Спектрометры пикометрового разрешения для анализа бриллюэновского рассеяния HYPERFINE Brillouin
- Настройка и юстировка контролируются компьютером
- Высокая пропускная способность, обеспечивающая быстрый сбор данных
- Контраст 80 дБ и сильное подавление излучения накачки
- Спектральное разрешение 1.5 пм
- Спектральный диапазон 531-782 нм
Производитель LightMachinery
Особенности
- Настройка и юстировка контролируются компьютером
- Высокая пропускная способность, обеспечивающая быстрый сбор данных
- Контраст 80 дБ и сильное подавление излучения накачки
- Высокое разрешение и высокая точность
- Простота использования
- Широкий спектральный диапазон
- Простая интеграция – компактный размер
- Доступное по цене устройство, сразу готовое к использованию
Большая проблема бриллюэновской спектроскопии заключается в том, что рассеянный сигнал на несмещенной длине волны лазера может подавить небольшой обратный сигнал, сдвинутый по частоте при рассеянии Бриллюэна. Поэтому мы объединили наш передовой спектрометр HyperFine с очень узкополосным перестраиваемым фильтром, чтобы подавить интенсивную несмещенную частоту лазера. Перестраиваемый фильтр легко подстраивается для подавления основного лазерного пика, а стробирование экспозиции используется спектрометром HyperFine для значительного увеличения полного динамического диапазона прибора. Комбинация этих двух устройств обеспечивает динамическое соотношение 65 дБ с нашей стандартной КМОП камерой и называется «Pump Killer». Перестраиваемый фильтр состоит из эталона с двойным прохождением через воздушный промежуток. Настройка и юстировка эталона контролируются компьютером.
Запатентованная компанией LightMachinery технология струйной полировки используется для создания как перестраиваемого эталонного фильтра, так и основного эталона VIPA в спектрометре. Результатом сочетания этих элементов является непревзойденная чувствительность и относительно компактный размер, идеально подходящий для спектроскопии бриллюэновского рассеяния. Измерения теперь возможны с увеличением скорости более чем в 50 раз по сравнению с существующими технологиями.
Высокая пропускная способность позволяет спектрометру HyperFine Brillouin HF-8999 выполнять быстрые измерения сдвига бриллюэновского сдвига, которые ранее были невозможны. Изменения состояния образцов можно наблюдать в режиме реального времени. Ниже представлено короткое демо-видео, показывающее бриллюэновский сдвиг мгновенного клея Loctite 495 по мере его схватывания. Обратите внимание на быстрый сдвиг на отметке в 100 секунд.
Простое программное обеспечение SpectraLoK позволяет просматривать спектры в реальном времени и сохранять или экспортировать их для дальнейшего анализа. Драйверы LabView позволяют интегрировать спектрометр HyperFine в автоматизированные экспериментальные установки.
В дополнение к спектрометру компания LightMachinery разработала полную систему Бриллюэна, которая включает в себя светоделитель и конфокальную установку с микроскопом и системой сканирования по осям X и Y для создания полных 2D-карт бриллюэновского рассеяния.
Области применения
Примеры измеренных спектров с помощью спектрометров HYPERFINE Brillouin
 |
 |
 |
| Сканирование вдоль границы раздела поликарбонат/метанол (2 с, 10 Гц, 8 мВт); (возможна скорость сбора данных > 50 Гц) |
5 последовательных спектров метанола (10 мс, 25 мВт); сигнал/шум > 30 за 10 мс!!! |
Спектр плавленого кварца (5 с, 25 мВт); Общий одновременный диапазон > 3 ТГц |
 |
 |
 |
|
Спектр тканевого фантома (0.5 с, 7 мВт); волоконное соединение с конфокальной системой |
Спектр кленового сиропа (5 с, 7 мВт); измерение без юстировки |
Спектр пластика (250 мс, 25 мВт); < 0.8 пм |
 |
 |
 |
|
Спектр воды с 10% молока (1 с, 25 мВт); контраст до 100 дБ |
Спектр метанола (250 мс, 25 мВт); сигнал/шум ≈ 200 |
Карта бриллюэновского рассеяния для акрилового волокна толщиной 500 мкм в разрезе, погруженного в воду. Область 1 × 1 мм была покрыта ступеньками 25 мкм (300 мс на точку и 20 мВт на образце). Таким образом, была получена 1681 точка с общим временем экспозиции < 9 минут. Не было проблем на границе раздела вода/акрил, где отношение сигнал/шум было порядка 106:1 |
