由于磁光信號(hào)的小捐友，磁圖像會(huì)被不完美表面的極化效應(yīng)強(qiáng)烈地掩蓋淫半。然而，更強(qiáng)大的方法是實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像處理匣砖。磁性材料非常適合于差分成像科吭，因?yàn)榇呕瘡?qiáng)度可以通過(guò)外部磁場(chǎng)來(lái)控制，而不會(huì)改變樣品的形貌猴鲫。
磁光顯微鏡中寬視場(chǎng)反射顯微鏡的設(shè)置和圖像處理
標(biāo)準(zhǔn)程序從磁性飽和狀態(tài)的數(shù)字化平均圖像開(kāi)始对人，其中在外部直流磁場(chǎng)中消除了所有域》鞴玻或者牺弄，可以應(yīng)用一個(gè)中等振幅的交變場(chǎng)，它在平均過(guò)程中混合了域宜狐，其優(yōu)點(diǎn)是樣品上的力可能比直流飽和所需的高場(chǎng)小势告。該無(wú)域背景(參考)圖像隨后從包含域信息的狀態(tài)中減去。然后抚恒，差值圖像顯示了區(qū)域圖案的顯微圖咱台，可以通過(guò)平均和數(shù)字對(duì)比度增強(qiáng)來(lái)改善，而不受地形對(duì)比度的影響俭驮。通常需要在不同方面研究相同的域回溺，例如在Kerr和voight對(duì)比度條件下或使用不同的分析器和補(bǔ)償器設(shè)置以獲得深度選擇性。這可以通過(guò)組合實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn):在創(chuàng)建了特定域模式的正則差分圖像之后，在不同對(duì)比度條件下存儲(chǔ)相同模式的圖像作為參考圖像遗遵，然后從相同對(duì)比度條件下獲得的飽和狀態(tài)圖像中減去該圖像萍恕。這樣就得到了兩幅具有相同域圖案但對(duì)比度不同的圖像。對(duì)于層選擇成像來(lái)說(shuō)瓮恭，組合技術(shù)是必不可少的雄坪。
圖1.實(shí)驗(yàn)設(shè)置寬視場(chǎng)克爾顯微鏡。圖像處理和函數(shù)生成器通常在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)屯蹦。平面內(nèi)任意方向的磁場(chǎng)可以由一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的電磁鐵施加维哈。樣品被安裝在郵票上，郵票被放置在分裂的極片之間登澜，以使一個(gè)合理的樣品位移阔挠。在這樣的設(shè)置下，磁場(chǎng)可以達(dá)到十分之一特斯拉脑蠕，在適當(dāng)?shù)臉O尖幾何形狀和近極距離下達(dá)到特斯拉狀態(tài)购撼。通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的電磁鐵也可以產(chǎn)生垂直的磁場(chǎng)(即平行于物鏡)
視頻增強(qiáng)、寬視場(chǎng)磁光顯微鏡的完整實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示谴仙。由于偏振器和分析儀的相對(duì)開(kāi)度小迂求，大部分光被丟棄，因此必須使用高光密度的光源晃跺。高壓汞弧燈提供足夠的亮度和顏色光譜揩局，可以單色使用在黃綠色和藍(lán)色范圍通過(guò)合適的光譜過(guò)濾器。單色光的使用是深度選擇性克爾顯微鏡的先決條件掀虎。水銀燈的缺點(diǎn)是不穩(wěn)定凌盯，壽命短。更穩(wěn)定的是氙弧燈烹玉，它提供的白光密度只有汞燈的四分之一驰怎。如果用高靈敏度的攝像機(jī)來(lái)補(bǔ)償光線(xiàn)不足，這仍然是足夠的二打。寬視場(chǎng)顯微鏡的激光照明是有問(wèn)題的:激光的相干性導(dǎo)致衍射圖案(散斑)县忌，這是由于光學(xué)器件表面和污垢顆粒的干擾。這種偽影可能比任何磁光對(duì)比度都要強(qiáng)幾個(gè)數(shù)量級(jí)继效，消除這種偽影需要特殊的去斑點(diǎn)方法症杏。
