RAMANtouch
Rethink Raman Imaging
Konfokale Raman Mikroskopie wird schneller und präziser.
Durch den Einsatz von Galvanometerspiegeln ermöglicht das RAMANtouch eine schnellere und präzisere Raman-Bildgebung, bei der Hunderttausende von Messpunkten innerhalb weniger Minuten erfasst werden. Dabei wird der Laserstrahl zu einer Linie geformt, und mithilfe eines zweidimensionalen CCD-Sensors können 400 Spektren gleichzeitig in einer einzigen Messung aufgenommen werden.
Echtes Raman-Imaging beginnt hier.
Das RAMANtouch verfolgt einen vollkommen neuen Ansatz im Vergleich zu herkömmlichen Raman-Mikroskopen und schafft damit das bisher Unmögliche: maximale Bildgebungsgeschwindigkeit ohne Kompromisse bei spektraler Qualität oder räumlicher Auflösung.
RAMANtouch bietet:
- Ultraschnelle Raman-Bildgebung
- Hohe spektrale und räumliche Auflösung
- Vollständig automatisierte Hardware
- Leistungsstarke Analysen für 2D- und 3D-Raman-Bilder
- Automatische Kalibrierung und Justierung
Mehr in Kürze.
Laser-Scanning mit Galvanometerspiegeln einfach erklärt.
Galvanometerspiegel sind die Grundlage dieser innovativen Scanning-Technologie, bei der sich der Raman-Laserstrahl frei unter dem Objektiv bewegen kann, ohne dass sich der Probentisch bewegen muss. Diese Methode übertrifft herkömmliches „Tisch-Scanning“ deutlich, sowohl hinsichtlich Präzision als auch Geschwindigkeit. Der Laserstrahl trifft dabei stets senkrecht auf die Beobachtungsebene, unabhängig davon, ob sich der Messpunkt in der Mitte oder am Rand des Sichtfelds befindet.
Dies ermöglicht spezielle Messmodi:
- Laser Line Scanning
Scannen Sie Ihre Probenoberfläche mit hoher spektraler und räumlicher Auflösung bei maximaler Geschwindigkeit und Präzision. - Punkt-Scanning
Erstellen Sie schnelle Übersichtsaufnahmen eines Messbereichs, indem nur jene Bereiche erfasst werden, die tatsächlich einen Kontrast im Raman-Spektrum aufweisen. - AreaFlash™-Messung
Durch schnelles „Abtasten“ des gesamten Sichtfelds wird ein Durchschnitts-Spektrum der gesamten Fläche erzeugt. Dies ermöglicht ultraschnelle Messungen großer Probenbereiche.
Maximale Raman-Leistung in jedem Messmodus.
Laser Line Modus
- Ultraschnelle Raman-Bildgebung durch Linienbeleuchtung
- Homogene und verzerrungsfreie Laserlinie über das gesamte Sichtfeld
- Keine emCCD erforderlich
Laser Punkt Modus
- Perfekter Fokuspunkt selbst am Rand des Sichtfelds
- Hundertfach schneller als motorisierte Probenbühnen
- Positioniergenauigkeit bis zu 10 nm
Herausragende 3D-Raman-Bildgebungsmöglichkeiten.
Konfokale Optik ermöglicht eine zerstörungsfreie Raman-Analyse auch im Inneren einer Probe. So lassen sich 3D-Raman-Bilder transparenter Materialien erstellen. Durch die kombinierte Nutzung der Laser-Linie und des hochpräzisen Probentisches des RAMANtouch entstehen 3D-Bilder in höchster Qualität und mit bisher unerreichter Geschwindigkeit. So werden detaillierte Einblicke in die innere Struktur von Proben und der Verteilung der Bestandteile möglich.
