2025-01-22 10:42:48激光扫描显微镜
激光扫描显微镜是一种高精度显微镜,利用激光作为光源,通过扫描样品表面获取高分辨率图像。它结合了激光技术的高亮度、单色性和方向性,以及显微镜的高放大倍数,可实现样品的三维成像和深层分析。激光扫描显微镜广泛应用于生物医学、材料科学等领域,用于观察细胞结构、分析材料成分等,具有非接触、无损检测等优点。

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2023-05-18 16:59:34全共线多功能超快光谱仪与高精度激光扫描显微镜,二维材料与超快
全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT     MONSTR Sense Technologies是由密歇根大学研究人员成立的科研设备制造公司。该公司致力于研发为半导体研究应用而优化的超快光谱仪和显微镜,突破性的技术可将光学器件和射频电子器件耦合在一起,以稳健的方式测量具有干涉精度的光学信号,真正实现一套设备、一束激光、多种功能。图1. 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT       全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT不仅兼具共振和非共振超快光谱探测,还可以兼容瞬态吸收光谱(Transient absorption (TAS))、相干拉曼光谱(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多维相干光谱探测(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。开创性的全共线光路设计,使其可以与该公司研发的高精度激光扫描显微镜(NESSIE)联用,实现超高分辨超快光谱显微成像。全共线多功能超快光谱仪的开发也充分考虑了用户的使用体验,系统软件可自动调控参数,光路自动对齐、无需校正等特点都使得它简单易用。全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT主要技术参数:高精度激光扫描显微镜NESSIE      MONSTR Sense Technologies的高精度激光扫描显微镜NESSIE可用入射激光快速扫描样品,在几秒钟内就能获得高光谱图像。该设备可适配不同高度的样品台和低温光学恒温器,物镜高度最多可变化5英寸,大样品尺寸同样适用。NESSIE显微镜是具有独立功能,可以与几乎任何基于激光测量与高分辨率成像的设备集成在一起,也非常适合与该公司研发的全共线多功能超快光谱仪集成。                  图2. 高精度激光扫描显微镜NESSIE        高精度激光扫描显微镜-NESSIE的输入信号为单个激光光束,输出信号为样品探测点收集的单个反向传播光束,这样的光路设计确保了反传播信号在扫描图像时不会相对于输入光束漂移,因而非常适用于激光的实验中的成像显微镜系统。        图3. 使用NESSIE在室温下测量的GaAs量子阱的图像。a) 用相机测量的白光图像。b) 用调谐到GaAs带隙的80MHz激光器(5mW激光输出)进行激光扫描线性反射率测量。c) 同时测量的激光扫描四波混频图像揭示了影响GaAs层的亚表面缺陷 BIGFOOT+NESSIE应用案例:1. 高精度激光扫描显微镜用于材料表征      美国密歇根大学课题组通过使用基于非线性四波混频(FWM)技术的多维相干光谱MDCS测量先进材料的非线性响应,利用激子退相和激子寿命来评估先进材料的质量。课题组使用通过化学气相沉积生长的WSe2单分子层作为一个典型的例子来证明这些功能。研究表明,提取材料参数,如FWM强度、去相时间、激发态寿命和暗/局部态分布,比目前普遍的技术,包括白光显微镜和线性微反射光谱学,可以更准确地评估样品的质量。在室温下实时使用超快非线性成像具有对先进材料和其他材料的快速原位样品表征的潜力。图4.  (a)通过拟合时域单指数衰减得到的样本的去相时间图,在图(a)中用三角形标记的选定样本点处的FWM振幅去相曲线【参考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022). 2.二维材料中激子相互作用和耦合的成像研究      过渡金属二卤代化合物(TMDs)是量子信息科学和相关器件领域非常有潜力的材料。