Рамановский микроскоп Confotec NR500

3D сканирующий лазерный Рамановский микроскоп Confotec NR500

  • Быстрый неразрушающий анализ физических и химических свойств
  • Одновременный / многофункциональный анализ
  • Пространственное разрешение: горизонтальное до 200 нм , осевое до 500 нм
  • Широкий спектральный диапазон
  • Одновременное использование до 5-ти лазеров

Производитель SOL instruments

Преимущества

Confotec NR500 – это высокопрецизионный, полностью автоматизированный 3D сканирующий лазерный конфокальный Рамановский микроскоп со спектрометром, предназначенный для быстрого неразрушающего анализа физических и химических свойств микрообъектов и наноструктур, получения информации о веществе методом оптической спектроскопии.
 

Одновременный / многофункциональный анализ:

  • Рамановские измерения
  • люминесцентные измерения
  • измерения лазерного отражения и пропускания
  • трехмерные (3D) высококонтрастные изображения
  • в отраженном свете
  • трехмерные (3D) Рамановские конфокальные измерения
  • информация о спектральных и поляризационных свойствах исследуемых образцов

Пространственное разрешение:

  • горизонтальное до 200 нм
  • осевое до 500 нм

Широкий спектральный диапазон:

  • 785 нм: спектральный диапазон 120 - 3700 см-1
  • 633 нм: спектральный диапазон 150 - 6700 см-1
  • 488 нм: спектральный диапазон 200 - 10000 см-1


Одновременное использование до 5-ти лазеров путем автоматического переключения необходимых компонентов
внутри системы


Система сканирования наряду со старт-стопным режимом сканирования позволяет осуществлять быстрое сканирование
(1000 х 1000 точек за 3 секунды) с регистрацией сигнала
с помощью ФЭУ. Площадь сканирования: 130 х 130 мкм

Специальный блочный монохроматор-спектрограф с уникальными характеристиками:

  • спектральное разрешение до 0.006 нм
  • астигматизм менее 5 мкм

Возможность использования инвертированных (inverted) и прямых (up-right) микроскопов

Наличие телескопа с переменным увеличением для согласования
с входными зрачками микро объективов от 3 до 12 мм

Возможность выполнения поляризационных измерений

Высокая чувствительность при низкой мощности
лазерного возбуждения (от мкВт до мВт)

Наличие модуля отражения для одновременного получения
3D изображения в отраженном свете

Опция для измерений на пропускание

Полностью автоматизированное управление
всеми устройствами системы

Блочная, жесткая, стержневая конструкция обеспечивает высокую временную и температурную стабильность

Отсутствие оптических волокон, ухудшающих многие оптические параметры (пропускание, волновой фронт, поляризацию)

Наличие кольцевого освещения для комбинации
с атомно-силовым микроскопом

Люминесцентные измерения

Падение сигнала от 90 % до 10 % при прохождении 200 нм,  λ=514 нм, иммерсионный объектив 100Х

Измерения лазерного отражения и пропускания

Разрешение по оси Z – 442 нм,
полученное при перемещении объектива
вдоль оси Z и измерении отражения
от пластины кремния.
Условия измерений: объектив – 100X сухой,
длины волна – 488 нм

Конфокальные рамановские измерения

Специальный блочный монохроматор-спектрограф
с уникальными характеристиками:
спектральное разрешение до 0.006 нм,
астигматизм менее 5 мкм
Абсолютная точность по длине волны:
не хуже 0.016 нм (для решетки 2400 штр/мм)
Спектральное изображение пинхола на ПЗС-камере Размер пикселя: 12 мкм Размер пинхола: 12 мкм Размер изображения: 1.5 пикселя

трехмерные (3D) Рамановские конфокальные измерения

Рамановский спектр кремниевой пластинки
Пик 4-го порядка кремния регистрируется отчетливо 1-й и 2-й порядки находятся
в глубоком насыщении Конфокальный режим.
Время накопления 60 секунд Лазер 488 нм,
мощность 5 мВт

Применение

  • Нанобиотехнологии

исследование тканей на клеточном уровне, исследование живой клетки, ДНК

  • Материаловедение

анализ физической структуры и химического состава полупроводников, тонких пленок и прочих материалов и структур

  • Наноматериалы

изучение физических свойств новых углеродных наноматериалов, таких как графен и нанотрубки,
определение напряжений и деформаций, оценка упорядоченности структуры.

