Etaloning是由傳感器中的光干涉引起的。當檢測到的波長大于700nm時，在背光CCD相機中會發(fā)生這種情況，因為探測器材料（硅）在1100nm處的檢測極限處變得更加透明。Etaloning將在傳感器上顯示為一系列干涉條紋，在圖像和光譜上都可見。

Teledyne Princeton Instruments eXcelon工藝旨在消除Etaloning效應（見圖1），并創(chuàng)建超寬帶高靈敏度CCD相機。從紫外線到可見光，量子效率可顯著提高40%。相較于單層或雙層AR涂層，eXcelon為研究人員提供了更高的性能選擇。

圖1:eXcelon（右圖）與標準背光CCD（左圖）相比的邊緣改善，以及兩幅圖像的橫截面。

使用900nm單色光照明。有關更多詳細信息，請參閱eXcelon technote。

基于eXcelon技術的成功，開發(fā)了一種新的CCD增強工藝，稱為eXcelon 4，專門用于近紅外拉曼應用，更具體地說是活體拉曼光譜。eXcelon 4為785nm和830nm激光激發(fā)的拉曼測量提供了最佳的etaloning效應抑制，從低波數(shù)和指紋區(qū)域到高波數(shù)區(qū)域。

活體拉曼測量通常使用光纖探針，光纖束呈圓形（光纖探頭）到線性結(jié)構（狹縫入口）。這種布置將光纖端部置于信號收集側(cè)的密集排列中，并沿光譜儀/探測器側(cè)的光譜儀入口狹縫分布（見圖2）。

圖2：圓形到線性光纖束。輸入和輸出側(cè)的特寫視圖。

這種配置增加了覆蓋大面積光纖的信號收集，并優(yōu)化了光譜儀的耦合效率，同時可以保持測量的高光譜分辨率。

圖3顯示了通過這種光纖束采樣的原子發(fā)射燈光譜的分散圖像。纖維在垂直方向上的線性排列清晰可見。

光纖束的不同區(qū)域也可能具有不同的光譜功能。例如，空間偏移拉曼光譜（SORS）利用組織側(cè)光纖的空間排列從內(nèi)層組織區(qū)域獲得深度相關數(shù)據(jù)。

用于活體拉曼光譜的最佳檢測器將具有足夠大的寬度和高度，以足夠的分辨率覆蓋較寬的光譜范圍，并具有可容納大量光纖的光纖束。Teledyne Princeton Instruments BLAZE和PIXIS camera系列光譜學CCD具有27mm寬和8mm高的高傳感器選項，提供足夠的尺寸，以包括數(shù)十條高光譜分辨率的光纖記錄通道。應注意的是，此類探測器應與整個焦平面上具有低像差的光譜儀配對。否則，由于引入像差，光譜質(zhì)量和分辨率將降低。

圖3：使用光纖束的光譜學。光纖沿入口狹縫的分布提高了光耦合效率，同時保持了較高的光譜分辨率。

用于活體診斷測量的拉曼光譜必須應對微弱信號和大熒光背景輻射的挑戰(zhàn)。深耗盡型和HiRho CCD相機由于其在近紅外中的高靈敏度，是該應用的最佳探測器。最新一代探測器針對活體測量進行了優(yōu)化，并添加了專門的硬件組件，如：

1.先進的熱電冷卻系統(tǒng)，溫度可低至-95°C，無需冷卻器或液體冷卻劑。

2.eXcelon以消除光譜數(shù)據(jù)中的etaloning效應。

3.大型傳感器有助于以高光譜分辨率最大限度地收集信號。

審核編輯黃宇