Комбинированное решение СЗМ + рамановский/флюоресцентный микроспектрометр имеет общее название OmegaScope и фактически заключает в себе целое семейство различных исследовательских инструментов. Возможность максимально гибкого конфигурирования, удобное управление, максимальная автоматизация и гарантируемый режим зондового усиления (TERS) делают прибор OmegaScope уникальным инструментом для решения широкого класса задач нано-спектроскопии.
В приборе OmegaScope впервые в мире:
Реализован максимально широкий оптический доступ к зонду и образцу с возможностью подводить возбуждающее излучение и собирать рассеянный свет по 3 различным оптическим каналам;
Развязаны оптические пути рамановского сигнала и лазера системы регистрации микроскопа, что позволяет избежать искусственного сужения рабочего спектрального диапазона при комбинированных измерения;
Разработан дополнительный сканер объектива для точного совмещения кончика зонда СЗМ и фокальной области возбуждающего лазера;
Предусмотрены специальные аппаратные и программные методики для синхронизации комбинированных СЗМ/Раман измерений и максимизации зондового усиления (TERS-эффект);
Установлен инфракрасный лазер системы регистрации отклонений кантилевера, используемой при атомно-силовых измерениях, что позволяет работать с фоточувствительными образцами и не опасаться паразитной засветки детектора.
Оптический доступ к зонду и образцу Наличие одновременного оптического доступа к зонду и к образцу сверху, снизу, и сбоку через высокоапертурные объективы-планапохроматы позволяет воздействовать на образец лазером с заданной поляризацией и максимально эффективно (с максимально возможной апертурой) собирать рассеянный свет с поверхности образца, что особенно важно для проведения экспериментов с со слабым сигналом, и для нано-спектроскопических измерений с зондовым усилением (TERS).
Регистрирующая система с ИК лазером В приборе OmegaScope установлен инфракрасный лазер системы регистрации отклонений кантилевера, что позволяет работать с фоточувствительными образцами и не опасаться паразитной засветки спектрального детектора. В оптическом микроскопе лазер системы регистрации не виден, что облегчает визуальный контроль области сканирования.
Развязка оптических путей рамановского лазера и лазера системы регистрации В приборе OmegaScope развязаны оптические пути рамановского сигнала и лазера системы регистрации микроскопа, что позволяет избежать искусственного сужения рабочего спектрального диапазона при комбинированных измерения.
Сканер объектива В приборе OmegaScope для точного выставления положения фокуса объектива микроскопа вблизи кончика СЗМ зонда используется специальный пьезо-сканер объектива собственной разработки AIST-NT с датчиками обратной связи. Сканер управляется общим контроллером и ПО прибора.
Автоматизация Автоматическая настройка регистрирующей системы освобождает пользователя от рутинных операций, а также обеспечивает повторяемость настроек вне зависимости от его опыта. Моторизация позиционирования образца в горизонтальной плоскости позволяет пользователю легко находить область, в которой необходимо производить сканирование. В автоматическом режиме пользователю необходимо лишь указать основные параметры зонда и поле сканирования для того, чтобы программа произвела полную настройку системы, подвела зонд к поверхности образца и начала сканирование. Автоматизация также позволяет быстро настроить прибор для измерений с зондовым усилением (TERS).
Механическая и акустическая стабильность Благодаря уникальной конструкции прибора OmegaScope даже в ходе длительных многочасовых экспериментов настройка оптической части прибора остается стабильной, что позволяет работать с очень слабыми оптическими (спектральными) сигналами и проводить успешные нано-спектроскопические эксперименты.
Легкость и удобство замены зонда и образца Специальная запатентованная конструкция держателей зонда и образца прибора AIST OmegaScope позволяет легко и быстро заменить зонд не трогая образец, и заменить образец не касаясь зонда и не нарушая оптических настроек прибора, что особенно важно при сложных нано-спектроскопических измерениях. После замены новый зонд встает в прежнее положение с точностью нескольких микрон.
Высокоскоростное сканирование Быстрый сканер образца с очень высокими резонансными частотами позволяет проводить сканирование на скоростях до 10 раз выше по сравнению с большинством микроскопов на рынке. Малая нелинейность и низкие шумы датчиков обратной связи позволяют использовать сканер для метрологических приложений. Высокая стабильность в сочетании с высокочастотным сканером позволяет получать атомарное разрешение на сканере с максимальным полем 100 мкм. Термокомпенсация сканера обеспечивает получение низких тепловых дрейфов.
Улучшенный алгоритм контроля обратной связи и фазовой задержки Данный алгоритм позволяет осуществлять сканирование с более высокой скоростью без перескоков и проблем с генерацией сканера, устраняет искажения изображения и ошибки при зуммировании. Существенно уменьшает время установления сигнала на скачок по X, Y и Z направлениям, а также снижает ошибку отставания по фазе в сотни раз вдоль оси X и Y.
Модульный цифровой контроллер Модульный дизайн контроллера обеспечивает возможность расширения и адаптации контроллера в соответствии с задачами пользователя, а также проведение обновления ПО и прошивок. Высокоскоростной DSP обеспечивает синтез полностью цифровых обратных связей по трем осям с возможностью расширения до 9 каналов управления для обеспечения интеграции с другими методиками измерений, в том числе для управления сканером объектива. Имеется возможность подачи модуляции на зонд и X, Y и Z оси сканеров. Наличие выхода напряжения смещения. Цифровые входы/выходы и аналоговые входы для интеграции с внешними устройствами.
Измерительные методики В приборе OmegaScope поддерживается контактная и полуконтактная атомно-силовая микроскопия (АСМ), бесконтактная АСМ, метод фазового контраста, микроскопия латеральных сил, динамическая силовая микроскопия, магнитно-силовая микроскопия, методика зонда Кельвина, сканирующая емкостная микроскопия, электросиловая микроскопия, микроскопия пьезоотклика, силовая спектроскопия, нанолитография и наноманипуляции, туннельная микроскопия, микроскопия токов растекания, измерение вольт-амперных характеристик, микроскопия поверхностных сдвиговых сил, ближнепольная оптическая микроскопия в различных вариантах возбуждения и сбора. Также отдельно реализованы специальные методики для нано-спектроскопических измерений, позволяющие синхронизировать снятие с поверхности образца зондовых и спектральных данных, что крайне важно при работе в режиме зондового усиления (TERS).
