Mikroskop Spektrometer für die Echtfarbmessung

Alle Komponenten zur UV-NIR Mikroskop Spektroskopie aus einer Hand

Mikroskop-Spektrometer-Arbeitsplatz

A.S. & Co. liefert mit SpectraVision ein Gesamtkonzept für komplette Arbeitsplätze zur präzisen spektralen Vermessung .
Hierzu gehören Lichtquellen für Deep UV oder NIR sowie cw-und Diodenlaser mit den entsprechenden Mikroskop Einkopplungen. Sie werden entweder direkt in das Mikroskop Spektrometer oder extern über Lichtleiter angebunden. Zusätzliche eingebrachte Spaltblenden oder zentrierbare Leuchtfeldblenden reduzieren das Streulicht und erhöhen so die Dynamik des Energiespektrums.

Hohe Flexibilität des Gesamtkonzepts

Wir benutzen ein flexibles Konzept von kombinierbaren Zeilensensoren, deren spektrale Auflösung ab 0,1 nm aufwärts es erlaubt, je nach Bedarf die unterschiedlichsten Arbeitsplätze zusammenzustellen. In der Regel setzen wir kompakte Spektrometer-Module ein. Die Integration eines CCD-Sensors oder eines Photo Dioden Arrays mit einem holografischen Gitter zu einem monolithischen Miniatur-Spektrometer

  • ergibt eine hohe Dynamik
  • stabilisiert das Signal/Rausch Verhältnis
  • macht aufwendige Justierprozesse überflüssig
  • ermöglicht den schnellen Komponentenwechsel in einem externen Systemrack.

A.S. & Co. verwendet handelsübliche Forschungsmikroskope und Routine-Stative und erweitert deren Transmissionsbereich auf Wellenlängen zwischen 200 nm und 2200 nm. Beschränkt man sich anschließend auf den Bereich zwischen 250 und 2000 nm, lassen sich konstante, reproduzierbare Messdaten problemlos über Jahre generieren.

In besonderen Fällen kann ein Photomultiplier mit einem Monochromator zu einem Mikroskop-Spektrometer der klassischen Art kombiniert werden. Es entsteht ein Konzept, vergleichbar dem Leica MPV 3 oder dem Zeis MPM 800. Photomultiplier basierte Mikroskop-Spektrometer können über ihre Verstärkungsstufen eine zusätzliche Dynamik zur Verfügung stellen, die der eines Array Spektrometers überlegen ist. Des Weiteren lässt sich der Nachteil von Fremdlichtüberstrahlungen durch integrierte Sperrfilterkombinationen deutlich effektiver unterdrücken.

Das SpectraVision Software-Konzept

Im Mittelpunkt unserer SpectraVision Arbeitsplätze steht das hauseigene MSP-Software Konzept. Es umfasst folgende Funktionalitäten:

  • Tool Box Module zur vollautomatischen Mikroskop-Steuerung
  • Ausrichtung auf die Anforderungen in der täglichen Routine
  • PC-gesteuerter Messablauf
  • Funktionen für den Laborbedarf
  • Funktionen für fortgeschrittene Anwendungen
  • Einbindung von Kalibrierungs-Standards nach NIST oder DIN 7404-5
  • Nutzung individueller Auswerte-Routinen in der forensischen Mikroskopie oder der Kohle-Petrografie

Zusätzlich sind zahlreiche Reporting Funktionen möglich, bei denen einfachste CMOS Kameras für die Bilddokumentation oder höchstempfindliche cooled CCD Kameras zur Fluoreszenzmikroskopie genutzt werden können, die darüber hinaus mit Bildanalyseprogrammen kombinierbar sind.

Kundenspezifisches Engineering

Kundenspezifische Entwicklungen, basierend auf dem Zusammenspiel zertifizierter Standardkomponenten mit höchstpräzisen Sonderanfertigungen gehören ebenfalls zu unserer Geschäfts-Philosophie. Wir diskutieren mit Ihnen das Anforderungsprofil Ihres Arbeitsplatzes, erstellen einen Projektplan, und definieren die Aufgabenverteilung in einem Pflichtenheft als Vorrausetzung für die Erstellung eines Angebotes. Des Weiteren ermöglichen wir Ihnen im Vorfeld die Vermessung von Proben zur Einschätzung der Machbarkeit und beraten Sie in den unterschiedlichsten Stufen der Projektrealisierung. Zur Lösung individueller Software-Fragen können unsere Mitarbeiter Ihre Vorstellungen zeitnah integrieren, denn A.S. & Co. entwickelt seine SpectraVision Steuerungs-, Mess- und Auswerte-Routinen selbst und kann diese jederzeit im Rahmen einer Weiterentwicklung anpassen.

