Accurion 成像橢圓偏振儀
1）成像橢圓偏振儀和傳統(tǒng)橢圓偏振儀有什么區(qū)別
橢圓偏振是一項(xiàng)測(cè)量薄膜厚度，折射率等參數(shù)的技術(shù)，與傳統(tǒng)橢圓偏振儀相比，成像橢圓偏振有以下特點(diǎn)：
成像可以讓你看到樣品
通過CCD相機(jī)你可以直接看到樣品圖片，這樣的圖片也可以展示橢偏對(duì)比度，讓你分析樣品的均勻性，對(duì)于非常薄的膜，只有橢圓偏振對(duì)比圖可以成像，常規(guī)光學(xué)顯微鏡無(wú)法做到這一點(diǎn)。
定位的測(cè)量
你可以看到你的樣品，所以你可以定位你想要測(cè)量的感興趣點(diǎn)區(qū)域。即使樣品需要成像，你也可以確保你在均一的地方測(cè)量。傳統(tǒng)橢圓偏振儀給出的是一個(gè)平均數(shù)字。成像橢圓偏振給出的不是平均數(shù)字，而是實(shí)際數(shù)字。
更多的，你可以測(cè)量線裝樣品。我們的客戶已經(jīng)成功地在玻璃纖維和人的頭發(fā)上做了測(cè)量。
高橫向分辨率
Accurion的橢圓偏振儀zui高可以到1微米的橫向分辨率，其他傳統(tǒng)橢圓偏振儀一直只有100-500微米,部分儀器可以達(dá)到50微米。
正是由于這個(gè)原因，我們的系統(tǒng)是測(cè)量表面機(jī)構(gòu)，小面積薄膜，或者分析薄膜不均一性的理想儀器。
當(dāng)然，成像橢圓偏振儀提供理想的縱向分辨率，根據(jù)不同的樣品，可以高于1nm.
快速測(cè)量
使用Accurion的EP3-View軟件，Ep3可以測(cè)量厚度分布度，當(dāng)然包括折射率分布圖，這種分布圖包括整個(gè)可視范圍。這種圖片類似于原子力顯微鏡的圖片。不需要掃描整個(gè)樣品，這個(gè)過程在小于一分鐘內(nèi)完成。
使用成像橢圓偏振儀，你將有一種快速有效的技術(shù)在高分辨率測(cè)量微結(jié)構(gòu)或者薄膜不均一性。因此，使用成像橢圓偏振儀EP3你能夠確保得到你想要的相關(guān)數(shù)據(jù)。
2）是否需要激光臂掃描整個(gè)樣品，象傳統(tǒng)橢圓偏振儀一樣？
EP3使用非聚焦光束原理工作。由于物鏡和CCD相機(jī)，你可以在一次測(cè)量中得到視野內(nèi)的所有數(shù)據(jù)。值得一提的是：CCD相機(jī)的每一個(gè)像素等同于掃描橢圓偏振儀的一次點(diǎn)測(cè)量。
一般來(lái)說，可是區(qū)域，從200*200平方微米，到2.5*2.5平方毫米，不同的面積取決于選擇的光學(xué)器件。對(duì)于大面積的樣品， 你需要使用我們的手動(dòng)或自動(dòng)樣品臺(tái)移動(dòng)樣品。因此，掃描，僅對(duì)于大面積樣品需要。
3）如何獲得高的橫向分辨率？
相比較傳統(tǒng)微點(diǎn)橢圓偏振儀，成像橢圓偏振儀的激光束是非聚焦的。正是由于這個(gè)原因，橫向分辨率D由物鏡鏡頭孔徑NA以及波長(zhǎng)λ決定：D = 0.61 λ / NA。
比如，20倍的物鏡其鏡頭孔徑NA為0.35nm ,對(duì)于532nm的光波長(zhǎng)來(lái)說，其橫向分辨率大約為一個(gè)微米。
4）能夠測(cè)量什么樣的zui小結(jié)構(gòu)？
zui高的橫向分辨率能夠得到是1微米，這接近于光學(xué)衍射極限。為了避免結(jié)構(gòu)邊界的測(cè)量假象，zui小的測(cè)量結(jié)構(gòu)必須超過極限分辨率。作為一種常識(shí)，結(jié)構(gòu)必須不小與三微米，來(lái)得到可靠的測(cè)量。這樣的分辨率必須在20倍物鏡下，厚度跟隨沉底變化，結(jié)構(gòu)不超過20nm的情況才是有效的。
5）能否像傳統(tǒng)橢圓偏振儀一樣，測(cè)量SI上的SIO2或其他類似的？
當(dāng)然。成像橢圓偏振儀的操作和傳統(tǒng)橢圓偏振儀基本一致，因此厚度測(cè)量對(duì)于Accurion的Ep3也是一個(gè)基本功能。
請(qǐng)注意，成像是一個(gè)額外功能，可以使你對(duì)樣品有一個(gè)直接的觀察，這能夠確保你測(cè)量的是樣品的相關(guān)區(qū)域。
