TrueSurface

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TrueSurface法

表面形状に沿ったラマンイメージングのための広域プロファイラー

 

WITecが多くの賞を受賞したTrueSurface法は,大きく傾斜したり,凹凸の大きな試料に対して,共焦点性を利用して常に表面から同じ高さを維持して,ラマンイメージングを行う手法です.この画期的なイメージング手法のキーとなる要素は,高さ測定のために搭載される光学センサーです.センサーは,顕微鏡のレボルバーに直接取り付けるため使いやすく便利です.

TrueSurface alpha300

TrueSurface法 原理

この画期的な光学センサーは,色収差の原理を利用した表面形状センサーです.このセンサーは,非接触で試料表面の形状を得ることができ,試料表面にフォーカスを合わせた状態で,連続してラマン測定を行います.

表面形状センサーは,点光源から発せられた白色光をクロマティックレンズで試料表面に集光します:レンズシステムは,良い集光性を持っていながら,強い線形色収差を持ったものが使用されます.従って,白色光に含まれるそれぞれの波長の光は違った位置に焦点を結ぶようになります.試料表面で反射された光は,再度レンズを通して集光され,ピンホールを通して分光器へ入れられます.ある特定の波長の光だけが試料表面に焦点を結び,この波長の光だけが共焦点のピンホールを通過します.そのため,検出された波長は試料表面の形状に依存するようになります.この状態で試料をXY方向に走査することによって試料の表面形状を得ることができます.この表面形状情報を用いて,ラマンレーザー光を試料表面(もしくは,試料表面下)にフォーカスしてラマンイメージングを行います.これによって,試料が傾いていたり,凹凸があっても試料表面のラマンイメージングが行えることになります.

TrueSurface Principle

TrueSurface原理

TrueSurface Confocality

TrueSurface Principle beschriftet

TrueSurfaceによる形状走査: 図に示すそれぞれの色が焦点の合う色に対応し,検出される波長(色)が表面形状に対応する.

TrueSurfaceによる形状取得性能は,走査幅最大50x100 mmで,縦方向分解能40-120 nm,横方向分解能10-25 µm.

表面形状センサーによって観察された広範囲の表面形状座標は,広範囲の共焦点ラマンイメージデータと正確に位置づけることができます.AFMと組み合わせることによって,大型試料のAFMでの高分解能観察の前観察ツールとして使用することができます.

TrueSurfaceは,様々なアプリケーションに適用することが考えられます.たとえば,マイクロマシン,医療,半導体デバイスの評価,バイオ医療,薬剤の表面観察等が考えられます.

観察例

WITec TrueSurface TopographicRamanRocksample

TrueSurface法による鉱物試料の傾いている表面の観察例.赤矢印で示した部分が観察場所. 同一領域のTrueSurfaceによる画像(中央)と共焦点ラマンイメージデータ (右; 走査幅: 2x2mm²形状高低差: >1.7mm).

 

 

Raman TrueSurface archaeological fragment

古代壁画の一部をTrueSurface法による共焦点ラマンイメージ.赤: 辰砂(しんしゃ)硫化水銀(II)(HgS)からなる鉱物 緑 = 白チョーク(CaCO3, カルサイト); 青 = カーボンブラック; 青緑 = 不明層.

 

右: 薬錠剤観察例 上-TrueSurface法による形状像3次元表示 下-3次元形状像にラマンイメージを重ね合わせ表示したもの.薬効成分は赤および青で表示.賦形剤は緑で表示.表明形状の高低差は300µm以上.

WITec TrueSurface TopographicRamanTablettsample

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