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陰極發(fā)光輔助微區(qū)光譜儀
陰極發(fā)光輔助微區(qū)光譜儀技術(shù),即以陰極發(fā)光作為激發(fā)源,采集無機(jī)礦物、材料的光譜信息。
陰極發(fā)光(CL)是從某種受到高能電子轟擊的材料發(fā)出的,特定波長的光量子。電子束通常在一個(gè)微探針(EPMA)中,或是探測電子顯微鏡中(SEM-CL),或是依賴巖相顯微鏡(Optical-CL)的陰極發(fā)光微探針中產(chǎn)生。一種材料中的CL特性是該材料的組成成分、晶格(格子)結(jié)構(gòu)、重疊拉力和材料結(jié)構(gòu)損壞的復(fù)值函數(shù)。不同的礦物展現(xiàn)不同的熒光或是磷光運(yùn)動(dòng)行為,這些可以影響CL圖像的質(zhì)量,這要看圖像是通過何種方式獲得的。用入射輻射或是顆粒照射某些材料表面,會導(dǎo)致其發(fā)出電磁輻射,這一電磁輻射 比熱黑體輻射產(chǎn)生的要多。這一放射可以在可見光下(400-700 nm)、紫外光下(紫外光<400 nm)或是紅外光下(紅外光>700 nm)。這一通常現(xiàn)象被稱為發(fā)光。發(fā)光的類型通常是根據(jù)入射輻射或是粒子的不同,以及根據(jù)輻射過程的動(dòng)力學(xué)來區(qū)別的。在以后的例子中,如果當(dāng)入社輻射停止后<10-8 秒內(nèi),有發(fā)光射線產(chǎn)生,這一發(fā)光特性被定義為發(fā)熒光。如果在入伍后輻射停止后>10-8 秒內(nèi),發(fā)光射線繼續(xù)發(fā)射,這一發(fā)光特性被定義為磷光現(xiàn)象。
固態(tài)能帶理論為解釋發(fā)光現(xiàn)象一種方法。一種絕緣的材料(像石英或是方解石)可被描述為具有一個(gè)價(jià)帶和一個(gè)帶有中介帶隙(禁帶寬度)的導(dǎo)帶。
【頂端】在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間有寬帶隙的絕緣體,有假想的代帶隙的電子帶(水平線)?!局胁俊繌膬r(jià)帶到導(dǎo)帶激發(fā)的電子,留下所謂的“洞”【底部】當(dāng)電子直接落回到價(jià)帶基態(tài)時(shí)可能經(jīng)過的路線包括:(左)電子直接落回到價(jià)帶,通常引起紫外線(中部)電子遭遇單個(gè)收集器,發(fā)射與能量釋放成比例的CL,該能量是當(dāng)電子落到價(jià)帶上被收集器臨時(shí)捕獲的,(右)電子遭遇多個(gè)收集器,發(fā)射與能量釋放成比例的CL,該能量是當(dāng)電子落到下一個(gè)收集器或是價(jià)帶被收集器臨時(shí)捕獲的。
如果一個(gè)晶體被電子以足夠的能量轟擊,低能量價(jià)帶的電子會被提升到更高的導(dǎo)帶上。當(dāng)高能電子試圖回到價(jià)帶基態(tài)時(shí),它們可能會暫時(shí)(在微妙級別上)被內(nèi)在的(結(jié)構(gòu)缺陷)和/或外部的(雜質(zhì))陷收集器捕獲。如果當(dāng)電子逃離捕獲時(shí)損耗的能量被激發(fā),并在一個(gè)合適的能量/波長范圍內(nèi),就會導(dǎo)致發(fā)光。大部分照片落在電磁波譜(波長400-700 nm)的可見部分,同時(shí)一些落在電磁波譜的紫外(UV)和紅外(IR)部分。
