HYPERION 3000 FTIR Microscope head

Microscope IRTF de Recherche HYPERION

De la microscopie à l’imagerie :
la série Hyperion

Le microscope HYPERION est l'aboutissement de plus de 30 ans d'expérience dans le secteur de la microscopie IRTF. Sa conception de grande qualité des composants optiques, mécaniques et électroniques, garantissent une grande stabilité et une excellente fiabilité.

Équipé de nombreux outils de procédés d'observation pour l'amélioration du contraste, d'une grande sélection d'objectifs spéciaux et de dispositifs de capture d'images chimiques, l'HYPERION vous permet de mener à bien la microanalyse la plus sensible, simplement et efficacement.

Du fait de sa conception modulaire, l'HYPERION peut être personnalisé en fonction des besoins spécifiques requis pour chaque application.

Son champ d'utilisation est extrêmement large et englobe la recherche, les polymères, la médecine légale, la conservation des œuvres d'arts et les sciences de la vie.

Sensibilité et résolution latérale

 

La résolution latérale de l'HYPERION n'est limitée que par la diffraction de la lumière incidente. Du fait du rendement lumineux élevé, la sensibilité obtenue est très importante, pour toute résolution latérale.

Le faisceau infrarouge suit une trajectoire confocale dans l'HYPERION. Des diaphragmes peuvent être placés, individuellement, sur des plans d'images conjuguées, avant et après l'échantillon dans le mode Transmission ainsi que dans le mode Réflexion.

En configuration standard, l'HYPERION est équipé de diaphragmes couteaux transparents. En option, des diaphragmes métalliques, des diaphragmes de type iris et des diaphragmes de taille prédéfinies sont disponibles ainsi que des diaphragmes automatiques contrôlés par le logiciel.

La flexibilité de l'échantillonnage

 

Lors de l'analyse microscopique IRTF dans le mode Transmission, la plupart des échantillons doivent être minces et sont en général des films d'épaisseur d'environ 5 à 15 μm.

Lorsque des échantillons sont déposés sur des surfaces réfléchissantes, le mode Réflexion est privilégié. Normalement, un objectif standard 15x est utilisé une variante, pour des échantillons plus petits, est d'utiliser des objectifs de fort grossissement (20x, 36x).

Lorsque des échantillons ne sont pas transparents ou réfléchissants, ils peuvent être directement analysés en faisant appel au mode ATR (Attenuated Total Reflection).

L'objectif ATR (20x) de l'HYPERION combine une observation visuelle et une grande sensibilité des mesures IR. L'objectif possède différents niveaux de pression pour des échantillons de dureté différentes, le capteur de pression interne garantit de manière reproductible un contact optimal entre l'échantillon et le cristal durant des mesures automatisées en mode cartographique.

La mesure de dépôt sur des surfaces métalliques nécessite souvent l'utilisation de la technique de réflexion par incidence à angle rasant car elle renforce l'interaction entre le faisceau infrarouge et l'échantillon. Grâce à sa conception brevetée, l'objectif à angle rasant (GAO) possède une très grande sensibilité qui permet d'analyser des mono-couches. Il est également possible de polariser la lumière à l'aide de polariseur et analyseur, en option.

La plage spectrale

Le microscope l'HYPERION peut étendre sa gamme spectrale et élargir de l'infrarouge moyen au proche infrarouge (NIR), voire même le visible (VIS, jusqu'à 25 000 cm-1) et vers le lointain IR (FIR, jusqu'à 80 cm-1).

Pour couvrir cette gamme spectrale, de nombreux détecteurs sont disponibles et l'utilisateur peut facilement les changer. Le microscope HYPERION peut être équipé de deux détecteurs intégrés et contrôlés par le logiciel OPUS.

Le logiciel

L'HYPERION est contrôlé par le logiciel de spectroscopie complet OPUS, puissant et convivial. Il contient une suite complète de fonctions d'acquisition, traitement et d'évaluation de données. L'interface entre le logiciel et l'utilisateur peut être personnalisée pour des analyses courantes au laboratoire ainsi que pour des applications de R&D.

Les spectres IR issus des mesures ainsi que les images, les tracés RGB, PCA et les annotations sont conservés dans un même fichier afin de garantir l'intégrité des données et simplifier au maximum la manipulation en post-traitement.

L'acquisition des données avec le microscope HYPERION s'effectue aisément avec la fonction assistant (OPUS 7.0). De nombreux algorithmes multivariés sont implémentés dans OPUS pour traiter les données. Les images Infrarouge qui en résultent peuvent s'afficher sous différentes perspectives 2D ou 3D associées à l'image visible.

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Le spectromètre IRTF TENSOR II avec le microscope HYPERION 3000

Diagnostic

 

Le microscope IRTF HYPERION fournit des données fiables. De plus, la fonction PerformanceGuard™ intégré dans le logiciel OPUS comporte des diagnostics qui contrôle de façon permanente le système avec un affichage en temps réel du statut de cet instrument et des tests intégrés (OQ, PQ).

Le logiciel OPUS offre toutes les options requises pour effectuer l'analyse en fonction des directives BPF et 21 CFR part 11.

Un concept évolutif

 

La série HYPERION est une plate-forme de microscope évolutive pour des demandes d'analyse avancées. Le modèle HYPERION 1000 peut évoluer sur une version 2000 et qui peut se configurer en version 3000, qui est la solution ultime en terme de performance.

