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基于高光譜干涉技術珍珠層成像分析方法下

更新時間:2025-01-21      點擊次數:372

HIT 可快速無損表征珍珠層等層狀材料結構參數。為研究軟體動物發育階段與珍珠層結構參數關系,購買 11 對 1 - 6 歲活紅鮑魚,其殼長 20 - 140 毫米,由蒙特利鮑魚公司在相同環境養殖,2019 年 8 月 6 日收集。對 22 個樣本在靠近最外側鰓孔的位置 1 和距其第四個鰓孔的位置 2(5×5 毫米)拍攝光譜圖,平均位置圖所有像素 MTT 值得單一值,以研究相關關系。

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研究紅鮑魚珍珠層個體發育依賴性:
測量點設定:在 22 個殼(11 對)上設兩個 5×5 毫米方形測量點,點 1 靠近最外層鰓孔,含老時形成的珍珠層;點 2 靠近從點 1 向內第四個鰓孔,含不同時期形成的珍珠層。
相關圖表:用平均平板厚度(MTT)圖代表殼上點;繪制所有站點平均值與殼長關系圖,不同極化和入射角下,每對同殼長殼有八個厚度測量值;展示不同擦洗閾值下線性擬合趨勢圖。

研究發現:MTT 與殼長、殼齡相關,年輕鮑魚珍珠層片更厚,片厚度紊亂度更大,與以往認知不同。MTT 與年齡關系在其他形成珍珠層的軟體動物或層狀生物礦物中的適用性待檢驗,HIT 使該實驗分析簡便且成本低。

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結論
展示高光譜干涉斷層掃描(HIT)技術,該技術全光學、快速且無損,能從無序和不均勻層狀材料提取結構信息。通過電子顯微鏡檢查珍珠層橫截面,證實 HIT 確定文石片厚度和無序性的準確性。對不同發育階段紅鮑魚殼的 HIT 分析,發現珍珠層厚度與動物年齡或殼大小間存在依賴關系。HIT 技術易推廣至其他實驗室或用于現場研究生物形成的分層光學材料。
方法
HIT 測量設置:使用高光譜相機、旋轉臺、準直寬帶鹵素光源,在相同照明條件下將光譜標準化為鋁鏡反射率。 HIT 圖像空間分辨率約 100µm,光接受角 ±9°,通過準直入射光和小接受角捕獲鏡面反射光。
傳遞矩陣法與蒙特卡洛模擬相結合:傳輸矩陣法計算光譜需輸入各層折射率、厚度、入射角、偏振和波長等。
紅鮑魚個體發育測量:測量 22 只 1 - 6 歲、殼長 20 - 140 毫米的活體紅鮑魚,測量條件為 30° 入射角下 p 和 s 偏振反射率及 14° 入射角下 p 偏振反射率;

珍珠層形成的 SEM 橫截面驗證:在測量位置切割、嵌入、研磨、拋光和涂層紅鮑魚殼,用 SEM 直接測量藥片厚度。其數據與 HIT 技術觀察趨勢高度一致。

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以象科技由西安光機所光學博士團隊,行業資深專家,光譜軟件算法團隊,光學應用博士等相關人員共同發起成立的科技型公司,目前投產市場可見光、近紅外、短波中紅外高光譜相機,實現國產化,突破進口技術壁壘,打破進口短波紅外高光譜相機的技術限制。

以象科技是一家集研發、生產、銷售于一體的科技型公司。目前經營產品有激光共聚焦,激光散斑血流成像儀,光譜儀,高光譜相機等光學產品。研發中心設立于西安,銷售網絡、完善售后服務機構設立覆蓋全國。

     以象科技作為一家由西安光機所光學博士團隊、行業資深專家、光譜軟件算法團隊以及光學應用博士等多元專業力量共同發起創立的科技型企業,在光學技術領域展現出了非凡的潛力與強勁的實力,正逐步成為行業內的一顆璀璨新星。

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        以象科技憑借其團隊、創新的產品以及完善的運營模式,在光學技術領域正穩步前行,未來有望在國內乃至全球市場上取得更為輝煌的成就,為推動光學科技的進步與應用普及做出更多的貢獻。

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