然而，令人滿(mǎn)意的結(jié)果與激光照明顯微鏡只有在多幀累積圖像莲趣，其中殘余的激光效應(yīng)得到充分平均鸳慈。高強(qiáng)度發(fā)光二極管(LED)是未來(lái)應(yīng)用前景廣闊的光源饱溢。它們提供高穩(wěn)定性的單色光喧伞，并且已經(jīng)達(dá)到了適合磁光學(xué)顯微鏡的強(qiáng)度。將一組led直接放置在孔徑膜片的平面上，使得膜片不再需要潘鲫，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)運(yùn)行陣列的不同led來(lái)模擬中心或移位的狹縫翁逞。zui近，通過(guò)使用不同顏色的單色led并將其放置在衍射平面上的選定位置溉仑，證明了不同磁化分量的同時(shí)寬視場(chǎng)成像挖函。使用一些二向色裝置分離相應(yīng)的反射克爾圖像，產(chǎn)生對(duì)選定的面內(nèi)或面外磁化分量互補(bǔ)敏感的寬視場(chǎng)圖像浊竟。這種二色成像方法將大大改進(jìn)定量克爾顯微鏡技術(shù)怨喘，并有可能實(shí)現(xiàn)基于波長(zhǎng)選擇的方便的層選擇性克爾顯微鏡。
增強(qiáng)對(duì)比度的圖像處理需要數(shù)字圖像采集振定。數(shù)字ccd(電荷耦合器件)或cmos(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)相機(jī)直接提供數(shù)字化數(shù)據(jù)流必怜，而視頻速率CCD相機(jī)的模擬輸出必須通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如果數(shù)字CCD相機(jī)的幀速率足夠快(約10赫茲)后频，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成像梳庆，那么它就適合克爾顯微鏡。CCD芯片的冷卻提高了信噪比卑惜，圖像增強(qiáng)器可以進(jìn)一步提高靈敏度膏执。在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)圖像亮度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整露久，以滿(mǎn)足攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍更米。增大分析儀角度或?qū)?mark class="span_mark" data-type="1">光圈開(kāi)到消光交叉的寬度以外，從而增大背景強(qiáng)度抱环，是實(shí)現(xiàn)大信噪比的實(shí)用手段壳快。可能的對(duì)比度損失并不是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題镇草，因?yàn)閷?duì)比度可以通過(guò)電子差分成像來(lái)增強(qiáng)眶痰。為了創(chuàng)建差分圖像，首先通過(guò)對(duì)相同樣本狀態(tài)的重復(fù)圖像求和來(lái)存儲(chǔ)平均參考圖像梯啤。然后從所有后續(xù)圖像中連續(xù)減去參考圖像竖伯。由于對(duì)域運(yùn)動(dòng)的視覺(jué)觀(guān)察是任何一種域分析的基礎(chǔ)，如果在不平均的情況下“實(shí)時(shí)”進(jìn)行減法過(guò)程是有利的因宇。為了表示和記錄的目的七婴，可以通過(guò)在遞歸過(guò)程中添加一些數(shù)字化圖像來(lái)產(chǎn)生傳入圖像的運(yùn)行平均值來(lái)減少噪聲。由于噪聲是隨機(jī)的察滑，而信號(hào)不是隨機(jī)的打厘，因此運(yùn)行平均既可以減少噪聲的貢獻(xiàn)，又可以增強(qiáng)輸出數(shù)字圖像的信號(hào)分量贺辰。結(jié)果得到一幅亮度恒定的圖像户盯，隨著平均時(shí)間的增加嵌施，圖像的噪聲不斷降低。通過(guò)差分圖像處理莽鸭，可以顯示0.1%以下的對(duì)比度(人眼的對(duì)比度靈敏度zui多為百分之幾)吗伤。因此高機(jī)械，熱硫眨，電穩(wěn)定的顯微鏡是必不可少的足淆，以獲得好的結(jié)果。
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