չժանգոտվող պողպատ 321 8*1.2 ոլորված խողովակ ջերմափոխանակիչի համար

Մազանոթային խողովակներ

Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Ցուցադրում է միանգամից երեք սլայդներից բաղկացած կարուսել:Օգտագործեք «Նախորդ» և «Հաջորդ» կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդներով շարժվելու համար, կամ օգտագործեք վերջում գտնվող սլայդերի կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդների միջով անցնելու համար:
Մշակվել է գերկոմպակտ (54 × 58 × 8,5 մմ) և լայն բացվածքով (1 × 7 մմ) ինը գունավոր սպեկտրոմետր, որը «բաժանվել է երկու մասի» տասը երկխոսական հայելիների զանգվածով, որն օգտագործվել է ակնթարթային սպեկտրային պատկերման համար։Միջանցքի չափից փոքր խաչմերուկ ունեցող լույսի հոսքը բաժանված է 20 նմ լայնությամբ և ինը գունավոր հոսքերի՝ կենտրոնական 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 և 690 նմ ալիքների երկարությամբ:Ինը գունավոր հոսքերի պատկերները միաժամանակ արդյունավետորեն չափվում են պատկերի սենսորով:Ի տարբերություն սովորական երկխրոնիկ հայելային զանգվածների, մշակված երկխրոնիկ հայելային զանգվածն ունի եզակի երկու մասից կազմված կոնֆիգուրացիա, որը ոչ միայն մեծացնում է միաժամանակ չափվող գույների քանակը, այլև բարելավում է պատկերի լուծումը յուրաքանչյուր գունային հոսքի համար:Մշակված ինը գունավոր սպեկտրոմետրը օգտագործվում է չորս մազանոթ էլեկտրոֆորեզի համար։Յուրաքանչյուր մազանոթում միաժամանակ ներգաղթող ութ ներկերի միաժամանակյա քանակական վերլուծություն՝ օգտագործելով ինը գույնի լազերային ֆլուորեսցենտ:Քանի որ ինը գունային սպեկտրոմետրը ոչ միայն չափազանց փոքր է և էժան, այլև ունի բարձր լուսավոր հոսք և բավարար սպեկտրային լուծում սպեկտրային պատկերների մեծ մասի համար, այն կարող է լայնորեն օգտագործվել տարբեր ոլորտներում:
Հիպերսպեկտրալ և բազմասպեկտրային պատկերները դարձել են աստղագիտության2 կարևոր մասը, հեռահար զոնդավորումը Երկրի դիտարկման3,4, սննդի և ջրի որակի վերահսկման5,6, արվեստի պահպանման և հնագիտության7, դատաբժշկական 8, վիրաբուժության9, կենսաբժշկական վերլուծության և ախտորոշման10,11 և այլն: Ոլորտ 1 Անփոխարինելի տեխնոլոգիա ,12,13.Տեսադաշտում արտանետվող յուրաքանչյուր կետից արձակված լույսի սպեկտրը չափելու մեթոդները բաժանվում են (1) կետային սկանավորման («ցախավել»)14,15, (2) գծային սկանավորման («խուճապ»)16,17,18. , (3) երկարությամբ սկանավորում է ալիքները19,20,21 և (4) պատկերներ22,23,24,25:Այս բոլոր մեթոդների դեպքում տարածական լուծումը, սպեկտրային լուծույթը և ժամանակային լուծումը փոխզիջումային հարաբերություններ ունեն9,10,12,26:Բացի այդ, լույսի ելքը զգալի ազդեցություն ունի զգայունության վրա, այսինքն՝ ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցության վրա սպեկտրային պատկերում26:Լուսավոր հոսքը, այսինքն՝ լույսի օգտագործման արդյունավետությունը, ուղիղ համեմատական ​​է յուրաքանչյուր լուսավոր կետի լույսի իրական չափված քանակի հարաբերակցությանը մեկ միավոր ժամանակում չափված ալիքի երկարության տիրույթի լույսի ընդհանուր քանակին:Կատեգորիա (4)-ը համապատասխան մեթոդ է, երբ յուրաքանչյուր արձակող կետից արձակված լույսի ինտենսիվությունը կամ սպեկտրը փոխվում է ժամանակի հետ կամ երբ յուրաքանչյուր արձակող կետի դիրքը փոխվում է ժամանակի հետ, քանի որ բոլոր արձակող կետերից արձակվող լույսի սպեկտրը չափվում է միաժամանակ:24.
Վերոնշյալ մեթոդներից շատերը զուգակցվում են խոշոր, բարդ և/կամ թանկարժեք սպեկտրոմետրերի հետ՝ օգտագործելով 18 վանդակաճաղեր կամ 14, 16, 22, 23 պրիզմաներ դասերի (1), (2) և (4) կամ 20, 21 ֆիլտրի սկավառակների, հեղուկ ֆիլտրերի համար։ .Բյուրեղային կարգավորվող զտիչներ (LCTF)25 կամ ակուստո-օպտիկական կարգավորվող զտիչներ (AOTF)19 կատեգորիայի (3):Ի հակադրություն, կատեգորիայի (4) բազմահայելային սպեկտրոմետրերը փոքր են և էժան՝ իրենց պարզ կազմաձևման պատճառով27,28,29,30:Բացի այդ, նրանք ունեն բարձր լուսավոր հոսք, քանի որ լույսը, որը կիսում է յուրաքանչյուր երկխրոնիկ հայելին (այսինքն՝ յուրաքանչյուր երկխրոնիկ հայելու վրա ընկնող լույսի փոխանցվող և արտացոլված լույսը) ամբողջությամբ և շարունակաբար օգտագործվում է:Այնուամենայնիվ, ալիքի երկարության շերտերի (այսինքն՝ գույների) թիվը, որոնք պետք է չափվեն միաժամանակ, սահմանափակվում է մոտ չորսով:
Ֆլյուորեսցենտային հայտնաբերման վրա հիմնված սպեկտրային պատկերումը սովորաբար օգտագործվում է կենսաբժշկական հայտնաբերման և ախտորոշման մեջ մուլտիպլեքսային վերլուծության համար 10, 13:Մուլտիպլեքսավորման ժամանակ, քանի որ մի քանի անալիտներ (օրինակ՝ հատուկ ԴՆԹ կամ սպիտակուցներ) պիտակավորված են տարբեր լյումինեսցենտային ներկերով, տեսադաշտի յուրաքանչյուր արտանետման կետում առկա յուրաքանչյուր անալիտ քանակականացվում է՝ օգտագործելով բազմաբաղադրիչ անալիզ:32-ը բաժանում է հայտնաբերված ֆլուորեսցենտային սպեկտրը, որն արտանետվում է յուրաքանչյուր արտանետման կետից:Այս գործընթացի ընթացքում տարբեր ներկանյութեր, որոնցից յուրաքանչյուրն արտանետում է տարբեր ֆլյուորեսցենտներ, կարող են կոլոկալիզացվել, այսինքն՝ գոյակցել տարածության և ժամանակի մեջ:Ներկայումս ներկանյութերի առավելագույն քանակը, որոնք կարող են գրգռվել մեկ լազերային ճառագայթով, ութն է33:Այս վերին սահմանը որոշվում է ոչ թե սպեկտրային լուծաչափով (այսինքն՝ գույների քանակով), այլ լյումինեսցենտային սպեկտրի լայնությամբ (≥50 նմ) ​​և Stokes-ի շեղման քանակով (≤200 նմ) ​​FRET-ում (օգտագործելով FRET)10։ .Այնուամենայնիվ, խառը ներկերի սպեկտրալ համընկնումը վերացնելու համար գույների թիվը պետք է ավելի մեծ կամ հավասար լինի ներկերի քանակին31,32:Հետեւաբար, անհրաժեշտ է միաժամանակ չափված գույների քանակը հասցնել ութի կամ ավելի:
