DIY-Raman-Mikroskop

[Michael K.]

Hallo,


Das alles ist ein interessanter Aufbau. Der Aufwand ist schon erheblich. Ehrlich gesagt verstehe
ich vielleicht 1/3 von dem, was beschrieben wird.
Aber schöne Dokumentation!


Gruss
Michael

[ChristianH]

Hallo Tino,

tolles System, dass Du da aufgebaut hast und weiter optimierst. Richtig coole Komponenten, da werden manche Forschungslabors bestimmt neidisch. Du scheinst ja einen guten Riecher für Ebay-Schnäppchen zu haben ....

Bei Deiner Beleuchtungs-Achse, was für eine Grundplatte hast Du? Und bringt der Laserstrahl-Reiniger (Linse-Pinhole-Linse) viel? In den Renishaw Raman-Mikroskop war auch so eine Einheit, schwer zu justieren und ich fand die Spektren damit nicht deutlich besser.

Meine Detektor-Kamera ist eine ZWO ASI 294 MM Pro Mono mit einem IMX492-Sensor. An einer Deiner  Basler-Kameras hätte ich Interesse, Kameras kann man immer gebrauchen.

Bin wirklich gespannt, was aus Deinem Echelle-Monochromator rauskommt. Wenn ich es richtig verstanden habe, legt der die verschiedenen Beugungsordnungen vertikal versetzt für einen größeren Spektralbereich in einem Schuss. Für einen größeren Spektralbereich drehe ich das Gitter Schrittweise und füge die Einzelspektren automatisiert zusammen, das dauert aber.

>Ein schönes Labor hast du da, ich vermute mal das ist nicht zu Hause.
Jupp, das ganze braucht schon etwas Platz und Infrastruktur. Das ist zu Hause kaum machbar, abgesehen von den Investitions- und Betriebskosten. Das Labor hatte ich an der Uni Hamburg, Center für Hybrid Nanostructures aufgebaut. Damals habe ich Halbleiter-Quantenpunkte hergestellt, strukturell (Rasterkraft-Mikroskop) und spektroskopisch untersucht (einzelne bis wenige Photonen aus einzelnen Quantenpunkte bei flüssig-Helium-Temperatur). Das hat schon Spaß gemacht. Jetzt im Ruhestand hat mich die Optik nicht ganz losgelassen und ich schau mal was machbar ist. Auch der Fokus hat sich verschoben von Lumineszenz in Richtung Raman, mal sehen.

Wenn Du Interesse hast, könnten wir versuchen ähnliche oder gleiche Proben zu untersuchen. Mich würden Daten aus Deinem System quasi als Referenz interessieren.

Viele Grüße
Christian

[ChristianH]

Bin jetzt etwas weiter und wollte heute eigentlich die Vorderseite fertig haben. Leider ist das Feingewinde der Linearführung an der z-Achse der Probenbühne teilweise defekt und klemmt. Den alten Kram vor dem Einbau nicht gründlich genug getestet. Habe leider keine mehr mit gleicher Größe und werde wohl eine kleinere Linearführung einbauen. Das erfordert wieder viele Änderungen.

Trotzdem hier ein paar Fotos von dem aktuellen Stand. Einmal das Stativ mit der optischen Schiene und die Probenbühne noch mit defekter z-Achse. Dann die Reiter für die optische Schiene von unten nach oben: der Reiter mit dem Objektiv-Revolver, der Reiter mit dem  Strahlteiler-Würfel und einem Powermeter-Messkopf und der gerade fertig gewordene Reiter mit einem manuell verschiebbaren Umlenkspiegel für Messungen entweder am Mikroskop oder über einem Fasereingang (mit einem Kollimator). Dann noch der motorisierte Beleuchtungswechsler, der sitzt seitlich am Stativ.

