什么是光谱显微镜探测器(SP探测器)?

2020-09-15 15:39:22 admin 0

基于棱镜的可调多频带频谱检测。Leica Microsystems SP检测器表示用于点扫描显微镜(尤其是共聚焦显微镜)的化合物检测单元。在SP检测器将光线分为最多5个光谱带。波段是独立的,并且在整个可见光谱范围内可连续调节。每个波段中的光由一个光传感器检测:光电倍增管(PMT)或混合探测器(HyD)。


光谱色散

样品发出的光的光谱分离发生在两个步骤中。第一步是将发射的光在空间上分散到光谱中,就像在经典光谱仪(1)中一样。选择棱镜(图1),因为与光栅(2)相比,它在透射方面要高效得多。


图1:棱镜将光分散到色谱中,并通过电动光谱仪狭缝选择了该光谱的一部分作为Leica SP-Detector的基础。


图1显示了棱镜光谱仪的原理,此处通过基于三角形的简单棱镜进行解释。SP-Detector采用棱镜具有特殊几何形状,“Pellin-布罗卡-棱镜”(3)。这种几何形状可确保最小的损失,简化调整并增强整个装置的机械稳定性。
在经典的狭缝光谱仪中,色谱的所需部分是通过一对可单独移动的黑色屏障来选择的,因此可以从整个光谱中选择任何所需的谱带。


光谱带的分离

在第二个步骤SP-detector适用与修改狭缝概念。代替变黑的金属,阻挡层在入射侧(4)上涂覆有高反射层。
它们也以一定角度排列。由此反射的光然后可以进入镜滑块和传感器的另一布置。级联这样的布置允许将整个频谱分成一系列频谱带。每个频带的中心频率和带宽是连续可调的。


图2:可调多频带检测系统Leica SP-Detector的原理。棱镜产生的光谱通过电动反射镜分为多达5个单独的部分。每个频带的带宽和中心频率是独立可调的。


棱镜和镜面狭缝级联传感器的布置实际上与偏振无关,并且高度透明。因此,它具有很高的光子效率,需要通过以尽可能低的强度照射来收集尽可能多的珍贵荧光光子。


增益

传感器的数量可以根据应用的需要来选择。它们可以是经典的光电倍增管(PMT)或带有高效GaAsP光电阴极的混合探测器(HyD)。由于每个传感器的增益都是独立控制的,因此每个通道的动态范围都可以适当调整(见图3),以提高信噪比。与仅以单个增益设置工作的阵列检测器相比,该功能是一项进步。阵列检测器提供的数字调整作为使多个通道适应各种强度范围的一种手段,并不能改善信号质量。


单点探测器和阵列探测器的性能

图3:a)在Leica SP-Detector中分别放大三个振幅不同的发射信号。b)多阳极阵列不能适应荧光信号的单个扩增


像SP检测器中一样的单个光谱带和检测器设置允许对每个荧光通道的传感性能分别进行微调(5)。该功能可确保所有荧光通道的最佳信噪比,并允许以最低强度进行照明。