Quang phổ huỳnh quang FLS1000 – Phần 1

Quang phổ huỳnh quang FLS1000

quang phổ huỳnh quang FLS1000

Hình 1: Máy phân tích quang phổ huỳnh quang FLS1000

1. Tổng quát

Quang phổ huỳnh quang FLS1000 thể hiện sự hiện đại, ứng dụng trong Quang Vật lý, Quang hóa, …

Thiết bị được chuẩn hóa ở trạng thái tĩnh và time – resolved. Hệ thống có độ nhạy tốt, cấu hình hóa để kiểm tra từ UV đến MIR (Mid – Infrared). Với thời gian tăng độ phân giải là lũy thừa 12, từ pico giây đến giây.

2. Giới thiệu quang phổ huỳnh quang FLS1000

  1. Quang phổ huỳnh quang FLS1000 mở ra kỷ nguyên mới
  2. Tốc độ nhanh hơn
  3. Độ phân giải tốt hơn
  4. Phép toán gia tăng tự động
  5. Phần mềm mới
  6. Trạng thái tĩnh và Time – Resolved
  7. Kết cấu thiết bị thể hiện sự linh hoạt tuyệt đối và nâng cấp
  8. Độ nhạy đặc trưng cho mảng công nghiệp với tỷ lệ > 35.000:1 (theo SQRT)
  9. Khoảng kiểm tra rộng, từ UV sâu đến MIR, từ 185 mm đến 5.500 nm
  10. Bộ đơn sắc hoạt động theo “plug and play” với tháp tam cách tử, tích hợp bộ lọc dạng vòng, tiêu cự 325 nm và lọc tia phân tán tốt.
  11. Đa nguồn đèn, đầu dò và bộ đơn sắc đơn và kép luôn khả dụng
  12. Phần mềm trực quan Fluoracle phân tích dữ liệu theo tiêu chuẩn và nâng cao cho cả trạng thái tĩnh và time – resolved

3. Tại sao nói quang phổ huỳnh quang FLS1000 dẫn đầu thị trường quang phổ?

3.1 Đếm số Photon đơn – phát hiện ở lượng tử giới hạn

Đếm số Photon đơn là phương pháp nhạy nhất trong huỳnh quang và quang phổ. Là phương pháp kĩ thuật số, bắt đầu từ khi phát hiện tín hiệu ở lượng tử giới hạn, các tín hiệu nhiễu sẽ được loại bỏ trước khi đến đầu dò.

quang phổ huỳnh quang FLS1000

Hình 2: Biên độ xung theo thời gian

Đếm số Photon đơn tương thích với trạng thái tĩnh và time – resolved. Quang phổ huỳnh quang FLS1000 của Edinburgh sử dụng số Photon cho nền chuẩn, kiểm tra động học và độc quyền bộ ghi nhận Lifetime huỳnh quang dưới vài pico giây.

3.2 Ánh sáng thoát

Quang phổ huỳnh quang FLS1000 có khả năng “xử” ánh sáng thoát tốt. Giảm thiểu tình huống ánh sáng thoát gây hay tán xạ giảm tín hiệu. Bộ đơn sắc làm giảm tia thoát khoảng 1:105 nên phù hợp sử dụng cho nghiên cứu mẫu phức tạp và phát xạ yếu không ảnh hưởng nền.

quang phổ huỳnh quang FLS1000

Hình 3: Cường độ tín hiệu theo bước sóng bức xạ

Ví dụ với cường độ tia tán xạ cao, như bột hay màng mỏng, chúng tôi khuyến khích sử dụng với bộ đơn sắc kép để giảm tia tia thoát 1:1010.

3.3 Quang học và thu ánh sáng hiệu quả

Để tối đa hóa hiệu suất hệ thống thì yêu cầu phải liên tục trong tối ưu. Như thế sẽ hiệu quả trong sử dụng và ổn định lâu dài các thành phần hệ quang học.độ chính xác cùng bước sóng không phụ thuộc nào khả năng lấy nét. Độ bền, tính cơ học chính xác, hiệu quả trong loại bỏ các “artefacts” tiềm năng. cũng như thử và kiểm tra hiệu chuẩn quang phổ, tất cả sẽ được tìm thấy ở FLS1000.

