Spektroskopie System

WITec UHTS Raman-Spektrometer

Alle WITec Raman-Mikroskope arbeiten mit einem UHTS Spektroskopie-System (Ultra-High Throughput Spectrometer) mit extrem hohem Lichtdurchsatz. Die Spektrometer-Reihe wurde speziell für hochauflösendes Raman-Imaging mit kurzen Mess- und Aufnahmezeiten entwickelt. Die sechs Modelle der Reihe haben verschiedene Brennweiten und sind an unterschiedliche Anregungswellenlängen (von UV- bis IR-Licht) und spektrale Auflösungen angepasst.

Alle UHTS Spektrometer sind mit Linsen ausgestattet  und haben einen optischen Faseranschluss. Dadurch kann ein Lichtdurchsatz von bis zu 70% erreicht werden.

Der automatisierte Gitter-Revolver kann bis zu drei unterschiedliche Gitter enthalten. Die große Auswahl an Gittern ermöglicht es, alle Kundenwünsche und Anforderungen im Hinblick auf die spektrale Auflösung und den gewünschten Spektralbereich zu erfüllen.

Auf Detektionsseite stehen verschiedene CCD-Kameras zur Verfügung, optimiert für unterschiedliche Anwendungen und mit einer Quanteneffizienz von bis zu und mehr als 90%.

UHTS300 SPECTROMETER

Hauptmerkmale

ULTRA HIGH

ULTRA-hoher Lichtdurchsatz

Der extrem hohe Lichtdurchsatz der UHTS Reihe ermöglicht bis zu 70% Licht-Übertragungsrate. Dadurch sind sie besonders geeignet für anspruchsvolle Raman-Imaging Anwendungen und spektroskopische Messungen mit niedrigen Licht- und Signalintensitäten.

 

ULTRA FAST

ULTRA-schnelle Aufnahmezeiten

Mit dem UHTS kann die Aufnahmezeit für ein einzelnes Raman-Spektrum auf unter eine Millisekunde reduziert werden. Das birgt grundlegende Vorteile für die Raman-Mikroskopie, bei der standardmäßig tausende von Raman- Spektren aufgenommen werden.

 

ULTRA SHARP

ULTRA-scharfe spektrale Information

WITec UHTS Spektrometer liefern extrem präzise spektrale Informationen für qualitativ hochwertige Raman-Abbildungen. Symmetrische Peaks im Spektrum werden durch ein Spektrometer-Design sichergestellt, das Koma- und Astigmatismus-frei arbeitet.

 

ULTRA CUSTOMIZABLE

ULTRA-anpassbarer Dreifach-Gitter-Revolver

Im automatisierten Dreifach-Gitter-Revolver können Spektralgitter individuell und flexibel integriert und kombiniert werden. Die experimentellen Voraussetzungen können so schnell und einfach automatisch angepasst werden.

 

ULTRA CONFIGURABLE

ULTRA-konfigurierbare Brennweiten

Die Raman-Spektrometer der WITec UHTS Reihe  sind in unterschiedlichen Brennweiten erhältlich. Dadurch sind sie perfekt an Anregungswellenlängen und spektrale Auflösungen angepasst.

GRATING

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FOCALLENGTH

Die Brennweite und die Gitter-Dispersion beeinflussen die Signalintensität, die detektierbare spektrale Bandbreite und die Auflösung.

UHTS Reihe

SPECTRAL RANGE

Spezifikationen der UHTS Reihe:

  • Linsen-basierte Spektrometer für die Mikroskopie
  • Speziell für spektroskopische Messungen bei geringer Lichtstärke
  • Höchster Lichtdurchsatz: >70%
  • Symmetrische Peaks im Spektrum (frei von Koma und Astigmatismus)
  • Automatischer Dreifach-Gitter-Revolver
  • FC/APC optischer Faserzugang
  • Passend für FI- und BI-CCDs
  • Bedienbar über die WITec Software alphaControl

 

UHTS 300 VIS

Für Anregungswellenlängen im sichtbaren Bereich liefert das UHTS 300 VIS ein herausragendes Auflösungsvermögen einzelner Peaks im Spektrum. Die Brennweite von 300 mm ist an die notwendige hohe Empfindlichkeit für anspruchsvolles Raman-Imaging angepasst.

UHTS 600 VIS

Das UHTS 600 VIS hat eine Brennweite von 600 mm. Dadurch wird das Spektrum weiter aufgespalten und somit können nahe beieinander liegende Peaks besser voneinander getrennt werden. Dieses neue Mitglied der UHTS Reihe ermöglicht eine hohe chemische Sensitivität bei gleichzeitigem  exzellenten Lichtdurchsatz. Das reduziert die Zeit für die Aufnahme von  Raman-Spektren und –Bildern.

