一種基于實時數字圖像處理的同步輻射微探針自動化掃描新方法

梁東旭　　蘭旭穎　　閆　帥　　張繼超　　李愛國（中國科學院上海應用物理研究所　嘉定園區　　上海　201800）

國家自然科學基金（No.11205237、No.U1332120）資助

第一作者：梁東旭，男，1984年出生，2010年于北京航空航天大學獲碩士學位，研究領域為同步輻射光束線站控制和數據采集

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一種基于實時數字圖像處理的同步輻射微探針自動化掃描新方法

梁東旭蘭旭穎閆帥張繼超李愛國
（中國科學院上海應用物理研究所嘉定園區上海201800）

國家自然科學基金（No.11205237、No.U1332120）資助

第一作者：梁東旭，男，1984年出生，2010年于北京航空航天大學獲碩士學位，研究領域為同步輻射光束線站控制和數據采集

摘要在上海光源硬X微聚焦及應用光束線站（BL15U1）上實現了一種基于實時數字圖像處理的同步輻射微探針自動化掃描方法。該方法采用高靈敏度、高幀率的數字電荷耦合器件（ChargeCoupledDevice，CCD）顯微鏡實時成像，通過對顯微鏡系統和X光微米探針系統的坐標轉換，使用戶在圖像空間直接點擊到感興趣的位置后，樣品臺就自動將該點移入光路。在設定好掃描時間、掃描步長等必要的實驗參數后，只需要用鼠標在圖像空間圈出需要掃描的區域，系統將自動生成XPS運動控制器的運動配置文件，并驅動電機運動，對該區域進行微束熒光掃描成像。結果表明，該方法不僅可以提高同步輻射機時的使用效率，而且可以滿足微區研究人員快捷、方便的自動化操作需求。

關鍵詞同步輻射，數字電荷耦合器件成像，微束熒光分析，自動化掃描

A new synchrotron radiation microprobe automatic scanning method based on real-time digital image processing techniques

LIANGDongxuLANXuyingYANShuaiZHANGJichaoLIAiguo
（Shanghai Institute of Applied Physics， Chinese Academy of Sciences， Jiading Campus， Shanghai 201800， China）

Abstract Background:AutomationisatrendofthehardX-raymicroprobetechnologyespeciallyforthe synchrotronradiationapplicationwherethebeamlinetimeishighlydemanded.Purpose:Inordertorealizethe synchronousradiationmicroprobefluorescenceautomationscanningatShanghaiSynchrotronRadiationFacility （SSRF）hardX-raymicrofocusbeamline（BL15U1），areal-timedigitalimageprocessingbasedmethodisstudiedand developedinthispaper.Methods:Theproposedsystemconsistsofahighsensitivity＆highframerateCharge CoupledDevice（CCD）imagingsystemandaXPSmotioncontrolsystem.Samplealignmentisintegratedintothe microprobescanningfunctionswhichallowuserstodirectlyclicktheinterestedpositionintheimagetomovesthe sampleintotheX-raybeampath.ItintelligentlyalignsthespecifiedpointonsamplesurfacetotheX-raybeamspot. Whiledoingthemicroprobescanning，userscanspecifyanyinterestedregiononsamplesurfaceandsetthe experimentalscanningparameters（timerange，scanningsteps，andsoon），thenthesystemautomaticallygeneratesa XPSmotioncontrollerconfigurationfileformicroprobescanning，anddrivesthemotorstoimplementscanning. Results:Experimentaltestingshowedthatthefluorescencemappingofstandardgoldmaskwasobtainedby automationscanningandcouldquicklymatchtheregionofinterest（ROI）ontheCCDimage.Conclusion:Thenewautomaticsystemcanimprovethemicroprobescanningsignificantly，andthesoftwareinterfaceismuchmore user-friendly.

Key words Synchrotronradiation，DigitalCCDimaging，Microprobefluorescenceanalysis，Automationscanning

上海光源……