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光束线介绍 学科应用领域

BL01B光束线站是一条基于弯铁(Bending Magnet)光源的红外线站,BL01B线站集合高亮度的同步辐射红外光、Nicolet FTIR红外光谱仪、Continuμm红外显微镜、高灵敏度MCT检测器等,可进行高空间分辨的红外显微与Mapping成像研究。线站实验方法有透射、反射和衰减全反射(ATR)模式,可进行点扫描和逐点扫描mapping实验,线站内还建设有用于高压科学研究的高压低温原位IR/Raman实验平台。BL01B使用高亮度的同步辐射光进行红外显微与成像研究时,能够达到理论上衍射极限的高空间分辨率,在光阑孔径为5μm×5μm时依然可以得到较高强度和信噪比的红外谱图,克服了FTIR谱仪传统内置光源在小光阑孔径下信号弱、信噪比差,空间分辨率低的缺点,可应用生物、化学、医学、药物科学、考古、地球科学、环境科学、高压科学、高分子及材料科学等领域。

由于同步辐射红外光束的高亮度特性,SR-FTIR特别适用于传统傅里叶变换红外光谱技术无法表征的样品微区红外光谱表征,即红外谱学显微。SR-FTIR技术被广泛应用于生物、化学、医学、药物科学、考古、地球科学、环境科学、高压科学、高分子及材料科学等领域。BL01B的用户课题覆盖诸多学科领域。

光束线布局和构成 光束线详细参数

BL01B光束线主要元件为:平面引出镜M1;平面镜M2M3M4M8M9;超环面镜T1T2;二向色镜BS1BS2BS3;CVD金刚石窗口。光学系统中的第一面镜子为平面引出镜M1 M1将光束线水平偏转90°,入射到M2镜子上。光束线经过M2垂直偏转90°入射到超环面聚焦镜T1上。T1的作用是使发散的同步辐射红外光聚焦,通过防护墙上的一个通光孔,汇聚到W1金刚石真空隔离窗口上。在金刚石窗后设置有一个可调的狭缝,其目的是限制光束大小,起到阻挡杂散光同时兼作准直的作用。狭缝后的下一个光学元件为超环面镜T2T2使光束平行出射,从水平方向变为垂直向下传播。后面还有二向色镜分束器用于反射红外光,同时透射可见光。分束器BS2的作用是选择将红外光束入射到不同的实验站。将BS2放置于红外光路中时,可以使红外光进入实验站1时间分辨谱学实验站中。将BS2从光路中移出之后,红外光束入射到实验站2红外谱学显微实验站中。

红外谱学显微实验站主要设备与参数

主要设备

Nicolet 6700傅里叶变换红外光谱仪;Continuμm红外显微镜;32×15×红外物镜;液氮冷却MCT检测器;近红外TEC InGaAs检测器;DTGS检测器;OMNIC软件,Atlus模块,Series模块

光谱范围

600 cm-1-10000 cm-1

光谱分辨率

0.1cm-1

光子通量(谱仪入口处)

1.91013phs/s/0.1% b.w. @ 1mm @300mA

自动样品台控制精度

1μm

聚焦光斑尺寸

18mm@1000cm-1(衍射极限空间分辨率)

最小光阑孔径

55μm

实验室布局和构成 主要实验方法 实验站主要设备 实验条件 样品准备方法 数据采集及处理
红外显微谱学与成像实验站的关键设备为赛默飞世尔公司的Nicolet 6700傅里叶变换红外光谱仪和Continuμm红外显微镜,放置于光学隔振平台上。Continuμm红外显微镜安装10×玻超微聚焦玻璃物镜,15×超微校正带可变厚度样品补偿的物镜,32×超微校正带可变厚度样品补偿的物镜,带有接触保护功能的Tip高灵敏度晶体显微ATR附件。并且安装有高灵敏度MCT检测器和近红外检测器。
 

时间分辨红外光谱实验站的关键设备是一台赛默飞世尔公司的Nicolet 8700傅里叶变换红外光谱仪,放置于光学隔振平台上,并配置步进扫描(step-scan)时间分辨测量系统。

红外显微谱学与成像实验站主要实验方法包含透射模式(Transmission)、反射模式(Transflection)和衰减全反射(ATR)模式;扫描方法分为点扫描和逐点扫描mapping成像。显微实验站光谱范围600 cm-1-10000 cm-1,光谱分辨率最高0.1cm-11.91013phs/s/0.1% b.w. @ 1mm @300mA,自动样品台精度1μm,衍射极限空间分辨率(聚焦光斑尺寸18mm@1000cm-1),光阑孔径范围5~80μm

红外显微谱学与成像实验站主要设备为Nicolet 6700傅里叶变换红外光谱仪和Continuμm红外显微镜,可选的分束器有氟化钙和溴化钾的分束器,分别用于近红外和中红外研究。红外显微镜可选的检测器为用于中红检测的MCT-A检测器,以及近红外检测的TEC InGaAs检测器。光谱仪可选的检测器有DTGS检测器MCT检测器。另外,时间分辨实验站主要包含Nicolet 8700傅里叶变换红外光谱仪和步进扫描(step-scan)系统,还配有DTGS w/KBrMCTDTGS w/PESi-Bolometer远红外探测器,可选分束器有以下三种:氟化钙(CaF2)分束器的使用范围为15500~4000 cm-1;溴化钾(KBr)分束器使用范围为7800~350 cm-1PE分束器的使用范围为680~30 cm-1

BL0B1线站还配备有各类红外光谱实验所需附件和样品准备设备,谱仪主机用Smart iTR衰减全反射附件、液体池,Linkam冷热台,气体池,金刚石压池,样品穿梭器。样品准备设备包括莱卡冷冻切片机、体式显微镜、生物组织包埋机、石蜡切片机、压片机、小离心机、4度及-20度冰箱、干燥器等辅助设施。

 

常用样品准备方法为切片法和常规的压片法,常规样品应该是脱水状态,不符合上述条件的样品,请参考相关文献具体制备。

常规样品切片可采用冰冻切片或者石蜡切片,厚度建议5~10微米,透射显微实验时,将切片放置于红外透光基片上(如氟化钡、氟化钙),透反射显微实验时,将切片放置于Low-E基片上。氟化钡基片可根据需要定制,尺寸建议:直径30mm的圆形或25mm左右正方形,厚度1mm,双面抛光。

实验数据采集使用OMNIC程序自动采集,通过显微镜系统选取样品位置和范围,软件控制系统自动进行扫描。数据处理可使用OMINC进行,线站还安装有Cytospec软件,还可参考以下数据处理软件:

线站用户成果highlight 用户成果列表或链接

姓名

分工

地点

电话

时间分辨与谱学显微红外线站(BL01B

周晓洁

用户联系人

综合科研楼311房间

021-33933193

实验站

 

实验大厅

021-33932928