在TMD单分子层中,去相时间和非均匀性是任何量子信息应用的关键参数。在TMD异质结构中,耦合强度和层间激子寿命也是值得关注的参数。通常,TMD材料研究中的许多演示只能在样本上的特定点实现,这对应用的可拓展性提出了挑战。美国密歇根大学课题组使用了多维相干成像光谱(Multi-dimensional coherent spectroscopy, 简称MDCS),阐明了MoSe2单分子层的基础物理性质——包括去相、不均匀性和应变,并确定了量子信息的应用前景。此外,课题组将同样的技术应用于MoSe2/WSe2异质结构研究。尽管存在显著的应变和电介质环境变化,但相干和非相干耦合和层间激子寿命在整个样品中大多是稳健的。图5. (a)hBN封装的MoSe2/WSe2异质结构的白光图像。(b)MoSe2/WSe2异质结构在图(a)中的标记的三个不同样本点处的低功率低温MDCS光谱。(c)图(b)中所示的四个峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混频积分图。(d)MoSe2/WSe2异质结构上的MoSe2共振能量图。(e)MoSe2/WSe2异质结构的WSe2共振能量图。(f)所有采样点的MoSe2共振能量与WSe2共振能量【参考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022) 3. 掺杂MoSe2单层中吸引和排斥极化子的量子动力学研究      当可移动的杂质被引入并耦合到费米海时,就形成了被称为费米极化子的新准粒子。费米极化子问题有两个有趣但截然不同的机制: (i)吸引极化子(AP)分支与配对现象有关,跨越从BCS超流到分子的玻色-爱因斯坦凝聚;(ii)排斥分支(RP),这是斯通纳流动铁磁性的物理基础。二维系统中的费米极化子的研究中,许多关于其性质的问题和争论仍然存在。黄迪教授课题组使用了Monstr Sense公司的全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT研究了掺杂的MoSe2单分子层。课题组发现观测到的AP-RP能量分裂和吸引极化子的量子动力学与极化子理论的预测一致。随着掺杂密度的增加,吸引极化子的量子退相保持不变,表明准粒子稳定,而排斥极化子的退相率几乎呈二次增长。费米极化子的动力学对于理解导致其形成的成对和磁不稳定性至关重要。图6. 单层MoSe2在不同栅极电压下的单量子重相位振幅谱【参考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)
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2023-05-26 11:43:55全共线多功能超快光谱仪与高精度激光扫描显微镜,二维材料与超快光学实验必备!
全共线多功能超快光谱仪BIGFOOTMONSTR Sense Technologies是由密歇根大学研究人员成立的科研设备制造公司。该公司致力于研发为半导体研究应用而优化的超快光谱仪和显微镜,突破性的技术可将光学器件和射频电子器件耦合在一起,以稳健的方式测量具有干涉精度的光学信号,真正实现一套设备、一束激光、多种功能。图1. 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT不仅兼具共振和非共振超快光谱探测,还可以兼容瞬态吸收光谱(Transient absorption (TAS))、相干拉曼光谱(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多维相干光谱探测(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。开创性的全共线光路设计,使其可以与该公司研发的高精度激光扫描显微镜(NESSIE)联用,实现超高分辨超快光谱显微成像。全共线多功能超快光谱仪的开发也充分考虑了用户的使用体验,系统软件可自动调控参数,光路自动对齐、无需校正等特点都使得它简单易用。全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT主要技术参数:若您对设备有任何问题,欢迎扫码咨询!高精度激光扫描显微镜NESSIEMONSTR Sense Technologies的高精度激光扫描显微镜NESSIE可用入射激光快速扫描样品,在几秒钟内就能获得高光谱图像。该设备可适配不同高度的样品台和低温光学恒温器,物镜高度最多可变化5英寸,大样品尺寸同样适用。