6）EP3如何進(jìn)行常規(guī)測(cè)量？
不需要做特殊的樣品前處理，把樣品規(guī)則的放在Ep3的載物臺(tái)上。相機(jī)軟件控制單元直接調(diào)節(jié)樣品高度和zui終聚焦掃描器。簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)偏振器和分析器，可以得到初步的橢圓偏振圖片用來(lái)定性分析。
選擇多個(gè)或單個(gè)感興趣區(qū)域，之后，測(cè)量步驟如下：
旋轉(zhuǎn)偏振器和分析器使探測(cè)器得到zui小的信號(hào)（消光過程），此時(shí)得到偏振角 和分析角，由此得到偏振參數(shù)Delta和Psi。這個(gè)過程的優(yōu)點(diǎn)之一是，我們得到一個(gè)測(cè)量角而不是光線變化，這樣可以避免光線不穩(wěn)定性或檢測(cè)器非線性帶來(lái)的問題。所有的測(cè)量都不是手動(dòng)，由EP3儀器完成。
現(xiàn)在橢圓偏振振數(shù)據(jù)Delta和Psi需要變成想要的數(shù)據(jù)，一般是厚度，折射率或者吸光率。由于橢圓偏振儀是模型基礎(chǔ)的技術(shù)，這一步非常重要，可能需要一些橢圓偏振的使用經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)合適的光學(xué)模型選定以后，可以為以后類似的樣品做快速測(cè)量。
Ep3-View軟件含有完整的模型，適合于初學(xué)者使用。更多的，Accurion提供集體培訓(xùn)或私人培訓(xùn)，以幫助使用者。
7）使用Ep3如何獲得全面的聚焦圖片？
成像橢圓偏振儀使用obligue observation angle工作，由于物鏡的小聚焦成像深度，非常有限的成像區(qū)域可以很好的聚焦（線性形狀） 。
成像橢圓偏振儀EP3使用機(jī)械聚焦機(jī)制，選擇視野內(nèi)一系列不同聚焦度的圖片，克服了這種限制。更重要的是，所謂的聚焦掃描器把這樣的窄線擴(kuò)展到整個(gè)視野，選擇一系列圖片。數(shù)碼成像過程加倍了圖片的聚焦過程，形成了邊到邊的圖片。
這是AccurionEP3的*的特性。
8）能不能用Ep3測(cè)量多層膜？
可以。測(cè)量多個(gè)參數(shù)或多層膜，必須盡可能獲得足夠多的參數(shù)，對(duì)于這個(gè)應(yīng)用，光譜型成像橢圓偏振儀更適合。
9）能否測(cè)量紅外區(qū)（> 1000 nm）或紫外區(qū)（< 365 nm）
由于顯微物鏡和其他光學(xué)器件，暫時(shí)不能測(cè)量< 365 nm的紫外區(qū)域。同時(shí)，原則上可以測(cè)量紅外區(qū)域，但是測(cè)量紅外的CCD非常昂貴，導(dǎo)致儀器非常昂貴。
10）為什么使用濾光片而不是單色器？
成像橢圓偏振儀需要足夠的光學(xué)強(qiáng)度使CCD檢測(cè)器獲得橢圓偏振參數(shù)。
11）光譜型成像橢圓偏振儀EP3-SE有什么優(yōu)點(diǎn)？
Ep3-SE對(duì)于單波長(zhǎng)的儀器，可以測(cè)量更多的數(shù)據(jù)，因此：
- 獲得更高的精度和可重復(fù)性
- 分析多參數(shù)或多個(gè)多層膜
- 對(duì)吸收材料選擇一個(gè)合適的光波長(zhǎng)
- 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換優(yōu)化靈敏度
- 解決厚膜的厚度不確定性
同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)視野圖，厚度或者折射率的索引圖，與原子力顯微鏡的表面繪圖類似。
對(duì)每一個(gè)波長(zhǎng)都能得到zui高的橫向分辨率，這使得Ep3-SE成為微區(qū)結(jié)構(gòu)光譜掃描*的儀器。
光譜型成像橢圓偏振儀使用氙燈，365-1000nm,分為46個(gè)步長(zhǎng)，對(duì)于很低折射率的樣品（玻璃上的DNA，液體環(huán)境下的測(cè)量），激光發(fā)生器會(huì)自動(dòng)加入標(biāo)準(zhǔn)框架。