Để nền quang phổ phủ rộng hơn, thời gian hiệu quả hơn, hoặc tối ưu hóa độ nhạy tại các bước sóng đặc trưng thì FLS1000 có thể tự động thay đổi cách tử, nguồn đèn, đầu dò hoặc đường truyền của hệ quang học. Cơ chế thiết kế như vậy sẽ tối ưu hóa toàn bộ hệ thống.

3.4 Độ nhạy – Đặc điểm mà người dùng quan tâm

Quang phổ huỳnh quang FLS1000 có độ nhạy tốt nhất trên thị trường. Lý do vì bộ phát hiện đếm số photon, đường truyền hệ quang học chất lượng cao để đáp ứng chuyên môn. Với đó là nguồn đèn được tối ưu hóa cùng đầu dò.

Hình 4: Quang phổ Raman chuẩn của nước siêu sạch

Hình 5: Quang phổ Raman của nước ở dải bước sóng dài hơn

Quang phổ huỳnh quang FLS1000

Hình 6: Đồ thị so sánh tín hiệu Raman chuẩn với tín hiệu Raman khác

Thay vì phải lựa chọn phương pháp kiểm tra hoặc quy trình tính toán phức tạp, chúng tôi sử dụng thuật toán SQRT.

Như ta thấy, tín hiệu Raman của nước phụ thuộc mạnh vào bước sóng. Ngoài lý do tín hiệu tự giao nhau thì vẫn do thông số thiết bị như nguồn đèn, cách tử và đầu dò.

Lựa chọn tín hiệu Raman chuẩn sẽ không ổn định vì phụ thuộc bước sóng đang thực hiện. Vì thế, giải pháp của Edinburgh là tối đa hóa vùng bước sóng mong muốn chỉ với nút bấm chuột.

3.5 Dải quang phổ của quang phổ huỳnh quang FLS1000

Các ứng dụng ngày nay đang gia tăng tầm quan trọng của học thuật huỳnh quang trên dải quang phổ rộng từ vùng UV sâu đến MIR.

Quang phổ huỳnh quang FLS1000 cung cấp kèm theo máy tính, tháp đơn sắc tam cách tử động học khác nhau. Vì thế dải quang phổ sẽ được phủ rộng hơn và tối đa sự linh hoạt cùng dễ sử dụng.

Mỗi cách tử được tối ưu hóa độc lập cho cả dải phổ và phân tán tuyến tính. Lựa chọn cách tử hay điều chỉnh bước sóng, khe hẹp, … đều được thực hiện qua phần mềm Fluoracle.

Điều khiển gương bằng máy tính thì sẽ nhanh hơn trong lựa chọn nguồn đèn và đầu dò. Đầu dò kép có thể kết nối với bộ đơn sắc bức xạ, còn tam đầu dò kết nối với bộ đơn sắc bức xạ kép. Ống nhân quang đếm photon đơn bây giờ có thể phủ vùng bước sóng 200 nm đến 1700 nm trong khi cấu hình đầu dò có thể mở rộng lên đến 5500 nm.

3.6 Độ phân giải của nền từ quang phổ huỳnh quang FLS1000

Quang phổ huỳnh quang FLS1000

Hình 7: Mô hình cấu tạo của cách tử FLS1000

FLS1000 sử dụng đơn sắc Czerny – Turner tiêu cự 325 mm cùng cách tử hiệu năng.cao để phân tán ánh sáng cao và chất lượng ảnh cao. Điều chỉnh bước sóng bằng motor micro-stepper có bước nhảy tối thiểu là 0.01 nm. Như thế cùng nền quang phổ độ phân giải cao, cho phép chi tiết hóa nền quang phổ thấp như 0.05 nm (phụ thuộc cách tử).

Hình 8: Độ phân giải nền quang phổ nguyên tố Europi

3.7 Hiệu chuẩn nền quang phổ

Mục đích là nguồn đèn và nền bức xạ của mẫu chính xác mà không ảnh hưởng lên thiết bị. Toàn quyền hiệu chuẩn bằng tài liệu hiệu chuẩn nhà máy, là tài liệu chuẩn cho thực tập máy FLS1000.