UHTS 400 UV-VIS

Perfekt angepasst an den UV-Bereich und zugeschnitten auf Wellenlängen ab 355 nm, erweitert das UHTS 400 UV-VIS die Raman-Imaging Möglichkeiten. Ideal für Laser mit Anregungswellenlängen von 488 nm und darunter.

UHTS 300 VIS-NIR

Das Breitband-Spektrometer 300 VIS-NIR ist für  Anwendungen vom sichtbaren bis hin zum nahen infraroten Licht einsetzbar.  Dieses auch für preisbewusste Kunden erschwingliche Spektrometer liefert alle Qualitätsmerkmale der UHTS Familie und ist für Laserkonfigurationen zwischen 532 nm und 830 nm geeignet.

UHTS 400 NIR

Im Nahinfrarotlicht ist die Verwendung von speziellen NIR-optimierten Komponenten essentiell für einen hohen Lichtdurchsatz. Im UHTS 400 NIR fügen sich eine Brennweite von 400 nm, ein spezielles Spektralgitter-Set und eine Deep-Depletion-Kamera zusammen, um eine an die NIR Raman-Spektroskopie perfekt angepasste Lösung zu bieten.

UHTS 300 IR

Das UHTS 300 IR deckt das Spektrum von 800 bis 1700 nm ab. Mit optimierten optischen Komponenten, Gittern und Detektoren für den Infrarotbereich werden hochpräzise und akkurate Raman- und Photolumineszenz-Messungen ermöglicht.

CCD-Detektoren

CCD CAMERA

Die WITec Spektroskopie-Systeme sind auf individuelle Ansprüche und unterschiedliche Anwendungsbereiche anpassbar. Verschiedene CCD Kameras mit Quanteneffizienzen von über 90% lassen sich mit der UHTS-Serie kombinieren.

 

Front-Illuminated (FI) CCD-Kamera

Eine Front-Illuminated CCD-Sensor bietet den Vorteil, für viele Anwendungsbereiche und Anregungswellenlängen einsetzbar zu sein. Die FI CCD-Kamera ist damit vor allem für ein begrenztes Budget und unkomplizierte Messungen ausgelegt.

Back-Illuminated (BI) CCD-Kamera

Mit einer Quanteneffizienz von 95% und mehr setzt dieser CCD-Sensor mit rückwärtiger Belichtung den Maßstab für das Detektieren von Raman-Signalen im sichtbaren Bereich. Im Vergleich zu einer Front-Illuminated CCD-Kamera bietet sie die doppelte Quanteneffizienz und ist deswegen besonders geeignet für präzises und sensitives FAST RAMAN IMAGINGR mit höchster lateraler Auflösung. Die Kamera ist auch  als UV-optimierte Version erhältlich.

Electron-Multiplying (EM) CCD-Kamera

Durch eine extrem hohe Ausleserate auf dem neuesten Stand der Technik ist die EM CCD-Kamera bestens für den Einsatz bei niedrigen Lichtintensitäten geeignet. Bis zu 1300 Spektren können pro Sekunde aufgenommen werden (760µs / Spektrum), bei einem extrem niedrigen Dunkelstrom von nur 0,0001 Elektronen / Pixel in der Sekunde. Komplexe und technisch anspruchsvolle Raman-Messungen wie ULTRA-FAST RAMAN IMAGINGR sind typische Einsatzbereiche für eine EM CCD-Kamera.

Open Electrode (OE) CCD-Kamera

Die OE CCD-Kamera ist eine Front-Illuminated Kamera, die fast die gesamte spektrale Bandbreite abdeckt und besonders gut für Messungen im UV-Bereich geeignet ist. Der geringe Dunkelstrom wirkt sich günstig auf das Signal-Rausch-Verhältnis aus. Dank ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten eignet sich eine  OE CCD-Kamera für zahlreiche Anwendungsbereiche.

Low Dark-Current Deep Depletion CCD-Kamera

Nahinfrarot (NIR)-Spektroskopie für Raman- oder Photolumineszenz (PL)-Messungen benötigen spezialisierte CCD-Detektoren um zu verhindern, dass die spektralen Daten durch “Etaloning” beeinflusst werden. "Etaloning" beschreibt einen Effekt, der auftritt, wenn Silizium im CCD-Chip zunehmen transparent für Licht höherer Wellenlängen wird und dadurch eine ungleichmäßige spektrale Empfindlichkeit für längere Wellenlängen entsteht. Mit der Low Dark-Current Deep Depletion Technologie dieser Kamera, können kritische NIR- und PL-Experimente ohne Signalverlust durchgeführt werden.

