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Accurion 成像椭圆偏振仪

点击次数:4778  发布时间:2010-11-10

1)成像椭圆偏振仪和传统椭圆偏振仪有什么区别
椭圆偏振是一项测量薄膜厚度,折射率等参数的技术,与传统椭圆偏振仪相比,成像椭圆偏振有以下特点:
成像可以让你看到样品
通过CCD相机你可以直接看到样品图片,这样的图片也可以展示椭偏对比度,让你分析样品的均匀性,对于非常薄的膜,只有椭圆偏振对比图可以成像,常规光学显微镜无法做到这一点。
定位的测量
你可以看到你的样品,所以你可以定位你想要测量的感兴趣点区域。即使样品需要成像,你也可以确保你在均一的地方测量。传统椭圆偏振仪给出的是一个平均数字。成像椭圆偏振给出的不是平均数字,而是实际数字。
更多的,你可以测量线装样品。我们的客户已经成功地在玻璃纤维和人的头发上做了测量。
高横向分辨率
Accurion的椭圆偏振仪zui高可以到1微米的横向分辨率,其他传统椭圆偏振仪一直只有100-500微米,部分仪器可以达到50微米。
正是由于这个原因,我们的系统是测量表面机构,小面积薄膜,或者分析薄膜不均一性的理想仪器。
当然,成像椭圆偏振仪提供理想的纵向分辨率,根据不同的样品,可以高于1nm.
快速测量
使用Accurion的EP3-View软件,Ep3可以测量厚度分布度,当然包括折射率分布图,这种分布图包括整个可视范围。这种图片类似于原子力显微镜的图片。不需要扫描整个样品,这个过程在小于一分钟内完成。

使用成像椭圆偏振仪,你将有一种快速有效的技术在高分辨率测量微结构或者薄膜不均一性。因此,使用成像椭圆偏振仪EP3你能够确保得到你想要的相关数据。

2)是否需要激光臂扫描整个样品,象传统椭圆偏振仪一样?
EP3使用非聚焦光束原理工作。由于物镜和CCD相机,你可以在一次测量中得到视野内的所有数据。值得一提的是:CCD相机的每一个像素等同于扫描椭圆偏振仪的一次点测量。
一般来说,可是区域,从200*200平方微米,到2.5*2.5平方毫米,不同的面积取决于选择的光学器件。对于大面积的样品, 你需要使用我们的手动或自动样品台移动样品。因此,扫描,仅对于大面积样品需要。

3)如何获得高的横向分辨率?
相比较传统微点椭圆偏振仪,成像椭圆偏振仪的激光束是非聚焦的。正是由于这个原因,横向分辨率D由物镜镜头孔径NA以及波长λ决定:D = 0.61 λ / NA。
比如,20倍的物镜其镜头孔径NA为0.35nm ,对于532nm的光波长来说,其横向分辨率大约为一个微米。

4)能够测量什么样的zui小结构?
zui高的横向分辨率能够得到是1微米,这接近于光学衍射极限。为了避免结构边界的测量假象,zui小的测量结构必须超过极限分辨率。作为一种常识,结构必须不小与三微米,来得到可靠的测量。这样的分辨率必须在20倍物镜下,厚度跟随沉底变化,结构不超过20nm的情况才是有效的。

5)能否像传统椭圆偏振仪一样,测量SI上的SIO2或其他类似的?
当然。成像椭圆偏振仪的操作和传统椭圆偏振仪基本一致,因此厚度测量对于Accurion的Ep3也是一个基本功能。
请注意,成像是一个额外功能,可以使你对样品有一个直接的观察,这能够确保你测量的是样品的相关区域。

6)EP3如何进行常规测量?
不需要做特殊的样品前处理,把样品规则的放在Ep3的载物台上。相机软件控制单元直接调节样品高度和zui终聚焦扫描器。简单的调节偏振器和分析器,可以得到初步的椭圆偏振图片用来定性分析。
选择多个或单个感兴趣区域,之后,测量步骤如下:
旋转偏振器和分析器使探测器得到zui小的信号(消光过程),此时得到偏振角 和分析角,由此得到偏振参数Delta和Psi。这个过程的优点之一是,我们得到一个测量角而不是光线变化,这样可以避免光线不稳定性或检测器非线性带来的问题。所有的测量都不是手动,由EP3仪器完成。
现在椭圆偏振振数据Delta和Psi需要变成想要的数据,一般是厚度,折射率或者吸光率。由于椭圆偏振仪是模型基础的技术,这一步非常重要,可能需要一些椭圆偏振的使用经验。一个合适的光学模型选定以后,可以为以后类似的样品做快速测量。
Ep3-View软件含有完整的模型,适合于初学者使用。更多的,Accurion提供集体培训或私人培训,以帮助使用者。

