CN110869724B - 在光谱仪中为样品提供尺寸可变的孔径的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于为成像装置提供尺寸可变的孔径的设备(19)包含第一板(22)和第二板(30)，所述第一板具有延伸穿过所述第一板的第一多个板孔径(24)，所述第二板具有延伸穿过所述第二板的第二多个板孔径(32)。第一电动机(20)可操作地连接到所述第一板，且第二电动机(26)可操作地连接到所述第二板。所述第一和第二电动机被配置成使所述第一板和所述第二板相对于彼此移动，以使所述第一多个板孔径中的任一者与所述第二多个板孔径中的任一者对准，以限定多个光束孔径。

Description

在光谱仪中为样品提供尺寸可变的孔径的装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月14日提交的美国临时专利申请号62/532,522的权益。本申请的内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明的各方面大体上涉及一种装置，所述装置提供用于通过红外光谱分析样品的尺寸可变的孔径。

背景技术

研发出傅里叶变换红外(FTIR)光谱测定法以解决色散光谱测定技术(尤其是缓慢扫描过程)的限制。使用FTIR，可用被称为干涉仪的简单光学装置同时而不是分别测量所有红外(IR)频率。干涉仪产生唯一信号，所述信号含有在其内“经编码”的所有IR频率。可极快速地(例如在大约一秒内)测量这一信号，由此将每个样品的时间元素减小到大约仅几秒而不是几分钟。

大多数干涉计采用分束器，其接收进入的IR束且将其分成两个光学束。一束由固定在适当位置的平面反射镜反射。另一束由受控以在短距离(例如几毫米)上来回移动的可移动平面反射镜反射。所得的两个反射束在其在分束器处汇合时重新组合。

当仅要分析样品的一部分时，可以使用孔径来控制红外光束的尺寸和形状。可以使用可变的孔径，以便能够改变孔径的尺寸和形状以对应于要观察的样品区域的尺寸和形状。一些装置使用可变孔径装置，所述可变孔径装置包含由电动机和齿轮控制的四个夹钳，所述四个夹钳一起工作以提供具有变化的尺寸和形状的孔径。

希望提供一种装置，所述装置提供减少或克服先前已知过程中固有的一些或全部困难的尺寸可变的孔径。考虑到本发明的以下公开内容和某些实施例的详细描述，特定的目的和优点对于本领域技术人员(即，在所述技术领域中具有知识或经验的人员)将是显而易见的。

发明内容

根据第一方面，一种用于为成像装置提供尺寸可变的孔径的设备包含：第一板，其具有延伸穿过其的第一多个板孔径；和第二板，其具有延伸穿过其的第二多个板孔径。第一电动机可操作地连接到第一板，且第二电动机可操作地连接到第二板。第一电动机和第二电动机被配置成使第一板和第二板相对于彼此移动，以使第一多个板孔径中的任一者与第二多个板孔径中的任一者对准，以限定多个光束孔径。

根据另一个方面，一种成像装置包含IR源、定位在IR源的下游的准直器、定位在准直器的下游的干涉仪，和定位在干涉仪的下游的样品室。检测器被定位在所述样品室的下游且孔径控制组件被定位在样品室与检测器之间。孔径控制组件包含具有延伸穿过第一板的第一多个板孔径的第一板和具有延伸穿过第二板的第二多个板孔径的第二板。第一电动机可操作地连接到第一板，且第二电动机可操作地连接到第二板。第一电动机和第二电动机被配置成使第一板和第二板相对于彼此移动，以使第一多个板孔径中的任一者与第二多个板孔径中的任一者对准，以限定多个光束孔径。

