紅外顯微分析的案例
從紅外顯微鏡看聚合物薄膜的化學構成
使用紅外顯微鏡表征聚合物薄膜的化學結構
■ PerkinElmer, Inc. / Ian Robertson
引言
多層高分子膜在各行業中應用非常廣泛。其中一個主要用途是食品和消耗品的包裝材料。由于包裝膜需要滿足各種需求來保護其內部的產品，所以多層膜通常結構非常復雜。包裝材料必須能夠包裹住內部的產品，有足夠的強度和密封能力，其生產必須機械化操作而且成本合理。對于食品包裝材料，還要能夠保護內部的食品防止外界的環境對食品的質量和安全造成影響，從而增加儲存時間。多層膜中的每一層膜都有不同阻隔作用以保護外界不同因素可能造成的影響，比如濕度、光、氧氣、微生物和其他化學物質?？偠灾?，傳統的高分子材料例如PET、PE、PS 和PP 等都可以用作包裝材料。這些包裝材料中有很大一部分最后都被扔至垃圾場或者被回料加工廠回收。這些材料中很多都只能緩慢地生物降解或者不能被生物降解，對環境污染非常大。因此，使用很多可生物降解聚合物或可分解聚合物來做包裝材料成為了人們的關注點。生物基材料由部分可再生或全部可再生材料制成，例如纖維素、淀粉或聚乳酸。這些生物基塑料是可生物降解的，但并不是無條件的。在有水、二氧化碳和生物能量的情況下，可分解塑料能夠被微生物完全生物降解。這些環境友好材料將來的發展前景更加廣闊。
紅外顯微已經成為表征多層聚合物膜結構之最重要的一種技術了。紅外光譜能夠鑒別材料的結構，而一臺紅外顯微鏡可以對最小10μm 的樣品進行分析，包括可以鑒別多層膜中每層膜的結構。本文介紹了紅外顯微鏡在傳統多層膜和新型可分解材料上的應用。
聚合物多層膜的紅外顯微鏡分析
聚合物膜的紅外顯微分析可以使用透射或者ATR 技術。
展開 激光共聚焦顯微拉曼光譜儀在高分子材料表征中比紅外有哪些優勢？
設備簡介
設備名稱：激光共聚焦顯微拉曼光譜儀
設備型號：DXR 3xi
在樣品分子結構和空間分布分析時，通常會遇到很多具有一定透明度的樣品如超薄多層聚合物、半導體多層膜、鍍層、多層纖維、生物細胞等，不僅需要實現表層信息的分析，同時需要探測內部成分和空間分布信息，而這些樣品大多數不能或不易切片，需要尋求具有無損探測樣品內部信息的分析手段。
國高材分析測試中心配備的顯微拉曼光譜儀具有獨特的Y-Z“切面”成像（縱向深度）和可視化3D成像（X-Y-Z）功能，均可以實現無損分析。利用儀器的針孔式真共焦功能，高精度自動平臺自動控制采集樣品縱向深度拉曼信號，無需樣品破壞和物理切片，輕松實現多層樣品深度上和三維空間上成分定性、成分分布及每層厚度的無損分析，從而實現樣品更加全面直觀的空間立體研究。
儀器結構及工作原理
圖1 高速高分辨激光共聚焦拉曼光譜儀結構示意圖
用激光作為光源激發樣品，樣品與激光相互作用后，樣品會發出拉曼信號。拉曼信號連同瑞利散射光等雜散光一起先后經過濾光片和共聚焦針孔，濾光片和共聚焦針孔會濾除絕大部分的雜散光，只允許所需要的樣品的拉曼信號進入光譜儀，樣品拉曼信號進入光譜儀后，通過光柵分光，將白光分成不同波長的光，不同波長的光信號進入檢測器，通過光電轉化，得到拉曼光譜。拉曼光譜是指紋性譜圖，可以提供樣品的化學結構、相和形態、結晶度以及分子相互作用的詳細信息。
展開 紅外感應自動出水水龍頭的電路原理分析
檢測分為兩種情況：
1、障礙物逐漸接近時，紅外接收管接收到反射的紅外線增多，U1第三腳IN1+的電壓降低。當U1第3腳IN1+的電壓小于U1第2腳IN1-的電壓時，U1第1腳OUT1輸出低電平，LED燈被點亮。
2、障礙物逐漸遠離時，紅外接收管接收到反射的紅外線減少，U1第三腳IN1+的電壓升高。當U1第3腳IN1+的電壓大于U1第2腳IN1-的電壓時，U1第1腳OUT1不輸出低電平，LED燈熄滅。
電壓比較器U1內部另一個比較器接成了電壓跟隨器，即第6腳IN2-與第7腳OUT2直接連在一起，第5腳IN2+也接到電阻R3。這個內部比較器實際上沒有使用，為了電路系統的穩定，不能將其懸空不接，接成電壓跟隨器是比較好的做法。
至此，全部電路原理分析完畢。
本文僅是分析一種“紅外感應自動出水水龍頭”的電路原理，不代表市面上類似產品實際在使用的電路方案。
展開 干貨｜寶馬夜視（紅外熱成像）攝像頭拆解分析
某魚上買了幾個夜視攝像頭，這個是NV3版本的使用4針HSD連接器，體積比NV2小一些。