Վերջերս մշակվել է գերկոմպակտ հեպտախրոիկ սպեկտրոմետր (օգտագործելով հեպտիխրոիկ հայելիների զանգված և պատկերի սենսոր չորս լյումինեսցենտային հոսքերը չափելու համար):Սպեկտրոմետրը երկու-երեք կարգով փոքր է, քան սովորական սպեկտրոմետրերը, որոնք օգտագործում են ցանցեր կամ պրիզմաներ34,35:Այնուամենայնիվ, դժվար է սպեկտրոմետրում տեղադրել յոթից ավելի երկխրոնիկ հայելիներ և միաժամանակ չափել ավելի քան յոթ գույն36,37:Երկխրոնիկ հայելիների քանակի աճով մեծանում է երկխրոնիկ լույսի հոսքերի օպտիկական ուղիների երկարությունների առավելագույն տարբերությունը, և դժվարանում է բոլոր լուսային հոսքերը ցուցադրել մեկ զգայական հարթության վրա:Լույսի հոսքի ամենաերկար օպտիկական ճանապարհի երկարությունը նույնպես մեծանում է, ուստի սպեկտրոմետրի բացվածքի լայնությունը (այսինքն՝ սպեկտրոմետրի կողմից վերլուծված լույսի առավելագույն լայնությունը) նվազում է։
Ի պատասխան վերոհիշյալ խնդիրների՝ մշակվել է գերկոմպակտ ինը գույնի սպեկտրոմետր՝ երկշերտ «երկխրոնիկ» դեկախրոմատիկ հայելային զանգվածով և ակնթարթային սպեկտրային պատկերման պատկերի սենսորով [կատեգորիա (4)]:Նախորդ սպեկտրոմետրերի համեմատ՝ մշակված սպեկտրոմետրն ունի ավելի փոքր տարբերություն առավելագույն օպտիկական ճանապարհի երկարության և ավելի փոքր առավելագույն օպտիկական ճանապարհի երկարության մեջ:Այն կիրառվել է չորս մազանոթային էլեկտրոֆորեզի համար՝ լազերային առաջացրած ինը գույնի ֆլուորեսցենտությունը հայտնաբերելու և յուրաքանչյուր մազանոթում ութ ներկերի միաժամանակյա արտագաղթը քանակականացնելու համար:Քանի որ մշակված սպեկտրոմետրը ոչ միայն չափազանց փոքր է և էժան, այլև ունի բարձր լուսավոր հոսք և բավարար սպեկտրային լուծում սպեկտրային պատկերների մեծ մասի համար, այն կարող է լայնորեն օգտագործվել տարբեր ոլորտներում:
Ավանդական ինը գունավոր սպեկտրոմետրը ներկայացված է նկ.1 ա.Դրա դիզայնը հետևում է նախորդ գերփոքր յոթ գունավոր սպեկտրոմետրին 31: Այն բաղկացած է ինը երկգույն հայելիներից, որոնք հորիզոնական դասավորված են դեպի աջ 45° անկյան տակ, և պատկերի սենսորը (S) գտնվում է ինը երկգույն հայելիների վերևում:Ներքևից ներթափանցող լույսը (C0) բաժանված է ինը երկխրոնիկ հայելիների զանգվածով դեպի վեր բարձրացող ինը լույսի հոսքեր (C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 և C9):Բոլոր ինը գունային հոսքերը ուղղակիորեն սնվում են պատկերի սենսորին և հայտնաբերվում են միաժամանակ:Այս ուսումնասիրության մեջ C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 և C9 ըստ ալիքի երկարության և ներկայացված են մանուշակագույն, մանուշակագույն, կապույտ, ցիան, կանաչ, դեղին, նարնջագույն, կարմիր-նարնջագույն և կարմիր, համապատասխանաբար:Չնայած այս գունային նշանակումներն օգտագործվում են այս փաստաթղթում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում, քանի որ դրանք տարբերվում են մարդու աչքի տեսած իրական գույներից:
Սովորական և նոր ինը գունավոր սպեկտրոմետրերի սխեմատիկ դիագրամներ.ա) Սովորական ինը գունավոր սպեկտրաչափ՝ ինը երկխրոնիկ հայելիների զանգվածով։բ) Նոր ինը գունավոր սպեկտրաչափ՝ երկշերտ երկշերտ հայելային զանգվածով։Միջադեպի լույսի հոսքը C0 բաժանված է ինը գունավոր լույսի հոսքերի C1-C9 և հայտնաբերվում է պատկերի ցուցիչ S-ի կողմից:
Մշակված նոր ինը գույնի սպեկտրոմետրն ունի երկշերտ երկշերտ հայելային ցանց և պատկերի սենսոր, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1b-ում:Ներքևի շերտում հինգ երկխրոնիկ հայելիներ թեքված են 45° դեպի աջ, որոնք դասավորված են դեկամերների զանգվածի կենտրոնից դեպի աջ:Վերին մակարդակում հինգ լրացուցիչ երկխոս հայելիներ թեքված են 45° դեպի ձախ և տեղակայված են կենտրոնից դեպի ձախ:Ստորին շերտի ամենաձախ երկխրոնիկ հայելին և վերին շերտի ամենաաջ երկխրոնիկ հայելին համընկնում են միմյանց:Միջադեպի լույսի հոսքը (C0) ներքևից բաժանվում է չորս ելքային քրոմատիկ հոսքերի (C1-C4) հինգ երկխրոնիկ հայելիներով աջ կողմում և հինգ ելքային քրոմատիկ հոսքերով (C5-C4) հինգ երկխրոնիկ հայելիներով ձախ C9-ում:Ինչպես սովորական ինը գունավոր սպեկտրոմետրերը, բոլոր ինը գունային հոսքերը ուղղակիորեն ներարկվում են պատկերի սենսորին (S) և հայտնաբերվում միաժամանակ:Համեմատելով 1a և 1b նկարները՝ կարելի է տեսնել, որ նոր ինը գույնի սպեկտրոմետրի դեպքում ինը գունային հոսքերի և՛ առավելագույն տարբերությունը, և՛ ամենաերկար օպտիկական ուղու երկարությունը կրկնակի կրճատվում են:
29 մմ (լայնություն) × 31 մմ (խորություն) × 6 մմ (բարձրություն) ծայրահեղ փոքր երկշերտ երկշերտ հայելային զանգվածի մանրամասն կառուցվածքը ներկայացված է Նկար 2-ում: Տասնորդական երկշերտ հայելային զանգվածը բաղկացած է աջ կողմում գտնվող հինգ երկշերտ հայելիներից: (M1-M5) և ձախ կողմում գտնվող հինգ երկխրոնիկ հայելիներ (M6-M9 և ևս մեկ M5), յուրաքանչյուր երկխրոնիկ հայելի ամրացված է վերին ալյումինե բրա մեջ:Բոլոր երկխրոնիկ հայելիները շեղված են՝ հայելիների միջով հոսքի բեկման պատճառով զուգահեռ տեղաշարժը փոխհատուցելու համար:M1-ից ներքև ամրացված է տիրույթի անցումային զտիչ (BP):M1 և BP չափերն են 10 մմ (երկար կողմ) x 1.9 մմ (կարճ կողմ) x 0.5 մմ (հաստություն):Մնացած երկխրոնիկ հայելիների չափերն են՝ 15 մմ × 1,9 մմ × 0,5 մմ։M1-ի և M2-ի միջև մատրիցային քայլը 1,7 մմ է, մինչդեռ մյուս երկխրոնիկ հայելիների մատրիցային քայլը 1,6 մմ է:Նկ.2c-ը միավորում է անկման լույսի հոսքը C0 և ինը գունավոր լույսի հոսքեր C1-C9, որոնք բաժանված են հայելիների ապախցիկային մատրիցով:
Երկշերտ երկշերտ հայելային մատրիցայի կառուցում։ա) հեռանկարային տեսք և բ) երկշերտ երկշերտ հայելային զանգվածի խաչմերուկ (չափերը՝ 29 մմ x 31 մմ x 6 մմ):Այն բաղկացած է հինգ երկխրոնիկ հայելիներից (M1-M5), որոնք գտնվում են ստորին շերտում, հինգ երկխրոնիկ հայելիներից (M6-M9 և ևս մեկ M5)՝ տեղակայված վերին շերտում, և միջանցքային ֆիլտրից (BP), որը գտնվում է M1-ի տակ:գ) խաչաձև տեսարան ուղղահայաց ուղղությամբ՝ C0 և C1-C9 համընկնմամբ:
Հորիզոնական ուղղությամբ բացվածքի լայնությունը, որը նշված է Նկ. 2, c-ում C0 լայնությամբ, 1 մմ է, իսկ նկար 2, c-ի հարթությանը ուղղահայաց ուղղությամբ, որը տրված է ալյումինե փակագծի դիզայնով, - 7 մմ:Այսինքն՝ նոր ինը գունային սպեկտրոմետրն ունի մեծ բացվածք՝ 1 մմ × 7 մմ:C4-ի օպտիկական ուղին ամենաերկարն է C1-C9-ի միջև, իսկ C4-ի օպտիկական ուղին երկխրոնիկ հայելային զանգվածի ներսում, վերը նշված չափազանց փոքր չափերի պատճառով (29 մմ × 31 մմ × 6 մմ), 12 մմ է:Միևնույն ժամանակ, C5-ի օպտիկական ուղու երկարությունը C1-C9-ի միջև ամենակարճն է, իսկ C5-ի օպտիկական ուղու երկարությունը 5,7 մմ է:Հետեւաբար, օպտիկական ճանապարհի երկարության առավելագույն տարբերությունը 6,3 մմ է:Վերոնշյալ օպտիկական ուղիների երկարությունները ուղղվում են M1-M9-ի և BP-ի (քվարցից) օպտիկական փոխանցման օպտիկական ուղու երկարության համար:
М1−М9-ի և VR-ի սպեկտրալ հատկությունները հաշվարկված են այնպես, որ С1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8 և С9 հոսքերը լինեն 520–540, 540–560, 560–580, 580 ալիքի երկարության միջակայքում։ –600, 600–620, 620–640, 640–660, 660–680 և 680–700 նմ համապատասխանաբար։
Դեկախրոմատ հայելիների արտադրված մատրիցայի լուսանկարը ներկայացված է Նկար 3ա-ում:M1-M9-ը և BP-ն սոսնձված են համապատասխանաբար ալյումինե հենարանի 45° թեքության և հորիզոնական հարթության վրա, մինչդեռ M1-ը և BP-ն թաքնված են նկարի հետևի մասում:
Դեկանի հայելիների զանգվածի արտադրություն և դրա ցուցադրում։ա) Պատրաստված դեկախրոմատիկ հայելիների զանգված.բ) 1 մմ × 7 մմ ինը գույնի բաժանված պատկեր, որը նախագծված է թղթի թերթիկի վրա, որը տեղադրված է դեկաքրոմատիկ հայելիների առջև և լուսավորված է սպիտակ լույսով։գ) ետևից սպիտակ լույսով լուսավորված դեկոքրոմատիկ հայելիների զանգված:դ) ինը գույնի պառակտող հոսք, որը բխում է դեկանային հայելային զանգվածից, դիտվում է ծխով լցված ակրիլային տարա դնելով դեկանի հայելային զանգվածի դիմաց c-ում և մթնեցնելով սենյակը:
M1-M9 C0-ի չափված փոխանցման սպեկտրները 45° անկման անկյան տակ և BP C0-ի չափված փոխանցման սպեկտրը 0° անկման անկյան տակ ներկայացված են Նկ.4 ա.C1-C9-ի փոխանցման սպեկտրները C0-ի համեմատ ներկայացված են Նկ.4բ.Այս սպեկտրները հաշվարկվել են Նկ.4ա՝ համաձայն Նկար 4ա-ի C1-C9 օպտիկական ուղու:1b և 2c.Օրինակ՝ TS(C4) = TS (BP) × [1 − TS (M1)] × TS (M2) × TS (M3) × TS (M4) × [1 − TS (M5)], TS (C9) = TS (BP) × TS (M1) × [1 − TS (M6)] × TS (M7) × TS (M8) × TS (M9) × [1 − TS (M5)], որտեղ TS (X) և [ 1 − TS(X)]-ը համապատասխանաբար X-ի փոխանցման և արտացոլման սպեկտրներն են:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 4b-ում, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 և C9 թողունակությունները (թողունակությունը ≥50%) են 521-540, 541-562, 563-580, 581-602, 603: -623, 624-641, 642-657, 659-680 և 682-699 նմ:Այս արդյունքները համահունչ են մշակված միջակայքերին:Բացի այդ, C0 լույսի օգտագործման արդյունավետությունը բարձր է, այսինքն, C1-C9 լույսի միջին առավելագույն հաղորդունակությունը կազմում է 92%:
Երկխրոնիկ հայելու և պառակտված ինը գույնի հոսքի փոխանցման սպեկտրները:ա) M1-M9-ի չափված փոխանցման սպեկտրները 45° ինդեքսով և BP-ի 0° ինդեքսով:բ) C1–C9-ի հաղորդման սպեկտրները C0-ի համեմատ՝ հաշվարկված (ա) կետից։
