AFM光學(xué)工作站

OmegaScope AFM光學(xué)工作站

OmegaScope是一種最新的耦合光學(xué)和AFM高分辨、多領(lǐng)域研究的解決方案，它為光譜學(xué)和光子學(xué)研究人員提供了最新的途徑。它提供直接頂部和側(cè)向光路耦合的反射式配置。OmegaScope搭建了高空間分辨率光譜（拉曼、光致發(fā)光、熒光）和AFM相關(guān)的成像模式耦合的靈活平臺(tái)。

拉曼激光和AFM反饋激光相互無干擾

1300nm原子力顯微鏡反饋激光和常用的紫外、可見光和近紅外拉曼激光（364-830 nm）毫無相互干擾，并且消除了對(duì)可見光敏感生物和光伏樣品的任何寄生影響。

拉曼激光直達(dá)懸臂

OmegaScope系統(tǒng)將AFM和光學(xué)通道分離。這種獨(dú)立性不限制拉曼激光所需的波長，與AFM激光通過與拉曼激發(fā)激光相同的高孔徑物鏡的系統(tǒng)相比，簡化了整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。用戶可以輕松地重新聚焦高NA物鏡，而無需對(duì)AFM激光器進(jìn)行任何額外的重新調(diào)整。OmegaScope的設(shè)計(jì)為原子力顯微鏡提供了更高的穩(wěn)定性，降低了對(duì)震動(dòng)和噪聲的靈敏性。

簡單、快速、可重復(fù)的懸臂調(diào)整

采用固定式AFM激光器的設(shè)計(jì)，激發(fā)激光對(duì)懸臂梁針尖的調(diào)節(jié)，簡單快捷。此外，如果安裝相同類型的新懸臂，就可以很容易地找到和掃描樣品表面上的相同區(qū)域（在幾微米的重復(fù)性范圍內(nèi)），而無需任何額外的搜索。

自動(dòng)AFM登記系統(tǒng)調(diào)整

SmartSPM掃描探針顯微鏡是OmegaScope系統(tǒng)反射式機(jī)構(gòu)的配置核心，也是第一臺(tái)從設(shè)計(jì)到耦合HORIBA光譜儀的采用激光-懸臂-光電二極管全自動(dòng)準(zhǔn)直的掃描探針顯微鏡。

快速掃描

采用業(yè)界最高的高共振頻率掃描器（XY>7kHz和 Z>15kHz），優(yōu)化的掃描器控制算法可以輕松實(shí)現(xiàn)快速掃描。

振動(dòng)穩(wěn)定性，聲學(xué)穩(wěn)定性，高頻的快速掃描器

快速響應(yīng)時(shí)間，低漂移和量值溯源。采用業(yè)界好的平板閉環(huán)掃描器，掃描范圍為100μmx100μmx15μm，單個(gè)掃描器可以實(shí)現(xiàn)大范圍測(cè)量到真正的分子分辨率成像。歸功于掃描器和整個(gè)原子力顯微鏡的高機(jī)械剛度，即使沒有主動(dòng)減震保護(hù)，也可以保證OmegaScope杰出性能。這些特性還允許實(shí)現(xiàn)特殊和更復(fù)雜的掃描算法，如Top模式。在這種模式下，針尖在掃描點(diǎn)之間被提升到樣品表面上方。在每一個(gè)掃描點(diǎn)，探針都會(huì)回到樣品表面。掃描信號(hào)在針尖振蕩幅度達(dá)到設(shè)定閾值后立即測(cè)量。它可以避免任何橫向力的相互作用，例如保證TERS探針的安全性，同時(shí)保持掃描率高達(dá)1Hz。

輕松更換樣品

OmegaScope AFM平臺(tái)設(shè)計(jì)允許在不取下FM頭和懸臂支架的情況下更換樣品。它大大提高了實(shí)驗(yàn)的可靠性，避免了操作人員在這類常規(guī)過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

頂部和側(cè)向光路照明

頂部和側(cè)向的光學(xué)通道均可進(jìn)入針尖-樣品區(qū)，充分利用紅外、可見光和紫外高NA平消色差物鏡光譜成像能力（頂部物鏡：高達(dá)0.7NA；側(cè)向物鏡：高達(dá)0.7NA）和原子力顯微鏡相關(guān)技術(shù)，可在寬光譜范圍和最小激發(fā)激光光斑面積內(nèi)，對(duì)樣品表面的光信號(hào)進(jìn)行共焦檢測(cè)。側(cè)向光路在TERS和TEPL實(shí)驗(yàn)中的成功歸功于OmegaScope系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，它提供了更重要的電磁場(chǎng)的軸向分量，有效地激發(fā)了針尖-樣品結(jié)中的等離激元共振。

頂部和側(cè)向物鏡掃描器

為了使AFM針尖和拉曼激光束對(duì)準(zhǔn)，平板閉環(huán)XYZ物鏡掃描器可以安裝在頂部、側(cè)向和底部。此外，這種解決方案提供了盡可能高的分辨率、長期穩(wěn)定性和對(duì)準(zhǔn)自動(dòng)化，加上更寬的光譜范圍，盡可能少的輸入/輸出系統(tǒng)中的光學(xué)元件，從而大大減少了有用光信號(hào)的損失。

