光谱学基础知识

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,并专注于有关探测器,映射和FT-IR成像的基本问题。

FT-IR显微镜基础知识

入门

什么是红外显微镜法?有区别吗?

关于红外(IR)显微镜

红外或FT-IR显微镜是常规光学显微镜的令人兴奋的组合和FT-IR光谱的独特化学鉴定。

单独来看,这两种技术已经相当强大,但结合光谱特征和空间分辨率,它们结合在一起,提供了用化学方法检查最小物体的可能性。

已经说,有一些技术障碍,因为通常的光学显微镜使用玻璃镜片,将不允许红外光自由通过,这是通过红外光谱分析样品所需的。

因此,必须使用使用红外透明材料或卡塞格伦物镜的特殊镜头。必威手机客户端

关于FT-IR显微镜下的取样

μ-FT-IR的应用的典型例子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,相同的方法可用于IR显微镜,如宏观样品,即传输,反射和ATR。

然而,对于透射或透射的测量,样品必须非常薄(<15 μ m)或可作为KBr球,这在样品制备过程中可能是一个相当大的挑战。

如在光谱学中,ATR在显微镜中提供了决定性的优势,这使得这种非破坏性分析方法是标准。

关于显微镜下的ATR

ATR代表衰减的总反射率,并通过在样品上按下晶体的晶体施加晶体。初时的光通过晶体通过并与样品相互作用,产生IR光谱。

应该指出的是,ATR产生高质量
FT-IR几乎任何样品类型的数据都没有先前的准备。此外,它还在空间分辨率方面给了你边缘。

与变速器和反射测量相比,锗晶体充当固体浸透透镜,通过因子4提高空间分辨率。这样,您可以轻松地分析为小微米的样品。

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关于FT-IR显微镜下的探测器

不同红外鳄鱼的比较分析。TE-MCT和LN-MCT在30μm孔径和1分钟的测量时间上显示了几乎相同的信噪比。

在上面我们描述了μ-IR如何用作“点和拍摄”方法的基础知识,这是简单应用或研究研究的常见方法。正如您可以想象的那样,较小的某些颗粒是获得良好的红外光谱的颗粒。

这正是,为什么高灵敏度探测器用于这些应用程序。其中,您有所谓的单元素和成像探测器。由于此页面处理显微镜,我们将专注于单元素探测器,因此:DLATG,TE-MCT和LN-MCT。

你想了解更多关于傅里叶变换红外光谱的基本信息吗?

像LUMOS II这样的现代FT-IR显微镜在同一台仪器中最多可以安装三个探测器。

氘化镧α丙氨酸掺杂硫酸三甘氨酸(DLaTGS)探测器显示出最有效的热电效应,是不需要外部冷却来产生高质量光谱的通用探测器。然而,一旦孔径(和样本)变得越来越小,到达探测器的光就会越来越少,光谱的质量就会迅速下降。

低于50微米,最好选择冷却的汞碲化镉(MCT)探测器,在低光场景上提供更高的灵敏度。使用热电冷却的MCT已成为标准溶液,因为它是连续冷却的并且无需维护。

但是,对于小于10µm的最小样品,液氮冷却mct (ln - mct)是最好的选择,当然,在长时间使用过程中需要一些时间来冷却和/或可能需要重新注入液氮。还缺少的是最后一种也是最强大的FT-IR显微镜方法:

焦平面阵列(FPA)成像。

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关于傅立叶变换红外成像

如果要在空间分辨率下进行高度详细的化学分析,则无法围绕焦平面阵列(FPA)检测器。使用线阵探测器的廉价解决方案,FPA的特点是您创建了红外图像的事实在几秒钟内通过单个测量的选定视野(不像数码相机)。

在这些所谓的化学图像或FT-IR图像中,每个像素包含一个完整的红外光谱。通过对FT-IR数据的解释,就可以精确地评估样品的性质了!使用FPA探测器的优势仅仅是极高的分辨率(特别是对ATR测量)。与线阵实验相比,它们速度更快,精度更高,且具有激光校准功能。

关于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

无论是微塑料还是技术清洁度。红外显微镜是一种检测最小粒子的方法,不仅可以通过视觉,还可以通过随后的化学鉴定。

基本上有两种方法。第一个,也是最简单的一个,是取你的样品(例如,表面显示污染),并直接将其置于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,如河流沉积物中的塑料。这主要应用于故障和根本原因分析。

当研究水或空气样品时,最好使用特殊的过滤材料,它由一种能让IR光自由通过的材料组成,因为标准材料(如硝化纤维素)会吸收大量的IR光束。必威手机客户端然后用透射红外光谱分析这种滤光片。这尤其用于粒子分析

FT-IR显微镜视频和教程

FT-IR显微镜在传统用例中的应用:故障分析。
聚合物多层层压板的FT-IR显微分析。
使用FPA探测器进行组织成像。

傅立叶变换红外显微镜常见问题解答

的最后一根稻草

关于FT-IR显微镜的常见问题

1.什么是FT-IR显微镜?

它是将FT-IR测量施用于微观样品。因此,它将传统的显微镜和化学分析与一个工具结合在一起。它理想地用于故障分析和材料科学。

2.为什么FT-IR显微镜需要光圈?

如IR显微镜检查非常敏感的探测器,重要的是避免饱和IR检测器。另外,孔径允许将测量点拟合到样品的大小以获取更好的频谱。想象一个10μm聚乙烯片内嵌入PET基质内。如果在这种情况下,您将使用30μm光圈而不是拟合10μm,因此得到的光谱将包含PET矩阵的更多贡献,而不是PE污染。

3.FT-IR显微镜能分析的最小物体是什么?

这取决于所用的显微镜、探测器和测量技术。而配备FPA探测器和ATR显微镜的HYPERION可以在红外衍射极限下分析物体,因此≤1µm。

3.为什么锗atr晶体能提高分辨率?

锗具有(与许多其他ATR材料相比)非常高的折射率。必威手机客户端由于它直接与样品接触,这意味着它作为一个固体浸没透镜。与标准透射测量相比,这增加了4倍的空间分辨率(折射率)。

4.什么是FT-IR成像?

FT-IR成像是一种创造空间分辨化学图像的方法。这些图像的每个像素组成了一个完整的红外光谱。通过解释单个光谱,可以检测和评价有趣的样品区域。