Centaur I HR - комплекс, сочетающий сканирующий зондовый микроскоп, конфокальный микроскоп/спектрометр с двойной дисперсией

Файлы

Centaur - рекламный проспект (RU)

Centaur I HR - комплекс, сочетающий сканирующий зондовый микроскоп, конфокальный микроскоп/спектрометр с двойной дисперсией для получения спектров рамановского рассеяния и флюоресценции и спектральных изображений, конфокальный лазерный микроскоп и оптический инвертированный микроскоп

Комплекс Centaur I HR разработан для проведения комплексных исследований свойств поверхности методами оптической микроскопии, спектроскопии и сканирующей зондовой микроскопии. Он позволяет получать полные спектры рамановского рассеяния и/или флюоресценции, конфокальные лазерные и конфокальные спектральные изображения (картирование поверхности), СЗМ изображения. Конструкция комплекса Centaur I HR позволяет работать как с отдельными методиками (например, с атомно-силовой-микроскопией), так и проводить совмещение методик (АСМ-Раман, конфокальная лазерная и АСМ).

Centaur I HR - АСМ/Раман конфокальный лазерный микроскоп спектрометр

Centaur I HR совмещает в себе:

сканирующий зондовый микроскоп (атомно-силовой микроскоп в базовой комплектации) для визуализации топографии поверхности и других её локальных характеристик;
традиционный инвертированный оптический микроскоп исследовательского класса для визуализации поверхности объекта исследований и совмещения методик исследования;
конфокальный лазерный микроскоп (конфокальная сканирующая лазерная микроскопия в отраженном свете, в качестве детектора используется ФЭУ);
конфокальный микроскоп комбинационного (рамановского) рассеяния с высоким спектральным разрешением (конфокальная спектральная микроскопия) за счет использования монохроматора с двойной дисперсией;
конфокальный флюоресцентный микроскоп с высоким спектральным разрешением (конфокальная спектральная микроскопия) за счет использования монохроматора с двойной дисперсией;
спектрометр комбинационного (рамановского) рассеяния (спектроскопия в точке) c высоким спектральным разрешением за счет использования монохроматора с двойной дисперсией;
спектрометр флюоресценции (спектроскопия в точке) c высоким спектральным разрешением за счет использования монохроматора с двойной дисперсией;

Принципы, заложенные в конструкцию этого комлекса, позволяют проводить как независимые исследования топографии и спектральных характеристик поверхности с высоким разрешением, так и получать одновременно спектрально-топографические характеристики исследуемых объектов (Раман/СЗМ и Флюоресценция/СЗМ). Благодаря этому возможно сделать однозначное сопоставление топографии поверхности с её структурой и составом. Кроме того, Centaur I HR позволяет получать отдельный спектр в каждой исследуемой точке (FSI - Full Spectral Imaging, Chemical imaging), а не только интенсивность по строго выбранному спектральному признаку как у приборов предыдущих поколений.

Сочетание спектроскопии комбинационного (рамановского) рассеяния и сканирующей зондовой микроскопии (атомно-силовой микроскопии) в комплексе Centaur I HR предназначено для проведения исследований исследования в области физики, химии, биологии, междисциплинарных наук, таких как материаловедение, фармацевтика, биотехнологии и нанотехнологии. Это изучение состава, структуры и взаимодействия органических и неорганических веществ, особенностей структуры биологических клеток и микроэлектромеханических систем (MEMS) и многое другое.

Главной отличительной особенностью Centaur I HR является возможность измерения рамановских спектров в близи линии возбуждения до 20 см^-1, и высоким спектральным разрешением 0.01 нм. Все имеющиеся на рынке аналоги имеют возможность измерения спектров 100-200 см^-1 в силу класcической конструктивной особености, связанной с применением краевых режекторных фильтров, что и ограничивает их возможнсти. Монохроматор в Centaur I HR имеет уникальную оптическую схему, устраняющую этот недостаток без использования краевых фильтров.

Использование данного монохороматора позволяет регистрировать как стоксовы, так и антистоксовы линии.

Спектры комбинационного рассеяния кристалла парателлурита TeO₂. Возникновения пика на 67 см^-1 (верхний спектр) зависит от ориентации кристалла. Возбуждение: одномодовым лазером 532 нм, 10 мВт.

Centaur I HR - принципиальная схема

A	Оптический микроскоп	K	Конденсор	1	Входящее излучение	11	Призма
B	Оптико-механический модуль	L	Осветитель	2	Входящее очищенное излучение	12	Нейтральный фильтр переменной плотности
C	Монохроматор	M	ФЭУ для конфокальной лазерной микроскопии	3	Вторичное излучение (раман/флюоресценция)	13	Двухкоординатня щель (диафрагма)
D	Лазер	N	Уширитель пучка	4	Вход/выход излучения перпендикулярно устройству на схеме	14	Турель с дифракционными решетками
E	Сканирующее основание	O	Предмонохроматор	5	Расщепитель пучка
F	Сканирующая головка	P	Коллиматор	6	Зеркало
G	Перископ	Q	Референсный ФЭУ	7	Краевой режекторный фильтр
H	Однокоординатная подвижка для объектива	R	Одноканальный детектор	8	Сферическое зеркало
I	Образец	S	ПЗС-матрица для конфокальной спектральной микроскопии/спектроскопии	9	Линза
J	Видеокамера			10	Поляризатор/анализатор

Реализованные на Centaur I HR приложения:

сканирующая зондовая микроскопия (атомно-силовая микроскопия, магнитно-силовая микроскопия, сканирование зондом Кельвина и другие методики сканирующей зондовой микроскопии) для получения изображения поверхности с высоким разрешением и распределения характеристик поверхности (в зависимости от используемой методики). Использование двух сканеров позволяет провоидить сканирование и позиционирование как образцом, так и основанием;
сканирующая конфокальная микроскопия комбинационного рассеяния (рамановская спектроскопия) с высоким спектральным разрешением для визуализации распределения веществ или объектов на поверхности или в объеме образца;
спектроскопия комбинационного (рамановского) рассеяния с высоким спектральным разрешением для определения состава объекта исследования в точке. Включая функцию панорамного спектра;
сканирующая конфокальная микроскопия флюоресценции с высоким спектральным разрешением для визуализации распределения веществ или объектов на поверхности или в объёме образца;
флюоресцентная спектроскопия с высоким спектральным разрешением для определения состава объекта исследования. Включая функцию панорамного спектра;
конфокальная лазерная микроскопия для получения оптических изображений высокой контрастности для визуализации поверхности или слоёв в объёме образца. Включая получение послойных объёмных оптических изображений;
ближнепольная сканирующая микроскопия и спектроскопия для получения оптических и спектральных характеристик объектов с высоким разрешением;
усиленная рамановская спектроскопия (TERS - Tip-Enhanced Raman Scattering);
усиленная флуоресцентная спектроскопия (TEFS - Tip-Enhanced Fluorescent Spectroscopy);
традиционные методики оптической микроскопии. Включая получение послойных объёмных оптических изображений.

Области применения Centaur I HR:

химия. Комбинация методов сканирующей зондовой микроскопии, оптической микроскопии, спектроскопии комбинационного (рамановского) рассеяния или флюоресцентной спектроскопии позволяет проводить анализ состава и структуры органических и неорганических веществ, традиционных и композитных материалов, получать распределение в поверхности и/или объёме различных соединений и сопоставлять особенности морфологии образцов со спектральными данными;
физика. Исследование физических характеристик поверхности и приповерхностных слоёв веществ и материалов;
биология. Изучение тканей, клеток и их структур, биологических молекул и их взаимодействий. Исследования в области взаимодействия имплантатов с биологическими объектами;
междисциплинарные исследования. Исследования в области нанотехнологий, фармацевтики, материаловедения, минералогии, геологии, геммологии, криминалистики, анализа предметов искусства и многих других.

Преимущества Centaur I HR:

совместная работа сканирующего основания Ratis (сканирующий пьезостолик) и сканирующей головки СЗМ Certus для проведения сканирования и позиционирования как зондом, так и образцом;
две независимые конфокальные схемы для получения лазерных конфокальных изображений и конфокальных (рамановских и флюоресцентных) конфокальных изображений;
использование ёмкостных датчиков для точного позиционирования и обеспечения высокой точности удержания и перемещения зонда или образца при сканировании. Высокая точность при операциях подвода/отвода и сканировании участков с различным разрешением и/или размерами;
функция автоматической фокусировки (автофокус) на поверхности или в объёме по оптическим изображениям и по интенсивности сигнала отраженного лазерного излучения благодаря использованию однокоординатной пьезоподвижки Vectus;
получение послойных 3D оптических и конфокальных оптических и спектральных изображений;
одновременное получение информации о топографии поверхности, спектральных и оптических характеристиках при использовании методик сканирования по разным каналам и при совмещении полей сканирования (СЗМ/Раман/конфокальная микроскопия);
получение спектра флюоресценции и/или комбинационного (рамановского) рассеяния с высоким спектральным разрешением в каждой точке поверхности сканирования;
использование методик традиционной оптической микроскопии для визуализации поверхности исследуемых образцов;
низкий уровень шумов за счет горизонтального расположения оптико-механического модуля;
конструкция СЗМ головки Certus и сканирующего пьезостолика Ratis разработана для работы с оптическим оборудованием, что позволяет проводить полную интеграцию с прямыми и/или инвертированными оптическими микроскопами для работы с прозрачными и непрозрачными образцами, устанавливать дополнительные объективы, детекторы и источники излучения;
получение панорамных спектров с использованием полного диапазона дифракционных решеток для получения полных спектров рамановского рассеяния и флюоресценции;
единый контроллер и программное обеспечение для полноценной совместной работы оборудования входящего в состав Centaur I HR.

В состав Centaur I HR входят:

сканирующая СЗМ головка Certus для осуществления методик сканирования зондом и позиционирования зонда;
сканирующее основание Ratis для работы с методиками сканирования образцом и позиционирования образца относительно зонда или лазерного пятна;
два независимых конфокальных модуля для лазерной конфокальной микроскопии (в качестве детектора используется ФЭУ) и спектральной конфокальной микроскопии/спектроскопии (в качестве детектора используется ПЗС матрица для научных исследований);
монохроматор с двойной дисперсией для получения спектров с высоким спектральным разрешеним;
источник лазерного излучения (твердотельный лазер с диодной накачкой - DPSS, для рамановской спектроскопии);
инвертированный оптический микроскоп исследовательского класса с набором объективов;
однокоординатная пьезоподвижка Vectus для автоматической или полуавтоматической фокусировки, оптического сканирования по оси Z;
механическая подвижка для объектива для грубой полуавтоматической фокусировки (управлеяемой с компьютера);
контроллер управления основными частями Centaur I HR EG-3000;
рабочая станция (персональный компьютер);
единое программное обеспечение NSpec.

Centaur HR - СЗМ совмещенный со спектрометром высокого разрешения, оптическим и конфокальным микроскопами

A - сканирующее основание Ratis	F - контроллер EG-3000
B - сканирующая головка Certus	G - оптико-механический модуль
C - Z-подвижка для объектива Vectus	H - спектрометр (монохроматор и детекторы излучения - ПЗС, ЛФД и др.)
D - видеокамера	I - перископическая система сопряжения с микроскопом
E - оптический микроскоп (Olympus IX 71)	J - оптический стол