Раздел 8: Как получить хорошее рамановское изображение

В предыдущем разделе «Получение рамановского изображения» было показано как каждый пик выбирается и назначается цвет при создании рамановского изображения. В тоже время величина выбранной пиковой интенсивности была выражена в рамановском изображении в виде света и оттенка цвета, но есть небольшая хитрость - «Регулировка контрастности» для создания красивого рамановского изображения. В качестве примера, мы представим регулировку контрастности рамановского изображения с использованием имеющегося в продаже образца графена.

Когда вы создаете рамановское изображение, вы получаете пиковое распределение интенсивности (гистограмма интенсивности) для всего изображения (все пиксели). Например, когда была выбрана двумерная полоса графена, была получена гистограмма интенсивности (см. ниже). Здесь горизонтальная ось гистограммы показывает интенсивность, а вертикальная ось показывает частоту (количество пикселей, имеющих эту интенсивность). Отрегулируйте контраст рамановского изображения при использовании этой гистограммы

Цветная полоса и гистограмма соответствуют, как показано на правом рисунке. Выбранный зеленый цвет далее будет назначаться в виде градиента от черного к зеленому от минимального до максимального. Рамановское изображение строиться, когда выбрано минимальное и максимальное значения гистограммы. В это время фоновый сигнал слаб в рамановском изображении.

(а) Выберите всю гистограмму.

Установите нижний предел распределения на минимуме рамановского изображения, чтобы удалить такие сигналы, как фон. В это время все значения ниже минимального значения отображаются черным цветом. Это позволяет удалить слабые сигналы в основании пика.

(б) Выберите нижнюю часть распределения в качестве минимального значения.

Если после измерения данные необработаны, космические лучи могут смешиваться с сигналом и некоторые образцы могут генерировать флуоресценцию. Максимальное значение регулируется, чтобы устранить эти эффекты и увеличить изменение затенения, чтобы легче было различать величину интенсивности. Отрегулируйте по верхнему краю распределения, чтобы контраст не стал слишком резким.

(в) Выберите вершину распределения в качестве максимального значения.

Далее получаем изображения комбинационного рассеяния, когда максимальное значение сделано очень маленьким. Здесь максимальное значение выбирается около вершины и середины распределения. В это время отчетливо видно присутствие или отсутствие образца, но невозможно определить величину интенсивности пика.

(г) Когда максимальное значение очень мало.

Наконец, мы показываем суперпозицию трех комбинационных изображений в D-, G- и 2D-полосах. Если вы выберите синий для D-полосы и красный для G-полосы и отрегулируете контрастность таким же образом, как для 2D-полосы, результат будет таким, как показано с права. Подобным образом регулируя контрастность, вы можете получить рамановское изображение, в котором цвета каждого пика могут быть четко различимы.

Наложение рамановских изображений с соответствующей регулировкой контрастности: D-полоса – синий, G-полоса – красный, 2D-полоса – зеленый.

Если вы хотите оценить интенсивность определенного пика или отношение интенсивностей двух пиков, вы можете легко отобразить это, назначив цвета интенсивности вместо тонов одного цвета. Таблица цветов для этой интенсивности называется таблицей поиска (LUT, псевдоцветное отображение).

Пример анализа образца графена с использованием справочной таблицы приведен ниже. Известно, что в спектре комбинационного рассеяния графена отношение интенсивностей G/2D изменяется с числом слоев. Если это отношение G/2D оценивается с использованием одного цвета, как показано в (а) ниже, рамановское изображение будет трудно различить, поскольку оно не очень различимо. На рисунке (б) ниже HSV (тон, насыщенность, яркость) используется в качестве справочной таблицы. При соответствующей настройке контрастности каждый слой может быть окрашен, например, красный для одного слоя, желтый для двух слоев, зеленый для трех слоев, аква для четырех слоев и синий для дефектного графена. При этом вы можете сразу увидеть, что большинство слоев представляют собой 3 или 4 слоя, а отдельные и двойные слои и дефектные части разбросаны.

(а) G/2D отношение отображается в серой шкале.

(а) G/2D отношение отображается в LUT.

Типичные таблицы поиска включают следующее. Выберите справочную таблицу для использования в соответствии с вашими задачами.