收集器之間相互影響以發(fā)光的可能方式有很多種(圖1.)。一旦電子被激發(fā)到導(dǎo)帶,它們可能遭遇一個(gè)收集器并落入價(jià)帶,或者它們隨機(jī)地通過晶體結(jié)構(gòu),直到遇到一個(gè)收集器。從那個(gè)收集器,電子可能返回到價(jià)帶基態(tài),或是可能遭遇多個(gè)收集器而發(fā)出照片,照片的波長取決于能量的不同。CL的強(qiáng)度通常是收集器密度的函數(shù)。
在一個(gè)> 10 μm的扁平樣本中,由于在顯著更大的深度/體積中被激發(fā),CL圖像的分辨率將會固定地減?。蓞⒁婋娮邮嗷プ饔茫?/span>
RELIOTRON陰極發(fā)光儀技術(shù)參數(shù)
陰極發(fā)光儀利用非破壞性的陰極發(fā)光技術(shù),多數(shù)用于碳酸鹽巖中的沉積巖以及碎硝巖等固體樣品結(jié)構(gòu)和組成的定性分析手段。同時(shí)不會對樣品造成任何破壞。它具有換樣快速方便,設(shè)計(jì)簡單緊湊的特點(diǎn)。適用光學(xué)顯微鏡及數(shù)碼成細(xì)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)使用,更適合現(xiàn)在的科研和教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。此外,該陰極發(fā)光儀的樣品室對樣品的制備范圍廣,并對于適合低溫產(chǎn)生陰極光的巖石樣品控溫能力強(qiáng)。
真空度:**極限為0.0025mTorr,**限度保護(hù)樣品。
電子槍:電子槍是一種水平式冷陰極電子束射線型,高達(dá)30 KV,通常使用在1KV至25 KV之間調(diào)節(jié)。
陰極電壓:0-30KV,過壓保護(hù)。
*佳電流:0.02-1mA,連續(xù)可測,過流保護(hù);**束流到2mA。
聚焦:能夠散聚焦到點(diǎn)聚焦的調(diào)節(jié)功能,電子束光斑可根據(jù)樣品適用要求調(diào)節(jié)。
數(shù)字顯示:電壓、電流、真空度、自動(dòng)/手動(dòng)操作模式及儀器狀態(tài)、高壓開啟、電子槍輸出極限等等。
顯微鏡要求:適合多種不同型號的顯微鏡,在物鏡和載物臺之間,必須為真空室的高度保留足夠空間。通常使用長工作距離的物鏡及聚光鏡即可實(shí)現(xiàn)空間的需求。
Figure 1:復(fù)雜的石英環(huán)帶, 6.5kV 0.5mA;
Figure 2: 兩相近的無色寶石, 紅色是藍(lán)寶石; 接近淡黃色的中含有錳離子,12kV 0.9mA;
Figure 3: 部分融化的斜長石, 透長石中的部分融化的斜長石,6.5 kV 0.5mA。
陰極發(fā)光輔助微區(qū)光譜儀類似于顯微光譜系統(tǒng)或顯微分光光度計(jì)技術(shù),在顯微鏡的基礎(chǔ)之上增了光譜分析的功能;能夠?qū)崿F(xiàn)微米級樣品的反射光譜、熒光光譜、拉曼光譜等光譜分析。
超越影像,洞悉光譜——顯微光譜是顯微鏡系統(tǒng)與光譜儀檢測系統(tǒng)的結(jié)合,能夠在顯微圖像分辨的基礎(chǔ)之上精確采集空間分辨的光譜信息。
我們的方案——在各類顯微鏡和光纖光譜儀的基礎(chǔ)之上,采用共軛成像、快速定位和光路分束的顯微光譜解決方案。
共軛成像——基于商用顯微鏡,在更大的視野之下,可以選擇一個(gè)精確的區(qū)域進(jìn)行精細(xì)的光譜測量。
快速定位——配備**技術(shù)的微區(qū)光纖和指示照明光源,可以準(zhǔn)確地在視野中定位光譜測量區(qū)域。
光路切換——配備CMS光路切換器,可以支持兩檔光路切換,能夠?qū)崿F(xiàn)光譜測量與圖像分析的同步,或不同測量波段的切換。
顯微光譜系統(tǒng)——基于各類顯微鏡,搭配復(fù)享專有顯微光譜配件CMS,實(shí)現(xiàn)顯微光譜設(shè)備的特有功能。
