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jax超快光聲顯微成像系統

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◆  產品詳情

簡介︰

  聲波(超聲波)已經作為一種常見無損檢測手段,在工業或醫療領域的宏觀范圍內的測試得到廣泛應用。另一方面,我們每天使用的電子器件裝置越來越集成和復雜,尺寸越來越小。傳統的表征測試手段越來越具有局限性,在納米尺度范圍內需要新的測量裝置進行材料的表征測試;

JAX采用最新一代的泵浦探測pump-probe技術即異步光學采樣技術(ASynchronous OPtical Sampling Imagery System,ASOPS). 此技術源于光學外差法采樣技術,是波爾多大學和法國CNRS共同合作開發的技術,Neta的產品來源于此項技術。這種專利授權的最新技術可在在納米尺度上表征材料,而不接觸破壞樣品。Neta使用這項技術,采用最新的工業設計,具有一流的性能,高可靠性和可維護性。我們的研發團隊進行了專業的工業化設計,使得Neta成為一種易于使用和即插即用的產品,可以像普通顯微鏡一樣,非專業人士即可操作。

產品概述和特點


市場上唯一即時可用ASOPS 系統
一鍵采集測量;

   具有Mapping成像能力;

   非破壞/無接觸探測

   高分辨率和高精度
         基于新一代脈沖光纖激光器

  JAX 系統采用單路或雙路的泵浦/探測模式的飛秒激光器,重復頻域在數百兆赫茲(如下圖)。它被稱為外差法技術,具有高穩定性和高精度等優點,允許用戶一鍵采集一個測量點的所有參數,比傳統技術快10 000100 000倍。頻移允許通過一個雙光源即時掃描并在數個毫秒內獲得樣品信息,探測時間分辨率小于1ps,這就是異步光學采樣技術。一旦樣品上單點精確測量結束,用戶可以移動樣品并開始掃描整個表面,以便創建所研究參數的Mapping成像。

  

  

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                                           1ASOPS 測量示意圖

  JAX-M1進行皮秒聲波的產生和檢測

  JAX-M1一般使用反射模式,基于正置結構,近紅外激勵pump模式。在這種模式下,由近紅外飛秒激光正面輻照樣品上表面,樣品內產生超聲波,并用另外一束飛秒激光進行聲波檢測。在圖2的示例中,樣品是硅襯底上的250納米的鎢薄膜。被激發的聲波穿透鎢薄膜,當到達鎢和硅的界面時,部分聲波被反射回到表面,并被探測激光作為回聲檢測到。聲波再次被鎢和空氣界面反射,并在結構層中傳輸,這樣產生多次的回聲信號。

  自動信號處理

  特定開發的程序用來提取回聲信號之間的飛行時間F和衰減a;從內部接觸界面或其它亞表面非均勻聲學區域返回到表面的應變脈沖被檢測為一系列回波信號。例如,通過薄膜來回傳播的應變脈沖產生一系列衰減的回波,從中可以得到一個超聲波衰減或超聲波色散的回波,通過這些信號特征進而得到薄膜厚度。固體表面附近的折射率和消光系數受到返回的應變脈沖的擾動,從而導致光學反射率或透射的變化(探測光的光學吸收深度內)。測量的時間回波形狀是由探測光吸收譜形狀和應變脈沖空間輪廓的空間積分決定的。

  物理屬性提取及成像

  通過回波之間飛行的時間可以推斷出鎢的厚度,而回聲的衰減等信息告訴我們涂層黏附的質量。ASOPS快速測試能力使得在合理的測試時間內對器件的成像測試如今成為可能,ASOPS技術代替了傳統泵浦探測中的分散多點測試和估算。圖4這里的案例,是以50微米的空間分辨率進行了1000個點的測試。

  

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 圖 4左側:鎢層的薄膜厚度(納米);右側:黏附質量


  NETA JAX應用:

  納米薄膜和納米器件的無損檢測

  大量工業領域采用無損檢測的手段進行產品品質鑒定,我們的產品特別適合樣品微納結構的無損、非接觸式測量,獲得微納樣品的結構性能信息。這些檢測對于半導體行業,光學制造或是專業涂層生產等領域是必不可少的過程,很大程度上影響產品的產量和品質。例如對于兩層金屬薄膜樣品的膜厚度測量或者黏附質量檢測,我們的產品能夠快速,精確的獲得缺陷的詳細信息;快速Mapping成像獲得缺陷的定量信息,能夠幫助進行產品質量控制。

  生物(切片)成像

  生物切片成像表征很容易理解,簡而言之,我們能夠在納米尺度范圍內,對于細胞進行超聲波成像。這種應用于生物醫學的多參數物理量非接觸成像技術有助于提高細胞結構學的認知,在生物多樣性過程中以及在退化性疾病或癌癥的研究中起著至關重要的作用。Neta 技術創新,為這一領域的研究提供了無限可能性。

  材料領域

  時間分辨光譜學是研究超快瞬態現象、材料間的相移和薄膜應力松弛的各種相關技術。在實現納米熱學或皮秒聲學研究方法中,我們的產品在納米尺度上對這種現象的成像提供了可能性。這些現象的研究對更好地理解物質的結構以及如何改進物質的結構起著重要的作用。
 

技術參數
JAX詳細規格和性能

主系統規格

  JAX

  單波長

  雙波長

  光譜范圍

  UV / VIS / IR

  UV & VIS / VIS & IR

  橫向空間分辨率

  250 nm

 

  時間分辨率

  250 fs

 

  時間測量窗口

  23 ns

 

  采樣點激光功率

  500 mW

 

  激光重復率

  44 MHz

 

  掃描時長

  2 ms per acquisition

 

  重復率偏移調諧

  0.1 ms per acquisition

 

  成像最大尺寸

  最大 50 x 50 mm² 或定制到450 mm 半徑

 

 

 

 HEAD

    ONTROLLER

尺寸

852 x 774 x 630 mm

20U單機架

重量

80 kg

90 kg

配置

up to 24

 

預熱時間和校準時間

少于5 分鐘

 

樣品臺規格

類型

數值

尺寸

150 x 100mm

機械接口

M6 25 x 25mm

載物臺

 

行程

25 x 25 mm

40x50 mm

最大速度

1 mm/s

5 mm/s

最小步進精度

低于50 nm

低于100 nm

 

JAX 最多提供 24 個不同的配置:
2 可能的波長在雙波長系統中,
4 top/bottom 配置的泵浦和探針激光器 (top/top, top/bottom, bottom/top, bottom/bottom)
3 研究方法:泵浦和探針探測同一點,探針掃描小的泵浦激光器周圍區域或者透射模式

成像配置

  用戶可以在軟件內的屏幕上直接顯示樣品的實時顯微光學視圖。相機可在標準的俯視圖內觀察研究區域,并幫助粗對準的泵浦激光器探測光束。樣品架配備有6位物鏡轉輪,以便預先安裝多達6種不同的顯微鏡物鏡頭,而無需進一步校準。

 

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