上海如海光电科技有限公司

手机官网

|

简体中文

|

English
产 品
Products Center

您的位置: 如海光电 首 页 > 产 品

  • 上海如海光电科技有限公司

微区反射光谱测量系统

型号 :

关键词 :

售前技术咨询:

400-820-7939

售后联系信息:

021-50687686

  • 产品介绍

简单介绍

传统测量样品反射率的反射光纤探头光斑直径最小仅能达到1-2mm左右,光斑直径限制了样品的大小以及光谱空间分辨率,而若要获得样品更微小的尺度的光谱信息,通常的做法是与显微系统连用。微区反射光谱测量系统即是将光谱分析技术与显微光路结合,可在微米级尺度上采集样品的光谱信息,广泛应用于物理、化学、生物等行业材料光谱性能研究。

本系统采用光纤共焦照明方式,与传统的科勒式照明相比,共焦照明方式可获得更小的采样直径,即具有更高的空间光谱分辨率。如图所示,光源经由光纤接入显微系统,通过显微物镜将光斑大小压缩至微米级别并汇聚在样品平面,样品产生的反射光经由显微系统汇聚在接收光纤端面处,发射光纤端面、接收光纤端面、成像相机平面以及样品平面四面属于共轭关系,从而使得可以实现高精度原位光谱测量。

此外,系统中所用到的微区反射率转接模块中预留一光谱通道,此通道可支持在反射率光谱基础上拓展添加透射率测量、拉曼光谱测量或荧光光谱测量功能,实现多光谱综合测量。 

特点列表

◆ 模块设计:通过在显微镜中加装拓展模块实现光谱测量,同时可在客户现有显微镜基础上定制相应检测模块。

◆ 共焦设计:光源光路与光谱仪接收光路共轴,独特的共焦设计使得测量“所见即所得”,并且系统的杂散光可以得到有效抑制。

◆ 宽光谱检测范围:搭配如海光电的光纤光谱仪,可实现200~2500nm宽光谱测量。

◆ 灵活选配与升级:该系统除可实现反射测量外,同时可根据客户需求在此基础上添加特定测量模块从而实现反射+透射+拉曼+荧光多光谱测量。

◆ 高精度测量:自动移动平台最小步进1μm,可实现微小区域光谱扫描测量。

规格说明

显微反射光谱系统
项目
尺寸 550×280×380mm(整机) 254×120×91(微区反射转接模块)
光谱范围 350-1700nm
通道数 2
光纤接口 SMA 905
光斑直径 1μm(min)
光谱积分时间 1ms~65s
载物平台 手动平台/自动平台可选
扫描范围 58×82mm
平台最小步进 1μm

其他信息

应用实例

薄膜厚度测量

原理:

如图所示:当一束光入射到样品表面上时,一部分光在薄膜表面以θ1角产生反射,形成反射光1,另一部分光发生折射,折射角θ2,折射光在基底表面再次产生反射,反射光在空气与薄膜界面发生折射,以θ1角度出射,形成反射光2,反射光1与反射光2发生干涉。两种光束发生干涉的条件为:Dingtalk_20220107170936.jpg

式中n1为空气折射率,n2为待测薄膜折射率,d为薄膜厚度,当两束反射光束的光程差相差波长的整数倍时,两束光束相位相同,此时发生干涉相长与相消,分别对应反射率光谱的波峰与波谷。

3.jpg

薄膜干涉原理示意图

当采用微区显微方式采集样品反射率光谱时,入射角与折射角θ1、θ2趋近于0,空气折射率n1=1.003。假设反射谱曲线上一对相邻的波峰与波谷对应的波长为λ1和λ2,且λ12。因此,可得:

2n2d=kλ1  

2n2d=(k-1/2)λ2

消去式中k,可得:

Dingtalk_20220107171808.jpg

实际应用中,从反射率光谱上可得到多组波峰和波谷的对应的波长,计算出多个膜厚值,求得厚度的平均值以减小误差。

4.jpg

受干涉影响的反射率光谱

测试实例:

如图所示,为采用如海光电微区反射系统测得的一薄膜样品反射率光谱。

5.jpg

如海微区反射系统测量的样品反射率光谱

从图中可以观察到明显的干涉条纹,利用上文所述方法可计算得出该薄膜的厚度约为12.9μm


微区反射率高光谱二维成像

反射率高光谱成像技术是光谱技术与图像技术的结合,它可以同时获得样品二维空间的光谱分布信息。

光源通过显微系统后,采样点直径最小可达到30μm左右,如图所示,通过提前设置扫描区域的大小以及横纵方向的采集点数(mn),将待测样品分割为m×n个矩形小方格,自动移动平台以固定的步进运动,依次运行到目标方格处后采集该点的光谱信息,采集完成后选取对应的光谱特征点,以该点重构样品的光谱mapping图,因此采集前预设的采样点数越密集,则mapping图像的还原度就越高。

未标题-1-01.jpg

微区反射率高光谱采集原理与实测图


结语

如海光电微区反射系统可实现微米级样品光谱性能检测,具有高空间分辨率、高灵敏度、高精度、高适配性、宽光谱检测范围等优点,此外通过灵活搭配不同的模块可同时实现拉曼光谱、荧光光谱、透射光谱等多光谱检测。