全新一代的全自動(dòng)化拉曼光譜分析系統(tǒng)是一臺(tái)具有高性能, 高可靠性,高智能化的通用型分析儀器,為您的研究保駕護(hù)航。光路自動(dòng)校正不僅使設(shè)備更加智能,操作更加簡(jiǎn)單,也讓設(shè)備穩(wěn)定性大幅提升,開機(jī)即用, 無(wú)需專人維護(hù)。mapping、拉曼mapping、熒光壽命成像、高光譜數(shù)據(jù)處理, 簡(jiǎn)單易用,讓您的數(shù)據(jù)分析更加方便快捷。
一、全自動(dòng)化拉曼光譜分析系統(tǒng)產(chǎn)品圖片: 二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三、全自動(dòng)化拉曼光譜分析系統(tǒng)特點(diǎn):
1、高共焦性能
當(dāng)一個(gè)點(diǎn)光源(通常是激光)通過(guò)物鏡聚焦在樣品上,這一點(diǎn)所成的像通過(guò)探測(cè)針孔被探測(cè)器所檢測(cè),此時(shí)照明針孔和探測(cè)針孔相對(duì)于物鏡焦平面是共軛的,即為共聚焦。在共聚焦顯微系統(tǒng)中,只有被照明樣品的散射光信號(hào)才會(huì)被接受,這就保證了橫向空間分辨率;而位于光源照明區(qū)域內(nèi),但不在焦平面上的樣品信號(hào)會(huì)由于離焦而被探測(cè)針孔(空間濾波器)強(qiáng)烈地衰減,這也就保證了縱向空間分辨率。因此,當(dāng)我們將樣品沿著激光入射的方向上下移動(dòng)時(shí),可以將激光聚焦于樣品的不同層,以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的剖層分析。共聚焦的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于透明,半透明樣品,或者有較強(qiáng)熒光和黑體輻射背景的樣品來(lái)說(shuō),有較好的背景抑制的功能。
如上圖所示,在寬場(chǎng)成像(A)中,離焦光線會(huì)顯著地降低圖像的分辨率和對(duì)比度;但是在共聚焦成像系統(tǒng)(B)中,利用針孔去除非聚焦光線,可以形成對(duì)比度和分辨率更高的圖像。
2、高系統(tǒng)穩(wěn)定性
在一個(gè)有眾多光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)里面,光學(xué)元件調(diào)節(jié)架的溫漂,光路切換的重復(fù)性等問(wèn)題,直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性,反映到顯微共聚焦拉曼光譜系統(tǒng)上直觀的現(xiàn)象就是激光光斑的漂移。而激光光斑的漂移會(huì)帶來(lái)諸多問(wèn)題,比較直接的影響就是共聚焦性能的降低以及系統(tǒng)靈敏度的下降,其次光斑漂移會(huì)對(duì)偏振等對(duì)光路準(zhǔn)直性要求很高的實(shí)驗(yàn)帶來(lái)影響,因此保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)一切光學(xué)系統(tǒng)的首要問(wèn)題。
(1)溫度濕度對(duì)穩(wěn)定性的影響
在光學(xué)系統(tǒng)中,光路越長(zhǎng),反射鏡越多,那么光學(xué)調(diào)整架由于溫度濕度影響而產(chǎn)生的漂移量就越大,激光光斑的漂移就會(huì)越嚴(yán)重。從共聚焦原理可以看到,共聚焦就是要把激光光斑成像到針孔上,激光光斑漂移就意味著針孔上的光斑像漂移,因此通光量就會(huì)顯著下降。為了避免信號(hào)強(qiáng)度受到影響,因此只能把針孔變大,進(jìn)而影響共聚焦性能。為了解決這個(gè)問(wèn)題,F(xiàn)inder930采用了激光器內(nèi)置的設(shè)計(jì),較大程度減小光路長(zhǎng)度,同時(shí)采用受溫度濕度影響形變*小的航空鋁材設(shè)計(jì)制作光學(xué)元件調(diào)整架。
時(shí)間穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)測(cè)試曲線:
(2)光路切換對(duì)穩(wěn)定性的影響
當(dāng)共聚焦拉曼系統(tǒng)為了滿足不同的實(shí)驗(yàn)需求配置多路激光器時(shí),就需要進(jìn)行激光器和濾光片的切換,因切換過(guò)程對(duì)定位精度和重復(fù)定位精度都有很高的要求,因此一般采用電動(dòng)切換。Finder930在設(shè)計(jì)初期,便巧妙地將多個(gè)波長(zhǎng)的激光器通過(guò)二向色鏡進(jìn)行合束并固化,在更換激光器波長(zhǎng)時(shí),軟件會(huì)自動(dòng)控制激光器的開關(guān),并自動(dòng)切換到響應(yīng)的濾光片。以上的設(shè)計(jì),保證了系統(tǒng)可以長(zhǎng)期(數(shù)月)穩(wěn)定工作,而不需要經(jīng)常調(diào)整光路。
溫度穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)測(cè)試曲線:
注:該曲線為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù),環(huán)境溫度22±2℃
3、高光譜成像能力
從前面的原理介紹得知,拉曼光譜是用來(lái)表征物質(zhì)化學(xué)成分以及研究分子性質(zhì)如應(yīng)力,極性,及晶體質(zhì)量等屬性的一種工具。而拉曼mapping或者叫拉曼成像就是將研究的對(duì)象可視化的一種手段。用戶可以直接從Mapping圖像上得到如化學(xué)成分的空間分布,非常直觀。
既然是Mapping是顯微圖像的一種,那么Mapping就必須有顯微圖像應(yīng)該具備的特點(diǎn),即就是空間分辨率和成像速度。
(1)空間分辨率
空間分辨率分為橫向(XY平面)和縱向(Z)兩個(gè)指標(biāo),橫向分辨率主要受物鏡NA,激光器波長(zhǎng),共焦針孔的尺寸以及激光器光斑質(zhì)量的影響,而縱向分辨率也就是我們講的共聚焦性能,除了上面幾個(gè)因素外,還跟系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)有極大的關(guān)系。經(jīng)過(guò)優(yōu)化過(guò)后的Finder930,可以在100X,0.9NA物鏡,532nm激光測(cè)試條件下,達(dá)到橫向空間分辨率0.5m,縱向空間分辨率1.79m。而我們的所有Mapping均可以在共聚焦情況下完成,因此保證了mapping結(jié)果的空間分辨率。
(2)成像速度
Mapping成像速度是另外一個(gè)重要的參數(shù),主要取決于系統(tǒng)的靈敏度,電動(dòng)臺(tái)的精度以及軟件的處理能力。靈敏度要夠高,單光譜的采集時(shí)間才可以更短,才能從本質(zhì)上提升Mapping速度,而電動(dòng)臺(tái)的高精度主要是防止圖像畸變,軟件的Mapping邏輯是為了提升Mapping速度,做到邊走邊采的同步功能,軟件的實(shí)時(shí)處理能力比如噪聲抑制,背景扣除等功能,可以從弱信號(hào)復(fù)雜信號(hào)當(dāng)中把拉曼光譜提取出來(lái)實(shí)時(shí)顯示。
(2.1)系統(tǒng)靈敏度:鍍銀反射鏡,可升級(jí)寬譜介質(zhì)膜;光譜儀可做鍍銀升級(jí);F/4.2通光口徑;CCD采用深制冷,背照式深耗盡芯片,峰值量子效率>90%;1.48MHz讀出速度,可實(shí)現(xiàn)一秒鐘100張以上光譜采集速度。
(2.2)Mapping采集圖像時(shí),電動(dòng)位移臺(tái)先從原點(diǎn)移動(dòng)至采集目標(biāo)區(qū)域零點(diǎn),然后依照程序設(shè)計(jì)進(jìn)行逐點(diǎn)逐行掃描,掃描結(jié)束后,電動(dòng)位移臺(tái)回到掃描區(qū)域的中心點(diǎn)。此時(shí)可以對(duì)采集到光譜進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到理想的拉曼Mapping圖像。
4、軟件數(shù)據(jù)分析(VisualSpectra)
具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析軟件,可以對(duì)Mapping數(shù)據(jù)進(jìn)行去基線、平滑等預(yù)處理,之后根據(jù)需求可以通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度的積分、平均值、最大值等模式進(jìn)行成像;此外,還可以對(duì)單峰及多峰進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。對(duì)于輸出的圖像,可以進(jìn)行色表匹配等美化處理。
光譜Mapping數(shù)據(jù)處理可以對(duì)單點(diǎn)(全圖)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括去除“宇宙射線”、光譜基底,平滑光譜曲線等。
各種樣品的mapping結(jié)果
四、配件:
1、物鏡
型號(hào)及描述
(1)SLMPLN20X:長(zhǎng)工作距離物鏡,NA值0.25,工作距離25mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離45mm;
(2)SLMPLN50X:長(zhǎng)工作距離物鏡,NA值0.35,工作距離18mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離45mm;
(3)SLMPLN100X:長(zhǎng)工作距離物鏡,NA值0.6,工作距離7.6mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離45mm;
(4)LMU-15X-NUV:紫外物鏡,波段325-500nm,NA0.3,工作距離8.6mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離39.1mm;