取下鏡頭和保護鏡片能看到里邊的加熱線圈，加熱線圈上有一顆0603的熱敏電阻，可以用來檢測鏡片上的溫度決定是否對鏡片加熱。
拆開后蓋首先看到的是電源板沒上錫的焊盤是白色的，估計是使用的鍍銀工藝，外圈與外殼接觸的焊盤氧化嚴重說明這個相機應該是受過潮的。
電源板的背面器件比較少，相比NV2在BOM成本上肯定砍掉不少。
電源板上主要芯片包括一顆MAX9259GCB的LVDS通信芯片，MAX9259是發送端，配合MAX9260可以實現3.125Gbps的數據通信，最神奇的地方是它在2根LVDS線上除了實現單身的調整數據發送外還同時實現了低速的像I2C或UART這樣的低速雙向數據通信，使用設備互聯更加方便。
MAX1793EE33是一顆3.3V的LDO，能提供1A的電流。
絲印Q20C是TI的ADC104S021Q，一款4通道10位的ADC芯片，支持50K~200KSPS的采樣率。
絲印504WG是ST的一款4KBit，SPI接口的EEPROM芯片M95040。
背面的2938是ADI(Linear)的LTC2938一款電壓監控芯片。
展開 
基于Gaussian計算分析傅里葉紅外光譜實驗值
關鍵詞：Gaussian、GaussView、傅里葉紅外光譜（FTIR）、光譜分析、量子化學
近年來，紅外光譜分析技術在材料科學和化學領域得到了廣泛的應用。紅外光譜是一種基于物質分子振動模式的分析方法，可以用于研究物質的結構、組成和性質。然而在實驗中，由于各種原因(如儀器限制、環境干擾等),實際測量到的光譜可能會與理論預測有所偏差。為了解決這個問題，我們可以使用Gaussian軟件對材料的紅外光譜進行模擬。通過對已知物質的紅外光譜數據進行擬合，我們可以生成一個描述物質紅外光譜行為的模型。然后，將這個模型應用于實際測量的光譜數據，就可以得到對實驗光譜峰震動情況的分析結果。本文以將介紹如何使用Gaussian軟件模擬材料的紅外光譜，并利用這個光譜來分析實驗的光譜峰的震動情況。
圖1 苯酚使用KBr壓片法測試所得的FTIR圖譜
圖1為苯酚使用KBr壓片法測試所得的FTIR圖譜，由圖可以看到苯酚這個極為簡單的小分子材料出現了很多峰，在缺乏一定的分析化學能力的情況下難以正確的對其進行分析。因此我們首先使用GaussView軟件對苯酚進行建模，如圖2所示。
圖2 苯酚模型
首先對結構進行優化，并且對優化后結構進行紅外光譜計算，計算完成后將log/out文件使用GaussView打開，調出光譜曲線，如圖3所示。理論模擬的光譜和實驗光譜常有一定整體的偏差，為了能夠盡量相符，我們往往需要一些調節：一是對光譜的高度乘上刻度系數，使模擬光譜的峰高能和實驗光譜有較好的對應（通常僅進行定性符合）；另外就是對模擬光譜的橫坐標也進行scale或整體加減一個數值，以消除躍遷能量計算的系統性的偏差；此外，有時候還需要調節FWHM和展寬函數使結果更好地接近實驗譜。
展開 VirtualLab Fusion熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
? 由Zemax OpticStudio?導入透鏡系統。
- Import Optical Systems from Zemax [使用案例]
? 實際系統的性能分析
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing [使用案例]
? 使用Debye-Wolf積分作為參考
- Debey-Wolf Integral Calculator [使用案例]
8. VirtualLab Fusion技術
9. 文件信息
更多信息
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
展開 VirtualLab Fusion熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
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? 實際系統的性能分析
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing [使用案例]
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8. VirtualLab Fusion技術
