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拉曼光谱仪(Raman)

发布日期:2016-08-31 17:17:00

 1. 拉曼光谱仪主机

  1.1 拉曼光谱仪主机整体性好,机箱为框架式结构,激光光源,显微镜,光路光学元件,光谱仪及CCD探测器等主要部件都刚性地固定于一个整体性机箱内和机箱上,光学稳定性好。
  1.2 光谱仪
       1.2.1 反射式设计,无色差矫像差,焦长≥ 750mm。
       1.2.2 通光效率:大于30%
       1.2.3 光谱分辨率:可见全波段好于0.65cm-1;紫外波段(325nm)好于1.6 cm-1。
              检测条件:可见波段采用氖灯测量,10×物镜,1800g/mm光栅,光栅在+1级条件下工作,狭缝或者针孔宽度为30微米。实验时将氖灯置于显微镜下,测量谱线为 585nm ,全半高宽(FMHW)≤ 0.65 cm-1;
              紫外波段采用汞灯,15×紫外物镜,2400g/mm光栅,光栅在+1级条件下工作,狭缝或者针孔宽度为30微米,实验时将汞灯置于显微镜下,测量谱线365nm的全半高宽(FMHW)≤ 1.6cm-1。
      1.2.4 光栅:可见波段配置600g/mm和1800g/mm两块光栅,实现不同分辨率切换;紫外配置2400g/mm光栅,在330nm处优化。
      1.2.5 灵敏度:硅三阶峰的信噪比好于10:1,共焦和非共焦状态下均能观察到硅的四阶峰;
              检测条件:使用单晶硅片,波长532nm,曝光时间100s,累加次数3次,binning小于等于2,光栅刻线为600g/mm,显微镜头为×100倍。
      1.2.6 光谱重复性:≤±0.2 cm-1
              检测条件:使用单晶硅片,波长532nm激光激发,20次重复测量硅线(520cm-1)。
              采用100×物镜,扫描范围100-4000cm-1。
  1.3 共焦技术
      1.3.1 采用针孔共焦(真共焦方式),共焦深度连续可调;
      1.3.2 软件调节共焦孔径在10-1000mm范围内连续可调;
      1.3.3 与100×物镜联用,空间分辨率横向(光斑直径)好于1 mm,纵向好于2mm。
  1.4 显微镜
      1.4.1 开放式显微镜,同光谱仪耦合成一刚性整体。显微镜平台底座可拆卸,以适应较大的样品,可配接液氦制冷机冷台,液氮变温冷热台、高压反应样品池及其它附件。聚焦方式采用调节显微物镜,不调节样品台;
      1.4.2 物镜:10×(0.25,10.6mm),20X (0.4, 12.0mm),100×(0.9,0.21mm),15X紫外物镜(0.32, 8.5mm);
      1.4.3 反射照明、彩色摄像头;
      1.4.4 325nm激光斑可以通过摄像头显示在计算机屏上,并且同时看到白光像和激光斑;
  1.5 无色差设计,在整个光谱范围内,无色差。采用矫像散Czerny Turner反射式光路设计,切换波长时无需更换光谱仪内的光学元件;
2. 激光器及光学元件
  2.1 532nm 激光器及光学元件
      2.1.1 532nm激光器,功率50mW;
      2.1.2 532nm干涉滤光片,滤除激光等离子线。Edge瑞利滤光片,低波数到50 cm-1;
      2.1.3 532nm陷波滤光片(notch filter,OD=6), 在彩色摄像头前滤掉532nm的激光。
  2.2 325nm激光器及光学元件
      2.2.1  325nm He-Cd激光器,30mW,TEM00模式;
      2.2.2  325nm干涉滤光片,滤除激光等离子线。Edge瑞利滤光片,低波数到200 cm-1;
      2.2.3  325nm激发下,拉曼频移范围200-4000cm-1,显微PL测量到330nm-700nm。
  2.3 所有激光器全自动切换
3. XYZ自动平台
  3.1 XY自动平台, 扫描范围:X = 75 mm,Y = 50 mm;
  3.2 最小步长0.1um;
  3.3 带手动操作杆,控制器计算机接口卡,电子驱动和软件;
  3.4 可对样品测量部位自动定位并进行拉曼成像;
  3.5 用软件可连接摄像头采集的图像,扩展了显微镜的视场,适合于大范围成像;
  3.6 Z轴微动平台, 最大移动距离与物镜工作距离有关.最小步长0.1微米。
4. 摄像机滤光片系统用于观察相结构变化
    适用于532nm激发。
5. 光波导测试系统附件
    实现激发和收集激光光斑不同位置,且可以调整相应光斑距离。
6. 检偏和扰偏器
  6.1 紫外半玻片,放在入射激光光路,改变入射激光偏振方向;
  6.2 可见半玻片(400-700nm),放在入射激光光路,改变入射激光偏振方向;
  6.3 格兰偏振片(350 nm-2300 nm);放在拉曼收集光路;
  6.4 扰偏器(230nm-2500nm);放在拉曼收集光路。
7. 多功能原位扫描成像附件
  7.1 紫外-可见-红外面扫描附件,提供两种扫描模式;
  7.2 大光斑平均模式,激光能量均匀分布在大光斑区域,大小可调;
  7.3 点扫描模式(可在共焦模式下):采用XY两维扫描器点扫描,获得拉曼成像。最小步长50nm;
  7.4 适用于325nm,532nm;可扩展适用于更多激发波长(300-1000nm)。
8. 双激光系统
  8.1 1064nm激光器300mW;
  8.2 第二束激光引入光学耦合元件;
  8.3 与拉曼系统原有激光可以共点测试。
9. 双束激光多功能调制系统:
   实现在样品表面固定一个激光束,调制第二个激光束位置,收集第三点信号的功能。
10. CCD探测器
  10.1 MPP(一级)1024×256像元一英寸优质芯片开放电极式CCD;
  10.2 探测范围:220-1100nm;
  10.3 芯片尺寸:26.6×6.7 mm;
  10.4 量子效率在550nm > 40%;
  10.5 暗噪声< 0.005电子/秒/像元,读出噪声< 4.7电子/像元。
11. 自动准直模块,用以对光路进行自动优化
12. 计算机及软件
  12.1 Pentium CPU主频好于3.0G,Windows操作系统。Windows下光谱专业软件包 - 包括仪器控制,数据采集、计算和处理及曲线拟合等各项功能;
  12.2 两种以上数据采集模式:多窗口信号采集和连续扫描信号采集。在连续扫描采集功能中,有在一个像元上取多个数据点的功能,以便能准确计算峰值。