In Video sehen sie die Analyse einer transparenten Faser mittels Raman-Spektroskopie. Die Probe besteht aus einer Bi-Komponenten-Faser mit einem Mantel aus Polyethylen (PE) und einem Kern aus Polyethylenterephthalat (PET) aufgebaut ist. Die Messzeit der Analyse liegt typischerweise zwischen 20 und 30 Minuten. Die im Video sichtbaren gelben Punkte entsprechen Partikeln aus Titandioxid (TiO₂), welche innerhalb der Faser verteilt sind.
Analyse im Nanometerbereich.
Tiefenprofilierung mittels Raman-Bildgebung in der XZ-Ebene ermöglicht eine zerstörungsfreie Analyse, etwa zur Untersuchung von Mehrschichtfilmen. Optional kann auch ein Ölimmersionsobjektivs eingesetzt werden, um die räumliche Auflösung noch weiter zu verbessern, sodass selbst ultradünne Schichten bis zu einer Dicke von 250 nm detektiert werden können.
Maximale Auflösung der Raman-Bildgebung.
Generell liefert die Raman-Mikroskopie entscheidende Erkenntnisse zur Identifikation organischer und anorganischer Verbindungen aber auch strukturelle Informationen, z.b. über Polymorphismus. Im Gegensatz zur IR-Mikroskopie kann die Raman-Mikroskopie auch Proben in wässriger Umgebung zu untersuchen.
RAMANtouch Spezifikationen.
| Ortsauflösung | 350 nm in X, 500 nm in Y; 1 µm in Z | |
| Erhältliche Objektive | 5x, 10x, 20x, 50x, 100x | |
| Spektrale Auflösung | < 0,9 cm⁻¹ (abhängig vom Gitter; bis zu 3 Gitter verfügbar) | |
| Probentisch | XYZ-motorisierte Bühne, Verfahrbereich: 30 × 30 × 35 mm | |
| Raman Kalibrierung | Automatische Kalibrierung basierend auf Standardlampe und Probe | |
| Optische Ausrichtung | Automatische Ausrichtung des optischen Strahlengangs | |
| Lasersicherheit | Laserschutz-Tür der Klasse 1 mit Sicherheitsverriegelung |
Als ich erstmals auf das Nanophoton-Ramanmikroskop von Bruker stieß, das am Analytischen Zentrum der Chungbuk National University installiert wurde, war ich von der Anzahl an Funktionen, die sich deutlich von bisher bekannten Raman-Mikroskopie-Systemen unterscheiden, sehr überrascht. Besonders beeindruckt hat mich die Möglichkeit zur großflächigen Bilgebung (Large-Area Mapping), die durch die innovative Linienbeleuchtung (Line-Illumination) eine der typischen Schwächen konventioneller Raman-Mikroskopie überwindet.
In unserem Labor wurde die Raman-Spektroskopie eingesetzt, um Aminosäuren in Nierenzellkulturen eines Tiermodells mit induzierter Nierenfunktionsstörung zu quantifizieren und die Verteilung von Arzneistoffen auf der Zellmembran zu untersuchen. Darüber hinaus bestimmten wir mittels Raman-Bildgebung den Gehalt illegaler, wirkstoffähnlicher Substanzen (APIs) und etablierten eine semi-quantitative Analysemethode.
Da wir hauptsächlich mit biologischen Proben arbeiten, ist es oft schwierig, optimale Messbedingungen zu finden – insbesondere wegen der empfindlichen Kontrolle der Laserleistung. Das RAMANtouch-Modell ermöglicht hier nicht nur eine äußerst feine Justierung, sondern bietet auch eine Vorschaufunktion, mit der sich optimale Bedingungen schneller ermitteln lassen als bei jedem anderen mir bekannten System. Der Einsatz dieses leistungsstarken Mikroskops hat wesentlich dazu beigetragen, dass wir bereits mehrere wissenschaftliche Arbeiten zu diesem Thema publizieren konnten.
Professor Dr. Yong-Moon Lee, School of Pharmacy, Chungbuk National University, Korea.