在Ep3-SE范圍內(nèi)的任何波長(zhǎng)，在線成像可以直接可視樣品，包括橢圓偏振對(duì)比參數(shù)。這樣，可以檢測(cè)樣品的均一性，待檢測(cè)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，然后定義ROI，進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)應(yīng)用的需求，選擇單波長(zhǎng)或光譜型測(cè)量。
12）是否可能升級(jí)單波長(zhǎng)橢圓偏振儀到多波長(zhǎng)橢圓偏振儀或光譜型橢圓偏振儀？
可以。EP3是模塊化設(shè)計(jì)，升級(jí)非常簡(jiǎn)單。由于絕大多數(shù)的應(yīng)用單波長(zhǎng)的儀器已經(jīng)夠用，我們建議先購(gòu)買Ep3-SW，然后再?zèng)Q定是否升級(jí)到EP3-MW，或Ep3-SE。
13）自動(dòng)量角器的優(yōu)勢(shì)是什么？
自動(dòng)量角器的優(yōu)勢(shì)是：
為多參數(shù)分析搜集更多數(shù)據(jù)
Delta和Psi取決于波長(zhǎng)和入射角，自動(dòng)測(cè)角器可以自動(dòng)調(diào)節(jié)入射角從40度到90度，搜集盡可能多的獨(dú)立數(shù)據(jù)。可以帶來(lái)全自動(dòng)的入射角譜測(cè)量。因此，可以推導(dǎo)過單層膜的更多參數(shù)，比如折射率和厚度。
使不同樣品或不同襯底的測(cè)量簡(jiǎn)單化
橢圓偏振具有zui高的精度，當(dāng)入射角接近布魯斯特角的時(shí)候。不同的樣品有不同的布魯斯特角，自動(dòng)量角器簡(jiǎn)化了不同入射角的快速轉(zhuǎn)化。
SPR或光學(xué)薄片測(cè)量
對(duì)于SPR片或光學(xué)薄片地測(cè)量，入射角需要非常謹(jǐn)慎的選擇以獲得高分辨率。自動(dòng)量角器可以使入射角的分辨率達(dá)到0.001度，精度達(dá)到0.01度。
14）應(yīng)該選擇什么樣的激光光源？
光源的選擇取決于應(yīng)用。對(duì)于決大部分的應(yīng)用我們推薦532nm,20MW,固體激光光源，該光源整合在標(biāo)準(zhǔn)配置中。對(duì)于部分應(yīng)用，比如像測(cè)量地折射率的襯底，或者測(cè)量水以及液體的薄膜，我們建議用功率更高的激光器。（比如50MW ,532nm固體激光器）
有些材料吸收特定波長(zhǎng)的光，對(duì)于這些應(yīng)用，可以選擇合適波長(zhǎng)的二極管激光或者我們的多波長(zhǎng)盒。
對(duì)于SPR或者光學(xué)薄片測(cè)量，我們推薦635nm二極管激光為*靈敏度選擇。
如果想要的適應(yīng)性，我們推薦光譜盒，這種配置，532nm,15MW的固體激光發(fā)生器內(nèi)置在里面。
15）樣品的尺寸是否有限制？
沒有。EP3的設(shè)計(jì)是開放的。對(duì)樣品沒有常規(guī)尺寸的限制。我們提供的手動(dòng)樣品載物臺(tái)，可以有100mm的移動(dòng)范圍。
我們同樣提供玻璃的樣品載物臺(tái)或其他客戶訂制的載物臺(tái)。
16）能不能測(cè)量蛋白在玻璃上的吸附？
是，可以測(cè)量蛋白質(zhì)或DNA在玻璃表面的吸附。蛋白質(zhì)層的表面密度和折射率會(huì)變化很大，不幸運(yùn)的情況下，蛋白質(zhì)層的折射率和玻璃的折射率會(huì)相差不大。這會(huì)導(dǎo)致很低的靈敏度，在30%的應(yīng)用中會(huì)遇到這種情況。為了解決這種問題，Accurion發(fā)展出一套特殊的光學(xué)薄片，靈敏度大大高度普通玻璃，并且靈敏度獨(dú)立于生物材料的密度和折射率。這種薄片可以在空氣中測(cè)量終點(diǎn)，或者在Accurion的SPR單元或液體操里做動(dòng)力學(xué)測(cè)量。這種動(dòng)力學(xué)測(cè)量的靈敏度是30 pg/mm2，所以分子量為20000DA的抗原在抗原抗體分析中可以被測(cè)量。