Նկ.3c, երկխրոնիկ հայելիների զանգվածը տեղադրված է ուղղահայաց, այնպես, որ Նկար 3a-ում դրա աջ կողմը վերին կողմն է, իսկ համադրված LED-ի (C0) սպիտակ ճառագայթը հետին լուսավորված է:Նկար 3ա-ում ներկայացված դեկախրոմատիկ հայելիների զանգվածը տեղադրված է 54 մմ (բարձրություն) × 58 մմ (խորություն) × 8,5 մմ (հաստություն) ադապտեր:Նկ.3d, ի լրումն նկ.3c, ծխով լցված ակրիլային բաքը տեղադրվեց դեկոքրոմատիկ հայելիների առջև՝ սենյակի լույսերն անջատված:Արդյունքում, տանկի մեջ տեսանելի են ինը երկխրոնիկ հոսքեր, որոնք բխում են դեկախրոմատ հայելիների զանգվածից:Յուրաքանչյուր բաժանված հոսք ունի 1 × 7 մմ չափսերով ուղղանկյուն խաչմերուկ, որը համապատասխանում է նոր ինը գունավոր սպեկտրոմետրի բացվածքի չափին:Նկար 3b-ում թղթի թերթիկ է դրված Նկար 3c-ի երկխրոնիկ հայելիների զանգվածի դիմաց, և թղթի շարժման ուղղությամբ նկատվում է ինը երկխոսական հոսքերի 1 x 7 մմ չափի պատկերը, որոնք նախագծված են թղթի վրա:հոսքեր.Գույնի բաժանման ինը հոսքերը նկ.3b և d են C4, C3, C2, C1, C5, C6, C7, C8 և C9 վերևից ներքև, որոնք կարելի է տեսնել նաև 1-ին և 2-րդ նկարներում: 1b և 2c:Դրանք դիտվում են իրենց ալիքի երկարությանը համապատասխան գույներով։LED-ի սպիտակ լույսի ցածր ինտենսիվության (տես Լրացուցիչ Նկար S3) և գունավոր տեսախցիկի զգայունության պատճառով, որն օգտագործվում է Նկ.-ում C9 (682–699 նմ) ֆիքսելու համար: Մյուս բաժանվող հոսքերը թույլ են:Նմանապես, C9-ը թույլ տեսանելի էր անզեն աչքով:Մինչդեռ C2-ը (վերևից երկրորդ հոսքը) Նկար 3-ում կանաչ տեսք ունի, բայց անզեն աչքով ավելի դեղին է թվում:
Գծապատկեր 3c-ից դ-ի անցումը ցուցադրված է Լրացուցիչ տեսանյութ 1-ում: LED-ի սպիտակ լույսն անցնելուց անմիջապես հետո, երբ անցնում է դեկաքրոմատիկ հայելային զանգվածով, այն միաժամանակ բաժանվում է ինը գունավոր հոսքերի:Ի վերջո, կափարիչի ծուխը հետզհետե վերից վար ցրվեց, այնպես որ ինը գունավոր փոշիները նույնպես վերացան վերևից վար։Ի հակադրություն, Լրացուցիչ տեսանյութ 2-ում, երբ լուսային հոսքի ալիքի երկարությունը դեկախրոմատիկ հայելիների զանգվածի վրա փոխվեց երկարից կարճի 690, 671, 650, 632, 610, 589, 568, 550 և 532 նմ կարգով: .Ցուցադրվում են միայն C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2 և C1 կարգով ինը բաժանված հոսքերի համապատասխան բաժանված հոսքերը:Ակրիլային ջրամբարը փոխարինվում է քվարցային լողավազանով, և յուրաքանչյուր շունտավոր հոսքի փաթիլները կարող են հստակ դիտվել թեքված դեպի վեր ուղղությամբ:Բացի այդ, ենթատեսանյութ 3-ը խմբագրվում է այնպես, որ ենթատեսանյութ 2-ի ալիքի երկարության փոփոխության մասը վերարտադրվում է:Սա հայելիների դեկոխրոմատիկ զանգվածի բնութագրերի առավել խոսուն արտահայտությունն է:
Վերոնշյալ արդյունքները ցույց են տալիս, որ արտադրված դեկաքրոմատիկ հայելային զանգվածը կամ նոր ինը գունավոր սպեկտրոմետրը աշխատում է այնպես, ինչպես նախատեսված է:Նոր ինը գունային սպեկտրոմետրը ձևավորվել է դեկախրոմատ հայելիների մի շարք ադապտերներով ուղղակիորեն պատկերի սենսորային տախտակի վրա տեղադրելու միջոցով:
400-ից մինչև 750 նմ ալիքի երկարությամբ լուսային հոսք, որը արտանետվում է չորս ճառագայթման կետերից φ50 μm, որոնք գտնվում են 1 մմ ընդմիջումներով Նկ. 2c-ի հարթությանը ուղղահայաց ուղղությամբ, համապատասխանաբար, Հետազոտություններ 31, 34: Չորս ոսպնյակների զանգվածը բաղկացած է. չորս ոսպնյակներ φ1 մմ՝ 1,4 մմ կիզակետային երկարությամբ և 1 մմ բարձրությամբ:Չորս համակցված հոսքեր (չորս C0) դիպչում են նոր ինը գունավոր սպեկտրոմետրի DP-ին՝ 1 մմ ընդմիջումներով:Երկխրոնիկ հայելիների զանգվածը յուրաքանչյուր հոսք (C0) բաժանում է ինը գունավոր հոսքերի (C1-C9):Ստացված 36 հոսքերը (չորս հավաքածու C1-C9) այնուհետև ներարկվում են ուղղակիորեն CMOS (S) պատկերի ցուցիչի մեջ, որն ուղղակիորեն միացված է երկխրոնիկ հայելիների զանգվածին:Արդյունքում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 5ա-ում, շնորհիվ փոքր առավելագույն օպտիկական ուղիների տարբերության և կարճ առավելագույն օպտիկական ուղու, բոլոր 36 հոսքերի պատկերները հայտնաբերվել են միաժամանակ և հստակ նույն չափերով:Համաձայն հոսանքով վար սպեկտրների (տես Լրացուցիչ նկար S4), չորս խմբերի C1, C2 և C3 պատկերի ինտենսիվությունը համեմատաբար ցածր է:Երեսունվեց պատկերներ ունեին 0,57 ± 0,05 մմ չափսեր (միջին ± SD):Այսպիսով, պատկերի խոշորացումը միջինը կազմել է 11,4:Պատկերների միջև ուղղահայաց հեռավորությունը միջինը 1 մմ է (նույն տարածությունը, ինչ ոսպնյակների զանգվածը), իսկ հորիզոնական հեռավորությունը՝ միջինը 1,6 մմ (նույն տարածությունը, ինչ երկխրոնիկ հայելային զանգվածը):Քանի որ պատկերի չափը շատ ավելի փոքր է, քան պատկերների միջև եղած հեռավորությունը, յուրաքանչյուր պատկեր կարող է չափվել ինքնուրույն (ցածր խոսակցություններով):Մինչդեռ, մեր նախորդ ուսումնասիրության մեջ օգտագործված սովորական յոթ գունավոր սպեկտրոմետրով գրանցված քսանութ հոսքերի պատկերները ցույց են տրված Նկար 5 Բ-ում: Յոթ երկխրոնիկ հայելիների զանգվածը ստեղծվել է ինը երկխրոնիկ հայելիների աջակողմյան երկու հայելիները հեռացնելով: հայելիները Նկար 1ա-ում:Ոչ բոլոր պատկերներն են սուր, պատկերի չափը մեծանում է C1-ից մինչև C7:Քսանութ պատկերներ ունեն 0,70 ± 0,19 մմ չափսեր:Այսպիսով, դժվար է պահպանել բարձր լուծաչափը բոլոր պատկերներում:Տատանումների գործակիցը (CV) պատկերի 28 չափսի համար Նկար 5b-ում կազմել է 28%, մինչդեռ 36-րդ նկարի չափի CV-ն Նկար 5a-ում նվազել է մինչև 9%:Վերոնշյալ արդյունքները ցույց են տալիս, որ նոր ինը գունավոր սպեկտրոմետրը ոչ միայն ավելացնում է միաժամանակ չափվող գույների թիվը յոթից ինը, այլև յուրաքանչյուր գույնի համար ունի պատկերի բարձր լուծաչափ:
Պայմանական և նոր սպեկտրոմետրերով ձևավորված պառակտված պատկերի որակի համեմատություն:ա) ինը գույներով առանձնացված պատկերների չորս խումբ (C1-C9), որոնք ստեղծվել են նոր ինը գունավոր սպեկտրոմետրի կողմից:բ) յոթ գույնով առանձնացված պատկերների չորս հավաքածու (C1-C7), որոնք ձևավորվել են սովորական յոթ գունավոր սպեկտրոմետրով:Չորս արտանետման կետերից 400-ից մինչև 750 նմ ալիքի երկարություններ ունեցող հոսքերը (C0) համադրվում են և ընկնում յուրաքանչյուր սպեկտրոմետրի վրա, համապատասխանաբար:
Ինը գունավոր սպեկտրոմետրի սպեկտրալ բնութագրերը գնահատվել են փորձարարականորեն, և գնահատման արդյունքները ներկայացված են Նկար 6-ում: Նկար 6ա-ում ներկայացված են նույն արդյունքները, ինչ Նկար 5ա-ն, այսինքն՝ 4 C0 400–750 նմ ալիքի երկարության դեպքում հայտնաբերվում են բոլոր 36 պատկերները: (4 խումբ C1–C9):Ընդհակառակը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 6b–j-ում, երբ յուրաքանչյուր C0 ունի 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 կամ 690 նմ ալիքի որոշակի երկարություն, կան գրեթե չորս համապատասխան պատկերներ (չորս խմբերը հայտնաբերել են C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 կամ C9):Այնուամենայնիվ, չորս համապատասխան պատկերների հարևանությամբ գտնվող որոշ պատկերներ շատ թույլ են հայտնաբերված, քանի որ Նկ. 4b-ում ցուցադրված C1–C9 փոխանցման սպեկտրները մի փոքր համընկնում են, և յուրաքանչյուր C0 ունի 10 նմ գոտի որոշակի ալիքի երկարությամբ, ինչպես նկարագրված է մեթոդում:Այս արդյունքները համահունչ են C1-C9 փոխանցման սպեկտրներին, որոնք ներկայացված են Նկ.4b և հավելյալ տեսանյութեր 2 և 3: Այլ կերպ ասած, ինը գունային սպեկտրոմետրն աշխատում է այնպես, ինչպես սպասվում էր՝ հիմնվելով նկ.4բ.Հետևաբար, եզրակացվում է, որ պատկերի ինտենսիվության բաշխումը C1-C9 յուրաքանչյուր C0-ի սպեկտրն է:
Ինը գունավոր սպեկտրոմետրի սպեկտրային բնութագրերը.Նոր ինը գույնի սպեկտրոմետրը ստեղծում է ինը գույներով առանձնացված պատկերների չորս հավաքածու (C1-C9), երբ ընկնող լույսը (չորս C0) ունի (ա) 400-750 նմ ալիքի երկարություն (ինչպես ցույց է տրված Նկար 5ա), (բ) 530 նմ.նմ, (գ) 550 նմ, (դ) 570 նմ, (ե) 590 նմ, (զ) 610 նմ, (գ) 630 նմ, (ը) 650 նմ, (i) 670 նմ, (ժ) 690 նմ, համապատասխանաբար.
Մշակված ինը գույնի սպեկտրոմետրը օգտագործվել է չորս մազանոթ էլեկտրոֆորեզի համար (մանրամասների համար տես Լրացուցիչ նյութեր)31,34,35:Չորս մազանոթ մատրիցը բաղկացած է չորս մազանոթներից (արտաքին տրամագիծը՝ 360 մկմ և ներքին տրամագիծը՝ 50 մկմ), որոնք տեղակայված են լազերային ճառագայթման վայրում 1 մմ ընդմիջումներով։Նմուշներ, որոնք պարունակում են ԴՆԹ-ի բեկորներ՝ պիտակավորված 8 ներկերով, մասնավորապես՝ FL-6C (ներկ 1), JOE-6C (ներկ 2), dR6G (ներկ 3), TMR-6C (ներկ 4), CXR-6C (ներկ 5), TOM- 6C (ներկ 6), LIZ (ներկ 7) և WEN (ներկ 8) լյումինեսցենտային ալիքի երկարության աճման կարգով, առանձնացված չորս մազանոթներից յուրաքանչյուրում (այսուհետ՝ Cap1, Cap2, Cap3 և Cap4):Cap1-Cap4-ից լազերային առաջացրած ֆլուորեսցենտը համադրվել է չորս ոսպնյակների զանգվածի հետ և միաժամանակ գրանցվել ինը գույնի սպեկտրոմետրով:Ինն գունավոր (C1-C9) ֆլուորեսցենցիայի ինտենսիվության դինամիկան էլեկտրոֆորեզի ժամանակ, այսինքն՝ յուրաքանչյուր մազանոթի ինը գույնի էլեկտրոֆորեգրամը ցույց է տրված Նկար 7ա-ում:Cap1-Cap4-ում ստացվում է համարժեք ինը գույնի էլեկտրաֆորեգրամ:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 7ա-ի Cap1 սլաքներով, յուրաքանչյուր ինը գունավոր էլեկտրաֆորոգրամի ութ գագաթները ցույց են տալիս համապատասխանաբար մեկ լյումինեսցենտային արտանետում Dye1-Dye8-ից:
Ութ ներկերի միաժամանակյա քանակականացում ինը գունավոր չորս մազանոթ էլեկտրաֆորեզի սպեկտրոմետրի միջոցով:ա) Յուրաքանչյուր մազանոթի ինը գունավոր (C1-C9) էլեկտրոֆորեգրամ:Cap1 սլաքներով նշված ութ գագաթները ցույց են տալիս ութ ներկերի առանձին ֆլուորեսցենտային արտանետումները (Dye1-Dye8):Սլաքների գույները համապատասխանում են (բ) և (գ) գույներին:բ) ութ ներկերի (Dye1-Dye8) լյումինեսցենտային սպեկտրները մեկ մազանոթի համար:գ ութ ներկերի (Dye1-Dye8) էլեկտրաֆերոգրամներ մեկ մազանոթի համար:Dye7-ով պիտակավորված ԴՆԹ-ի բեկորների գագաթները նշվում են սլաքներով, և դրանց Cap4 հիմքի երկարությունները՝ նշված:
C1–C9-ի ինտենսիվության բաշխումները ութ գագաթների վրա ներկայացված են Նկ.7b, համապատասխանաբար:Քանի որ և՛ C1-C9, և՛ Dye1-Dye8 ալիքի երկարության կարգով են, Նկար 7b-ի ութ բաշխումները ցույց են տալիս Dye1-Dye8-ի լյումինեսցենտային սպեկտրները հաջորդաբար ձախից աջ:Այս ուսումնասիրության մեջ Dye1, Dye2, Dye3, Dye4, Dye5, Dye6, Dye7 և Dye8 համապատասխանաբար հայտնվում են մանուշակագույն, մանուշակագույն, կապույտ, ցիան, կանաչ, դեղին, նարնջագույն և կարմիր գույներով:Նկատի ունեցեք, որ 7ա-ի սլաքների գույները համապատասխանում են նկար 7b-ի ներկերի գույներին:C1-C9 ֆլուորեսցենցիայի ինտենսիվությունները Նկար 7b-ում յուրաքանչյուր սպեկտրի համար նորմալացվել են այնպես, որ դրանց գումարը հավասար է մեկին:Cap1-Cap4-ից ստացվել են ութ համարժեք ֆլուորեսցենտային սպեկտրներ:Կարելի է հստակորեն դիտարկել ֆլուորեսցենցիայի սպեկտրալ համընկնումը ներկ 1-ներկ 8-ի միջև:
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 7c-ում, յուրաքանչյուր մազանոթի համար Նկար 7ա-ի ինը գույնի էլեկտրոֆորոգրամը փոխարկվել է ութ ներկերի էլեկտրոֆերոգրամի բազմաբաղադրիչ վերլուծության միջոցով՝ հիմնված Նկար 7b-ի ութ ֆլուորեսցենտային սպեկտրների վրա (տես Լրացուցիչ նյութերը մանրամասների համար):Քանի որ Նկար 7ա-ում ֆլյուորեսցենցիայի սպեկտրալ համընկնումը ցուցադրված չէ Նկար 7c-ում, Dye1-Dye8-ը կարող է ճանաչվել և քանակականորեն առանձին-առանձին յուրաքանչյուր ժամանակային կետում, նույնիսկ եթե տարբեր քանակությամբ Dye1-Dye8 ֆլուորեսցեն միաժամանակ:Դա հնարավոր չէ անել ավանդական յոթ գույնի հայտնաբերմամբ31, սակայն կարելի է հասնել մշակված ինը գույնի հայտնաբերման միջոցով:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 7c-ի Cap1 սլաքներով, միայն լյումինեսցենտային արտանետումների սինգլները Dye3 (կապույտ), Dye8 (կարմիր), Dye5 (կանաչ), Dye4 (ցիան), Dye2 (մանուշակագույն), Dye1 (magenta) և Dye6 (դեղին): ) դիտվում են ակնկալվող ժամանակագրական հաջորդականությամբ:Ներկ 7-ի (նարնջագույն) լյումինեսցենտային արտանետման համար, բացի նարնջագույն սլաքով նշված մեկ գագաթից, նկատվել են մի քանի այլ միայնակ գագաթներ:Այս արդյունքը պայմանավորված է նրանով, որ նմուշները պարունակում էին չափի չափորոշիչներ, Dye7 պիտակավորված ԴՆԹ-ի բեկորներ տարբեր հիմքերի երկարությամբ:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 7c-ում, Cap4-ի համար այս հիմքի երկարությունները 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214 և 220 հիմքերի երկարություններ են:
Ինը գունավոր սպեկտրոմետրի հիմնական առանձնահատկությունները, որոնք մշակվել են երկշերտ երկշերտ հայելիների մատրիցով, փոքր չափերն են և պարզ դիզայնը:Քանի որ դեկախրոմատիկ հայելիների զանգվածը ադապտերի ներսում ցուցադրված է նկ.3c, որը տեղադրված է անմիջապես պատկերի սենսորային տախտակի վրա (տես նկ. S1 և S2), ինը գունավոր սպեկտրոմետրն ունի նույն չափերը, ինչ ադապտերը, այսինքն՝ 54 × 58 × 8,5 մմ:(հաստություն):Այս չափազանց փոքր չափը երկու-երեք կարգով փոքր է, քան սովորական սպեկտրոմետրերը, որոնք օգտագործում են ցանցեր կամ պրիզմաներ:Բացի այդ, քանի որ ինը գույնի սպեկտրոմետրը կազմաձևված է այնպես, որ լույսը ուղղահայաց հարվածում է պատկերի սենսորի մակերեսին, ինը գույնի սպեկտրոմետրի համար տարածք կարող է հեշտությամբ հատկացվել այնպիսի համակարգերում, ինչպիսիք են մանրադիտակները, հոսքային ցիտոմետրերը կամ անալիզատորները:Մազանոթային ցանցի էլեկտրոֆորեզի անալիզատոր՝ համակարգի էլ ավելի փոքրացման համար:Միևնույն ժամանակ, ինը գունային սպեկտրոմետրում օգտագործվող տասը երկխրոնիկ հայելիների և ժապավենային ֆիլտրերի չափերը կազմում են ընդամենը 10×1,9×0,5 մմ կամ 15×1,9×0,5 մմ:Այսպիսով, ավելի քան 100 նման փոքր երկխոսական հայելիներ և վազանցային զտիչներ, համապատասխանաբար, կարող են կտրվել համապատասխանաբար երկխրոնիկ հայելիից և 60 մմ2 տիրույթի անցումային ֆիլտրից:Հետևաբար, դեկախրոմատիկ հայելիների մի շարք կարող է արտադրվել ցածր գնով:
Ինը գունավոր սպեկտրոմետրի մեկ այլ առանձնահատկությունը նրա գերազանց սպեկտրային բնութագրերն են:Մասնավորապես, այն թույլ է տալիս ստանալ սպեկտրալ պատկերների սպեկտրային պատկերներ, այսինքն՝ միաժամանակ սպեկտրային ինֆորմացիայով պատկերներ ստանալ։Յուրաքանչյուր պատկերի համար ստացվել է շարունակական սպեկտր՝ 520-ից 700 նմ ալիքի երկարությամբ և 20 նմ թույլատրությամբ։Այլ կերպ ասած, յուրաքանչյուր պատկերի համար հայտնաբերվում է լույսի ինը գունային ինտենսիվություն, այսինքն՝ ինը 20 նմ տիրույթ, որոնք հավասարապես բաժանում են ալիքի երկարության միջակայքը 520-ից մինչև 700 նմ:Փոխելով երկխրոնիկ հայելու և վազանցի ֆիլտրի սպեկտրալ բնութագրերը՝ ինը գոտիների ալիքի երկարության միջակայքը և յուրաքանչյուր գոտու լայնությունը կարող են ճշգրտվել:Ինը գույնի հայտնաբերումը կարող է օգտագործվել ոչ միայն սպեկտրալ պատկերման միջոցով ֆլյուորեսցենտային չափումների համար (ինչպես նկարագրված է այս զեկույցում), այլ նաև սպեկտրալ պատկերման օգտագործմամբ շատ այլ սովորական ծրագրերի համար:Թեև հիպերսպեկտրալ պատկերումը կարող է հայտնաբերել հարյուրավոր գույներ, պարզվել է, որ նույնիսկ նկատելի գույների քանակի զգալի կրճատման դեպքում տեսադաշտում գտնվող բազմաթիվ առարկաներ կարող են բավարար ճշգրտությամբ նույնականացվել բազմաթիվ ծրագրերի համար38,39,40:Քանի որ տարածական լուծաչափը, սպեկտրային լուծաչափը և ժամանակային լուծաչափը փոխզիջում են սպեկտրային պատկերում, գույների քանակի կրճատումը կարող է բարելավել տարածական և ժամանակային լուծաչափը:Այն կարող է նաև օգտագործել պարզ սպեկտրոմետրեր, ինչպիսին է այս ուսումնասիրության մեջ մշակվածը և հետագայում նվազեցնել հաշվարկների քանակը:
Այս ուսումնասիրության ընթացքում ութ ներկերը քանակականացվել են միաժամանակ՝ իրենց համընկնող ֆլուորեսցենտային սպեկտրների սպեկտրային տարանջատմամբ՝ հիմնված ինը գույների հայտնաբերման վրա:Մինչև ինը ներկ կարելի է քանակականացնել միաժամանակ՝ գոյակցելով ժամանակի և տարածության մեջ:Ինը գունավոր սպեկտրոմետրի հատուկ առավելությունը նրա բարձր լուսավոր հոսքն է և մեծ բացվածքը (1 × 7 մմ):Դեկանային հայելային զանգվածն ունի բացվածքից լույսի առավելագույն փոխանցում 92% ալիքի երկարության ինը միջակայքերից յուրաքանչյուրում:520-ից 700 նմ ալիքի երկարության միջակայքում ընկնող լույսի օգտագործման արդյունավետությունը գրեթե 100% է:Ալիքի երկարությունների նման լայն տիրույթում ոչ մի դիֆրակցիոն ցանց չի կարող ապահովել օգտագործման նման բարձր արդյունավետություն:Նույնիսկ եթե դիֆրակցիոն ցանցի դիֆրակցիոն արդյունավետությունը որոշակի ալիքի երկարության դեպքում գերազանցում է 90%-ը, քանի որ այդ ալիքի երկարության և որոշակի ալիքի երկարության տարբերությունը մեծանում է, մեկ այլ ալիքի երկարության դեպքում դիֆրակցիոն արդյունավետությունը նվազում է41:Նկար 2c-ում հարթության ուղղությանը ուղղահայաց բացվածքի լայնությունը կարող է երկարացվել 7 մմ-ից մինչև պատկերի սենսորի լայնությունը, ինչպես օրինակ այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործված պատկերի սենսորի դեպքում՝ մի փոքր փոփոխելով դեկամերային զանգվածը:
Ինը գունավոր սպեկտրոմետրը կարող է օգտագործվել ոչ միայն մազանոթային էլեկտրոֆորեզի համար, ինչպես ցույց է տրված այս ուսումնասիրության մեջ, այլ նաև տարբեր այլ նպատակներով:Օրինակ, ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում, ինը գույնի սպեկտրոմետրը կարող է կիրառվել ֆլուորեսցենտային մանրադիտակի վրա:Նմուշի հարթությունը ցուցադրվում է ինը գունավոր սպեկտրոմետրի պատկերի սենսորի վրա 10x օբյեկտի միջոցով:Օբյեկտիվ ոսպնյակի և պատկերի սենսորի միջև օպտիկական հեռավորությունը 200 մմ է, մինչդեռ ինը գույնի սպեկտրոմետրի հարվածային մակերեսի և պատկերի սենսորի միջև օպտիկական հեռավորությունը ընդամենը 12 մմ է:Հետևաբար, պատկերը կտրվել է դիպվածության հարթության վրա բացվածքի մոտավորապես չափով (1 × 7 մմ) և բաժանվել ինը գունավոր պատկերների:Այսինքն, ինը գույնի լուսանկարի սպեկտրալ պատկերը կարելի է վերցնել նմուշի հարթության 0,1×0,7 մմ տարածքի վրա:Բացի այդ, հնարավոր է ստանալ ավելի մեծ տարածքի ինը գույնի սպեկտրային պատկեր նմուշի հարթության վրա՝ սկանավորելով նմուշը նպատակայինի համեմատ Նկար 2c-ի հորիզոնական ուղղությամբ:
Decachromatic հայելային զանգվածի բաղադրիչները, մասնավորապես M1-M9-ը և BP-ն, պատրաստվել են Asahi Spectra Co., Ltd.-ի կողմից՝ օգտագործելով ստանդարտ տեղումների մեթոդներ:Բազմաշերտ դիէլեկտրական նյութերը առանձին-առանձին կիրառվել են 60 × 60 մմ չափսերով և 0,5 մմ հաստությամբ տասը քվարցային թիթեղների վրա՝ բավարարելով հետևյալ պահանջները՝ M1. 610 նմ.700 նմ, M2՝ IA = 45°, R ≥ 90% 520–530 նմ, Տավ ≥ 90% 550–600 նմ, M3՝ IA = 45°, R ≥ 90% 540–550 նմ 540–550 նմ։ % 570–600 նմ, M4՝ IA = 45°, R ≥ 90% 560–570 նմ, Տավ ≥ 90% 590–600 նմ, M5՝ IA = 45°, R ≥ 98% 580– նմ տիրույթում։ , R ≥ 98% 680–700 նմ, M6՝ IA = 45°, Տավ ≥ 90% 600–610 նմ, R ≥ 90% 630–700 նմ, M7։ IA = 45°, R ≥ 620–630 նմ, Taw ≥ 90% 650–700 նմ, M8: IA = 45°, R ≥ 90% 640–650 նմ, Taw ≥ 90% 670–700 նմ, M9: R = IA ≥ 90% 650-670 նմ-ում, ≥ 90% 690-700 նմ, BP՝ IA = 0°, T ≤ 0,01% 505 նմ-ում, ≥ 95% 530-650 ≥0 նմ 530-650 ≥% նմ: -690 նմ և T ≤ 1% 725-750 նմ-ում, որտեղ IA, T, Tave և R են անկման անկյունը, հաղորդունակությունը, միջին հաղորդունակությունը և չբևեռացված լույսի անդրադարձումը:
Սպիտակ լույսը (C0) 400–750 նմ ալիքի երկարության միջակայքով, որը արձակվել է LED լույսի աղբյուրից (AS 3000, AS ONE CORPORATION) համադրվել և ուղղահայաց ընկել է երկխրոնիկ հայելիների զանգվածի DP-ի վրա:LED-ների սպիտակ լույսի սպեկտրը ներկայացված է Լրացուցիչ Նկար S3-ում:Տեղադրեք ակրիլային բաք (չափերը 150 × 150 × 30 մմ) անմիջապես դեկամերայի հայելային զանգվածի դիմաց՝ PSU-ի դիմաց:Չոր սառույցը ջրի մեջ ընկղմվելիս առաջացած ծուխն այնուհետև լցվել է ակրիլային բաքի մեջ՝ դիտարկելու ինը գույնի C1-C9 պառակտված հոսքերը, որոնք բխում են դեկաքրոմատիկ հայելիների շարքից:
Որպես այլընտրանք, համադրված սպիտակ լույսը (C0) անցնում է ֆիլտրի միջով մինչև DP մտնելը:Զտիչներն ի սկզբանե չեզոք խտության զտիչներ էին՝ 0,6 օպտիկական խտությամբ:Այնուհետև օգտագործեք շարժիչային զտիչ (FW212C, FW212C, Thorlabs):Վերջապես, նորից միացրեք ND ֆիլտրը:Ինը անցողիկ ֆիլտրերի թողունակությունը համապատասխանում է C9, C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2 և C1 համապատասխանաբար:40 (օպտիկական երկարություն) x 42,5 (բարձրություն) x 10 մմ (լայնություն) ներքին չափսերով քվարցային բջիջը տեղադրվել է դեկոխրոմատիկ հայելիների զանգվածի դիմաց՝ BP-ի դիմաց:Ծուխն այնուհետև խողովակի միջով սնվում է քվարցային բջիջ՝ ծխի կոնցենտրացիան քվարցային բջիջում պահպանելու համար, որպեսզի տեսանելի լինի ինը գունավոր C1-C9 պառակտված հոսքերը, որոնք բխում են դեկախրոմատ հայելային զանգվածից:
Տեսանյութը, որտեղ պատկերված է ինը գույնի պառակտված լույսի հոսքը, որը բխում է դեկանային հայելիների զանգվածից, նկարահանվել է ժամանակային ռեժիմով iPhone XS-ում:Լուսանկարեք տեսարանի պատկերները 1 կադր/վրկ արագությամբ և կազմեք պատկերները՝ տեսանյութ ստեղծելու համար 30 կադր/վրկ արագությամբ (ըստ ցանկության տեսանյութ 1-ի համար) կամ 24 կադր/վրկ (ընտրովի 2 և 3 տեսանյութերի համար):
