OmegaScope

OmegaScope, The AFM optical platform - Product image

AFM光学工作站

OmegaScope是一种最新的耦合光学和AFM高分辨、多领域研究的解决方案,它为光谱学和光子学研究人员提供了最新的途径。它提供直接顶部和侧向光路耦合的反射式配置。OmegaScope搭建了高空间分辨率光谱(拉曼、光致发光、荧光)和AFM相关的成像模式耦合的灵活平台。

拉曼激光和AFM反馈激光相互无干扰

1300nm原子力显微镜反馈激光和常用的紫外、可见光和近红外拉曼激光(364-830 nm)毫无相互干扰,并且消除了对可见光敏感生物和光伏样品的任何寄生影响。

拉曼激光直达悬臂

OmegaScope系统将AFM和光学通道完全分离。这种独立性不限制拉曼激光所需的波长,与AFM激光通过与拉曼激发激光相同的高孔径物镜的系统相比,简化了整个系统的调节。用户可以轻松地重新聚焦高NA物镜,而无需对AFM激光器进行任何额外的重新调整。OmegaScope的设计为原子力显微镜提供了更高的稳定性,降低了对震动和噪声的灵敏性。

简单、快速、可重复的悬臂调整

采用固定式AFM激光器的设计,激发激光对悬臂梁针尖的调节,简单快捷。此外,如果安装相同类型的新悬臂,就可以很容易地找到和扫描样品表面上的相同区域(在几微米的重复性范围内),而无需任何额外的搜索。

自动AFM登记系统调整

SmartSPM扫描探针显微镜是OmegaScope系统反射式机构的配置核心,也是第一台从设计到耦合HORIBA光谱仪的采用激光-悬臂-光电二极管全自动准直的扫描探针显微镜。

快速扫描

采用业界最高的高共振频率扫描器(XY>7kHz和 Z>15kHz),优化的扫描器控制算法可以轻松实现快速扫描。

振动稳定性,声学稳定性,高频的快速扫描器

快速响应时间,低漂移和量值溯源。采用业界最好的平板闭环扫描器,扫描范围为100μmx100μmx15μm,单个扫描器可以实现大范围测量到真正的分子分辨率成像。归功于扫描器和整个原子力显微镜的高机械刚度,即使没有主动减震保护,也可以保证OmegaScope杰出性能。这些独特的特性还允许实现特殊和更复杂的扫描算法,如Top模式。在这种模式下,针尖在扫描点之间被提升到样品表面上方。在每一个扫描点,探针都会回到样品表面。扫描信号在针尖振荡幅度达到设定阈值后立即测量。它可以避免任何横向力的相互作用,例如保证TERS探针的安全性,同时保持扫描率高达1Hz。

轻松更换样品

OmegaScope AFM平台设计允许在不取下FM头和悬臂支架的情况下更换样品。它大大提高了实验的可靠性,避免了操作人员在这类常规过程中可能出现的错误。

顶部和侧向光路照明

顶部和侧向的光学通道均可进入针尖-样品区,充分利用红外、可见光和紫外高NA平消色差物镜光谱成像能力(顶部物镜:高达0.7NA;侧向物镜:高达0.7NA)和原子力显微镜相关技术,可在宽光谱范围和最小激发激光光斑面积内,对样品表面的光信号进行共焦检测。侧向光路在TERS和TEPL实验中的成功归功于OmegaScope系统设计的合理性,它提供了更重要的电磁场的轴向分量,有效地激发了针尖-样品结中的等离激元共振。

顶部和侧向物镜扫描器

为了使AFM针尖和拉曼激光束完全对准,平板闭环XYZ物镜扫描器可以安装在顶部、侧向和底部。此外,这种解决方案提供了尽可能高的分辨率、长期稳定性和对准自动化,加上更宽的光谱范围,尽可能少的输入/输出系统中的光学元件,从而大大减少了有用光信号的损失。

