متحد البؤر رامان الطيفي

باعتبارها واحدة من أهم المتغيرات في رامان الطيفي ، متحد البؤر رامان الطيفي وقد استخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات البحثية بسبب ارتفاع القرار المكانية ، غير المدمرة ، وارتفاع الانتقائية في التحليل . ليس فقط يمكن أن توفر معلومات عن التركيب الجزيئي ، والتركيب الكيميائي ، الحالة المادية ، ولكن أيضا يمكن أن توفر دقة عالية التحليل على نطاق صغير .

باعتبارها واحدة من أهم المتغيرات في رامان الطيفي ، متحد البؤر رامان الطيفي وقد استخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات البحثية بسبب ارتفاع القرار المكانية ، غير المدمرة ، وارتفاع الانتقائية في التحليل . ليس فقط يمكن أن توفر معلومات عن التركيب الجزيئي ، والتركيب الكيميائي ، الحالة المادية ، ولكن أيضا يمكن أن توفر دقة عالية التحليل على نطاق صغير .

أولاً - المبادئ

مبدأ رامان الطيفي

مبدأ عمل البؤر رامان الطيفي على أساس تأثير رامان . تأثير رامان هو نوع من مرونة تشتت الضوء و التفاعل مع المسألة . عندما شعاع الليزر ( عادة ما تكون أحادية اللون ) المشع على المسألة ، فإن الغالبية العظمى من الضوء سوف تنتج استطارة مرنة ، ودعا تبعثر ريليه . ومع ذلك ، فإن كمية صغيرة من الضوء قد نقل الطاقة ، وهي ظاهرة تسمى تشتت رامان . تردد رامان نثر الضوء يختلف عن الضوء الساقط ، من خلال تحليل هذه الاختلافات في التردد ، يمكننا الحصول على معلومات عن الاهتزاز ، والتناوب ، وهلم جرا .

ميزة رامان الطيفي هو أنه يمكن أن توفر معلومات عن أنماط الذبذبات داخل الجزيئات ، والتي هي مهمة جدا في دراسة التركيب الجزيئي والتركيب الكيميائي للمواد . وبالإضافة إلى ذلك ، رامان الطيفي هو غير تدميري ، لا تحتاج إلى عينة المعالجة ، لذلك هو مناسبة جدا في العديد من التطبيقات .

نظرة عامة على تقنية متحد البؤر

متحد البؤر التكنولوجيا هو نوع من التكنولوجيا التي يمكن أن تعزز القرار المكانية من خلال التركيز على شعاع ضوء وجمع يعكس أو يحيل إشارة . في رامان الطيفي ، وارتفاع القرار المكانية تحليل المناطق الصغيرة أو المحلية يمكن أن تقدم من خلال نظام المجهر متحد البؤر ، جنبا إلى جنب مع الكشف عن تشتت رامان .

المفتاح هو التركيز على نظام ليزر متحد البؤر رامان الطيفي ، وهذا هو ، من خلال النظام البصري ، شعاع الليزر يمكن أن تركز على نقطة صغيرة ، فقط تشتت رامان من منطقة التركيز يمكن الكشف عنها على نحو فعال ، وبالتالي تجنب التدخل الخلفية من أجزاء أخرى من العينة . هذا النوع من التركيز على تأثير يجعل الطيف يكون أعلى القرار المكانية ، ويمكن إجراء تحليل دقيق على نطاق مصغر .

ثانياً - الهيكل

مطياف رامان متحد البؤر تتألف عادة من العناصر الرئيسية التالية :

2-1 مصادر الليزر

مصدر الليزر هي واحدة من المكونات الأساسية ، وعادة ما تستخدم مصدر ليزر أحادي اللون مستقرة ، مصدر الليزر يوفر كثافة عالية ، ضوء أحادي اللون ، يمكن أن تحفز على نحو فعال عينة لإنتاج رامان نثر إشارة . وفقا لخصائص العينة ، واختيار مصدر ضوء الليزر الطول الموجي المناسب يمكن أن تزيد من حساسية و القرار .

نظام ليزر الحادث

الضوء المنبعث من مصدر ضوء الليزر تركز على سطح العينة من خلال النظام البصري ( مثل المرايا والعدسات ) . بسبب تطبيق تقنية متحد البؤر ، شعاع الليزر هو التركيز على نقطة صغيرة جدا ، فقط غيوم الضوء في المنطقة القريبة من هذه النقطة يمكن الكشف عنها . ويشمل النظام شعاع الليزر جهاز تكييف ( على سبيل المثال ، عدسة بصرية ، الألياف البصرية ، وما إلى ذلك ) و التركيز عدسة لضمان أن شعاع الليزر يمكن أن تشع على سطح العينة بدقة .