Տեղադրեք 50 մկմ հաստությամբ չժանգոտվող պողպատից ափսե (50 մկմ տրամագծով չորս անցքերով 1 մմ ընդմիջումներով) դիֆուզիոն ափսեի վրա:400-750 նմ ալիքի երկարությամբ լույսը ճառագայթվում է դիֆուզերային ափսեի վրա, որը ստացվում է հալոգեն լամպի լույսը 700 նմ անջատման ալիքի երկարությամբ կարճ փոխանցման ֆիլտրի միջով անցնելով:Լույսի սպեկտրը ներկայացված է լրացուցիչ Նկար S4-ում:Որպես այլընտրանք, լույսը անցնում է նաև 10 նմ տիրույթի ֆիլտրերից մեկի միջով, որը կենտրոնացած է 530, 550, 570, 590, 610, 630, 650, 670 և 690 նմ և հարվածում է դիֆուզորի թիթեղին:Արդյունքում, չորս ճառագայթման կետեր՝ φ50 մկմ տրամագծով և տարբեր ալիքի երկարություններով, ձևավորվել են չժանգոտվող պողպատից ափսեի վրա, որը գտնվում է դիֆուզորի ափսեի դիմաց:
Չորս ոսպնյակներով չորս մազանոթ զանգվածը տեղադրված է ինը գունավոր սպեկտրոմետրի վրա, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում և 2-ում: C1 և C2:Չորս մազանոթները և չորս ոսպնյակները նույնն էին, ինչ նախորդ հետազոտություններում31,34:505 նմ ալիքի երկարությամբ և 15 մՎտ հզորությամբ լազերային ճառագայթը կողքից միաժամանակ և հավասարաչափ ճառագայթվում է մինչև չորս մազանոթների արտանետման կետեր։Յուրաքանչյուր արտանետվող կետից արտանետվող լյումինեսցենտը համադրվում է համապատասխան ոսպնյակի կողմից և բաժանվում է ինը գունավոր հոսքերի՝ դեկախրոմատ հայելիների զանգվածով:Ստացված 36 հոսքերն այնուհետև ուղղակիորեն ներարկվեցին CMOS պատկերի ցուցիչի մեջ (C11440–52U, Hamamatsu Photonics K·K.), և դրանց պատկերները միաժամանակ գրանցվեցին:
ABI PRISM® BigDye® Primer Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Applied Biosystems), 4 մկլ GeneScan™ 600 LIZ™ ներկը խառնվել է յուրաքանչյուր մազանոթի համար` խառնելով 1 մկլ PowerPlex® 6C Matrix Standard (Promega Corporation), 1 մկլ խառնուրդի չափի ստանդարտ:v2.0 (Thermo Fisher Scientific) և 14 մկլ ջուր:PowerPlex® 6C Matrix Standard-ը բաղկացած է վեց ԴՆԹ բեկորներից, որոնք պիտակավորված են վեց ներկերով՝ FL-6C, JOE-6C, TMR-6C, CXR-6C, TOM-6C և WEN՝ ըստ առավելագույն ալիքի երկարության:ԴՆԹ-ի այս բեկորների հիմքի երկարությունը չի բացահայտվում, սակայն հայտնի է WEN, CXR-6C, TMR-6C, JOE-6C, FL-6C և TOM-6C ԴՆԹ բեկորների հիմքի երկարության հաջորդականությունը:ABI PRISM® BigDye® Primer Cycle Sequencing Ready Reaction հավաքածուի խառնուրդը պարունակում է dR6G ներկով պիտակավորված ԴՆԹ հատված:ԴՆԹ-ի բեկորների հիմքերի երկարությունները նույնպես չեն բացահայտվում։GeneScan™ 600 LIZ™ Dye Size Standard v2.0 ներառում է 36 LIZ պիտակավորված ԴՆԹ բեկորներ:ԴՆԹ-ի այս բեկորների հիմքի երկարություններն են՝ 20, 40, 60, 80, 100, 114, 120, 140, 160, 180, 200, 214, 220, 240, 250, 260, 280, 314,3 360, 380, 400, 414, 420, 440, 460, 480, 500, 514, 520, 540, 560, 580 և 600 բազան:Նմուշները 94°C-ում դենատուրացիայի են ենթարկվել 3 րոպե, ապա սառույցի վրա սառչել 5 րոպե:Նմուշները ներարկվել են յուրաքանչյուր մազանոթի մեջ 26 Վ/սմ 9 վրկ և առանձնացվել յուրաքանչյուր մազանոթում, որը լցված է POP-7™ պոլիմերային լուծույթով (Thermo Fisher Scientific) 36 սմ արդյունավետ երկարությամբ և 181 Վ/սմ լարմամբ և 60° անկյուն։ԻՑ.
Այս ուսումնասիրության ընթացքում ձեռք բերված կամ վերլուծված բոլոր տվյալները ներառված են այս հրապարակված հոդվածում և դրա լրացուցիչ տեղեկություններում:Այս հետազոտությանն առնչվող այլ տվյալներ հասանելի են համապատասխան հեղինակներից ողջամիտ պահանջով:
Khan, MJ, Khan, HS, Yousaf, A., Khurshid, K., and Abbas, A. Հիպերսպեկտրալ պատկերավորման վերլուծության ներկայիս միտումները.Մուտք գործեք IEEE 6, 14118–14129:https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2812999 (2018):
Vaughan, AH Astronomical Interferometric Fabry-Pero Spectroscopy.տեղադրել.Վերապատվելի Աստրոն.աստղաֆիզիկա.5, 139-167։https://doi.org/10.1146/annurev.aa.05.090167.001035 (1967 թ.):
Goetz, AFH, Wein, G., Solomon, JE and Rock, BN Spectroscopy of Earth remote sensing images.Գիտություն 228, 1147–1153 թթ.https://doi.org/10.1126/science.228.4704.1147 (1985):
Yokoya, N., Grohnfeldt, C., and Chanussot, J. Հիպերսպեկտրալ և բազմասպեկտրային տվյալների միաձուլում. վերջին հրապարակումների համեմատական ​​ակնարկ:IEEE Earth Sciences.Հեռաճանաչության ամսագիր.5։29–56։https://doi.org/10.1109/MGRS.2016.2637824 (2017):
Gowen, AA, O'Donnell, SP, Cullen, PJ, Downey, G. and Frias, JM Hyperspectral imaging-ը որակի վերահսկման և սննդի անվտանգության նոր վերլուծական գործիք է:Սննդի գիտության միտումները.տեխնոլոգիա.18, 590-598 թթ.https://doi.org/10.1016/j.tifs.2007.06.001 (2007 թ.):
ElMasri, G., Mandour, N., Al-Rejaye, S., Belin, E. and Rousseau, D. Սերմերի ֆենոտիպի և որակի մոնիտորինգի համար բազմասպեկտրային պատկերման վերջին կիրառությունները.Սենսորներ 19, 1090 (2019):
Liang, H. Առաջընթացներ բազմասպեկտրային և հիպերսպեկտրալ պատկերավորման մեջ հնագիտության և արվեստի պահպանման համար:Դիմեք ֆիզիկական 106, 309–323 համարին:https://doi.org/10.1007/s00339-011-6689-1 (2012 թ.):
Edelman GJ, Gaston E., van Leeuwen TG, Cullen PJ և Alders MKG հիպերսպեկտրալ պատկերացում դատաբժշկական հետքերի ոչ կոնտակտային վերլուծության համար:Քրեականություն.ներքին 223, 28-39.https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2012.09.012 (2012 թ.):