微區原位光學多表徵系統

微區原位光學多表徵系統

Model:MonoVista  CRS3+

NEW! 集成拉曼,螢光壽命,布里淵散射測試功能的光譜成像系統!

新一代Monovista CRS3+系統是創新的”光學綜合測試工作站”,拓展性極強的科研工具。

Scientific Raman Spectrum & Mapping;
TCSPC Lifetime Mapping
Brillouin Scattering Spectrum
S&I公司擅長於提供各種定製化的解決方案

MonoVista CRS3+ 特點:

  • 深紫外到近紅外波長範圍
  • 內置多達5路固定波長雷射器
  • 可選配外接大型雷射器埠
  • 紫外和可見光/近紅外雙光束路徑
  • 自動控制激光選擇
  • 自動對準,聚焦和校準功能
  • 自動波長與強度校正的功能
  • 超高拉曼光譜解析度,(0.9cm-1)
  • 利用低波數拉曼可測試到 +/- 10 cm-1
  • 高波數範圍可達9000cm-1(@ 532nm)
  • 步進電機和壓電驅動XYZ位移台
  • 快速拉曼mapping
  • 集成控制加熱/冷卻台,液氦溫度低溫恒溫器
  • 可結合拉曼成像和原子力顯微鏡成像
  • 自動控制的偏振光譜功能
  • 拓展與原子力顯微鏡(AFM)連用;
  • 集成布里淵散射光譜儀;
  • 集成TCSPC螢光壽命成像,4ps時間解析度
  • 正置/倒置/雙顯微鏡
  • 熱電製冷和液氮製冷探測器
  • 成像光譜儀雙入口、雙出的靈活配置
  • 兼容皮秒白光雷射器

根據使用者的應用需求拓展不同的配置,在保證系統自動控制與高可靠性情況下,

提供多種材料光學表徵方法:

  • 顯微拉曼螢光光譜 +螢光壽命TCSPC成像 + 布里淵散射測試
  • 變溫紅外光譜 / 時間分辨光譜 / 暗場光譜/微區吸收光譜
  • 特別適用高壓科學研究中,大樣品系統,低溫,強磁,高溫等測試環境

I.科研級拉曼光譜與成像

  • S&I的Monovista CRS+拉曼顯微鏡系統基於OLMPUS正置和倒置共焦拉曼顯微鏡,
  • 提供了微米尺度的空間解析度,採用ESAY Confocal技術,獲得最大的信號通光量
  • 軟體驅動的XYZ位移台支持自動3D 拉曼mapping.空間分辯率:XY方向1um,Z方向2um.
  • 德國原廠自動系統提供新的無與倫比的可靠性,靈活性和易操作性。
  • 超高系統靈敏度,在公認測試條件下,單晶矽的三階拉曼光譜的信噪比可達30:1

2D拉曼mapping功能@硅基片 应力分析

 Fast Raman Mapping

DAC Sample Raman on WSe2 @ 532nm激光 @2400 g/mm光栅@中心波数206 cm-1 @ 60s曝光时间

CCL4的超高拉曼分辨率 0.7cm-1

低波数性能:+/-10cm-1

Stokes/Anti-Stokes spectrum from

提供488,532,633,785nm等鐳射波長低波數拉曼光譜測試能力(>=+/-10cm-1)Monovista CRS3+系統具有最高光譜解析度達0.7cm-1;

II . 螢光壽命測試(TCSPC成像)

  • 正置/倒置時間分辨共焦螢光顯微鏡
  • 帶鐳射耦合模組的全套顯微鏡
  • 鐳射波長從375奈米到810奈米
  • TCSPC計數模組:時間解析度4ps,
  • 測試壽命時間0~ 33us
  • 時間通道數:65536 ,最小時間分辨精度:4ps
  • 各通道的採集延時可調節範圍 :±100 ns
  • 壽命時間抖動誤差:<12ps
  • 最大計數率:10MHz; 最大同步率:84 MHz
  • 多種探測器選項,探測器通道:2個
  • 二維壽命成像,XY掃描壓電位移台
  • 大範圍掃描台,範圍可達幾釐米,
  • XY掃描精度優於500nm
  • 固有延遲時間:< 95 ns
  • 儀器回應函數(IRF)<200ps

 

FLIM测试准确度(样品Erythrosin B 参考值:89+/-3ps,实测值:89+/-4ps)

 

樣品正常位置(壽命成像案例)

樣品缺陷位置(螢光壽命成像)

主要應用:

高壓下材料螢光壽命測試,半導體晶圓測試與分析研究

細胞生物學與螢光壽命成像(FLIM),螢光相關光譜法(FRED)

III.布里淵超高解析度光譜 (Brillouin Spectrometer)

布里淵光譜作為材料的聲學、熱力學和粘彈性特性表徵的一種非接觸性測試手段,廣泛地應用於遙感、材料科學以及生物醫學領域。 布里淵光譜檢測固體中的聲學模態和液體氣體中的熱密度波動的非彈性散射光,來源於入射光和材料中的聲頻聲子的非彈性相互作用。 這種非彈性散射光的光譜頻移一般都在亞GHz範圍內。 因此,布里淵光譜是一種非常弱的信號,彈性散射光(瑞利散射或者米氏散射),雜散光或者樣品的反射光都能輕易掩蓋布里淵光譜信號,需要光譜儀具有非常高的光譜解析度外,還需要較高光譜對比和高的消光比。

    VIPA原理光譜儀結構示意圖

 

指標 參數 Reference
波長範圍 530.5-533.5nm 783.5~787.5nm

Optional

光谱分辨率 <1 pm <0.6 pm upon request
光谱精度 <10 MHz sample time dependent
泵浦激光

抑制比

> 30 dB Pump wavelength filter suppression
泵浦抑制

波长范围

+/- 1nm Pump suppression filter tunability
泵浦光

抑制带宽

0.5pm Pump suppression filter width
采集速度 up to 40 Hz Brillouin Mapping

布里渊光谱仪性能参数

DAC压机中水的布里渊散射(Brillouin Spectroscopy in a Diamond Anvil Cell)

DAC中水的布里渊频谱

甲醇样品布里渊频谱

10ms采集时间,SNR大于30

快速布里渊散射Mapping成像 (超快采样频率最高可达40Hz)

超高泵浦光信号抑制比(>=90dB)

IV.定製系統與擴展功能

  • 顯微鏡:正置/倒置/雙顯微鏡
  • 開放式自由空間,適用於大樣品測試
  • 長工作距離物鏡,適用於高壓科學研究
  • 寬範圍的紫外、可見光和近紅外物鏡

如:20X NA 0.25,LWD 31.00 mm

 

电动XYZ位移台,分辨率<50nm

纳米压电位移台

行程100umx100um

分辨率0.2 nm,匹配电动显微位移台

集成Linkam冷热显微样品台

标准温度范围:-196℃至600℃

加热样品台最高可达1500°C

液氦温度低温恒温器,5K~300K

与原子显微镜(AFM)连用

像差修正光谱仪配置

普林斯顿仪器HRS光谱仪提供优异的成像质量,双入口、双出口,灵活的配置

TE制冷或制冷探测器

超低噪音,可实现长达1h曝光时间。

InGaAs阵列探测器

宏光路样品箱,

Multi-Pass拉曼信号增强技术,适用于比色皿,粉末,固体,薄膜等样品

可根據使用者已有光譜儀,探測器,雷射器,顯微鏡等,提供系統集成的解決方案,實現高性能的自動控制光譜測試功能。 節約用戶的預算經費V.根據使用者已有部件升級成Monovista集成化自動控制系統

开放式系统升级结构图

 

  • 跨平臺控制軟體系統
  • 激光器自動選擇,光路的自動對準
  • 波長和強度自動校準功能
  • 加熱、冷卻階段和低溫狀態的溫度控制
  • 自動Z軸聚焦拉曼成像
  • 快速拉曼/螢光/壽命 Mapping
  • 各種後處理程式
  • 螢光和背景抑制
  • 光譜庫匹配數據(物質成份分析)
  • 與原子力顯微鏡(AFM)連用並控制
  • 各種數據格式匯出
  • 拓展延伸光路,與外置低溫台,SEM,連用

控制不同测试方式自动切换,实现原位测试

光谱曲线拟合与解析

硬件与激光选择软件自动切换

 

 

荧光扣减与背景抑制功能

3D Raman Images from different Components on one Sample

強度積分Mapping成像,按峰值位置 與峰位漂移成像可以做X,Y, Z, XY, XZ, YZ, XYZ mapping,以及Z Auto focus Mapping.

VI.  MonoVista CRS+ 定制系统应用案例

Monovista CRS+ 显微拉曼 结合宏光路拉曼,原子力AFM案例

Monovista CRS+ 系统与低温,强磁测试条件结合案例(Mapping)

 

 

 

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