7)使用Ep3如何获得全面的聚焦图片?
成像椭圆偏振仪使用obligue observation angle工作,由于物镜的小聚焦成像深度,非常有限的成像区域可以很好的聚焦(线性形状) 。
成像椭圆偏振仪EP3使用机械聚焦机制,选择视野内一系列不同聚焦度的图片,克服了这种限制。更重要的是,所谓的聚焦扫描器把这样的窄线扩展到整个视野,选择一系列图片。数码成像过程加倍了图片的聚焦过程,形成了边到边的图片。
这是AccurionEP3的*的特性。

8)能不能用Ep3测量多层膜?
可以。测量多个参数或多层膜,必须尽可能获得足够多的参数,对于这个应用,光谱型成像椭圆偏振仪更适合。

9)能否测量红外区(> 1000 nm)或紫外区(< 365 nm)
由于显微物镜和其他光学器件,暂时不能测量< 365 nm的紫外区域。同时,原则上可以测量红外区域,但是测量红外的CCD非常昂贵,导致仪器非常昂贵。

10)为什么使用滤光片而不是单色器?
成像椭圆偏振仪需要足够的光学强度使CCD检测器获得椭圆偏振参数。

11)光谱型成像椭圆偏振仪EP3-SE有什么优点?
Ep3-SE对于单波长的仪器,可以测量更多的数据,因此:

  1. 获得更高的精度和可重复性
  2. 分析多参数或多个多层膜
  3. 对吸收材料选择一个合适的光波长
  4. 波长转换优化灵敏度
  5. 解决厚膜的厚度不确定性

同时,可实现多波长视野图,厚度或者折射率的索引图,与原子力显微镜的表面绘图类似。
对每一个波长都能得到zui高的横向分辨率,这使得Ep3-SE成为微区结构光谱扫描*的仪器。
光谱型成像椭圆偏振仪使用氙灯,365-1000nm,分为46个步长,对于很低折射率的样品(玻璃上的DNA,液体环境下的测量),激光发生器会自动加入标准框架。
在Ep3-SE范围内的任何波长,在线成像可以直接可视样品,包括椭圆偏振对比参数。这样,可以检测样品的均一性,待检测结构的性质,然后定义ROI,进行测量。根据应用的需求,选择单波长或光谱型测量。

12)是否可能升级单波长椭圆偏振仪到多波长椭圆偏振仪或光谱型椭圆偏振仪?
可以。EP3是模块化设计,升级非常简单。由于绝大多数的应用单波长的仪器已经够用,我们建议先购买Ep3-SW,然后再决定是否升级到EP3-MW,或Ep3-SE。

13)自动量角器的优势是什么?
自动量角器的优势是:
为多参数分析搜集更多数据
Delta和Psi取决于波长和入射角,自动测角器可以自动调节入射角从40度到90度,搜集尽可能多的独立数据。可以带来全自动的入射角谱测量。因此,可以推导过单层膜的更多参数,比如折射率和厚度。
使不同样品或不同衬底的测量简单化
椭圆偏振具有zui高的精度,当入射角接近布鲁斯特角的时候。不同的样品有不同的布鲁斯特角,自动量角器简化了不同入射角的快速转化。
SPR或光学薄片测量
对于SPR片或光学薄片地测量,入射角需要非常谨慎的选择以获得高分辨率。自动量角器可以使入射角的分辨率达到0.001度,精度达到0.01度。