根据其它方面，成像装置可包含连接到第一电动机和第二电动机以及检测器的控制器。成像装置还可包含分束器和监视器，以允许用户查看待分析的样品区域。

从某些实施例的以下详细公开内容中，将进一步理解这里公开的这些和另外的特征和优点。

附图说明

图1是使用形成尺寸可变的孔径的第一和第二板的FTIR光谱仪装置的示意图。

图2是图1的装置的第一板的实施例的平面图。

图3是图1的装置的第二板的实施例的平面图。

图4是图1的装置的第一板的板孔径的示意性平面图，所述板孔径与第二板的板孔径重叠并且限定了光束孔径。

图5是图1的装置的第一板的另一孔径的部分切除的示意性平面图，所述孔径与第二板的孔径重叠。

图6是图1的装置的第一板的又一孔径的部分切除的示意性平面图，所述孔径与第二板的孔径重叠。

图7是图1的装置的第一板的替代实施例的平面图。

图8是图1的装置的第二板的替代实施例的平面图。

图9是图7的第一板的孔径的示意性平面图，所述孔径与图8的第二板的孔径重叠。

图10是与图1的装置一起使用的第一和第二板的替代实施例的平面图。

图11是图1的FTIR光谱仪装置的替代实施例。

上面提到的附图不一定按比例绘制，应当理解为提供本发明的特定实施例的表示，并且本质上仅是概念性的并且示出所涉及的原理。附图中描绘的成像装置的一些特征已经相对于其它特征放大或变形，以便于解释和理解。在附图中，对于各种替代实施例中所示的类似或相同的部件和特征，使用相同的附图标记。本文所公开的成像装置将具有部分地由预期应用和其使用环境确定的配置和部件。

具体实施方式

图1示出了FTIR光谱仪2作为代表性的成像装置，所述FTIR光谱仪包含IR源3、准直器4和干涉仪5(例如，迈克尔逊干涉仪)。干涉仪5包含分束器6、固定反射镜7和可移动反射镜8。源3生成IR辐射9，准直器4使所述IR辐射对准以产生平行光线10。准直的IR信号10由干涉仪5用干涉图11进行编码，穿过第一聚焦元件12，然后照射通常容纳在样品室13A中的样品13。

含有未被样品吸收的能量的所得IR信号14穿过第二聚焦元件15和第三聚焦元件16，然后由检测器17检测。当使用更长的红外波长的光时，聚焦元件可以是放大透镜或反射镜。

然后，分别通过放大器和模数转换器(ADC)(未示出)将IR信号放大并转换为数字信号，以由控制器18进行处理，在所述控制器中计算傅里叶变换。虽然这里未示出，但也包含提供参考信号的激光源。如本领域中已知，这一参考信号的零振幅交叉限定离散时间间隔，在所述离散时间间隔期间对干涉图进行取样。

通常，仅要分析样品13的一部分。为了获得样品的仅一部分的测量结果，需要限制到达检测器17的光。这消除了来自样品其它区域的光，使得所述光含有纯光谱信息，从而改善样品分析。

为了测量样品13的一部分，孔径控制组件19位于第二聚焦元件15与第三聚焦元件16之间，并且可以包含连接到第一板22的第一电动机20，所述第一板22包含多个第一板孔径24(在图1中仅可见一个孔径24)。第一电动机20可以通过第一轴21连接到第一板22。第二电动机26可通过第二轴28连接到第二板30，所述第二板包含多个第二板孔径32(在图1中仅可见一个孔径32)。第一电动机20和第二电动机26可以是步进电动机或适合于分别旋转第一板22和第二板30的任何其它电动机。

如下文更详细地描述，第一电动机20和第二电动机26由控制器18激活以分别旋转第一板22和第二板30以与第一板22和第二板30的选定板孔径对准，从而限定光束孔径38，使得通过检测器17的光束与要分析的样品13的尺寸和形状相匹配。