17）是否可以當(dāng)作布魯斯特角顯微鏡來(lái)使用？
是，可以。成像橢圓偏振儀由布魯斯特角顯微鏡發(fā)展而來(lái)，并繼承布魯斯特角顯微鏡功能。您*要做的是，把LB槽放在Ep3下，把補(bǔ)償器調(diào)為0度，把入射角選為布魯斯特角，然后可以開始BAM測(cè)量。
震動(dòng)或者空氣會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響。我們建議配一個(gè)減震器，同時(shí)配一個(gè)防塵罩。
18）樣品是否需要特殊準(zhǔn)備？
不需要。只要把樣品放在載物臺(tái)，然后開始測(cè)量。
請(qǐng)注意：橢圓偏振儀是一種模型基礎(chǔ)的方法。為了得到好的結(jié)果，我們需要知道樣品部分信息。比如，大約的厚度范圍。
19）Ep3-SPEM有何優(yōu)勢(shì)？
Ep3-SPEM聯(lián)合了兩種有力的表面分析技術(shù)：原子力顯微鏡和成像橢圓偏振儀。它可以讓你看到薄膜和表面結(jié)構(gòu)，然后閱讀納米尺度細(xì)節(jié)。
如果您的研究領(lǐng)域?yàn)楸砻娣治?，需要得到薄膜厚度，光學(xué)性質(zhì)，微米尺度的均一性和概貌以及納米尺度的粗糙度，Accurion的Ep3-SPEM是的選擇。
20）Mapping過程如何工作？
成像橢圓偏振儀可以在30秒內(nèi)得到10萬(wàn)個(gè)點(diǎn)delta分布圖。為了得到這些數(shù)據(jù)，儀器記錄了一系列不同偏振角但是相同分析角的在線圖片。因此，樣品成像區(qū)域的每個(gè)點(diǎn)的亮度可以作為偏振角的功能。這種功能進(jìn)行選擇，修正偏振角P 到zui小信號(hào)，對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行成像。P-map被轉(zhuǎn)化為delta-map,通過合適的光學(xué)模型，每一個(gè)delta數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為厚度。多參數(shù)分析有時(shí)需要得到更多的數(shù)據(jù)，需要在多波長(zhǎng)下進(jìn)行重復(fù)Mapping。
21）SPR或光學(xué)薄片橢圓偏振測(cè)量，建議的配置是什么？
對(duì)SPR成像橢圓偏振分析，我們建議單波長(zhǎng)低功率激光器。SPR的金層需要和波長(zhǎng)吻合。為了得大靈敏度，波長(zhǎng)應(yīng)該在620nm到690nm之間。532nm也可以作為分析，這個(gè)時(shí)候金層的厚度需要被計(jì)算。
我們推薦我們Kinetic / SPR單元。包括測(cè)量所需的棱柱。Accurion提供修飾過或沒有修飾過的SPR薄片。
對(duì)于光學(xué)薄片，我們同樣推薦低功率激光器，標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)薄片的更多信息包括：
- 不需要金層。
- 對(duì)激光波長(zhǎng)沒有要求。
- BK7棱鏡。（Kinetic / SPR單元中含有）
高靈敏度的光學(xué)薄片：
- 建議使用633nm波長(zhǎng)；
- 不需要使用金層。
- BK7棱鏡。（Kinetic / SPR單元中含有）
22）動(dòng)力學(xué)測(cè)量是否需要?jiǎng)恿W(xué)附件軟件？
不需要。動(dòng)力學(xué)附件軟件提供了完整測(cè)量生物芯片的功能，包括，記錄，可視，動(dòng)力學(xué)分析。聯(lián)合Ep3-View軟件，它可以得到測(cè)量中的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并且允許在線和離線分析。
同時(shí)，動(dòng)力學(xué)測(cè)量可以不用動(dòng)力學(xué)附加軟件。輸出數(shù)據(jù)允許后續(xù)的動(dòng)力學(xué)分析在外部軟件中進(jìn)行。