多款光譜儀——多款光譜儀可選,滿足用戶對分辨率以及靈敏度的不同需求,波段可覆蓋250~2500 nm。
專業(yè)服務(wù)——根據(jù)用戶實(shí)際需求,提供顯微鏡適配服務(wù)、顯微鏡代購服務(wù)以及專業(yè)工程師安裝培訓(xùn)服務(wù)。
角分辨功能——在顯微光譜的空間分辨之上可以進(jìn)一步增加角度分辨的功能。
波段的擴(kuò)展——在基本的350~1100 nm波段之上,可以進(jìn)一步將顯微光譜的探測波段擴(kuò)展至近紅外波段。
Raman擴(kuò)展——可以加載532, 785, 1064 nm波段的拉曼光譜測量探頭,實(shí)現(xiàn)顯微拉曼光譜測量。
與傳統(tǒng)顯微鏡分光光度計(jì)相比,復(fù)享顯微光譜系統(tǒng)具有高兼容性、低改裝成本、覆蓋光譜范圍廣、采樣面積小的特點(diǎn),可以進(jìn)行紫外-可見光-紅外光譜段的反射分析,透射分析,熒光分析和偏振分析。復(fù)享顯微光譜系統(tǒng)目前已在微納光學(xué)、材料學(xué)、生物技術(shù)、礦物分析、紙幣防偽等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
典型應(yīng)用領(lǐng)域
各種礦物及材料的測試
例如石墨烯探測 石墨烯的主要特征峰,即 G 峰,是由碳原子的面內(nèi)振動(dòng)引起的,它出現(xiàn)在 39500pxˉ1 附近;該峰對應(yīng)力影響非常敏感,并能有效反映石墨烯層數(shù);這需要使用具有共焦能力的顯微拉曼光譜技術(shù)。
細(xì)胞生物學(xué) 單細(xì)胞拉曼光譜能提供細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)含量等大量信息,可在不損傷細(xì)胞的條件下檢測細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)變化;這需要具有較高空間分辨能力的儀器分析手段。
微區(qū)拉曼探頭 具有以下顯著特點(diǎn): 可通過顯微鏡微區(qū)探頭耦合模塊適配絕大多數(shù)常見的正置顯微鏡; 2 *低 3750pxˉ1 波數(shù) 內(nèi)置一組精確匹配的光片,將激發(fā)光的波數(shù)抑制在 3750pxˉ1 之內(nèi),能夠?yàn)檠芯咳藛T帶來額外的低波數(shù)探測能力; 3 即插 & 即用 無需調(diào)節(jié)濾光片和光路,插上顯微鏡即可使用,節(jié)省大量實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間。
技術(shù)參數(shù)
型號 描述
fP-532-R 支持 532nm 激光輸入
fP-785-R 支持 785nm 激光輸入
性能參數(shù)
激發(fā)波長: 依不同型號而不同
光譜范圍: 150~100000pxˉ1,低波數(shù)擴(kuò)展
激光抑制比:優(yōu)于 OD6,有效濾除激光 Rayleigh 散射
光纖接口: 激光激發(fā)接口為 SMA905,拉曼接收接口為 SMA905
探頭焦距: ∞ 焦距,平行光輸出;可加載 7.5mm 焦距鏡頭
光纖芯徑: 激光激發(fā)端 100μm,拉曼接收端 200μm
數(shù)值孔徑: 0.22 N.A.
結(jié)論
陰極發(fā)光輔助微區(qū)光譜儀,即采用類似微區(qū)光譜系統(tǒng)或顯微分光光度計(jì)技術(shù),在顯微鏡的基礎(chǔ)之上增了光譜分析的功能。能夠?qū)崿F(xiàn)微米級樣品的反射光譜、熒光光譜、拉曼光譜等光譜分析。
暫無數(shù)據(jù)!