9. 文件信息
更多信息
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
展開 基于NX Nastran的顯微鏡部件結構靜力分析及優化設計
摘 要：以顯微鏡支架為研究對象，利用NX12.0軟件Nastran模塊對顯微鏡支架部件進行前置處理、理想化幾何體、三維四面體網格劃分等，生成對應的模型。采用有限元分析法研究在靜力情況下支架部件的受力情況，找到結構設計優化點。通過NX Nastran仿真對顯微鏡支架結構建模進行驗證，對顯微鏡支架部件結構強度和剛度進行校核，判斷結構設計的可靠性。依據仿真結果對顯微鏡支架的優化表明，優化后最大綜合應力減小3.403，最大應變位移減小0.078。在滿足結構穩定性的前提下，優化后支架質量減少8.5%，滿足輕量化設計需求。
關鍵詞：顯微鏡;靜力學分析;Nastran;優化設計;
0 引言
由于顯微鏡機構的復雜性，用傳統方法和手段設計和分析容易導致設計不夠準確。因此顯微鏡支架部件的結構設計尤為重要。目前顯微鏡支架部件可通過簡化公式、試驗以及有限元分析進行評估和優化設計。顯微鏡產品設計除了利用三維軟件建立模型外，有限元分析屬于最關鍵的環節。新產品設計中，應力、應變、力矩、變形等的計算需要應用有限元方法來計算，加上安全裕度后可以在理論上驗證設計的可靠性。
本文首先應用NX 12.0軟件中的Nastran模塊[1]對顯微鏡支架部件進行有限元分析，得出支架的應力及位移云圖，觀察整個支架在受力情況下的變形量，分析材料的選取和結構設計的可行性，驗證結構穩定性。采用Nastran模塊對支架部件進行有限元分析后再進行優化設計，免除了零件或樣機的制作，提前修正產品設計。對支架壓鑄件壁厚和結構進行分析，通過增加支架提手、修改支架壁厚等方式建立優化后的模型，并進行對比，以優化后的結構滿足穩定性、強度和剛度、以及減輕質量的需求。
1 顯微鏡支架三維參數模型的建立
顯微鏡支架用于支撐顯微鏡的各個部件，其加工精度和使用過程的變形量有很高要求。
展開 [VirtualLab] 熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
? 由Zemax OpticStudio?導入透鏡系統。
- Import Optical Systems from Zemax [使用案例]
? 實際系統的性能分析
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing [使用案例]
? 使用Debye-Wolf積分作為參考
- Debey-Wolf Integral Calculator [使用案例]
8.
展開 基于comsol的超聲紅外裂紋摩擦發熱仿真分析
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> 超聲紅外熱成像無損評估綜合應用超聲激勵和紅外熱成像技術來對材料或結構的缺陷進行鑒別，尤其對金屬材料和陶瓷材料的表面及近表面裂紋，復合材料的淺層分層或脫粘等的檢測非常有效。因此利用其超聲紅外熱成像特定的振動激勵源來促使材料或結構內部產生機械振動（彈性波傳播）, 使其缺陷部位（裂紋或分層）因熱彈效應和滯后效應等原因導致聲能衰減而產生釋放出熱能，最終引起材料局部溫度升高。通過紅外熱像儀對材料局部發熱過程進行捕捉和采集，就可以借助于時序熱圖像對材料或結構內部的缺陷進行判別。</p><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><div contenteditable="false" width="100%"><div><img src="https://img.jishulink.com/upload/202202/f89026e62895460bb96be76f6105091a.png" title="QQ圖片20220220184313.png" alt="QQ圖片20220220184313.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202202/f89026e62895460bb96be76f6105091a.png?