如图2和图3中可见，第一板22可包含第一多个板孔径24，且第二板30可包含第二多个板孔径32。在所示的实施例中，板孔径24是矩形孔，且板孔径32是圆形孔径。

如这里所示，第一板22和第二板30中的每一个都是圆盘。应了解，第一板22和第二板32可以具有除了圆形之外的形状。在某些实施例中，第一板22和第二板30各自由金属薄板形成。例如，板孔径24可以被光蚀刻或激光切割到第一板22中。应了解，第一板22和第二板30可以由任何期望的材料形成。

常见的待检查样品是薄膜，其中样品的厚度足够小，以至于简单的圆形孔径就会有用。但是，较小的圆形孔径可能会提供少量收集的光，从而导致必须在长时间段内收集的弱且具有噪声的光谱才能将噪声级别降低到可接受的水平。通过使用矩形孔径，可以使多2到10倍的光通过，从而大大加快了数据收集的速度。如下所述，第一板22和第二板30可包含圆形和矩形孔径的组合。

当第一板22和第二板30重叠使得光束可以穿过第一对板孔径24、32时，如图1和图4所示，第一对板孔径形成光束孔径38，其具有由第一板22的板孔径24限定的宽度W和由第二板30的板孔径32限定的高度H。因此，穿过这对板孔径的光束具有由第一板22的板孔径24和第二板32的板孔径32限定的形状。如此处可见，光束孔径38的形状接近矩形，其侧面基本笔直延伸且其端部略微弯曲。在某些实施例中，光束孔径38可具有大约5:1的纵横比，使得高度H大约是宽度W的5倍。

如本文所使用，短语“基本上”旨在修饰与其一起使用的术语以用于意味着大部分，或者几乎完全。例如，短语“基本上笔直”旨在意味着在成像系统领域中合理的商业工程目标、制造公差，成本和能力的限制内笔直或几乎完全笔直。

第一板22和第二板30可以接近于彼此定位，使得它们基本上在同一光学焦点处。在某些实施例中，第一板22与第二板30之间的距离可以在大约0.01英寸与大约0.1英寸之间。在某些实施例中，第一板22和第二板30甚至可以彼此接触。

在图2所示的实施例中，板孔径24沿一个接近于第一板22的外围边缘40的圆定位。应了解，在此示出具有矩形形状的板孔径24，以作为与成像装置10一起使用的示例性形状。应了解，板孔径24可以具有除矩形之外的不同形状。此外，应了解，形成在第一板22中的板孔径24的数量和尺寸也可以变化。在图2所示的实例中，板22包含四组基本为矩形的孔径(例如，子集42、44、46和48)，所述四组孔径的长度大约相同，但是每组的宽度与其它组的宽度不同。在本实例中，每个组包括24个孔径，但由于选择或由于板22的实施例可以更大或更小而可能增加或减小可用面积并因此可能影响每个组中的孔径数量的事实，这不应被认为是限制性的。类似地，出于相同的原因，板22可包含更多或更少的组。

更具体地说，如图2的实例中所示，多个板孔径24的第一子集42位于第一板22的一个象限中。第一子集42中的每个板孔径24可以具有与第一子集42中的其它板孔径相同的尺寸，并且可以基本上彼此平行地延伸。应了解，可以在第一子集42中可见的孔径之间提供附加孔径，但是为了清楚起见这里未示出。如图2所示，第一子集42移除了一半的孔径，以使具有多个彼此基本平行但各自相对于第一板22的圆周具有略微不同的角度关系的矩形孔径24的子集42更易于理解。因此，如果第一板22旋转一定量，例如7.5度，那么孔径24全部相对于固定位置，例如与显微镜光学件相关联的视场旋转。因此，在视场中孔径24的第二实施例的矩形形状的角度关系包含相对于在视场中孔径24的先前第一实施例的7.5度旋转差。换句话说，因为第一子集42中的板孔径24沿着定位有所述板孔径的圆彼此偏移，所以每个孔径42随着板的旋转以与子集42中的其它板孔径24不同的取向与对应孔径30对齐。这提供了在视场中对孔径24的矩形的角度的控制，所述控制使得能够以非常节省成本的方式使孔径24的形状与给定样品的角度的匹配度在正负3.25度内。