NESSIE显微镜是具有独立功能,可以与几乎任何基于激光测量与高分辨率成像的设备集成在一起,也非常适合与该公司研发的全共线多功能超快光谱仪集成。图2. 高精度激光扫描显微镜NESSIE高精度激光扫描显微镜-NESSIE的输入信号为单个激光光束,输出信号为样品探测点收集的单个反向传播光束,这样的光路设计确保了反传播信号在扫描图像时不会相对于输入光束漂移,因而非常适用于激光的实验中的成像显微镜系统。图3. 使用NESSIE在室温下测量的GaAs量子阱的图像。a) 用相机测量的白光图像。b) 用调谐到GaAs带隙的80MHz激光器(5mW激光输出)进行激光扫描线性反射率测量。c) 同时测量的激光扫描四波混频图像揭示了影响GaAs层的亚表面缺陷若您对设备有任何问题,欢迎扫码咨询!BIGFOOT+NESSIE应用案例:01高精度激光扫描显微镜用于材料表征美国密歇根大学课题组通过使用基于非线性四波混频(FWM)技术的多维相干光谱MDCS测量先进材料的非线性响应,利用激子退相和激子寿命来评估先进材料的质量。课题组使用通过化学气相沉积生长的WSe2单分子层作为一个典型的例子来证明这些功能。研究表明,提取材料参数,如FWM强度、去相时间、激发态寿命和暗/局部态分布,比目前普遍的技术,包括白光显微镜和线性微反射光谱学,可以更准确地评估样品的质量。在室温下实时使用超快非线性成像具有对先进材料和其他材料的快速原位样品表征的潜力。图4.  (a)通过拟合时域单指数衰减得到的样本的去相时间图,在图(a)中用三角形标记的选定样本点处的FWM振幅去相曲线【参考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022).02二维材料中激子相互作用和耦合的成像研究过渡金属二卤代化合物(TMDs)是量子信息科学和相关器件领域非常有潜力的材料。在TMD单分子层中,去相时间和非均匀性是任何量子信息应用的关键参数。在TMD异质结构中,耦合强度和层间激子寿命也是值得关注的参数。通常,TMD材料研究中的许多演示只能在样本上的特定点实现,这对应用的可拓展性提出了挑战。美国密歇根大学课题组使用了多维相干成像光谱(Multi-dimensional coherent spectroscopy, 简称MDCS),阐明了MoSe2单分子层的基础物理性质——包括去相、不均匀性和应变,并确定了量子信息的应用前景。此外,课题组将同样的技术应用于MoSe2/WSe2异质结构研究。尽管存在显著的应变和电介质环境变化,但相干和非相干耦合和层间激子寿命在整个样品中大多是稳健的。图5. (a)hBN封装的MoSe2/WSe2异质结构的白光图像。(b)MoSe2/WSe2异质结构在图(a)中的标记的三个不同样本点处的低功率低温MDCS光谱。(c)图(b)中所示的四个峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混频积分图。(d)MoSe2/WSe2异质结构上的MoSe2共振能量图。(e)MoSe2/WSe2异质结构的WSe2共振能量图。(f)所有采样点的MoSe2共振能量与WSe2共振能量【参考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022)03掺杂MoSe2单层中吸引和排斥极化子的量子动力学研究当可移动的杂质被引入并耦合到费米海时,就形成了被称为费米极化子的新准粒子。费米极化子问题有两个有趣但截然不同的机制:(i)吸引极化子(AP)分支与配对现象有关,跨越从BCS超流到分子的玻色-爱因斯坦凝聚;(ii)排斥分支(RP),这是斯通纳流动铁磁性的物理基础。二维系统中的费米极化子的研究中,许多关于其性质的问题和争论仍然存在。美国德克萨斯大学奥斯汀分校李晓勤教授课题组使用了Monstr Sense公司的全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT研究了掺杂的MoSe2单分子层。课题组发现观测到的AP-RP能量分裂和吸引极化子的量子动力学与极化子理论的预测一致。随着掺杂密度的增加,吸引极化子的量子退相保持不变,表明准粒子稳定,而排斥极化子的退相率几乎呈二次增长。费米极化子的动力学研究对于理解导致其形成的配对和磁不稳定性至关重要。图6. 单层MoSe2在不同栅极电压下的单量子重相位振幅谱【参考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)若您对设备有任何问题,欢迎扫码咨询!