(5)LMU-40X-NUV:紫外物鏡,波段325-500nm,NA0.47,工作距離0.8mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離34.5mm;
(6)LMPLN10XIR:紅外物鏡,波段700-1300nm,NA值0.3,工作距離18mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離45mm;
(7)LCPLN50XIR:紅外物鏡,波段700-1300nm,NA值0.65,工作距離4.5mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離45mm;
(8)LCPLN100XIR:紅外物鏡,波段700-1300nm,NA值0.85,工作距離1.2mm,螺紋規(guī)格RMS,齊焦距離45mm。
2、電化學(xué)附件
能與各式拉曼和紅外光譜儀(反射式)配套進(jìn)行原位條件下的光譜測(cè)試,廣泛應(yīng)用于化學(xué)、材料及相關(guān)領(lǐng)域,特別適合于電化學(xué)基礎(chǔ)研究。本裝置屬研究型,可依據(jù)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展。
主要特點(diǎn):
(1)拉曼、紅外兼容
(2)可通氣體
(3)不同窗口可選
(4)小焦距1mm
3、載物臺(tái)
(1)75x50行程,控制手柄
(2)3m定位精度,*小步進(jìn)50nm
(3)2DRaman/PLMapping
(4)最大承重1kg
3、高壓腔
熱液金剛石壓腔是一種新型的金剛石壓腔裝置,能在顯微鏡下觀察高溫高壓或低溫高壓水體系的相變實(shí)驗(yàn)。它利用兩個(gè)金剛石砧使處于金剛石砧中部的錸樣品室墊圈壓縮密封產(chǎn)生高達(dá)3到5個(gè)GPa的高壓。由碳化鎢支座、鉬加熱爐絲、陶瓷粘合劑、熱電隅及搖臺(tái)組成的加熱組件提供高達(dá)1000℃的溫度。配合顯微鏡或激光拉曼可以觀察相變過(guò)程,測(cè)量反應(yīng)物的組成變化。可以用于甲烷水合物實(shí)驗(yàn)、H2O冰的高壓相實(shí)驗(yàn)、花崗巖熔融實(shí)驗(yàn)、巖石礦物組合熔融實(shí)驗(yàn)研究和可燃有機(jī)巖、石油及巖石熱解實(shí)驗(yàn)、礦物中包裹體研究。
(1)溫度范圍:室溫到1000℃
(2)溫度精度:+/-0.1℃
(3)加熱速率:0.1到150℃/min
(4)壓力范圍:大氣壓到3GPa(標(biāo)配)
(5)低溫范圍:到-100℃(特殊需求)
4、變溫臺(tái)
(1)溫度范圍:-190℃~600℃
(2)溫度分辨率:0.01℃
(3)溫度穩(wěn)定性:±0.05℃(>25℃)±0.1℃(<25℃)
(4)最大加熱速度:+150℃/min
(5)最大制冷速度:-50℃/min
(6)最小物鏡距離:5mm
5、原位光譜拉伸裝置
是一款可應(yīng)用于樣品拉伸條件下的紅外、紫外、熒光研究的測(cè)試裝置。原位紅外、紫外、熒光拉伸裝置根據(jù)材料所需要的拉伸作用而設(shè)計(jì),配合相應(yīng)光譜儀的結(jié)構(gòu)空間需求,能夠?qū)崿F(xiàn)樣品的拉伸測(cè)試要求;其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上則充分考慮了實(shí)驗(yàn)室條件下紅外、紫外、熒光測(cè)試需求,設(shè)置了相應(yīng)的窗口,保證光線的透射和90°方向熒光出射探測(cè)。
(1)位移拉伸量調(diào)節(jié)范圍:0.1-20mm
(2)拉力調(diào)節(jié)范圍:1-100N,精度約滿量程的±0.3%
(3)其他拉力范圍可選
五、Finder930系列全自動(dòng)化拉曼光譜系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格
激光波長(zhǎng)(nm) | 標(biāo)配532nm,選配638nm、785nm |
激光功率(mW) | >60(532nm),>25(638nm),>50(785nm) |
拉曼頻移范圍(cm-1) | 80-9000@532nm,80-6000@638nm,80-3200@785nm |
顯微鏡 | 正置顯微鏡 |
樣品臺(tái) | 標(biāo)配:手動(dòng),行程102*105mm |
選配:電動(dòng)位移臺(tái),行程75*50mm |
物鏡 | 10x,50x,100x,半復(fù)消色差 |
落射式照明 | LED光源 |
光譜儀 | 320 mm 焦長(zhǎng),Czerny-Turner 式 |
光譜CCD | ≥2000x256 像素,背照式深耗盡芯片,QE>90%,可見近紅外專用 |
光柵配置 | 1800g/500nm blazed |
600g/500nm blazed |
150g/500nm blazed |
光譜分辨率 | < 1.5cm-1 |
信噪比 | > 30:1 |
空間分辨率 | 縱向分辨率: |
<2μm@50μm 針孔,532nm 激光; |
≤1μm@10μm 針孔,532nm 激光 |
橫向分辨率: |
<500nm@532nm 激光 |