如下所述，在第一板22的其它象限中可以看到额外孔径。例如，示出了子集44、46和48中的孔径24的尺寸，以及孔径24的另一集合，其彼此基本平行并且相对于基本平行的孔径24的第一集合以90度旋转定位，所述基本平行的孔径和第一子集42中的孔径24与第一板24呈基本相同的位置关系。这允许在相同空间中子集44、46和48中的孔径24的数量几乎加倍，这还提供了视场中孔径24的更多位置选择。

如上所述，光束孔径38与待分析样品的一部分最佳对准。如果矩形光束孔径不旋转以与样品的角度/取向匹配，那么会收集来自样品薄膜附近不需要的层的光，从而导致测量光谱中的误差。因此，第一板22具备各种矩形孔径，这些矩形孔可以较小的旋转步长(约7度)选择，以允许样品的取向与光束孔径38的取向紧密匹配。

通过将由图5中可见的板孔径24、32所形成的光束孔径38与由图6中可见的板孔径24、32所形成的光束孔径38进行比较，可以看到孔径的不同角度取向。图5中光束孔径38的纵向轴线L相对于第一板22和第二板30的半径R具有角度α。图6中光束孔径38的纵向轴线L相对于半径R具有角度β，其中角度β大于角度α。因此，可以看出，当第一子集42中的板孔径24与第二板30的特定孔径32重叠时形成的每个孔径38的纵向轴线L将相对于所述板的半径R具有不同于这样形成的孔径38中的每一个的角度。

如图2所示的实施例中可见，第二子集44具有位于第一板22的第二象限中的多个板孔径24。第二子集44中的每个板孔径24具有与第二子集44中的其它板孔径相同的尺寸，所述尺寸小于第一子集42中的板孔径的尺寸。

在第二子集44中，板孔径24沿定位有所述板孔径的圆交替地彼此基本平行并且基本彼此呈矩形定位。这提供了与在第一子集42中可见的取向不同的额外取向，其中板孔径24仅基本上彼此平行地设置，并且为了清楚起见，垂直取向的孔径24已被移除。

第三子集46具有位于第一板22的第三象限中的多个板孔径24。第三子集46中的每个板孔径24具有与第三子集46中的其它板孔径相同的尺寸，所述尺寸小于第一子集42和第二子集44的板孔径。

以与在第二子集44中可见的类似的方式，第三子集46具有板孔径24，其沿定位有所述板孔径的圆交替地彼此基本平行且基本彼此呈矩形定位。

第四子集48具有位于第一板22的第四象限中的多个板孔径24。第四子集48中的每个板孔径24均具有与第四子集48中的其它板孔径相同的尺寸，所述尺寸小于第一子集42、第二子集44和第三子集46的板孔径。

以与在第二子集44和第三子集46中可见的类似的方式，第四子集48具有板孔径24，其沿着上面定位有所述板孔径的圆交替地基本彼此平行并且基本彼此呈矩形定位。

如图3中可见，第二板30的第二板孔径32全部是圆形的，并且沿一个接近于第二板30的外围边缘50的圆定位。每个第二孔径32具有与其它每个第二板孔径32不同的直径。在图3的实例中，第二板30包括孔径32的15个实施例，但是应了解，第二板30可以包括不同数量的孔径32，例如大约24个。此外，在本实例中，孔径32的直径可以小于第一板22中矩形孔径24的最大尺寸，但孔径32中的一个或多个可以具有基本相同或更大的尺寸。使光通过板22和30两者使得圆孔的直径限定矩形孔径24的24种不同长度。因此，孔径24中的任一者都可以具有大约24种不同的长度，其中端部略圆，由板30中的孔径32中的一个的直径所限定。

