ラマン分光光度計システム

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オプティカルファイバーを用いたラマン分光器

Kaiser社のラマン分光器はホログラフィックグレーテイング、ノッチフィルター等を使用して装置の小型化をはかり、f/1.8の明るい光学系、CCDカメラの採用で高感度化を実現しました。ファイバーカップルドプローブヘッドの採用により、測定の容易化を追求した新しいコンセプトによるラマン分光光度計です。これにより研究用途での使用に止まっていたラマン分光がプロセス用途での利用をも可能にしました。

Kaiser社のラマンシステムは、全てファイバープローブを標準装備としたシステムです。Kaiser社のf/1.8の非常に明るい光学系により、ファイバープローブの標準装備を可能としました。1台の装置のプローブヘッドの先端を市販の光学顕微鏡に取り付けて顕微測定に、またプローブヘッドの対物レンズを目的に適したものに交換することでマクロ測定が可能であり多様なアプリケーションに対応できます。

小さな窓しか取り付けられない、超臨界セルのような高温、高圧セルへの取付けも行えます。Kaiser社日本総代理店のエス・ティ・ジャパンでは、プローブヘッド用の特殊なセルの光学系の設計、ラサファイヤ、ダイヤモンドを使用したラマン窓部の設計や、セル自身の設計製作を行っております。

光学レイアウト

光学レイアウト

顕微鏡マッピングイメージ測定

顕微鏡マッピングイメージ測定

加熱ステージなどと組み合わせて微小試料のラマンスペクトルを測定

加熱ステージなどと組み合わせて微小試料のラマンスペクトルを測定

DSCと組み合わせ熱転移過程とラマンスペクトルの測定

DSCと組み合わせ熱転移過程とラマンスペクトルの測定

赤外顕微鏡との組み合わせ

赤外顕微鏡との組み合わせ

超臨界水セルとの組み合せ

超臨界水セルとの組み合せ

高分子フィルムのモニタリング

高分子フィルムのモニタリング

特徴

f/1.8の非常に明るい光学系のため感度が高い

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Kaiser社のホログラフィックの製作技術は世界でトップの技術を持っています。その技術により開発された、分散効率の高い透過型のグレーティングを使用した分光器は、一般の反射型型グレーティングの分光器に比べ5倍以上の感度を有しています。透過型のグレーティングは対称にコリメートレンズを設置できるため、光学的な明るさを示すf値で表すとf/1.8と非常に明るい分光器となっています(反射型はf/4)。

全測定領域の同時測定が可能

10マルチプレックス透過型グレーティングは、高ラマンシフト側、低ラマンシフト側を分散させる2つのグレーティングを組み込んだグレーティングです。 この独自のVolume Holographic光源素子は2つのグレ-ティングを1つの素子に組み込んだものとなっていて、同時にCCD上に2つのスペクトル像か形成されます。反射型のように回転することなく、1回の測定で100cm-1-4400cm-1の全領域のラマン測定ができます。高温装置中の時間変化を追求する場合、全測定領域同時測定が不可欠です。

ファイバープローブを標準装備したラマンシステム。

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f/1.8という非常に明るい光学系を持つ分光器により、ファイバープローブ(特許 U.S.Patent No. 5,377,004)を標準装備することが可能となりました。ラマンプローブヘッドを通して試料にレーザ光を照射し、ラマン散乱光は同じプローブヘッドを通して取り込まれます。プローブヘッドと分光器はファイバーで結ばれています。この際、ファイバーからのラマン散乱を取り除く光学系をプローブヘッドに搭載しているため、例えばファイバーが長くてもその影響を受けることがありません。ファイバーは200mまで延ばすことができます。 ラマン分光計の試料室に合わせて実験装置を工夫する必要はなく、実験装置の所にプローブヘッドを持って行けばよいことになります。 モニターとして使う時には特に威力を発揮します。

防振台の必要のない安定した顕微鏡

ラマン顕微鏡は分光器本体とファイバーで接続されているため、振動に対しほとんど光学的な影響を受けません。顕微鏡の設置、移動も非常に簡単です。

高スループット

12本装置のスループットは非常によくマクロ測定では50%を超えます。 レーザパワーを効率良く試料に導くことができます。

設置面積が小さい

同軸の透過型グレーティングを採用しています。 これによって分光器がコンパクトに設計されています。

堅牢である

本装置はグレーティング回転の必要はなく駆動部分がありません。 従って波数安定度に優れ、温度の影響も受けにくく、堅牢でメインテナンスも容易です。

長焦点レンズを使用し遠隔での測定が可能

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Kaiser社では、種々のモニタリングを行うのに必要な長焦点レンズを商品の標準ラインナップとして用意しています。非接触レンズでは約7mm – 430mm、その他900mmの超長焦点レンズもあります。また、高温高圧に耐え得る液浸透型プローブや超臨界セル等で非常に小さな窓へもレンズを製作しています。

強度補正

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D-band Width Difference Peak Area Ratio
Uncalibrated 30 cm-1 7%
Calibrated 0.4 cm-1 1%

NISTの標準ランプまたはそれに準拠するものを用いて強度補正をしています。 ラマン測定では、異なる波長の励起光を用いた場合もとより、同種の装置、励起光を使用してもCCDの波長特性などにより強度がなかなか一致しません。 強度補正によって装置間のばらつきが少なくなり、時間変化の測定に安定をもたらします。左図の左側は強度補正を行っていないもの。右は強度補正を行っているダイヤモンドライクカーボンのラマンスペクトルです。補正をすることで誤差を最小にします。

多チャンネル

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HoloProbeの異なったサンプリングアクセサリ-から同時にスペクトルろ取得できる構成が可能です。これは先例のない柔軟性でありサンプリングポイント当たりのコストの軽減をもたらします。下の図はマルチチャンネルの構成を示しています。

・ 4ヶ所またはそれ以上のプロセス点での同時モニタ-可能
・ 4ヶ所またはそれ以上の異なったアクセサリ-を取りつけ可能

豊富なソフトウェア

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以下の測定及び解析ソフトが標準装備されています。

測定:
ポイントおよび連続スキャン測定、時間測定、強度補正、波数補正、宇宙線除去、フォーカススキャン、露光時間設定 0.1secより
解析:
カーブフィッティング、データ補間、四則演算、差スペクトル、微分スペクトル、ピークピッキング、スムージング、ベースライン補正、デコンボリューション等

ケースに入ったコンパクトなシステム

HoloLab5000 RXN1 マイクロスコープ システム

HoloLab5000 RXN1 マイクロスコープ システム

HoloLab5000 RXN1 モニタリングシステム

HoloLab5000 RXN1 モニタリングシステム

多彩な拡張機能を持ったモジュール仕様

HoloLab5000 モジュラーリサーチラマン

HoloLab5000 モジュラーリサーチラマン

モニタリング システム

モニタリング システム

その他 プロセス用 の制御用システム

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