 

  • HYPERION 1000 : microscope infrarouge performant pouvant fonctionner dans les modes Transmission et Réflexion, avec des diaphragmes couteaux transparents et une platine manuelle xy. Il est équipé d'un barillet comprenant un objectif cassegrain 15x et un objectif visible 4x ainsi que d'une binoculaire et l'observation en mode vidéo.

  • HYPERION 2000 : microscope entièrement automatisée avec une platine motorisé et un écran LCD intégré sur le statif du microscope. Toutes les fonctions de l'HYPERION 1000 sont incluses.

  • HYPERION 3000 : microscope IRTF entièrement automatisé intégrant un mode imagerie utilisant la technologie moderne FPA (détecteur matriciel à plan focal). Cet ensemble offre également toutes les fonctionnalités de l'HYPERION 2000.

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Visualisation

hyperion lcd 01

Avant de mesurer un échantillon en microscopie, il faut localiser la zone d'intérêt. Cependant, beaucoup d'échantillon ne donne pas de contraste important lors de l'observation.

Le microscope HYPERION peut intégrer différents procédés d'observation pour améliorer le contraste d'échantillon en transmission et réflexion.

  • Tourelle avec plusieurs types d'objectifs
  • Diaphragme de type Köhler
  • Polariseur rotatif avant et après l'échantillon en transmission et en réflexion
  • Observation en champ clair ( Bright-field) et en champ noir ( Dark-Field)
  • Illumination par fluorescence 

Une caméra CCD de très haute qualité intègre le microscope HYPERION. De plus, une binoculaire permet de faire l'observation sans altération des couleurs. Egalement disponible, un autofocus précis et répétable.

µ-IRTF Accessoires

Objectif ATR

ATR 06

L'objectif ATR permet la visualisation de l'échantillon de façon nette sans perte de signal infrarouge. Le capteur de pression interne assure un contact optimal et reproductible entre l'échantillon et le cristal lors de l'acquisition des données.

Objectif à angle rasant

Gra Obj

L'objectif à angle rasant breveté par Bruker est conçu pour la microanalyse de couches minces sur des substrats métalliques avec une sensibilité extrêmement élevée tout en conservant les caractéristiques de polarisation du faisceau infrarouge.

Compartiment Macro Imagerie IMAC

IMAC

La chambre macro externe IMAC permet de réaliser des mesures en mode imagerie pour des échantillons larges. Il intègre un détecteur matriciel à plan focal équivalent à l'imageur HYPERION 3000.

Support chauffant (A 599)

A599

Le porte-échantillon chauffant adapté pour des micro-échantillons est utilisé en spectroscopie IRTF et Raman en mode transmission et réflexion.

Des expériences en rampe de température contrôlées par le logiciel sont possibles dans la gamme de température de l'ambiant à 180 ° C.

Platine chauffante et refroidissante (A 699)

A699

Platine chauffante de haute précision qui permet également de refroidir est utile pour l'analyse de micro échantillons en spectroscopie IRTF et Raman dans une gamme de température allant de -196 °C à 600 °C

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Résolution-pixel avec l'HYPERION 3000 en transmission et réflexion:

ObjectifRésolution du pixel
15x2.7 µm
20x2.0 µm
36x1.1 µm

 

 

Imagerie IRTF en haute résolution

HYPERION 3000

Le microscope HYPERION 3000 combine l'imagerie avec la mesure point par point. Deux optiques séparées  à l'intérieur du microscope garantissent une image très précise, sans distorsion de l’image échantillon sur le détecteur FPA (Matrice à plan focal) lors de la mesure Imagerie chimique. Ceci apporte un flux d'énergie maximal vers le détecteur lorsque l’optique est en mode point par point.

Les détecteurs FPA utilisés dans l’HYPERION 3000 peuvent mesurer plus de 16.384 spectres simultanément en couvrant une zone d’échantillonnage de 340x340 µm avec une résolution du pixel de 2,7 µm.

Pour analyser une plus grande surface, les images IR mesurées peuvent être assemblées.

Des résolutions latérales supérieures sont obtenues avec des objectifs d’ouverture numérique plus élevée (20x, 36x).

L’imagerie IRTF permet l’étude spectroscopique de l’échantillon avec une résolution latérale qui est uniquement limitée par la diffraction de la lumière dépendant de la longueur d'onde.

Par conséquent, dans le domaine du moyen infrarouge une résolution d'environ 2,5 µm (à 4.000cm-1) est atteignable dans le mode transmission et réflexion. Pour parvenir à une résolution latérale du pixels de 1,1 µm, il est nécessaire d’utiliser l’objectif 36x.

Le logiciel OPUS/VIDEO permet de réaliser l’enregistrement d’un ensemble d’image, de sélectionner la zone d‘intérêt et d’automatiser les mesures. Le résultat des mesures et des données "image" sont stockées dans un fichier 3D et peuvent être traitées avec les fonctions de prétraitement et d'évaluation dans OPUS.

Les résultats de l'évaluation sont généralement des images chimiques de l'échantillon et qui peuvent être affichés en 2D ou 3D en différentes échelles de couleur.

Pour l'évaluation des données 3D, OPUS propose une grande variété d'algorithme tels que l'intégration des bandes, la corrélation de spectre avec des composants purs, l'analyse de cluster 3D, l'analyse en composante principale (PCA) et le calcul d’image RGB.

Pour réaliser l'imagerie IRTF sur des échantillons de plus grande taille la chambre échantillon macro IMAC, équipé d'un détecteur FPA similaire à l’HYPERION 3000, est disponible.

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L'HYPERION 3000 peut être couplé au spectromètre IRTF de la série TENSOR et VERTEX.

 

 

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