应当注意，通过将至少一个较大孔径32与孔径24相加，可以使穿过板22和30的光具有一组基本为圆形的形状(例如，24种可能性)以供针对基本上是圆形的样品进行选择。例如，将24种孔尺寸与4种不同的矩形宽度相结合提供了24x4＝96种矩形尺寸可供选择，并且96个矩形中的每一个可旋转到24个不同的角度提供了用于总共2328个不同孔径的96x24＝2304种不同的矩形孔径+24种圆形孔径，从而很好地匹配非常大范围的样品尺寸和形状。

如上所述，第一板孔径24和第二板孔径32分别沿一个接近于第一板22和第二板30的外围边缘40、50的圆定位，使得它们在通过第一电动机20和第二电动机26使所述板旋转时可以彼此对准。当待研究的样品13在成像装置10中处于适当位置时，第一电动机20和第二电动机26被激活以使第一板22和/或第二板30旋转，使得第一板22的孔径24与第二板30的板孔径32中的一个重叠，从而限定了尺寸设置成与要研究的样品的尺寸匹配的光束孔径38。

通过允许第一板22和第二板30中的每一个旋转，并且通过为第一板22和第二板30中的每一个提供具有不同形状和尺寸的各种板孔径，可以限定大量的孔径38，每个光束孔径38形成为具有与这样形成的每个其它孔径38不同的尺寸和取向。这提供了大量的孔径尺寸和形状，其可用于将光束尺寸和形状与要用成像装置10研究的样品部分的尺寸和形状进行匹配。

应了解，设置在第一板22和第二板30中的每一个中的板孔径的数量可以变化。当在板中设置更多的板孔径时，槽的取向角的差异可能较小。由于围绕板设置较少板孔径，因此槽的取向角的差异将增大。

在图7到8中示出了另一个实施例。在所述实施例中，第一板22的第一板孔径24都为矩形形状，并且沿一个接近于第一板22的外围边缘40的圆定位。每个第一板孔径24具有与其它第一板孔径24不同的尺寸。在所述实施例中，第二板30的第二板孔径32也都为矩形形状，并且沿一个接近于第二板30的外围边缘50的圆定位。如图9中可见，当所述实施例的第一孔径24和第二孔径32重叠时，如此限定的光束孔径38也是矩形形状且也具有由第一板22的孔径24限定的高度H和由第二板30的孔径32限定的宽度W。在所述实施例中可能的矩形尺寸和宽度的数量较大，从而提供对广泛范围的样品尺寸的良好的尺寸控制。然而，矩形光束孔径38的旋转是固定的。应了解，有可能增加第三电动机以及机械轴承和支撑系统，以使整个孔径控制组件19围绕选定的光束孔径38旋转，以使光束孔径38与样品对准。同样，在矩形孔径可以由第三电动机旋转的实施例中，每种尺寸仅需要一个孔径，这可以节省一定空间。

如上所述，第一板22和第二板30可以具有除了上面讨论和示出的圆形以外的形状。例如，如图10中可见，第一板22和第二板30的形状可以是矩形。如此处所示，第一板22的第一板孔径24为矩形，并且可以在尺寸和取向上发生变化。例如，存在不同尺寸的第一板孔径24。如这里所见，第二板孔径32可以是圆形的并且可以类似地改变尺寸。第一板孔径24和第二板孔径32的其它形状也被认为在本实施例的范围内。

在这样的实施例中，第一电动机20和第二电动机26将被配置成使第一板22在方向A上横向地前后移动，而使第二板30在方向B(例如可以基本平行于方向A)上横向地前后移动。但是，方向B可以相对于方向A成任何所需角度，并且不限于平行方向。

类似于图5和6中所示的实施例，在图10的实施例中，每个第一孔径24可具有与第一板22的其它第一板孔径24的纵向轴线L以不同角度取向的纵向轴线L。当第一板22和第二板30重叠并且第一板孔径24与对应的第二孔径32对准时，这提供了不同取向的孔径38。

