光谱基础知识

FT-IR显微镜指南

我们简要解释了红外(IR)显微镜的基本原理,并专注于有关检测器,映射和FT-IR成像的基本问题。

FT-IR显微镜基础知识

入门

什么是红外显微镜或µ-ft-IR?有区别吗?

关于红外(IR)显微镜

红外或FT-IR显微镜是传统光学显微镜和FT-IR光谱识别独特化学鉴定的令人兴奋的组合。

单独地,这两种技术已经非常强大,但是它们共同提供了化学检查最小物体的可能性,将光谱表征与空间分辨率相结合。

话虽如此,正如通常的光学显微镜使用玻璃镜头一样,存在一些技术障碍,将不允许IR光自由传播,这是通过红外光谱法分析样品所需的。

因此,必须使用使用红外透明材料或Cassegrain目标的特殊镜头。

关于FT-IR显微镜的采样

µ-ft-IR应用的典型示例是颗粒和最小的产品损坏,金属表面上的涂层,单晶研究等等。

通常,与宏观样品,即传输,反射和ATR相同的方法,可以在IR显微镜中使用相同的方法。

但是,为了测量传输或转移的测量,样品必须非常薄(<15 µm)或作为kbr颗粒可用,这在样品制备过程中可能是一个很大的挑战。

与光谱法一样,ATR在显微镜中具有决定性的优势,这使得这种非破坏性分析方法成为标准。

关于显微镜的ATR

ATR代表衰减的总反射率,并通过按样品上的尖端非常细的晶体来应用。炎症的光线通过晶体并与其下面的样品相互作用,产生了红外光谱。

应该指出的是,ATR会产生高质量
未经事先准备的几乎所有样品类型的FT-IR数据。此外,在空间分辨率方面,它还为您带来优势。

与传输和反射测量相比,锗晶体充当固体浸入式晶状体,通过因子4提高了空间分辨率。这样,您可以轻松地分析小至几微米的样品。

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关于FT-IR显微镜的检测器

对不同IR检测的比较分析。TE-MCT和LN-MCT在30 µM光圈和1分钟测量时间时显示出几乎相同的信噪比。

上面我们描述了如何将µIR用作“刻痕”方法的基础知识,这是简单应用或研究的常见方法。bob平台靠谱吗可以想象,某些颗粒越小,获得一个不错的红外光谱就越难。

这正是为什么将高敏性检测器用于此类应用的原因。bob平台靠谱吗在您中,有所谓的单元素和成像探测器。由于此页面涉及显微镜,我们将重点关注单元素探测器,因此:DLATGS,TE-MCT和LN-MCT。

您想要有关FT-IR光谱法的更多基本信息吗?

像Lumos II这样的现代FT-IR显微镜可以在同一仪器中最多拟合三个探测器。

氘化的腺瘤α丙氨酸掺杂的硫酸硫酸甘表示(DLATGS)探测器表现出已知的最有效的pyroelectric效应,并且是不需要外部冷却来产生高质量光谱的多功能检测器。但是,一旦光圈(和样品)变得更小,更少,光线就会降低探测器,光谱的质量迅速降低。

低于50 µm,最好选择冷却的汞池卸尿池(MCT)检测器,该检测器可提高对弱光场景的敏感性。使用热电冷却的MCT已成为标准解决方案,因为它被连续冷却并且不需要维护。

但是,对于低于10 µm的最小样品的尺寸,液氮冷却MCT(LN-MCT)是最佳选择,但是,当然需要一些时间来冷却和/或可能需要在长时间使用过程中用液氮补充。仍然缺少的是执行FT-IR显微镜的最后一个但最强大的方法:

焦距 - 阵列(FPA)成像。

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关于FT-IR成像

如果您想在空间分辨率中执行高度详细的化学分析,则焦点平面阵列(FPA)检测器将不可能使用线路阵列检测器进行相当便宜的解决方案,而FPA的特征是您创建的红外图像是几秒钟内通过单个测量值所选的视野(与数码相机不同)。

在这些所谓的化学或FT-IR图像中,每个像素都具有完整的红外光谱。通过解释FT-IR数据,可以精确评估样品的性质!使用FPA检测器的优点仅是极高的分辨率(尤其是对于ATR测量值)。与线阵列实验相比,它们更快,更精确和激光校准。

有关FT-IR成像的更多信息,我们创建了一个单独的页面。

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FT-IR显微镜的应用

无论我们是在谈论微塑料还是技术清洁度。红外显微镜是不仅在视觉上而且通过随后的化学识别来检测最小颗粒的首选方法。

基本上有两种方法。第一个也是最简单的是,将样品(例如表面污染的表面)直接进行µ-ATR分析。这种干净,快速的方法甚至适用于嵌入复杂矩阵中的颗粒,例如河流沉积物中包含的塑料。这主要用于故障和根本原因分析。

当研究水或空气样品时,最好使用由材料组成的特殊过滤材料,该材料将使IR光自由地通过,因为标准材料(例如硝基纤维素)将吸收IR束的重要部分。然后通过传输IR分析此类过滤器。这特别用于粒子分析

FT-IR显微镜视频和教程

FT-IR显微镜在其传统用例中的应用:故障分析。
使用FT-IR显微镜分析聚合物多层层压板。
使用FPA检测器进行组织成像。

FT-IR显微镜常见问题解答

最后一根稻草

关于FT-IR显微镜的常见问题

1.什么是FT-IR显微镜?

它是FT-IR测量的应用到微观样本中。因此,它将传统显微镜和化学分析结合在一起。它在故障分析和材料科学中理想使用。

2.为什么FT-IR显微镜需要孔?

与IR显微镜相比,使用了非常灵敏的探测器,避免饱和IR探测器很重要。此外,光圈可以使测量点适合样品的大小,以获得更好的频谱。想象一下,嵌入PET基质中的10 µm聚乙烯薄片。如果在这种情况下,您将使用30 µm的光圈而不是拟合10 µm 1,则所得频谱将包含PET矩阵的贡献,而不是PE污染。

3.最小的物体FT-IR显微镜可以分析什么?

这取决于使用的显微镜​​,检测器和测量技术。但是配备FPA检测器并使用ATR显微镜的Hyperion可以在IR光的衍射极限下分析对象,从而≤1µm。

3.为什么锗-ATR晶体会增加分辨率?

锗具有(与许多其他ATR材料相比)是非常高的折射率。当它与样品直接接触时,这意味着它充当固体浸入式晶状体。与标准传输测量值相比,这将空间分辨率增加4(折射率)。

4.什么是FT-IR成像?

FT-IR成像是创建上述空间分辨化学图像的一种方法。这些图像的每个像素都由整个红外光谱组成。通过解释各个光谱,可以检测和评估有趣的样本区域。