鎖相環(huán)控制的內(nèi)置DFM測(cè)量

動(dòng)態(tài)力顯微鏡（DFM）模式是OmegaScope系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。利用控制器內(nèi)置的鎖相環(huán)（PLL）電路，設(shè)計(jì)了一種適用于該模式的調(diào)頻（FM）檢測(cè)器。使用DFM可以可靠地保持最小的針尖-樣品相互作用（即在吸引力區(qū)域內(nèi)成像），這對(duì)于成功的TERS和掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（SNOM）實(shí)驗(yàn)來說是非常關(guān)鍵的。

STM、導(dǎo)電AFM和SNOM選項(xiàng)

與光譜測(cè)量同時(shí)，OmegaScope可以配備的模塊，使用該模塊可以測(cè)量AFM或STM中三個(gè)線性范圍（1nA、100nA和10uA）的局部電流。這些范圍可以在軟件中切換，其中每個(gè)范圍所需的帶寬可以從100Hz到7kHz進(jìn)行選擇。在1na和1300nm原子力顯微鏡激光的測(cè)量范圍內(nèi)，60fA的導(dǎo)電模塊噪聲級(jí)為光電領(lǐng)域的導(dǎo)電性測(cè)量樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)。

除了OmegaScope平臺(tái)的特殊靈活性之外，還提供了基于音叉反饋設(shè)計(jì)的SNOM。除了標(biāo)準(zhǔn)的SNOM實(shí)驗(yàn)外，您還可以遵循經(jīng)典的納米光學(xué)，特別是無光闌SNOM，使用具有適當(dāng)偏振的飛秒激光脈沖照明的金屬針尖進(jìn)行近場(chǎng)熒光成像。

SmartSPM掃描器和基座

閉環(huán)平板掃描器： 100 µm x 100 µm x 15 µm (±10 %)

掃描器非線性：XY≤0.05 %; Z≤0.05 %

噪聲水平：XY≤0.1 nm RMS（200 Hz帶寬，電容傳感器打開）；

XY≤0.02 nm RMS（100 Hz帶寬，電容傳感器關(guān)閉）；

Z<0.04 nm RMS （1000 Hz帶寬，電容傳感器開）

高頻掃描器：XY≥7 kHz; Z≥ 15 kHz

X, Y, Z自動(dòng)趨近：XYZ數(shù)字閉環(huán)控制，Z向馬達(dá)趨近距離18mm

樣品尺寸：40 mm x 50 mm x 15 mm

樣品定位：自動(dòng)樣品臺(tái)范圍：5 mm x 5 mm

定位精度：1µm

AFM測(cè)試頭HE002

激光波長：1300nm

激光對(duì)生物樣品無影響；

激光對(duì)光電測(cè)量無影響；

系統(tǒng)噪聲：< 0.1 nm

全電動(dòng)：4步進(jìn)電機(jī)用于懸臂和光電二極管自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)；

探針通道：為外部操作和探針提供自由通道；

頂部和側(cè)向同時(shí)光路通道：帶平消色差物鏡，可同時(shí)高達(dá)100x，NA0.7側(cè)向物鏡和10x，NA0.28頂部物鏡；

SPM測(cè)量模式

標(biāo)準(zhǔn)模式：接觸模式、半接觸模式、非接觸模式、相位成像模式、側(cè)向力模式（LFM）、力調(diào)制模式、磁力顯微鏡模式（MFM）、開爾文探針模式（表面電勢(shì)，SKM，KPFM）、掃描電容模式、靜電力顯微鏡模式（EFM）、力曲線測(cè)量、壓電響應(yīng)模式（PFM）、納米蝕刻、納米操縱

升級(jí)模式：溶液環(huán)境接觸模式、溶液環(huán)境半接觸模式、導(dǎo)電力顯微鏡模式、STM模式、光電流成像模式、伏安特性曲線測(cè)

同步Raman的SPM測(cè)量模式

空中接觸原子力顯微鏡；

液體接觸原子力顯微鏡（可選）；

空氣中的半接觸原子力顯微鏡；

液體半接觸原子力顯微鏡（可選）；

動(dòng)態(tài)力顯微鏡（DFM，F(xiàn)M-AFM）；

耗散力顯微鏡；

真正非接觸原子力顯微鏡；

相位成像；

側(cè)向力顯微鏡；

力調(diào)制；

導(dǎo)電原子力顯微鏡（可選）；

單通開爾文探頭；

壓電響應(yīng)力顯微鏡；

STM（可選）；

光電流成像（可選）；

帶音叉的剪切力顯微鏡（ShFM）（可選）；

帶音叉的法向力顯微鏡（可選）。

光譜模式

共聚焦拉曼、熒光和光致發(fā)光光譜和成像

針尖增強(qiáng)拉曼光譜（AFM，STM等）

針尖增強(qiáng)熒光

近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡和光譜(NSOM/SNOM)

電流范圍：100fA~10µA;三檔量程自動(dòng)切換（1 nA, 100 nA 和 10 µA）

 導(dǎo)電力AFM（選購）

電流范圍：100fA~10µA;三檔量程自動(dòng)切換（1 nA, 100 nA 和 10 µA）

光路耦合通道

頂部和側(cè)向能夠同時(shí)使用消色差物鏡：從頂部或側(cè)向最高可用100X，NA0.7物鏡；可同時(shí)使用20倍和100倍.

長期光譜激光穩(wěn)定對(duì)準(zhǔn)的閉環(huán)壓電物鏡掃描器：20µm x 20µm x 15µm；分辨率：1nm

OmegaScope AFM光學(xué)工作站