Imagens espectrais hiperespectrais de alta velocidade

O design revolucionário do sistema Monarc™ torna possível capturar com eficiência e rapidez as informações espaciais e espectrais (cor) fornecidas por meio do sinal catodoluminescência (CL). Esses recursos fornecem uma visão nova e ampliada dos processos mineralógicos.

O contexto

análises de microscopia LC a luz emitida por uma pedra preciosa ou mineral quando excitada usando uma fonte de elétrons. Esta técnica é amplamente reconhecida como uma parte prática e essencial da caixa de ferramentas microanalítica.

A microscopia CL oferece uma visão aprofundada da história geológica de uma área. Esta técnica é, portanto, amplamente utilizada na determinação de proveniência mineral, incluindo geocronologia e estudos de alteração metamórfica.

Mais recentemente, a microscopia LC também foi usada em termobarômetros para aplicações petrográficas.

Um grande número de detectores CL coleta informações espaciais na forma de imagens não filtradas (preto e branco), embora as imagens CL coloridas tenham substituído amplamente as imagens não filtradas nos últimos anos devido ao seu amplo acesso a informações valiosas e fáceis de interpretar.

Apesar de suas vantagens e popularidade, a imagem colorida fornece apenas informações espectrais limitadas, inibindo a análise quantitativa, a identificação de oligoelementos e limitando a capacidade de determinar sua valência e posição estrutural.

A imagem hiperespectral (imagem espectral) há muito é conhecida por fornecer muitos benefícios devido à sua capacidade de coletar toda a gama de informações espaciais e espectrais em um único conjunto de dados, reunindo-o como uma imagem espectral ou cubo de dados hiperespectrais.

A aceitação e implementação da imagem do espectro CL nas geociências, no entanto, permaneceu baixa, principalmente devido às suas baixas velocidades de aquisição.

Materiais e métodos

Um típico microscópio eletrônico de varredura (MEV) funciona escaneando o feixe de elétrons através de uma amostra, coletando espectros resolvidos por comprimento de onda (imagens espectrais) ponto a ponto.

As imagens espectrais resultantes geralmente excediam os requisitos de resolução espectral de uma aplicação específica, mas tendiam a ter resolução espacial limitada devido aos tempos de aquisição prolongados.

O detector Monarc oferece um novo padrão de aquisição, usando seus detectores ultrarrápidos para coletar uma série de mapas (alinhados) filtrados por comprimento de onda que, por sua vez, são usados ​​para construir o cubo de dados hiperespectrais. Este método é capaz de reduzir significativamente os tempos de aquisição enquanto ainda permite alta amostragem espacial.

A Figura 1 apresenta uma comparação entre duas imagens hiperespectrais de um grão de zircônio polido. Estes foram capturados com um Detector Monarcimagem espectral filtrada por comprimento de onda e modos tradicionais de resolução de comprimento de onda.

Figura 1. Representações de cores verdadeiras de imagens de espectro capturadas pelos modos de resolução de comprimento de onda e filtragem de comprimento de onda do detector Monarc. Ambos os conjuntos de dados foram capturados em 150 s. Crédito da imagem: Gatan Inc.

Uma comparação dos espectros extraídos revela que é possível detectar todas as características espectrais, mesmo apesar da amostragem de comprimento de onda limitada na abordagem de comprimento de onda filtrado (42 canais).

O método de detecção exclusivo da Monarc é capaz de facilitar uma amostragem espacial >70 vezes melhor, permitindo que a estrutura de bandas finas da amostra seja investigada.

Resumo

O novo modo de imagem espectral filtrada por comprimento de onda do detector Monarc permite a coleta de dados hiperespectrais até 100 vezes mais rápido – ou com amostragem espacial 100 vezes maior – do que outros detectores CL.

Espera-se que este grande avanço permita que a imagem hiperespectral substitua os modos tradicionais de imagem CL em cores e preto e branco, permitindo que os cientistas entendam melhor até mesmo os processos mineralógicos por meio da microscopia CL.

Esta informação foi extraída, revisada e adaptada de materiais fornecidos pela Gatan Inc.

Para mais informações sobre esta fonte, visite Compra Inc.