Tín hiệu nền quang phổ thô sẽ bị ảnh hưởng bởi bộ đơn sắc và đầu dò. Tài liệu hiệu chuẩn độc quyền nền, cách tử/đầu dò sẽ được thực hiện tại nhà máy. Với bấm chuột đơn giản, FLS1000 sẽ cho ra nền quang phổ đủ độ tin cậy.

Hình 9: So sánh sự ảnh hưởng hiệu chuẩn lên nền quang phổ

Edinburgh Instruments cung cấp tài liệu hiệu chuẩn cho các đơn vị photon chiếu xạ. Điều này có nghĩa là các nền lân quang hiển thị số photon trên từng đơn vị độ rộng dải tần.

3.8 Công nghệ phân tích Lifetime

Edinburgh tiên phong kiểm tra Lifetime của các photon đơn và nâng cấp điện tử, nguồn đèn và đầu dò.

Lifetime huỳnh quang kéo dài theo lũy thừa 12 được bao phủ bởi Module điện tử cao cấp có bộ đếm 100MHz cùng dải hoạt động cao.

FLS1000 có bộ điện tử phức tạp nhất để đảm bảo ổn định kết nối.

Tất cả cài đặt và tính năng điều khiển của bộ nhận tín hiệu sẽ được tích hợp vào phần mềm Fluoracle. Thay đổi giữa chế độ Lifetime và Quang phổ dễ dàng chỉ bấm chuột. Vì thế người dùng có thể tập trung phân tích mẫu độc lập và nhập vào dữ liệu ưu tiên.

Hình 10: So sánh công nghệ phân tích Lifetime huỳnh quang trên FLS1000

3.8.1 Công nghệ MCS của quang phổ huỳnh quang FLS1000

MCS là công nghệ kĩ thuật số để thu nhận số photon đơn độ phân giải cao từ 10 nano giây đến giây.

Hình 11: Tín hiệu phân rã huỳnh quang của mẫu theo MCS

Các photon đơn được đếm trong cửa sổ thời gian, tại đó quét toàn bộ khoảng thời gian cho từng nguồn kích thích. Sử dụng nguồn ít hơn 1 MHz, gồm Flash tiêu chuẩn mức micro giây, pico giây hoặc nano giây.

3.8.2 Công nghệ TCSPC

Là công nghệ kĩ thuật số khác nhận tín hiệu photon đơn dưới 5 pico giây. Đây là yếu tố xác định được thời gian mà photon chạm đầu dò. Bộ Constant Fraction Discriminatiors và Time – to – Amplitude ghi thời gian.

Hình 12: Tín hiệu phân rã huỳnh quang mẫu theo TCSPC

Trong TCSPC, mẫu được kích thích bằng xung đèn độ lặp lại cao, tín hiệu sẽ được đếm theo từng xung. Với độ lặp lại 105 – 107 mỗi giây, lịch sử các photon được cho ra trong thời gian ngắn.

Dù TCSPC có thể thực hiện bất kì xung nguồn đèn nhưng sẽ luôn ghi nhận tín hiệu tốt nhất . Vì thế, TCSPC là giải pháp cho Lifetime huỳnh quang ngắn.

4. Tổng kết

Vì bài viết tương đối dài, để tránh “trung hòa” kiến thức thì Việt Nguyễn xin kết phần I tại đây.

Tham khảo các sản phẩm khác của hãng Edinburgh- Anh tại đây

—-

Quý khách có nhu cầu tư vấn, vui lòng liên hệ:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – DỊCH VỤ – KỸ THUẬT  VIỆT NGUYỄN
Địa chỉ VPHCM: số N36, đường số 11, P. Tân Thới Nhất,  Q.12, Tp. Hồ Chí Minh

VPĐN: Số 10 Lỗ Giáng 5, phường Hòa Xuân, quận Cẩm Lệ, Tp. Đà Nẵng

VPHN: 138 Phúc Diễn, P. Xuân Phương, Q. Nam Từ Liêm, Tp. Hà Nội

Hotline PHÒNG MARKETING – TRUYỀN THÔNG:

  • 0817 663300 (Mr. Hiếu) – E: hieu@vietnguyenco.vn
  • 0932 6644 22 (Mr. Long) – E: long@vietnguyenco.vn
Email info@vietnguyenco.vn
Website https://www.vietcalib.vnhttps://www.vietnguyenco.vn