Das RAMANtouch-Mikroskop hat uns gezeigt, dass die Grenzen des Raman-Imagings weiter gesteckt sind als gedacht. Durch den enormen Geschwindigkeitsvorteil des Multiplex-Verfahrens ist es nun praktikabel, statt weniger Einzelpunkte ganze Raman-Bilder aufzunehmen. Dank der Automatisierung können unsere Nutzer zudem auch die Nachtstunden effizient für Messungen nutzen. Dieser Gewinn an Informationstiefe erleichtert nicht nur das Verständnis komplexer Forschungsfragen, sondern schafft auch die Basis für Big-Data-Analysen mittels Machine Learning.
Am Synchrotron SOLEIL fördern wir den wissenschaftlichen Fortschritt, indem wir Zugang zu einer Forschungsinfrastruktur der Spitzenklasse bieten. Unser Angebot geht dabei über die reine Beamline-Instrumentierung hinaus: Wir stellen zusätzlich auch Offline-Verfahren zur Charakterisierung bereit, wie etwa Infrarot- oder Raman-Mikroskopie.
Ferenc Borondis, Beamline Manager & Principal Beamline Scientist at Synchrotron SOLEI, Saint-Aubin, France.
Mit der wegweisenden Anwendung des modifizierten RAMANtouch-Systems in der weltweit ersten Massenproduktionslinie der 8.5. Display-Generation wird nun eine bahnbrechende Echtzeit-Defektanalyse direkt im Produktionsprozess möglich. Durch die komponentenbasierte Analyse zufälliger Defekte – verantwortlich für über 90 % der Ertragsverluste – ermöglicht diese Technologie eine präzise Identifikation von Fehlerquellen. Hersteller können so nicht nur die Ursache und den betroffenen Prozessschritt exakt bestimmen, sondern auch proaktiv eingreifen und Defekte in Echtzeit verhindern.
Darüber hinaus eröffnet die Inline-konfigurierte RAMANtouch-Lösung mit ihrer proaktiven Feedbackfähigkeit völlig neue Möglichkeiten für eine kontinuierliche Prozessoptimierung und Unfallvermeidung – ein entscheidender Innovationsschritt in der Display-Fertigungstechnologie.
Dr. Yong-Woon Lim, Metrology & Inspection Team, Samsung Display, Korea.
Frequently Asked Questions
- Why does RAMANtouch achieve high spatial resolution?
RAMANtouch is designed strictly according to optical principles and assembled by specialists in optical design, which ensures that every unit achieves stable and reproducible performance. Its compact mechanical structure also minimizes the likelihood of misalignment caused by environmental changes. - Do I need to adjust the optics when switching lasers?
No manual adjustments are necessary. When a laser is switched, the required optical adjustments are performed automatically, and the change can be carried out with a single click. - Do I need to adjust the optics when switching diffraction gratings?
No. Just like laser switching, the instrument automatically adjusts the optics after the grating is changed, and the user does not need to perform any manual alignment. - Why are line illumination and laser beam scanning used?
These methods reflect Nanophoton’s origins in laser microscopy. Laser beam scanning eliminates the need to adjust measurement positions by moving a motorized stage and avoids issues such as vibration or sample displacement introduced by stage movement. The proprietary line illumination method enables the acquisition of 400 Raman spectra in the X-direction with a single irradiation, allowing high-speed Raman imaging. - How is illumination unevenness in line illumination addressed?
Although uneven intensity between the center and edges of the line is a common concern in line-illumination systems, RAMANtouch significantly reduces this issue using a proprietary technology covered by U.S. Patent US7561265. - Can high-power laser irradiation damage samples?
RAMANtouch includes an ND filter that provides nearly stepless control of laser power across 256 levels. This allows high power to be used efficiently for samples that tolerate it, while also enabling safe measurement of heat-sensitive samples by reducing the power appropriately. - How large is the field of view?
The field of view depends on the objective lens. With a 20× objective, the observation area is about 400 µm × 600 µm and the maximum imaging range is approximately 400 µm square. With a 100× objective, the observation area is roughly 80 µm × 100 µm and the maximum imaging range is about 80 µm square.