总体来说，本发明的各方面针对用于样品分析的样品分离装置、分析仪器和方法，与常规步骤相比，其可以与大大简化的样品制备步骤相关联。通过从本公开获得的知识，本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所公开的设备和方法进行各种改变以获得这些和其它优点。由此，应理解，本文描述的特征易于被修改、变更、改变或替换。本文中所示出和描述的特定实施例仅用于说明性目的，而不是限制所附权利要求书中阐述的本发明。

FTIR光谱仪2的另一实施例在图11中可见，其示出了用户可如何相对于样品13优化光束孔径38的形状和取向或对准。在所述实施例中，IR二向色分束器52将IR信号14通过反射聚焦透镜54反射到孔径控制组件19中，然后通过另一反射聚焦透镜56反射到IR检测器17。

相机58和聚焦透镜60与IR信号14对齐定位，以允许用户始终看到样品容器13A中样品13的完整视图。用户可以有利地采用相机52来优化由孔径控制组件19提供的光束孔径38的尺寸，以及相对于样品13正确地定向光束孔径38。

来自白色科勒样品照明器62的光穿过聚焦透镜64，并被50/50白光分束器66反射，以照明样品容器13A中的样品13。来自孔径照明器68(例如，亮红色孔径照明器)的光可以透射穿过聚焦透镜70，然后从反射镜72反射进入孔径控制组件并通过孔径控制组件反射到样品13。来自孔径照明器68的光用于将样品孔径38的图像叠加到样品13上，以便用户可以确保样品孔径38的尺寸和取向与待分析的样品13的面积匹配。通过让孔径照明器68在样品上投射不同颜色的光(红色)，使得用户可以更清楚地区分样品孔径38的照明边界。

然后，用户查看用来自孔径照明器68的光突出显示的样品，然后用户采用控制器18来激活第一电动机20和第二电动机26并使第一板22和第二板30旋转，以使样品孔径38的尺寸和取向与待分析的样品13的面积匹配。

由于来自孔径照明器68的光在IR检测器17附近，因此自然会阻挡一些光到达IR检测器17。因此，应了解，一旦适当地确定了样品孔径38的尺寸和取向，就可以将孔径照明器68移出光束，从而在数据收集期间允许更多的光到达IR检测器17。

应了解，可以使用反射光学件代替在所述实施例中描述的透射光学件。这在一些实施例中可能是有利的，因为反射光学件与更长波长的IR光一起使用。出于说明性目的，已经使用标准透镜来增强清晰度。

因此，尽管已经示出、描述和指出了各种实施例的基本新颖特征，但是应当理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下由本领域技术人员对所示装置的形式和细节以及它们的操作进行各种省略、替换和改变。例如，明确地旨在以基本相同的方式执行基本相同的功能以实现相同的结果的那些元件和/或步骤的所有组合均在本发明的范围内。从一个描述的实施例到另一个实施例的元件替换也是完全预期和考虑的。因此，本发明仅由所附权利要求书的范围所限定。

Claims (22)

