拉曼显微镜是能够进行亚微米级显微/局部分析的显微拉曼光谱仪。
显微拉曼光谱是一种通过检测和散射激光照射物质时产生的拉曼散射光来获取化学键和晶体状态知识的方法,可以以高空间分辨率对化合物进行化学分析。该设备采用明亮的光学系统和最新的滤光片技术来检测通常被认为微弱的拉曼散射光,效率很高。即使使用低功率激光也可以进行高灵敏度测量,从而缩短分析时间并降低样品损坏的风险。
它还以其独特的高速映射测量功能支持高速化学成像分析。
采用焦距为250mm的单色器、最新的滤光片技术,以及可冷却至-70°C的低噪声、高灵敏度CCD探测器,即使是微弱的拉曼信号也能以高灵敏度捕获. 其高灵敏度性能对微小异物等的分析有效,缩短了分析时间,可在降低激光照射功率的情况下进行测量,并降低样品损坏的风险。
拉曼显微镜光学系统示意图
滤除数据分析不需要的瑞利散射光的边缘滤光片覆盖低波数范围,标准范围可达100 cm -1拉曼位移波数。此外,还有多种选项可供选择,例如将低波数观察带扩展到 50 cm -1的高性能边缘滤波器,以及可以测量高达几 cm -1 的光的 Eclipse 滤波器,以及滤波器根据测量对象和分析目的安装。
CCD探测器一次可测量的波数范围是有限的,需要光栅这一分光元件的旋转操作才能获得宽波数范围的光谱。传统的方法是通过步进旋转依次获取每个波段的谱图,将得到的多幅谱图排列组合成一个波形,因此数据的接缝处成为不连续点,出现伪峰。可能会发生并干扰数据分析。通过独创的同步扫描功能(一种利用旋转编码器对光栅的精密旋转控制和CCD探测器的信号采集进行同步的方法)实现了对被测波数的连续扫描,具有较高的光谱不连续性。可以获得高质量的数据。
传统方法的同步扫描和宽带频谱的比较 * 在传统方法中,在标有▲ ▼ 的部分出现伪峰。
在Via Reflex的全自动PC控制模型中,显微镜观察和拉曼测量之间的光路切换,观察白光的调光和孔径/视场孔径的调整,增加/减少激光照射功率,以及激光光路切换在配备多台激光器的机器中,瑞利散射光去除滤波器的选择也由 PC 控制。光谱仪即时优化,只需在软件上设置测量条件即可执行测量。此外,它还具有使用设备内置的Ne灯和标准样品(单晶Si)的自动校准功能,以及用于调整反射镜光轴和狭缝位置的自动对准功能,从而可以进行繁琐的手动调整可以在始终保持高性能的同时进行测量。
配备电动显微镜载物台的 Via Reflex 标配带 PC 闭环控制编码器的 3 轴自动载物台,结合显微镜,通过鼠标操作将载物台准确设置到指定位置由 PC 捕获的图像。移动 由于它不是使用压电元件的驱动系统,因此载物台可移动范围长达几十毫米或更多也是一大特点。此外,充分利用雷尼绍专长的定位技术的载物台控制能够以 0.1 µm 的最小移动步长沿 XY 方向移动,从而实现高精度的自动映射分析。此外,测量系统中使用的共焦光学系统和Z轴方向的载物台控制提供了详细的深度方向分析功能。
提供高速拉曼映射测量方法作为强大的可选功能。这是一个划时代的超高速表面,可以进行数千到数万个点的多点测绘测量,而传统的点测绘方法需要半天到一天或更长时间,只需几分钟借助分析功能,可以在短时间内轻松进行基于拉曼光谱直接获得的化学键信息,将特定物质或原子团的分布可视化的化学成像分析。在这种方法中,激发激光在一条线上聚焦在样品上,同时观察几十个点的拉曼光谱。此外,通过平行于线(Y轴方向)连续移动样品台,可以在用激发光扫描样品的同时积分每个点的光谱。然后沿 X 轴方向顺序移动载物台,以高速测量指定平面内的整个拉曼光谱。
测绘测量法示意图(左:点测绘法 右:高速测绘法)
作为最新的选项,在XYZ的所有方向上连续自动控制的3D映射分析功能也被添加到产品阵容中,该功能结合了表面分析和深度方向分析。通过使用最先进的分析技术,可以构建具有透明样本的非破坏性 3D 图像。