نظام المجهر متحد البؤر

متحد البؤر المسح المجهر يتكون النظام من ليزر المسح الضوئي مرآة ، كاشف ، عدسة الهدف لتركيز الليزر على سطح العينة وتلقي الضوء المتناثرة من العينة . المسح الضوئي ليزر مرآة يمكن مسح سطح العينة من نقطة إلى نقطة ، وبالتالي الحصول على المعلومات الطيفية رامان في مواقع مختلفة . من خلال دقة المسح الضوئي ، أداة يمكن الحصول على المعلومات المكانية على مستوى ميكرون ، وتحقيق ارتفاع القرار المكانية التحليل .

2-4 نظام التحليل الطيفي

عندما تبعثر رامان من العينة ، يتم نقل الضوء من خلال نظام بصري ( على سبيل المثال ، مرآة ، الألياف البصرية ، وما إلى ذلك ) . نظام تقسيم الضوء يستخدم لفصل الضوء من أطوال موجية مختلفة ، وعادة ما تستخدم مقضب أو المنشور الخائن الخائن . بعد تقسيم الضوء ، ضوء رامان هو عرض في الكاشف .

كاشف

كاشف هو عادة اتفاقية مكافحة التصحر أو مضخم . اتفاقية مكافحة التصحر كاشف هو مناسبة جدا للحصول على إشارات متعددة القنوات ، ويمكن جمع كمية كبيرة من البيانات الطيفية في وقت واحد ، وضمان كفاءة عالية إشارة شراء . مضخم أنبوب ينطبق على التطبيقات التي تتطلب حساسية عالية وعالية الربح .

نظام معالجة البيانات والتحكم

نظام معالجة البيانات هو المسؤول عن تلقي إشارة من كاشف ، وتجهيز البيانات ، وتوليد الطيف . هذا النظام عادة ما تشمل الكمبيوتر وما يقابلها من منصة البرمجيات ، يمكن للمستخدمين إجراء تحليل البيانات ، تحليل الطيف ، وعلى النقيض من ذلك ، الحصول على نتائج تحليل مكونات العينة .

ثالثاً - الخصائص

3-1 الاستبانة المكانية العالية

السمة البارزة هي القرار المكانية . من خلال تقنية المجهر متحد البؤر ، أداة يمكن تحقيق مستوى ميكرون تحليل دقيق ، وعادة ما تصل إلى 1 ميكرون أو أعلى من القرار المكانية . هذا يجعل من الواضح أن لديها مزايا في مجالات عالية الدقة ، مثل الهياكل الصغيرة ، تحليل السطح ، وهلم جرا .

حساسية عالية ومنخفضة الضوضاء الخلفية

بسبب تطبيق تقنية متحد البؤر ، أداة يمكن أن تقلل بشكل فعال من غيوم ضوء إشارة من أجزاء أخرى من العينة ، وبالتالي تقليل الضوضاء في الخلفية ، وتحسين حساسية رامان نثر إشارة . هذا يسمح مطياف للكشف عن كميات صغيرة من المكونات الكيميائية ، وخاصة بالنسبة للتحليل السطحي وتحليل المواد في المناطق المحلية .

3-3 التحليل غير التدميري

بالمقارنة مع غيرها من أساليب التحليل ، مثل التحليل الكيميائي ، مطياف الكتلة ، متحد البؤر رامان الطيفي هو أكثر تدميرا من غيرها . عينة لا تحتاج إلى المعالجة المعقدة ، وتحليل العملية لن يسبب أي ضرر مادي أو كيميائي على عينة ، وهذا أمر مهم بشكل خاص من أجل تحليل عينات ثمينة .

3-4 القدرة التحليلية المتعددة الوظائف

ليس فقط يمكن أن توفر المعلومات الجزيئية الاهتزاز ، ولكن أيضا يمكن أن تكون جنبا إلى جنب مع غيرها من التقنيات مثل مضان ، سطح تعزيز رامان ، وما إلى ذلك ، من أجل زيادة تحسين عمق ودقة التحليل . وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحليل عينات من أشكال مختلفة ( الصلبة والسائلة والغاز ) مع تطبيق واسع النطاق .

3-5 كفاءة جمع البيانات وتجهيزها

وقد تم تجهيز مطياف رامان متحد البؤر مع كاشف عالية الأداء وقوية نظام معالجة الكمبيوتر ، والتي يمكن الحصول على كمية كبيرة من البيانات الطيفية في وقت قصير ، ويمكن معالجتها وتحليلها بسرعة من خلال برامج متقدمة . هذا يجعل من عملية التجربة أكثر كفاءة ، وتحسين موثوقية ودقة البيانات .