مجهر رامان متعدد الوسائط واسع المجال بتحويل فورييه

طورنا مجهر فائق طيفي متعدد الوسائط لالتقاط طيف رامان أو ضوء التلألؤ من كل بكسل في الصورة، مما يقلل من وقت القياس. يعتمد النهج التقليدي في مقياس القياس النقطي على مطياف التشتت. تقنيات متقدمة تعزز إشارة رامان إما باستخدام الضوء عند الرنين أو بنبضات ليزر قصيرة متزامنة تدفع اهتزازات جزيئية.

يطرح مقطع التشتت السفلي في رامان تحديين رئيسيين. أولا، الإشارة الخافتة، التي تتطلب أوقات اكتساب طويلة. ثانيا، قد تغمر إشارة رامان بخلفية ضوئية قوية.

تمكن مطيافية تحويل فورييه من اكتساب الطيف المتوازي عبر جميع البكسلات لقياس أسرع، وأخذ عينات قابلة للضبط للوصول إلى معلومات طيفية محددة مثل عزل قمم رامان الضعيفة عن خلفية توهج قوية. يتيح نهج تحويل فورييه أخذ عينات ذكية وتحليل بيانات تستفيد من المعلومات في مسارات زمنية. نهدف إلى تخصيص استراتيجيات تقليل العينات لتقصير وقت الاستحواذ بشكل أكبر.

للبدء، استخدم مكشطة لوضع 20 ملليغرام من كل مسحوق صبغة على ميزان دقيق، مما يحصل على نسبة وزن واحد إلى واحد. اخلط المباريق مع هاون لإزالة الكتل. صب الخليط الناتج على شريحة مجهرية.

ثم استخدم رأس الكاشطة للضغط بلطف للحصول على سمك شبه منتظم للطبقة. ضعي طلاء الأظافر على حواف غطاء المجهر. ضعيه على الخليط مع طلاء الأظافر موجه للأسفل، واضغطي كمية كافية لإغلاقه.

بعد ذلك، ضبط طول موجة الإثارة وركز ليزر الإثارة عند مدخل الألياف متعددة الأوضاع ذات النواة الكبيرة. ضع عينة اختبار على منصة المجهر وشغل الكاميرا لرؤية البقعة المضيئة بالليزر. قم بتثبيت جزء وسط من الألياف على غشاء الاهتزاز في ملف الصوت، مما سيزيل البقع.

قم بخلط الألياف ميكانيكيا عن طريق ثنيها بإحكام لدمج جميع أوضاعها المكانية. أدخل مرشح تمرير نطاق ضيق عند 532 نانومتر بعرض نطاق 2.0 نانومتر لتنظيف خط الليزر ورفض أي نطاقات جانبية طيفية غير مرغوب فيها للمضخة. استخدم مرآة ثنائية اللون لعكس ضوء الليزر نحو العينة ونقل الإشعاع المتناثر باللون الأحمر الذي يجمعه الهدف.

أدخل فلتر تمرير طويل عند 532 نانومتر لرفض الضوء المتبقي من الإضاءة الزائدة. قس القدرة على مستوى العينة باستخدام عداد الطاقة. اضبط شعاع المضخة للحصول على شدة عند العينة لا تؤدي إلى ضرر.

الآن، ضع العينة على مرحلة المجهر وضبط التركيز. شغل سائق المحرك الذي يقوم بترجمة الوتد واضغط على خيار الاستحواذ. ثم اضبط معايير اكتساب الكاميرا مثل الإطار الزمني وتركيب الأجهزة لتحسين شدة الإشارة.

الآن، اضبط طول الخطوة، وموضع المنزل، وعدد الخطوات. أضف اسم الدليل واسم الملف. حرك نقطة التقاطع إلى الموضع المستهدف واضغط على زر القياس لبدء التقاط صورة أحادية اللون لكل وضعية إسفين.

بعد الانتهاء من القياس، قم بإيقاف تشغيل الليزر قبل تحليل البيانات. بعد ذلك، تولد المكعب الطيفي الفائق من مجموعة البيانات التي تم الحصول عليها عن طريق تحميل ملف تصحيح موضع المحرك الخاص بمحرك الدرج، وملف معايرة التردد المقابل للمقياس التداخل (interferometer). اضبط الطول الموجي ليتم حساب الأطياف بواسطة فورييه، مما يحول مداخلات التداخل لجميع البكسلات.

طبق دالة الأبوديزر التي توفر موازنة جيدة بين التوسيع الطيفي وتقليل التشويق، مثل نافذة هاب-جينزل. ثم تولد المكعب الفائق الطيفي وحفظه بقيم مركبة. شغل برنامج التحليل وافتح المكعب الفائق الطيفي بالقيم المركبة.

توليد صورة RGB ملونة زائفة والحصول على الطيف المتوسط في مناطق محددة لتحليل المكعب الطيفي الفائق. لقياس رامان في نفس مجال الرؤية، أضف مرشح تمرير النطاق في مسار الكشف. حدد الإطار الزمني وترتيب الأجهزة، ثم حدد الطول المحدد، وموقع المنزل، وعدد الخطوات.

اختر اسم الملف والدليل للحفظ قبل الضغط على Measure. يتم تمييز ثلاث أصباغ بوضوح ضمن مجال الرؤية بناء على توقيعاتها الطيفية في رامان، مع قمم مميزة للروتيل عند 454 و616 سنتيمترا معكوسا، وأناتازا عند 396 و514 و641 سنتيمترا معكوسا، وأصفر كادميوم عند 301 و605 سنتيمتر معكوسا. في خريطة الإضاءة الضوئية، اللون الأصفر الكادميوم هو الصبغة الوحيدة الموزعة بشكل واضح عبر مجال الرؤية مع انبعاث قوي يهيمن على الصورة بأكملها.

في الواقع، لا يمكن تمييز الخطأ الخفيف الناتج عن الروتيل والأناتاز طيفا عن المسحوق الأصفر.