显微高光谱成像系统（五）——性能测试和结果

显微高光谱成像系统由  由显微镜、分光计、相机、数据采集和控制系统几部分组成。那么，这种系统好用吗？本文根据一个性能测试和结果进行说明。

在完成系统集成后，首先对系统进行光谱定标。光谱定标的方法是在显微镜聚光镜下方放置一反射镜，利用一台高精度单色仪，通过平行光管照亮反射镜，读出光谱仪的帧数据，得到各波长在CCD 像面对应的位置，即可确定各个波段对应的中心波长。同时选取若干个波段，利用单色仪测量这些波段的光谱带宽。

表1是其中若干波段的定标结果，由于 CCD 相机光谱维共有244个像素，为减小数据记录压力，在数据采集时只是隔行记录120个波段。从光谱定标结果来看，系统的光谱分辨率在3nm 左右。并且可以看出从第110波段以后，波长大于 800 nm，考虑到二级光谱重叠，因此从第110个波段以后的数据不作分析。

其次是测量系统的光谱畸变，方法是利用汞灯照射反射镜，记录汞灯辐射中各个光谱线在CCD 像面的位置，即可测得像面边沿处的光谱畸变。结果发现在405 nm 波长处，边沿的光谱弯曲将近一个半像素，而在546 nm 波长处，边沿的光谱弯曲一个像素，因此，最边沿像素的光谱误差在2~3nm.

在对系统的性能进行测试后，利用该实验系统对人体正常血细胞进行实验观测，实验样品的制备是将正常的人体血样滴在载玻片上，未进行其它处理。实验时使用的是40倍显微物镜。

图2是从记录的图像立方体中截取的一段单波段灰度图像，其中心波长为 601.6nm，波段带宽约3nm.

图3是从图像中选取任意象素位置的光谱曲线。