14)应该选择什么样的激光光源?
光源的选择取决于应用。对于决大部分的应用我们推荐532nm,20MW,固体激光光源,该光源整合在标准配置中。对于部分应用,比如像测量地折射率的衬底,或者测量水以及液体的薄膜,我们建议用功率更高的激光器。(比如50MW ,532nm固体激光器)
有些材料吸收特定波长的光,对于这些应用,可以选择合适波长的二极管激光或者我们的多波长盒。
对于SPR或者光学薄片测量,我们推荐635nm二极管激光为*灵敏度选择。
如果想要的适应性,我们推荐光谱盒,这种配置,532nm,15MW的固体激光发生器内置在里面。

15)样品的尺寸是否有限制?
没有。EP3的设计是开放的。对样品没有常规尺寸的限制。我们提供的手动样品载物台,可以有100mm的移动范围。
我们同样提供玻璃的样品载物台或其他客户订制的载物台。

16)能不能测量蛋白在玻璃上的吸附?
是,可以测量蛋白质或DNA在玻璃表面的吸附。蛋白质层的表面密度和折射率会变化很大,不幸运的情况下,蛋白质层的折射率和玻璃的折射率会相差不大。这会导致很低的灵敏度,在30%的应用中会遇到这种情况。为了解决这种问题,Accurion发展出一套特殊的光学薄片,灵敏度大大高度普通玻璃,并且灵敏度独立于生物材料的密度和折射率。这种薄片可以在空气中测量终点,或者在Accurion的SPR单元或液体操里做动力学测量。这种动力学测量的灵敏度是30 pg/mm2,所以分子量为20000DA的抗原在抗原抗体分析中可以被测量。

17)是否可以当作布鲁斯特角显微镜来使用?
是,可以。成像椭圆偏振仪由布鲁斯特角显微镜发展而来,并继承布鲁斯特角显微镜功能。您*要做的是,把LB槽放在Ep3下,把补偿器调为0度,把入射角选为布鲁斯特角,然后可以开始BAM测量。
震动或者空气会对测量产生影响。我们建议配一个减震器,同时配一个防尘罩。

18)样品是否需要特殊准备?
不需要。只要把样品放在载物台,然后开始测量。
请注意:椭圆偏振仪是一种模型基础的方法。为了得到好的结果,我们需要知道样品部分信息。比如,大约的厚度范围。

19)Ep3-SPEM有何优势?
Ep3-SPEM联合了两种有力的表面分析技术:原子力显微镜和成像椭圆偏振仪。它可以让你看到薄膜和表面结构,然后阅读纳米尺度细节。
如果您的研究领域为表面分析,需要得到薄膜厚度,光学性质,微米尺度的均一性和概貌以及纳米尺度的粗糙度,Accurion的Ep3-SPEM是的选择。

20)Mapping过程如何工作?
成像椭圆偏振仪可以在30秒内得到10万个点delta分布图。为了得到这些数据,仪器记录了一系列不同偏振角但是相同分析角的在线图片。因此,样品成像区域的每个点的亮度可以作为偏振角的功能。这种功能进行选择,修正偏振角P 到zui小信号,对每个点进行成像。P-map被转化为delta-map,通过合适的光学模型,每一个delta数据可以转化为厚度。多参数分析有时需要得到更多的数据,需要在多波长下进行重复Mapping。

21)SPR或光学薄片椭圆偏振测量,建议的配置是什么?
对SPR成像椭圆偏振分析,我们建议单波长低功率激光器。SPR的金层需要和波长吻合。为了得大灵敏度,波长应该在620nm到690nm之间。532nm也可以作为分析,这个时候金层的厚度需要被计算。
我们推荐我们Kinetic / SPR单元。包括测量所需的棱柱。Accurion提供修饰过或没有修饰过的SPR薄片。
对于光学薄片,我们同样推荐低功率激光器,标准光学薄片的更多信息包括:

  1. 不需要金层。
  2. 对激光波长没有要求。
  3. BK7棱镜。(Kinetic / SPR单元中含有)

高灵敏度的光学薄片:

  1. 建议使用633nm波长;
  2. 不需要使用金层。
  3. BK7棱镜。(Kinetic / SPR单元中含有)

22)动力学测量是否需要动力学附件软件?
不需要。动力学附件软件提供了完整测量生物芯片的功能,包括,记录,可视,动力学分析。联合Ep3-View软件,它可以得到测量中的所有相关数据,并且允许在线和离线分析。
同时,动力学测量可以不用动力学附加软件。输出数据允许后续的动力学分析在外部软件中进行。

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