GEMINI-X｜顕微鏡用ハイパースペクトルイメージングモジュール

GEMINI-Xの特徴

既存の顕微鏡・カメラにハイパースペクトル機能を

GEMINI-Xは、顕微鏡と2Dカメラの間に組み込んで使用する分光モジュールです。お使いの顕微鏡や高感度カメラを活用できるため、顕微鏡システム全体を置き換えることなく、ハイパースペクトルイメージング機能を追加できます。Hamamatsu、Andor、Teledyne、XIMEA、Baslerなど、各種カメラとの組み合わせが可能です。
顕微鏡 + GEMINI-X + お好みの2Dカメラという構成を取れることが大きな特徴です。
例えば、微弱光測定では高感度カメラ、低照度イメージングではEMCCD、近赤外では対応するInGaAsカメラなど、測定目的に応じてカメラを選択できる柔軟性があります。

20 mmの大口径

GEMINI-Xは20 mmのクリアアパーチャを備えています。これにより、大面積センサーとの組み合わせにも対応します。

FT分光によるハイパースペクトルイメージング

GEMINI-Xでは、分散型分光器のように光を波長ごとに空間的に分離するのではなく、光路差を変化させながら干渉信号を取得し、フーリエ変換によってスペクトルを再構成します。そのため、スペクトルを取得するための通常の分光器のようなスリットを必要とせず、高い光スループットを維持できます。

微弱な光を捉える顕微分光に

GEMINI-Xでは、通常の分散型分光器のようなスリットを使用せず、FT分光によってスペクトルを取得します。スリットによる光量制限を避けられるため、微弱なPL・蛍光などの顕微分光に適しています：

• 半導体・2D材料のPL
• 微小領域の蛍光
• 発光デバイスのEL
• 微弱な発光スペクトル
• 局所的な材料分析

1枚の顕微鏡画像から「スペクトル」まで解析

GEMINI-Xでは、画像の各画素についてスペクトルを取得できます。
通常の顕微鏡：X × Y → 明るさ
GEMINI-X：X × Y × λ → スペクトル情報を持つ画像
例えばPLイメージングでは単純な発光強度のマッピングだけでなく、以下を同時に測定できます：

• 発光ピーク波長
• スペクトル形状
• 発光強度
• 波長ごとの空間分布

スナップショット型ハイパースペクトルカメラとの違い

ハイパースペクトルカメラには、センサー上で多数の波長帯を同時に取得するスナップショット型など、さまざまな方式があります。スナップショット型は、高速にハイパースペクトル画像を取得できることが大きなメリットです。一方、GEMINI-XはFT分光方式を採用し、スペクトル分解能と光利用効率を重視した顕微分光に適しています。GEMINI-Xは「高速なハイパースペクトル動画」を目的とする装置というより、顕微鏡下の微弱な光を、空間情報と詳細なスペクトル情報の両方から解析するための装置として適しています。

アプリケーション｜多様な顕微分光イメージングに対応

• フォトルミネッセンス（PL）イメージング：半導体、2D材料、量子材料などの発光を、スペクトルと位置情報を同時に取得します。局所的な発光ピークのシフトやスペクトル形状の違いなど、通常のPL強度マッピングでは得られない情報を解析できます。
• エレクトロルミネッセンス（EL）イメージング：LEDや半導体デバイスなどの発光を、空間情報とスペクトル情報の両面から評価できます。
• 蛍光イメージング：生体試料や蛍光材料などについて、蛍光強度だけでなく蛍光スペクトルの空間分布を取得できます。
• 透過・反射ハイパースペクトルイメージング：材料や微細構造の光学特性を、画像とスペクトルの両方から解析できます。
• 時間分解発光分光にも対応：GEMINI-XをTCSPCなどの時間計測システムと組み合わせることで、時間分解発光分光（TRES）にも対応できます。これにより発光スペクトルの時間変化を解析し、どの波長の発光が、どの時間スケールで現れ、減衰していくのかを調べることができます。

こんな研究におすすめ：

• 半導体・2D材料のPLマッピング
• 発光デバイスのEL評価
• 微弱蛍光のスペクトルイメージング
• 量子材料の局所発光評価
• 微小領域の材料分析
• 顕微Raman・分光イメージング
• 時間分解発光・TRES
• 高感度カメラを活用したハイパースペクトルイメージング