1.一种用于为成像装置提供尺寸可变的孔径的设备，其包括：

第一板(30)，其具有延伸穿过所述第一板的第一多个圆形板孔径；

第二板(22)，其具有延伸穿过所述第二板的第二多个矩形板孔径，其中，所述矩形板孔径包括多个板孔径的第一子集(42)；

第一电动机，其可操作地连接到所述第一板；和

第二电动机，其可操作地连接到所述第二板，所述第一和第二电动机被配置成使所述第一板和所述第二板相对于彼此移动，以使所述第一多个板孔径中的任一者与所述第二多个板孔径中的任一者对准，以限定多个光束孔径，其中，所述第一子集(42)中的每个板孔径随着板的旋转以与所述第一子集(42)中的其它板孔径不同的取向与所述第一板(30)上的对应板孔径(32)对齐，但所获得的组合孔径具有相同的尺寸。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一板和所述第二板中的每一个均具有圆形形状。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一多个板孔径沿一个接近于所述第一板的外围边缘的圆定位，且所述第二多个板孔径沿一个接近于所述第二板的外围边缘的圆定位。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一板的所述板孔径是圆形的。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第二板的所述板孔径是矩形的。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第二板为圆形，且其中所述第二板的所述多个板孔径中的至少一个的纵向轴线相对于所述第二板的非零半径成一角度，并且不同于所述第二板的所述板孔径中的另一个的纵向轴线。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一板和所述第二板中的每一个的所述板孔径是矩形的。

8.根据权利要求7所述的设备，其还包括被配置成使所述设备围绕所选择的光束孔径旋转的第三电动机、机械轴承，和支撑系统。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二板通过所述第一和第二电动机相对于彼此旋转。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二板通过所述第一和第二电动机相对于彼此线性移动。

11.一种成像装置，其包括：

IR源；

准直器，其位于所述IR源的下游；

干涉仪，其位于所述准直器的下游；

样品室，其位于所述干涉仪的下游；

检测器，其位于所述样品室的下游；和

孔径控制组件，其位于所述样品室与所述检测器之间且包括：

第一板(30)，其具有延伸穿过所述第一板的第一多个圆形板孔径；

第二板(22)，其具有延伸穿过所述第二板的第二多个矩形板孔径，其中，所述矩形板孔径包括多个板孔径的第一子集(42)；

第一电动机，其可操作地连接到所述第一板；和

第二电动机，其可操作地连接到所述第二板，所述第一和第二电动机被配置成使所述第一板和所述第二板相对于彼此移动，以使所述第一多个板孔径中的任一者与所述第二多个板孔径中的任一者对准，以限定多个光束孔径，其中，所述第一子集(42)中的每个板孔径随着板的旋转以与所述第一子集(42)中的其它板孔径不同的取向与所述第一板(30)上的对应板孔径(32)对齐，但所获得的组合孔径具有相同的尺寸。

12.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述第一板和所述第二板中的每一个均具有圆形形状。

13.根据权利要求12所述的成像装置，其中所述第一多个板孔径沿一个接近于所述第一板的外围边缘的圆定位且所述第二多个板孔径沿一个接近于所述第二板的外围边缘的圆定位。

14.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述第一板的所述板孔径是圆形的，并且所述第二板的所述板孔径是矩形的。

15.根据权利要求14所述的成像装置，其中所述第二板是圆形的，且其中所述第二板的所述多个板孔径中的至少一个的纵向轴线相对于所述第二板的非零半径成一角度，并且不同于所述第二板的所述板孔径中的另一个的纵向轴线。

16.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述第一板和所述第二板中的每一个的所述板孔径是矩形的。

17.根据权利要求16所述的成像装置，其还包括被配置成使所述孔径控制组件围绕所选择的光束孔径旋转的第三电动机、机械轴承，和支撑系统。

18.根据权利要求11所述的成像装置，其还包括：

第一聚焦元件，其位于所述干涉仪与所述样品室之间；

第二聚焦元件，其位于所述样品室与所述孔径控制组件之间；和

第三聚焦元件，其位于所述孔径控制组件与所述检测器之间。

19.根据权利要求18所述的成像装置，其还包括：

相机，其与所述IR源和所述样品室对齐定位。

20.根据权利要求18所述的成像装置，其还包括连接到监视器、第一电动机、第二电动机和检测器的控制器。

21.根据权利要求18所述的成像装置，其还包括连接到所述第一电动机、所述第二电动机和所述检测器的控制器。

22.根据权利要求11所述的成像装置，其中所述第一和第二板进行以下操作中的一个：(a)通过所述第一和第二电动机相对于彼此旋转，以及(b)通过所述第一和第二电动机相对于彼此线性移动。

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