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2025-01-02 12:15:11声学扫描显微镜探头怎么用
声学扫描显微镜探头怎么用 声学扫描显微镜(AFM)作为一项先进的成像技术,广泛应用于材料科学、生物医学、半导体等领域。而其中,探头的使用是实现精细成像的关键步骤之一。本文将详细介绍声学扫描显微镜探头的使用方法,帮助科研人员更好地理解如何通过合适的操作,优化显微镜的性能,获得高质量的样品图像与数据。 1. 声学扫描显微镜探头的基本构造 声学扫描显微镜的探头通常由一个极其敏感的微小探针、弹性支架和一个电子系统组成。其主要作用是利用超声波或其他声学信号与样品表面相互作用,从而捕捉物质表面的微小变化。探头的极为细小,可以触及单个分子级别的细节,因此精确的操作至关重要。 2. 如何正确使用声学扫描显微镜探头 2.1 设置探头 在使用声学扫描显微镜之前,首先需要正确安装探头。根据不同的显微镜型号,探头的安装方式有所不同,通常需要根据厂商提供的操作手册进行安装。安装时要确保探头方向与样品表面平行,并且探头与样品之间的距离要适中。探头与样品的接触力通常较小,以避免损伤探针或样品。 2.2 调整扫描参数 在安装好探头之后,需要根据样品的特点调整合适的扫描参数。包括扫描速度、分辨率、探针的振幅等。扫描速度过快可能导致图像模糊,过慢则可能增加数据采集时间,影响实验效率。根据样品的硬度和表面状态,适当调整扫描的探头力度,以保证得到高精度的成像结果。 2.3 进行样品扫描 当探头正确安装并且扫描参数设置好之后,便可以开始对样品进行扫描。在此过程中,操作人员需要保持稳定的工作环境,避免外界震动或温度波动影响探头的精度。探头通过其振动与样品的相互作用,将表面信息转化为电信号并反馈到显微镜系统中,进而生成高分辨率的图像。 2.4 数据分析与处理 扫描完成后,所获得的数据可以通过专用软件进行处理和分析。根据图像的需要,可能需要对数据进行去噪、增强对比度等后处理操作,以提高图像质量并进行进一步的科学分析。此时,操作人员要特别注意软件中各类参数的设置,确保分析结果的准确性。 3. 声学扫描显微镜探头的常见问题与解决方法 在使用过程中,声学扫描显微镜探头可能会遇到一些问题,比如探头损伤、图像噪点过多等。常见的解决方法包括: 探头损伤:探头尖端容易受损,尤其是在操作过程中与样品表面发生碰撞时。避免过度施加压力或选择硬度较高的样品进行扫描,可以有效延长探头的使用寿命。 图像噪点问题:噪点过多可能是由于探头不稳定或扫描参数设置不当导致的。可以通过调整扫描速度或使用更高质量的探头来改善图像质量。 4. 结语 声学扫描显微镜探头的正确使用对实验结果至关重要。只有在安装、参数调整和扫描操作中细心把控,才能确保获得高分辨率的成像数据,进而推动科研工作的发展。掌握这些基本操作方法,将有助于在材料科学、生物医学等多个领域实现精确的微观探测,为科研创新提供有力支持。
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2023-02-02 10:34:22SFM激光扫描场焦点分析仪荣获AKL 2022“激光技术创新奖”一等奖