锁相环控制的内置DFM测量

动态力显微镜(DFM)模式是OmegaScope系统的标准配置。利用控制器内置的锁相环(PLL)电路,设计了一种适用于该模式的调频(FM)检测器。使用DFM可以可靠地保持最小的针尖-样品相互作用(即在吸引力区域内成像),这对于成功的TERS和扫描近场光学显微镜(SNOM)实验来说是非常关键的。

STM、导电AFM和SNOM选项

与光谱测量同时,OmegaScope可以配备独特的模块,使用该模块可以测量AFM或STM中三个线性范围(1nA、100nA和10uA)的局部电流。这些范围可以在软件中切换,其中每个范围所需的带宽可以从100Hz到7kHz进行选择。在1na和1300nm原子力显微镜激光的测量范围内,60fA的导电模块噪声级为光电领域的导电性测量树立了新的标准。

除了OmegaScope平台的特殊灵活性之外,还提供了基于音叉反馈设计的SNOM。除了标准的SNOM实验外,您还可以遵循经典的纳米光学,特别是无光阑SNOM,使用具有适当偏振的飞秒激光脉冲照明的金属针尖进行近场荧光成像。

 

SmartSPM扫描器和基座

闭环平板扫描器: 100 µm x 100 µm x 15 µm (±10 %)

扫描器非线性:XY≤0.05 %; Z≤0.05 %

噪声水平:XY≤0.1 nm RMS(200 Hz带宽,电容传感器打开);

XY≤0.02 nm RMS(100 Hz带宽,电容传感器关闭);

Z<0.04 nm RMS (1000 Hz带宽,电容传感器开)

高频扫描器:XY≥7 kHz; Z≥ 15 kHz

X, Y, Z自动趋近:XYZ数字闭环控制,Z向马达趋近距离18mm

样品尺寸:40 mm x 50 mm x 15 mm

样品定位:自动样品台范围:5 mm x 5 mm

定位精度:1µm

 

AFM测试头HE002

激光波长:1300nm

激光对生物样品无影响;

激光对光电测量无影响;

系统噪声:< 0.1 nm

全电动:4步进电机用于悬臂和光电二极管自动对准;

探针通道:为外部操作和探针提供自由通道;

顶部和侧向同时光路通道:带平消色差物镜,可同时高达100x,NA0.7侧向物镜和10x,NA0.28顶部物镜;

 

SPM测量模式

标准模式:接触模式、半接触模式、非接触模式、相位成像模式、侧向力模式(LFM)、力调制模式、磁力显微镜模式(MFM)、开尔文探针模式(表面电势,SKM,KPFM)、扫描电容模式、静电力显微镜模式(EFM)、力曲线测量、压电响应模式(PFM)、纳米蚀刻、纳米操纵

升级模式:溶液环境接触模式、溶液环境半接触模式、导电力显微镜模式、STM模式、光电流成像模式、伏安特性曲线测

 

同步RamanSPM测量模式

空中接触原子力显微镜;

液体接触原子力显微镜(可选);

空气中的半接触原子力显微镜;

液体半接触原子力显微镜(可选);

动态力显微镜(DFM,FM-AFM);

耗散力显微镜;

真正非接触原子力显微镜;

相位成像;

侧向力显微镜;

力调制;

导电原子力显微镜(可选);

单通开尔文探头;

压电响应力显微镜;

STM(可选);

光电流成像(可选);

带音叉的剪切力显微镜(ShFM)(可选);

带音叉的法向力显微镜(可选)。

 

光谱模式

共聚焦拉曼、荧光和光致发光光谱和成像

针尖增强拉曼光谱(AFM,STM等)

针尖增强荧光

近场光学显微镜和光谱(NSOM/SNOM)

电流范围:100fA~10µA;三档量程自动切换(1 nA, 100 nA 和 10 µA)

 

 导电力AFM(选购)

电流范围:100fA~10µA;三档量程自动切换(1 nA, 100 nA 和 10 µA)

 

光路耦合通道

顶部和侧向能够同时使用消色差物镜:从顶部或侧向最高可用100X,NA0.7物镜;可同时使用20倍和100倍.

长期光谱激光稳定对准的闭环压电物镜扫描器:20µm x 20µm x 15µm;分辨率:1nm

 

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