 |
 |
|
|
Высокая скорость сбора данных: чрезвычайно быстрое сканирование и высокая воспроизводимость: 20 последовательных спектров метанола (25 мВт на образце); подавление накачки, аппроксимация Лоренца, стандартное отклонение бриллюэновского сдвига |
Устранение пика накачки подавлением в 35 дБ с помощью «Green Killer», который вместе с высоким контрастом спектрометра обеспечивает эффективный контраст > 80 дБ. Нужно больше?! – Используйте второй фильтр получения для эффективного контраста > 110 дБ |
|
Технические характеристики
| Модель | HF-8999-532-AUTO | HF-8999-660-AUTO | HF-8999-780-AUTO |
| Рабочий диапазон | 531 – 534 нм | 658 – 662 нм | 778 – 782 нм |
| Спектральное разрешение | 1.0 пм | 1.0 пм | 1.5 пм |
| Динамический диапазон (6 ГГц от накачки, контраст) | > 100 дБ | ||
| Уровень подавления излучения накачки | > 30 дБ | ||
| Диапазон перестройки фильтра подавления | ± 1 нм | ||
| Ширина полосы пропускания фильтра подавления | 0.5 пм | ||
| Ввод излучения | SMF волокно | ||
| Скорость сбора данных | До 40 Гц | ||
| Интерфейс подключения | USB 3.1, > 1 А | ||
| Габаритные размеры | 710 × 370 × 150 мм | ||
| Вес | 25 кг | ||
A VIPA Spectrograph with Ultra-high Resolution and Wavelength Calibration for Astronomical Applications, The Astronomical Journal, August 2020, Xiaoming Zhu, Dong Lin, Zhibo Hao, Liang Wang and Jinping He
On the rotational-translational equilibrium in non-thermal argon plasmas at atmospheric pressure. Plasma Sources Science and Technology (2021). Accepted Manuscript. Labelle, Francis, Antoine Durocher-Jean, and Luc Stafford.
Free-space confocal magneto-optical spectroscopies at milliKelvin temperatures, Lawrie, B. J., et al.
Fraunhofer Line Discrimination (FLD), Smith, Mark W., U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information
Interferometer systems and methods thereof, Munro, James F. U.S. Patent Application No. 16/699,571.
Ultra-high-resolution optical absorption spectroscopy of DC plasmas at low pressure using a supercontinuum laser combined with a laser line tunable filter and a HyperFine spectrometer
Journal of Physics D: Applied Physics, Antoine Durocher-Jean, Hubert Jean-Ruel, Laura-Isabelle Dion-Bertrand, Sébastien Blais-Ouellette and Luc Stafford (2020)
Evaluation of commercial Virtually Imaged Phase Array and Fabry-Pérot based Brillouin spectrometers for applications to biology.
Biomedical optics express, Optical Society - SOA Publishing, Guqi Yan, Antony Bazir, Jérémie Margueritat, Thomas Dehoux.
Development and validation of hybrid Brillouin-Raman spectroscopy for non-contact assessment of mechano-chemical properties of urine proteins as biomarkers of kidney diseases, BMC Nephrology
Abduzhappar Gaipov, Zhandos Utegulov, Rostislav Bukasov, Duman Turebekov, Pavel Tarlykov, Zhannur Markhametova, Zhangatay Nurekeyev, Zhanar Kunushpayeva & Alisher Sultangaziyev
Superconductivity of Strontium Titanate in Reduced Dimensions
Pai, Yun-Yi (2020) Superconductivity of Strontium Titanate in Reduced Dimensions. Doctoral Dissertation, University of Pittsburgh. (Unpublished)
Single-frequency 620 nm diamond laser at high power, stabilized via harmonic self-suppression and spatial-hole-burning-free gain
Xuezong Yang, Ondrej Kitzler, David J. Spence, Robert J. Williams, Zhenxu Bai, Soumya Sarang, Lei Zhang, Yan Feng, and Richard P. Mildren
Evaluation of a VIPA-based Brillouin spectrometer with applications to multicellular tumor spheroids.
Yan, Guqi, et al., 3rd BioBrillouin Meeting, Portugal (2019). (Lyon)
Diamond Sodium Guide Star Laser, Optics Letters
Xuezong Yang, Ondrej Kitzler, David J. Spence, Zhenxu Bai, Yan Feng, and Richard P. Mildren
Ultra-high-resolution optical absorption spectroscopy using a supercontinuum laser combined with a widely tunable filter and a hyperfine spectrometer. Durocher-Jean et al., submitted for CAP Congress, Canada (2020)
Non-equilibrium nature of argon-based radiofrequency and microwave plasmas at atmospheric pressure evidenced by hyperfine optical emission spectroscopy. Labelle et al., submitted for CAP Congress, Canada (2020).