InGaAs Zeilendetektor

Für Streuungsexperimente oberhalb der Si-Bandlücke von etwa 1100 nm bietet WITec einen Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs) Zeilendetektor an. Damit lässt sich spektrales Imaging im Infrarotlicht (bis zu 1700 nm) mit Quanteneffizienzen um 90% durchführen.

Faser-basierter Strahlengang: Fakten und Vorteile

WITec verwendet die neueste photonische Fasertechnologie für effiziente Licht- und Signal-Übertragung.

Ihre Vorteile sind:

  • Extrem effizienter Lichtdurchsatz
  • Fast verlustfreie Energieübertragung
  • Beste räumliche Auflösung und Konfokalität durch beugungsbegrenzte Eigenschaften der Fasern-erzeugten Punktlichtquelle
  • Benutzerfreundliches Arbeiten durch vorkonfigurierte und vorjustierte Faser-Einkoppeleinheiten
  • Polarisationsabhängige Messungen durch Erhaltung der Polarisationsebenen des Lichts möglich
  • Minimierung von  Temperatur- oder Vibrationsstörungen durch räumlich flexibles Aufstellen des Lasers

Anwendungsbeispiele

 

WITec CCl4 high performance

High-Performance Raman Image: (A) 3D konfokales Raman Image einer Emulsion mit dazugehörenden Raman-Spektren in (B) grün: Alkan; blau: Wasser; gelb: CCl4 + Öl. Bildparameter: 200 x 200 x 20 Pixel, 100 x 100 x 10 μm³ Scanbereich, 0,06 s Aufnahmezeit pro Spektrum, 532 nm Anregungswellenlänge. (C) Zoom-in mit hoher spektraler Auflösung. Bildparameter: 100 x 100 Pixel, 10 x 10 μm², 0,08 s Aufnahmezeit pro Spektrum, UHTS600 Spektrometer, 1800 g/mm Gitter. (D) Aufgrund der hohen spektralen Auflösung des spektroskopischen Systems können die CCl4 Banden um 460 cm-1 auch bei Raumtemperatur eindeutig voneinander getrennt werden.

UHTS300 cyclohexane two spectra

Symmetrische Peaks: Links: Raman Spektrum von Cyclohexan mit einem UHTS300 VIS aufgenommen. Rechts: Zoom-in der 1020 cm-1 Peak-Region. Als Ergänzung zum aufgenommennen Spektrum (blau) wird eine Lorentz-angepasste Kurve gezeigt (rot). Die fast perfekte Überlagerung des gemessenen Spektrums mit der theoretisch verhergesagten Lorentz-Kurve zeigt die hohe Genauigkeit der Messung.

WITec 4th order Si

Empfindlichkeit: Die Fähigkeit die Si-Bande 4. Ordnung im Spektrum aufzulösen wird gemeinhin als Maß der Empfindlichkeit eines Raman Spektroskopie-Systems angesehen.  Das Spektrum oben wurde mit einem UHTS 300 VIS und einer EMCCD Kamera aufgenommen und zeigt die 4. Ordnung des Si-Peaks. Es wurde außer eines "cosmic ray removal" keine Daten-Nachbearbeitung vorgenommen.  Das sehr hohe Signal-Rausch-Verhältnis gemeinsam mit der niedrigen N2-Peak-Intensität weisen auf die Konfokalität des Systems hin, da Signale aus der Umgebung (z.B. Luft) nur sehr schwach sind und Informationen außerhalb des Focus effektiv durch das Pinhole geblockt werden.

Leistungsfähig, vielseitig und erweiterbar – heute optimiert, bereit für morgen

Die WITec Spektroskopie-Systeme können individuell konfiguriert werden, um exakt den Anforderungen in Ihrem speziellen Anwendungsbereich zu entsprechen. Unsere Spezialisten für Raman-Mikrokopie freuen sich darauf, Sie zu beraten. Auch zukünftig angestrebte Ziele können dabei berücksichtigt werden, da die WITec Systeme anpassungsfähig und jederzeit vollständig erweiterbar sind. Anregungswellenlängen, Objektive, Probentische und ergänzende Mikroskopietechniken können nach Bedarf hinzugefügt werden. Wenn sich Ihr wissenschaftlicher Ansatz verändert, kann das WITec System ganz einfach folgen.

Literatur

Zur Literatur

Bitte füllen Sie alle Felder aus, damit wir Ihre Anfrage so rasch wie möglich bearbeiten können.