[TStein]

Hallo Horst, hallo Michael, hallo Christian,

komme leider erst jetzt zu antworten.
@Horst: Der Fiber-Kolli ist vllt. etwas flapsig formuliert. Eine Faserkollimator ist gemeint. Der dafür genutze Ausgangsport des Mikroskops hat keine Tubuslinse (ursprünglich für konfokales Laserscanning), sodass hier im weiteren Sinne ein Parallelstrahl rauskommt. Dieser wird mit einem normalen Achromaten auf den Faserkern der Multimodefaser fokussiert. Hier sollte man den Akzeptanzwinkel, bzw. Numerische Apertur der Faser beachten, (etwa 0,1 - 0,2), sonst geht Licht verloren. Ich überlege schon, wie man das abbildende Spektrometer direkt ankoppelt, also ohne Faser. Dann wird das Mikroskopbild direkt auf den langen Schlitz abgebildet, sodass man das RAMAN nicht nur für einen Einzelpunkt, sondern gleich für eine ganze Linie messen könnte. Das wäre schon ziemlich cool. Dummerweise brauche ich dann einen flächigen Kamerasensor und man müsste den Laser entweder per Zylinderlinse auf eine Linie fokussieren, oder per Optik mechanisch "Sweepen". Da hätte ich auch schon schnelle Scannerspiegel aus einem LSM-Modul da.   Ein stärkerer Laser wäre dann aber auch Pflicht. Aber kommt Zeit kommt Rat.
Ich habe mir mal eure Experimente in der Bonner Mikroskpiegruppe angeschaut, wirklich klasse.

@Michael: Danke für deinen Kommentar. Es ist auch nicht notwendig alles zu Machen oder zu Verstehen, aber schön ist es trotzdem, wenn man die Welt mit neugierigen und interessierten Augen betrachtet.

@Christian: Die Beleuchtungsachse ist auf einer OWIS-Schiene. Jetzt wohl Qioptiq, also in etwa wie Thorlabs, nur halt hauptsächlich Metrisch.
Der vermeintliche "Laserstrahlreiniger", bzw. Raumfrequenzfilter ist aber nur ein Kepler-Teleskop, also ohne Pinhole. Dient zur Nachkollimierung des nicht so perfekt kollimierten OPSL-Lasers und zur exakten Positionierung und Fein-Fokussierung des Lasers im Bildfeld. Dann ist das Mikroskopbild der Kamera auch wirklich parfokal zum Laser. Ist halt sonst mit dem hochvergrößernden 150x/0.95 Objektiv ziemlich problematisch, die exakte Position auf dem Sample zu finden. Außerdem kann man über die Anpassung der Linsenbrennweiten den Strahl aufweiten oder verengen. 
Falls schon gesehen, ich versuche ja hauptsächlich damit, die Mineralien und Bestandteile von Meteoriten zu untersuchen. Da ist ein Hellfeld- und XPOL-Bild in Kombination mit der RAMAN-Untersuchung schon ganz schön.
Über den Austausch von Vergleichsmessungen, bzw. Referenzproben, würde mich sehr freuen.
Soll ich mal schauen, ob ich eine passende Linearachse für deine Z-Achse habe? Hab ziemlich viel Kram angesammelt.
Die Kamera (https://www.baslerweb.com/de-de/shop/aca1920-40uc/) würde ich dir zeitnah schicken, schreib mir mal bitte deine Adresse per PN. Ein passendes USB3-Kabel hab ich aber leider nicht über.
Aprospos Einzelphotonenquelle - war damals auch der Hintergrund der PL-Untersuchung an den Mikrodiamanten. Sollte oder soll als Lichtquelle für Quantencomputing, bzw. Kommunikation dienen. Dafür bin ich aber ehrlichgesagt nicht schlau genug.
Bei RAMAN gäbe es auch noch ein paar interessante Entwicklungen, wie bspw. resonantes RAMAN. Da wird klassisches RAMAN mit einer durchstimmbaren Lichtquelle kombiniert, welche auf die symmetrische Anti-Stokes-Linie des zu detektierenen Materials abgestimmt wird, was bewirkt, dass die äquvalente Stokes-Linie gepumpt wird. Dann bräuchte man aber einen passenden durchstimmbaren Laser (ECL-external cavity laser), vllt gehts auch mit Weißlicht und Monochromator oder AOTF (acusto optical tunable filter). Aber alles Zukunftsmusik und vllt auch Quatsch.

Lg Tino