卓立漢光全自動化拉曼光譜儀Finder930

產品概述

從2003 年步入拉曼光譜領域至今，卓立漢光的技術實力不斷沉淀，拉曼產品也在推陳出新， 公司產品在材料、地質、生物、化學、醫藥、食品、刑偵等領域得到了十分廣泛的應用。經過與不同行業不同客戶的長期探討，我們推出了全新一代的Finder 930 拉曼測量系統，旨在打造一臺屬于國人自己的高性能、高穩定性、高性價比的國產激光共聚焦拉曼光譜儀。我們汲取了前幾代產品的成功經驗，對Finder 930 的硬件和軟件上進行了升級：

• 成像質量更加，波長重復性和準確性更高，讓您的實驗數據更加可靠。

• 光路自動校正不僅使設備更加智能，操作更加簡單，也讓設備穩定性大幅提升，開機即用， 無需專人維護。

• mapping、拉曼mapping、熒光壽命成像、高光譜數據處理， 簡單易用，讓您的數據分析更加方便快捷。

• Finder 930，是一臺具有高性能， 高可靠性，高智能化的通用型分析儀器，為您的研究保駕護航。

  
  

     系統結構

卓立漢光全自動化拉曼光譜儀Finder930系統特點

　　極高的共焦性能

　　當一個點光源（通常是激光）通過物鏡聚焦在樣品上，這一點所成的像通過探測針孔被探測器所檢測，此時照明針孔和探測針孔相對于物鏡焦平面是共軛的，即為共聚焦。在共聚焦顯微系統中，只有被照明樣品的散射光信號才會被接受，這就保證了橫向空間分辨率；而位于光源照明區域內，但不在焦平面上的樣品信號會由于離焦而被探測針孔（空間濾波器）強烈地衰減，這也就保證了縱向空間分辨率。因此， 當我們將樣品沿著激光入射的方向上下移動時， 可以將激光聚焦于樣品的不同層，以實現對樣品的剖層分析。共聚焦的另外一個優點是對于透明，半透明樣品，或者有較強熒光和黑體輻射背景的樣品來說，有較好的背景抑制的功能。

上圖為小鼠的心臟切片樣品，可以看到在寬場成像（A）中，離焦光線會顯著地降低圖像的分辨率和對比度；但是在共聚焦成像系統（B）中，利用針孔去除非聚焦光線，因此可以形成對比度和分辨率更高的圖像。

　　圖片引用：Price R L ,Jerome W G J . Basic Confocal Microscopy[M]. Springer New York, 2011.

　　系統穩定性

　　在一個有眾多光學元件的光學系統里面，光學元件調節架的溫漂，光路切換的重復性等問題，直接影響系統的穩定性，反映到顯微共聚焦拉曼光譜系統上直觀的現象就是激光光斑的漂移。而激光光斑的漂移會帶來諸多問題，直接的影響就是共聚焦性能的降低以及系統靈敏度的下降，其次光斑漂移會對偏振等對光路準直性要求極高的實驗帶來影響，因此保證系統的穩定性是設計一切光學系統的S要問題。

1. 溫度濕度對穩定性的影響

　　在光學系統中，光路越長，反射鏡越多，那么光學調整架由于溫度濕度影響而產生的漂移量就越大，激光光斑的漂移就會越嚴重。從共聚焦原理可以看到，共聚焦就是要把激光光斑成像到針孔上，激光光斑漂移就意味著針孔上的光斑像漂移，因此通光量就會顯著下降。為了避免信號強度受到影響，因此只能把針孔變大，進而影響共聚焦性能。為了解決這個問題，Finder930 采用了激光器內置的設計，減小光路長度，同時采用受溫度濕度影響形變*小的航空鋁材設計制作光學元件調整架。

　　時間穩定性實驗測試曲線：

1. 光路切換對穩定性的影響

　　當共聚焦拉曼系統為了滿足不同的實驗需求配置多路激光器時，就需要進行激光器和濾光片的切換，因切換過程對定位精度和重復定位精度都有很高的要求，因此一般采用電動切換。Finder 930 在設計初期， 便巧妙地將多個波長的激光器通過二向色鏡進行合束并固化，在更換激光器波長時， 軟件會自動控制激光器的開關，并自動切換到響應的濾光片。以上的設計，保證了系統可以長期（數月）穩定工作，而不需要經常調整光路。

　　溫度穩定性實驗測試曲線：

注：該曲線為實驗室測試數據，環境溫度22±2℃  

　　光譜成像能力

　　從前面的原理介紹得知，拉曼光譜是用來表征物質化學成分以及研究分子性質如應力，極性，及晶體質量等屬性的一種工具。而拉曼mapping 或者叫拉曼成像就是將研究的對象可視化的一種手段。用戶可以直接從Mapping 圖像上得到如化學成分的空間分布，非常直觀。

　　既然是Mapping 是顯微圖像的一種，那么Mapping 就必須有顯微圖像應該具備的特點，即就是空間分辨率和成像速度。

　　1.空間分辨率

　　空間分辨率分為橫向（XY 平面）和縱向（Z）兩個指標，橫向分辨率主要受物鏡NA，激光器波長，共焦針孔的尺寸以及激光器光斑質量的影響，而縱向分辨率也就是我們講的共聚焦性能，除了上面幾個因素外， 還跟系統的優化設計有極大的關系。經過優化過后的Finder930，可以在100X，0.9NA 物鏡，532nm 激光測試條件下，達到橫向空間分辨率0.5m，縱向空間分辨率1.79m。而我們的所有Mapping 均可以在共聚焦情況下完成，因此保證了mapping 結果的空間分辨率。

　　2.成像速度

　　Mapping 成像速度是另外一個重要的參數，主要取決 于系統的靈敏度，電動臺的精度以及軟件的處理能力。 靈敏度要夠高，單光譜的采集時間才可以更短，才能 從本質上提升 Mapping 速度，而電動臺的高精度主要 是防止圖像畸變，軟件的 Mapping 邏輯是為了提升 Mapping 速度，做到邊走邊采的同步功能，軟件的實 時處理能力比如噪聲抑制，背景扣除等功能，可以從 弱信號復雜信號當中把拉曼光譜提取出來實時顯示。

　　2.1系統靈敏度：鍍銀反射鏡，可升級寬譜介質膜； 光譜儀可做鍍銀升級；F/4.2 通光口徑；CCD 采用 深制冷，背照式深耗盡芯片，峰值量子效率 >90%； 1.48MHz 讀出速度，可實現一秒鐘 100 張以上光譜采 集速度

　　2.2Mapping 采集圖像時，電動位移臺先從原點移動 至采集目標區域零點，然后依照程序設計進行逐點逐 行掃描，掃描結束后，電動位移臺回到掃描區域的中 心點。此時可以對采集到光譜進行數據處理，得到理 想的拉曼 Mapping 圖像。

　　軟件數據分析（Visual Spectra）

　　具有強大的數據分析軟件，可以對 Mapping 數據進行去基線、平滑等預處理，之后根據需求可以通過信號強度的 積分、平均值、*大值等模式進行成像；此外，還可以對單峰及多峰進行數據擬合。對于輸出的圖像，可以進行 色表匹配等美化處理。

　　光譜 Mapping 數據處理 可以對單點（全圖）數據進行預處理，包括去除“宇宙射線”、光譜基底，平滑光譜曲線等。