近日获悉,来自激光光束分析仪及功率计专业供应商德国Primes公司Stefan Wolf研发团队开发的ScanFieldMonitor (SFM)激光振镜扫描场焦点分析仪荣获AKL 2022年“激光技术创新奖”(Innovation Award Laser Technology)一等奖,奖金为1万欧元。“激光技术创新奖”由AKL激光协会和ELI欧洲激光研究所联合发起,在德国亚琛每两年颁发一次,主要授予引领从应用导向研究到成功工业实施技术创新的激光制造商和用户及研发人员。德国Primes公司的SFM激光扫描场焦点分析仪是一款多功能一体化的激光光束诊断设备。这项研发是由增材制造和电动汽车的许多新应用而推动的,SFM分析仪具有独特的设计,旨在实现改进的工艺优化和系统认证,并且能实现远程控制,从而使用户能够更好地校准激光3D打印机,以进行工业激光3D打印。SFM根据玻璃板上测量线的散射光来确定激光束和扫描仪的参数SFM激光扫描场焦点分析仪——专利测量技术的原理可通过扫描矢量测量激光束参数。该分析仪适用于波长1000nm~1100nm、功率10W~1500W、入射角0 - 20 °以内的任何激光光束和激光振镜扫描设备的诊断分析,能在不到三秒钟的时间内,测量50μm~500μm焦点位置,峰值功率密度可高达100MW/cm2,使用户能够轻松确定其激光光源的各种参数:光斑直径、位置、扫描速度。同时借助特殊的测量方案,还可以确定枕形失真、重叠扫描场的合并、焦点偏移以及激光的开启和关闭延迟、热透镜检查等时间分辨分析。SFM可以测量分析扫描场聚焦光斑的直径、位置、扫描速度随着越来越多的制造商将选择性激光熔化SLM 3D打印集成到其工艺链中,需要复杂的激光扫描参数测量仪来制定质量标准并保证标准的验证,而SFM激光扫描场焦点分析仪正好满足这项需求。SFM激光扫描场焦点分析仪采用刻有一系列10~15微米厚测量线的玻璃板的专利技术对激光光束特性进行表征。当用户在该玻璃板上扫描激光光束时,光电二极管测量玻璃板上每个刻线的散射光。此过程可用于确定激光光束在SFM激光扫描场焦点分析仪上的路径、焦散和场平坦度。结合集成光电二极管的采样率,SFM激光扫描场焦点分析仪能够计算激光从路径起点到终点的传播速度。再加上德国PRIMES公司特有的算法不仅可以分析多种复杂的关系,而且数据采集是在写入扫描矢量所需的时间(几毫秒)内完成的。为了在粉末加工床中将激光的融合轨迹进行精确定位,至关重要的是使激光的照射顺序与扫描振镜的移动保持同步。因为SFM激光扫描场焦点分析仪可以提供绝对定位信息,因此该仪器最终可以用于校准这两个基本参数。SFM激光扫描场焦点分析仪的主要特点是具有全功能性,它可以将多种测量功能融合到一台设备中。这使得该仪器与各种扫描仪兼容,从而能够表征任何基于激光的扫描系统。最终节省了用户的时间成本和金钱成本。也正因为SFM激光扫描场焦点分析仪的全功能性,可以消除工艺流程对多种测量设备的需求,从而大大的降低了工艺流程的复杂性。SFM激光扫描场焦点分析仪尺寸为80 x 80 x 100mm,非常紧凑,可以放置在打印机构建区的任何位置。PRIMES甚至添加了以太网接口和WLAN模块,因此可以从3D打印机的外部远程控制SFM激光扫描场焦点分析仪。与传统的光束诊断设备不同,该系统能够全功率分析光束,还可以在实际操作条件下进行测量。武汉东隆科技有限公司du家代理德国Primes公司的工业加工激光光束品质分析仪及功率计、自动化集成激光功率计及光束分析仪,我们在技术、服务、价格上都具有非常好的优势。如果您在使用过程遇到任何产品技术相关的问题,欢迎您随时来电垂询。
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2023-06-07 17:32:48深度解析|实施专业3D激光扫描的3种方式