【3D拉曼成像(Volume Mapping)解析树脂中白色颜料的例子】
左:XYZ轴切片操作图像(蓝绿至淡蓝:ABS树脂,红至黄至白:氧化钛)
右:自由旋转操作图像(仅提取 ABS 树脂中氧化钛的图像)
激发激光:532nm
物镜:20x
分析区域:34 (X) x 30 (Y) x 60 (Z) µm
移动步长:2 µm ( XYZ)
测量光谱总数:8928
矿物样品光学显微镜图像(相邻视场3×3自动镶嵌合成图像)
【矿物样品的广域拉曼成像分析示例】(浅蓝色:坎兰石,绿色:顽辉石,红色:Zakuro 石)
激发激光:532nm
物镜:×20
分析面积:643.2(X)×544 (Y) µm
移动步长:3.2 µm (XY)
测量光谱总数:34542
【共挤复合膜深度方向的分析示例】
激发激光:532 nm
物镜:×50
共聚焦模式:高
平台 Z 轴移动步长:0.1 μm
测量光谱总数:651
深度剖面分析结果(蓝色:聚乙烯,红色:尼龙信号变化) * 纵轴标准化用于图形比较。
模型 | 反射街 | 通过反射 | 通孔 |
光谱仪 | 单色器,焦距250mm,亮度f/4 | ||
可配 激光波长 | 常规:从532、633、785nm中选择(可安装多个) 选项:229、244、266、325、364、442、488、514、830、1064nm *通常最多可安装3个(4个或更多作为一个选项)可以安装) | ||
照射激光 功率调整 | 16段切换(PC控制) | ||
最大波数分辨率 | 标准:1Cm - 1,选项:0.3Cm -1 | ||
计量拉曼位移 波数范围 (使用标准边缘滤波器时) | 100-4000 cm -1(532 nm 激发,633 nm 激发),100-3200 cm -1(785 nm 激发) | ||
检测器 (通道数) | 电子冷却 高灵敏度大尺寸 CCD 图像传感器 (1024 x 256) | 电子冷却 高灵敏度 CCD 图像传感器 (576 x 386) | |
显微镜物镜 | ×5、×20、×50、×50(长工作距离型)、×100 | × 5, × 20, × 50 | |
显微镜载物台 | XYZ 3轴电动载物台 (PC控制/轨迹球操作可并用,可手动操作) | 手动阶段 | |
样本观察 | 使用目镜进行目视观察(配备在观察过程中关闭激光的安全机制) 内置摄像头 + PC 捕捉监视器按功能显示 自动对焦 PC 捕获-通过鼠标单击图像将目标居中 相邻视场图像拼接合成(蒙太奇)的宽视场图像自动采集 | 使用目镜进行目视观察(配备在观察过程中关闭激光的安全机制) 内置摄像头+PC捕捉-按功能显示 | |
测绘分析 深度方向分析 | 点映射(线分析、面分析) XY 映射测量范围:约 112 x 76 毫米(最大) 深度剖析(深度分析) 图像构建目标信息:峰强度/位置/半峰全宽/强度比、任意波数处的信号强度、多元分析得到的分量信号等。 3D映射测量:可选支持 | --- | |
高速 拉曼成像 测量功能 | 标准设备 | 选项 | --- |
1、线聚焦高速拉曼成像测量功能
2、高空间分辨率高速拉曼成像测量功能
3、3D映射(Volume Mapping)测量功能和专用数据分析软件
4、频谱搜索软件
5、各种拉曼数据库搜索(雷尼绍正版库、JEOL原库、第三方库)
6、用于低波数测量的高性能滤波器
7、第二个检测器(用于近红外区域测光等的 InGaAs 检测器)
8、浸入式物镜
9、样品加热/冷却池
10、用于远程分析的光纤探头
11、适用于大样品的自由空间显微镜
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