  • Минералогия

идентификация минералов, определение фазового состава и распределения по образцу;
характеризация драгоценных камней и определение включений в них

  • Археология

неразрушающая идентификация материалов различных находок

  • Искусство

неразрушающая идентификация пигментов, грунтовок в картинах, иконах, фресках, керамике

  • Органическая химия

изучение механизмов химических реакций

  • Химия полимеров

контроль технологических процессов нанесения покрытий и исследования полимерных материалов, включая тонкие пленки

  • Биология

приложения многообразны, в частности исследование тканей, клеток, раковых образований, результатов применения лекарственных препаратов

  • Фармацевтика

определение распределения химических соединений в таблетках, идентификация сырья для производства лекарств

  • Косметология

изучение мазей, кремов, способности их проникновения в глубину кожи и других свойств

  • Криминалистика

идентификация различных волокон, стекол, красок, взрывчатых, наркотических и отравляющих веществ

Технические характеристики

Пространственное разрешение

Лазер Объектив:
увеличение и числовая апертура NA
Пространственное
разрешение по XY
Аксиальное
разрешение по Z
488 нм 100X, NA = 0.95 210 нм 455 нм
633 нм 100X, NA = 0.95 270 нм 590 нм
785 нм 100X, NA = 0.95 335 нм 735 нм

Спектральный диапазон регистрации Рамановских сигналов: 30 см-1 ~ 6000 см-1 
(зависит от длины волны лазера возбуждения)
Спектральное разрешение: 0.25 см-1 (решётка 75 штр/мм Эшелле)
Чувствительность: регистрирует 4-ый порядок в Рамановском спектре кремния
за 1 минуту накопления сигнала
Режимы сканирования:

- Fast mapping: сканирование лазерного луча по поверхности неподвижного образца с помощью XY гальваносканнера

- перемещение образца с помощью XY автоматизированного стола микроскопа относительно неподвижного лазерного луча

- комбинированный режим для получения панорамных изображений с высокой скоростью и высоким пространственным разрешением: XY сканнер (Fast mapping) + автоматизированный стол микроскопа

Максимальное поле сканирования в режиме "Fast mapping": XY 150 х 150 мкм (с объективом 100х)
Время регистрации одного кадра 150 х 150 мкм в режиме "Fast mapping": 3 сек. (количество точек: 1001 х 1001)
Компьютерный контроль: полная автоматизация

Оптический микроскоп

*Тип, модель: инвертированный Nikon Ti-S или прямой Nikon Ni-U
Стол: автоматизированный
- диапазон перемещения 114 х 75 мм
- точность (1 мм перемещения) 0.06 мкм
- XY воспроизводимость ± 1 мкм
- минимальный шаг 0.02 мкм
Микрообъективы: 100х NA-0.95
40х NA-0.75
20х NA-0.50 и другие
Z-сканер: пьезосканнер
- диапазон перемещения объектива 80 мкм
- минимальный шаг 50 нм
- воспроизводимость < 6 нм
Цифровая видеокамера высокого разрешения: цифровая цветная ПЗС-камера
- сенсор 1/2", 2048 x 1536 пикселей
- АЦП 10 бит, скорость 12 кадров/сек
Ввод лазерного излучения: трёхпозиционная автоматизированная турель

* Могут быть использованы другие типы инвертированных или прямых микроскопов

Оптико-механический модуль (ОММ)