近日,NavVis有幸邀请了两位影响力强大的用户来分享他们在土地测量、建筑捕捉、BIM、用于设计和其他专业的3D捕捉工作中超过三十年的心得体会。这两位行业专家分别是现实捕捉网络创始人、Nexus 3D咨询公司总裁Matthew Byrd和DLR Group现实捕捉经理兼负责人Luke Stevenson ,他们将为我们分享关于如何利用激光扫描实施混合式扫描流程的一些专业技巧。1、通过逆向思维找到正确的扫描工具人们在刚开始接触3D捕捉技术时,往往会在开始就问一些问题。我应该使用我手机上的激光雷达吗?还是手持式扫描仪?还是背包式的?在无人机上安装激光雷达有效载荷怎么样?还是应该在机器人身上安装?地面扫描仪还有使用的价值吗?这些不同的选择令人眼花缭乱,但Byrd提出的解决方案却很简单。Byrd说:“你应该在项目开始时就预期好结果。每种类型的项目都有不同的要求。你想捕捉100英亩的工作现场吗?还是想制造一件设备?这个项目是建筑类的工作吗?”他说,一旦你确定了最 终目的,就可以反向用功了。做一下研究以确定项目的要求——询问有关预算、精度和可交付成果等问题。然后挑选一个符合这些要求的工具。2、混合型工作方式对软件同样适用你可能听说过 [混合式工作流程] 的优点,它涉及在一个项目中使用多种扫描工具。通常这表示项目中包含两个或更多的硬件工具,如移动扫描系统和地面激光雷达扫描仪。但Stevenson表示混合式工作流程并不只适用于硬件软件也同样适用他尝试 用案例说明这一点。他解释道,DLR是一家设计公司,他们专注于使用能够正确和准确地体现BIM模型的BIM软件。但在这些项目中,他们往往会使用NavVis IVION, 因为它能够更加直观地为客户展示建筑物。“这是一个神奇的3D可视化软件,我们会把它和BIM工具一起使用。”Stevenson认为每个人都应该考虑使用多种软件解决方案——从你的项目需求开始考虑,再往前推。通过一些软件工具,你可以将辛苦收集的数据重复使用2次、3次、5次,甚至10次,以满足你所需要的各种交付物。他说:“不要被一个单一的解决方案而限制。确保你所捕获的数据可以在你项目的不同阶段进行多次修改和使用。”3、NavVis现实捕捉解决方案使工作事半功倍我们的两位资 深用户都表示,NavVis现实捕捉解决方案——包括NavVis VLX移动硬件和NavVis IVION软件——提供的不仅仅是一种更快的数据采集方式。它还能让你的工作事半功倍。Byrd特别评价了NavVis VLX这样的移动扫描仪的价值。他评论道:“它的第 一 个好处是能让我们能够更快地完成大型项目。“有了移动扫描,我们只用在一个地点花一两天而不是四五天的时间。这有助于我们解决行业中的一个人尽皆知的棘手问题:资源匮乏。大家都想雇用激光扫描专业人员,但这个领域的人才现在十分紧缺。因此,我们视这样的技术为提高效率的绝 佳手段。通过购买新的工具,让我们无需雇佣额外的人员,节省出来的资源也能让我们完成更多项目。”Stevenson指出,NavVis现实捕捉解决方案也使他的业务更加高效。他说,他发现NavVis IVION等工具提供的云处理功能有很高的价值。“NavVis IVION的Cloud Processing Add-on(云处理插件)为提高工作效率奠定了基础。试想一下,一个1万平方英尺的建筑所需的静态扫描数量以及所伴随的注册工作?这将花费大量的时间,而且还需要一个计算能力强大的本地系统。”同时,他指出,你必须逐一地处理它们,而这样会把时间线拖得更长。他说:“有了云处理插件,我们可以在同一时间处理大量的扫描。可以将一个TB的数据上传到电脑中,第二天早上回来时就能获得所需的建筑数据。回去之后再把它们拼凑起来就行了。”“这一技术已经完全颠覆了我们行业的规则。它还帮助我们的小团队解决着我们公司1400人的需求。”
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