展開 基于comsol的鹵素燈紅外線烘道輻照熱分析 ￥2800
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p>紅外線烘道：采用石英管輻射加熱物體</p><p>光從兩根發光石英管射出，通過曲面反射板后，輻照在鋼板上。以下是鋼板上光強分布圖。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202008/81c9015ca81942c4908623779d8fa17b.gif"></p><p><br></p><p>隨著烘烤時間推移，鋼板溫度逐漸上升?？梢杂^察到中心區域的溫度最高。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202008/2cdd7d04b422492e81ea08d3f5a42865.gif"></p><p><br></p><p><br></p><p>有興趣的朋友可以付費下載源文件。</p><p><br></p>
展開 
[VirtualLab] 高NA顯微鏡系統分析偶極子源的PSF
對此類點源的PSF進行分析是非常重要的。在VirtualLab Fusion中內置了偶極子源。通過連接復雜的高數值孔徑顯微鏡系統，可以在VirtualLab Fusion中直接計算其PSF。
2. 建模任務
?
VirtualLab Fusion 構建系統
1. 系統構建模塊
2. 組件連接器
?
幾何光學仿真
以光線追跡
1. 結果：光線追跡
?
快速物理光學仿真
以場追跡
1. 焦平面上的PSFs
2. 在X方向傾斜30°平面上的PSFs
3. 總結
文件信息
了解更多
- Analyzing High-NA Objective Lens
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
- Single Molecule Imaging by High-NA Fourier Microscope
展開 紅外光譜分析做不好？八成是制樣方法有問題
紅外光譜分析
主要用于對被測物質分子進行分析和鑒定活動，常用于材料研發分析。由于測試樣品成分及來源復雜多變，不同類型樣品所適用的方法不同，紅外光譜分析制樣主要可以分為：壓片法、糊狀法、薄膜法（溶劑溶解成膜法、熱壓法制膜）、液體池法（液體測試、液膜測試）、氣體池法等 。
對于高分子材料及成品樣品的分析來說，主要以測試粉體、樹脂為主，日常測試的主要方法為熱壓法、溶劑溶解成膜法和KBr研磨壓片法。三種測試方法存在差異，當然也會導致測試圖譜存在一定的差異，國高材分析測試中心通過實際應用案例，探討不同方法之間的差異性，幫助各位在進行材料分析制樣時提供一些思路。
圖1 紅外制樣方法示意圖
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不同制樣方法及注意事項
1、熱壓法
采用熱壓法進行高分子材料測試時，需要先確定高分子材料種類，選擇合適的熱壓溫度（對于未知聚合物的測試，建議以160℃作為起始溫度，從低到高進行驗證）。
展開 高NA顯微鏡系統的離軸成像分析
摘要
成像系統的離軸PSF經常受到由應用的光學部件（例如顯微鏡系統）引入的像差的影響。因此，焦點并不像理想預期的那樣對偏移完全不變。
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法，可以使用高NA顯微鏡檢查光傳播和離軸成像的PSF。該用例演示了具有不同橫向偏移距離的離軸物點的成像，來檢查像差的影響。
建模任務
建模技術的單平臺互操作性
光在系統中傳播時會遇到不同的組件并與之相互作用。對于系統的這些元件中的每一個，都需要在精度和速度之間提供良好折衷的合適模型：
連接建模技術：自由空間傳播
連接建模技術：物鏡
透鏡系統組件
連接建模技術：管狀透鏡
連接建模技術：探測器
探測器的自動橫向定位
探測器的自動縱向定位
系統概述
具有橫向位移的焦平面上的輻照度
深入技術：附件探測量
對于這個用例，我們只測量焦斑的輻照度。盡管可以通過添加更多的探測器附加組件來計算額外的物理量，如照度、輻射通量等。
然而，在這種特定的用例中——為了避免錯誤消息——有必要稍微調整Parameter Coupling的可編程片段，如下所示。其背后的原因是，用于計算焦平面的算法基于Ray Result Profile引擎，該引擎與大多數計算物理量的探測器插件不兼容，因此需要為參數耦合算法禁用它們。
展開 熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
? 由Zemax OpticStudio?導入透鏡系統。- Import Optical Systems from Zemax [使用案例]? 實際系統的性能分析- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing [使用案例]? 使用Debye-Wolf積分作為參考- Debey-Wolf Integral Calculator [使用案例]
8. VirtualLab Fusion技術
9. 文件信息
展開 