Оптика, оптимизированная для спектрального диапазона: 325 - 1050 нм (UV-VIS-NIR)
400 - 1100 нм (VIS-NIR)
Ввод лазерного излучения: трёх- и пятилучевой входной порт
Ослабитель лазерного излучения: автоматизированный узел с нейтральным фильтром переменной плотности 0 - 3D
Поляризатор (канал возбуждения) и
анализатор (канал регистрации):
призма Глана-Тейлора (автоматизированный узел
Расширитель пучка лазера: автоматизированный вариотелескоп, коэффициент увеличения 1.0 – 4.0x
Позиционер фазовой (λ/2) пластинки: автоматизированный трёх- / пятипозиционный
Позиционер Рамановских фильтров: автоматизированный трёх- / пятипозиционный
Позиционер интерференционных фильтров: автоматизированный шестипозиционный
Позиционер предпинхольного объектива: автоматизированный трёхкоординатный (X, Y, Z)

Монохроматор-спектрограф с компенсацией астигматизма MS5004i

Оптическая схема: вертикальная
Фокусное расстояние: 520 мм
Увеличение: 1.0 вертикальное,
1.0 горизонтальное
Вертикальное пространственное разрешение: < 20 мкм
Размер плоского поля: 28 х 5 мм
Рассеянный свет: 1 х 10-5 (на расстоянии 20 нм от линии лазера 633 нм)
Узел дифракционных решёток: автоматизированная турель на 4 решётки
Спектральное разрешение:
(длина волны 500 нм, CCD pixel 12 x 12 мкм)
0.25 см-1 (решетка 75 штр/мм Эшелле)
0.9 см-1 (решетка 1800 штр/мм)
Спектральные щели:
- входная автоматизированный конфокальный пинхол, плавно регулируемый от 0 до 1.5 мм
- выходная автоматизированная,плавно регулируемая от 0 до 2 мм
Порты: 1 входной, 2 выходных
Переключение выходных портов: автоматизированное выходное зеркало

Спектральная камера для спектрографа

Тип: цифровая ПЗС камера
Фотоприемник: back-thinned ПЗС матрица
2048 х 122 пикселей
Размер фоточувствительного элемента: 12 x 12 мкм
Размер фоточувствительного поля: 24.576 x 1.464 мм (длина x высота)
Область спектральной чувствительности: от 200 до 1100 нм
Охлаждение с температурной стабилизацией: двухступенчатое элементом Пельтье до – 45 °С
Разрядность аналого-цифрового преобразователя (АЦП) камеры: 16 бит
Чувствительность: 1 фотон на 1 отсчет АЦП (на длине 650 нм)
Динамический диапазон: не менее 10 000

Модуль скоростного сканирования X, Y

Сканнеры: гальванометрические сканнеры зеркал (X, Y)
Режимы сканирования: растровый скоростной и старт-стопный
Точность позиционирования: < 30 нм
Сканируемая площадь: 150 мкм х 150 мкм (с объективом 100Х)
Скорость сканирования скоростного режима: 3 сек/кадр 1001 х 1001 точек

Модуль конфокального лазерного микроскопа

Позиционер предпинхольного объектива: автоматизированный трёхкоординатный (X, Y, Z)
Конфокальный пинхол: автоматизированный конфокальный пинхол, плавно регулируемый от 0 до 1.5 мм
Детектор: Hamamatsu Photosensor module H6780-01

Лазеры

Тип лазера: Одновременное использование до 5-ти лазеров
Длина волны, нм Мощность, мВт
Гелий-кадмиевый (Single Mode (TEM00) He-Cd): 325 15, 30, 40, 50
Твердотельный с диодной накачкой (DPSS): 473 25, 50
Твердотельный с диодной накачкой (DPSS): 532 25, 50
He - Ne лазер: 633 10
Твердотельный с диодной накачкой (DPSS): 785 80
Возможно применения лазеров других типов с длиной волны от 350 до 850 нм

Схема сканирующего лазерного Рамановского микроскопа