譜類(lèi)似的以及哪些是獨(dú)特的，從而使用戶可以對(duì)樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單分割。可以利用對(duì)背景的比值 校正或基線偏置校正來(lái)獲得原始圖像。處理序列始于一個(gè)如下步驟， 該步驟被設(shè)計(jì)成將偏置和基線彎曲的影響最小化，這在圖11中示于
130處。這就涉及在譜域中進(jìn)行微分(一階求導(dǎo)以獲取一定平滑度從 而減小噪音)以及減去任何剩余平均值。然后，光i瞽圖像得到限制， 如131處所示。在短波側(cè)，界限典型地設(shè)置于約3300波數(shù)處，因?yàn)闃O 少樣品在較短波長(zhǎng)處顯示出顯著的吸收。在所述范圍的長(zhǎng)波端處也進(jìn) 行小的限制，以提供總體信噪比。然后，如132處所示減去平均吸收， 然后如134處所示實(shí)施主要成分分析，以便提取最明顯的光語(yǔ)形貌。 然后，在界面中向用戶展現(xiàn)所述成分，該界面允許這些成分被顯示為 的彩色復(fù)合圖像，如在136處所示。
權(quán)利要求
1. 一種被布置來(lái)執(zhí)行ATR測(cè)量的顯微鏡的附件，所述附件包括能夠安裝在所述顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)上的支撐件；承載在所述支撐件上用于安裝ATR晶體的安裝構(gòu)件；設(shè)置在所述ATR晶體的位置下方的樣品支撐構(gòu)件，所述樣品支撐構(gòu)件具有其上可接收樣品的表面；以及壓力施加裝置，其設(shè)置于所述樣品支撐構(gòu)件下方，用于將壓力沿所述晶體的方向施加到所述樣品支撐構(gòu)件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的附件，其中，所述壓力施加裝置包括球 形構(gòu)件，壓力通過(guò)該球形構(gòu)件施加到所述樣品支撐構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的附件，其中，所述壓力施加裝置包 括彈簧偏置裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的附件，其中，所述彈簧偏置裝置包括被彈簧朝向晶體推動(dòng)的鎖銷(xiāo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的附件，其中，所述球形構(gòu)件為滾球軸承， 并且所述鎖銷(xiāo)接觸所述滾球軸承。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的附件，包括齒條和耦接到所述鎖銷(xiāo) 的小齒輪裝置，所述齒條可手動(dòng)移動(dòng)以影響小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，以此使鎖 銷(xiāo)軸向運(yùn)動(dòng)，從而施加或釋放被施加到樣品支撐構(gòu)件的壓力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的附件，其中，能夠施加到所 述樣品支撐構(gòu)件的所述壓力是可調(diào)節(jié)的。
8. 根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的附件，其中，通過(guò)其而使壓力 施加裝置發(fā)揮作用的樣品支撐構(gòu)件區(qū)域相對(duì)薄，以確保壓力施加點(diǎn)盡 可能靠近晶體。
9. 一種包括根據(jù)權(quán)利要求l-8中任一項(xiàng)所述的附件的顯微鏡。
全文摘要
一種被布置來(lái)執(zhí)行ATR測(cè)量的顯微鏡的附件，具有能夠安裝在所述顯微鏡的可移動(dòng)載物臺(tái)上的支撐件(40)。用于ATR晶體(106)的安裝件(100)承載在所述支撐件上。樣品支撐構(gòu)件(60)具有相對(duì)薄的上壁(64)。壓力施加裝置(80)定位在所述壁(64)下方并且可操作地將壓力通過(guò)所述壁(64)施加到樣品，以確保樣品和晶體的樣品接觸表面之間的良好接觸。
文檔編號(hào)G02B21/26GK101479640SQ200780023980
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者A·卡尼亞斯威爾金森, P·斯泰爾斯, R·A·霍爾特, R·L·卡特 申請(qǐng)人:珀金埃爾默新加坡有限公司