Einsatzmöglichkeiten von Mikroskop Spektrometern

Vergleich unterschiedlicher Strukturen (z. B. Fasern) Im Spektrogramm erlaubt der direkte Vergleich mit einem Weißstandard oder Kalibrierstandard bei definierten Farbtemperaturen und vorgegebenen Normlichtarten die Darstellung der Transmission oder Reflektion als Funktion der Wellenlänge. Wird ein Spektrometer als Mikroskopphotometer (MPM) eingesetzt, lassen sich auf diese Weise kleinste Inhomogenitäten benachbarter Areale einer Farbfläche gegenüberstellen, oder es ergibt sich die Möglichkeit, unterschiedliche Strukturen wie z. B. einzelne Fasern miteinander zu vergleichen.
Bewertung von Kohle und Erdöl sowie deren Reservoir-Geologie Mikroskopische Reflexionsmessungen bestimmen den Verkaufswert und die Eignung von fossilen Brennstoffen. Sie liefern ergänzend zu chemischen und physikalischen Prüfverfahren eine unabdingbare Voraussetzung für die rohstoffliche Kennzeichnung und sind durch die DIN/ISO Normen 7404-5:1994 und DIN 22020-5:2005 verfahrenstechnisch international exakt beschrieben. Vitrinitreflexion und Sporen/Pollen-Farbindex helfen zudem, die Genese der Erdölmuttergesteine und die thermische Reife der Sedimente in unterschiedlichen Regionen zu bewerten. Für die quantitative Reflexions Mikroskopie in der Kerogenanalyse sowie zur Sporenfarbmessung und Reifebestimmung von Sedimenten lassen sich moderne Lichtmikroskope mit hochstabilisierten Beleuchtungssystemen zu Hellfeld-, Polarisations- und Fluoreszenz Spektrometern kombinieren.
Differenzierung von kolloidalen Lösungen und Nanostrukturen Auch bei der Differenzierung von kolloidalen Lösungen und Nanostrukturen können Mikroskop-Spektralphotometer (MSP) entscheidende Beiträge leisten. Aus der Erfassung der Spektren lassen sich mit Hilfe von mathematischen Algorithmen weitreichende Aussagen zur Partikelgröße und deren Verteilung herleiten, obwohl die einzelnen Nanopartikel an sich unterhalb der mikroskopischen Auflösungsgrenze liegen. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil der höchstauflösenden Mikroskop Spektroskopie, denn das Objekt kann ohne größeren Aufwand direkt unter dem Mikroskop charakterisiert werden, und es bedarf keiner zusätzlichen Präparation wie bei einem Elektronenmikroskop. Beispielsweise wird ein rubinrot durchgefärbtes Glas üblicherweise dadurch hergestellt, dass man der Glasschmelze Goldkolloide in einer Größe zwischen 2 und 100 nm zusetzt. Die Größe und die Konzentration der Nanopartikel sorgen für das rubinrote Aussehen und zeigen in der Spektralanalyse charakteristische Merkmale wie Intensitätspeaks und ausgeprägte Halbwertsbreiten, die für die Auswertung herangezogen werden können. während man den gewohnten Farbeindruck von Gold oder vergoldeten Flächen hier vergeblich suchen wird.
Beschichtung von Oberflächen/Bestimmung von Schichtdicken Mikroskop Spektrometer lassen sich auch bei der Beschichtung von Oberflächen und der Bestimmung von Schichtdicken nutzen, sofern halbtransparente Materialien zum Einsatz kommen. Schauen wir uns eine mehrschichtige Struktur an, so ergeben sich in der Regel für die einzelnen Coatings unterschiedliche Brechungsindizes. Trifft das Licht nun auf die Grenzflächen, resultiert eine Trennung in Beugungs- und Reflektionsanteile, die im Reflektionsspektrum ein charakteristisches Interferenzmuster ergeben. Aus diesem lassen sich mit Hilfe geeigneter Simulationssoftware mathematische Fittings errechnen, mit denen die Schichtdicke auf einem Substrat im Mikrometerbereich bestimmt werden kann, ohne dass die zu untersuchenden Strukturen beschädigt werden müssen. Dieser Vorteil einer zerstörungsfreien Werkstoffprüfung kann sowohl für die Untersuchung von Glasflächen oder bei der Produktion von TFT Displays als auch bei der Homogenitätsbewertung von Plasmapolymerisationsschichten zur Härtung von Bauteilen eingesetzt werden.

Grundlagen der mikroskopischen Farbanalyse mit UV-VIS Spektralphotometern

Die mikroskopische Farbanalyse mit UV-VIS Spektral Photometern unterscheidet sich deutlich von der additiven Farbmischung der RGB Darstellung in der Videotechnik, bei der die 3 Grundfarben als Schwarz-Weiß-Auszug den Gesamteindruck vermitteln. Im Unterschied hierzu wird bei der UV-VIS Spektroskopie das einfallende Licht in seine Spektralfarben zerlegt, und es ist möglich, die einzelnen Anteile real und direkt in ihrer Zusammensetzung zu betrachten. So kann z. B. auf einem Dokument die gleich aussehende blaue Farbe eines Kugelschreibers dahingehend unterschieden werden, ob es sich entweder um homogene blaue Farbe handelt, oder ob eine klare Trägerflüssigkeit in Kombination mit Pigmenten vorliegt, deren unterschiedliche Größe und Zusammensetzung den blauen Farbeindruck vermittelt.

Die Echtfarbanalyse ist auch die Voraussetzung für eine laborübergreifende quantitative Farbmessungen auf der Basis des CIE Norm Valenzsystems und dem Vergleich der Normfarbwerte im CIE Farbdiagramm. Abweichend von den Methoden einer integralen Erfassung von Farben entsteht unter Berücksichtigung der mikroskopischen Auflösung ein Kolorimeter, mit dessen Auflösung die Spektralanalyse im Mikrometerbereich vorgenommen werden kann. Über die spektrale Energieverteilungskurve können die Ergebnisse entsprechend der DIN Norm farbmetrisch aufgearbeitet werden und beispielsweise als Normfarbwertanteile in der Farbtafel gegenüber gestellt und verglichen werden.