alphaCART là gì?

alphaCART là một hệ Raman đồng tiêu dạng di động, sử dụng đầu dò Raman có thể đặt linh hoạt trước mẫu. Khác với kính hiển vi Raman để bàn, nơi mẫu phải được đưa vào vị trí đo dưới vật kính, alphaCART cho phép người dùng đưa đầu dò Raman đến gần mẫu. Điều này mở ra khả năng phân tích những đối tượng có kích thước lớn, dễ hư hỏng, có giá trị cao hoặc không thể di chuyển.

Hệ thống sử dụng thiết kế quang học tiên tiến và nền tảng mô-đun của dòng kính hiển vi Raman witec360. Laser, đầu dò và máy quang phổ được kết nối bằng sợi quang nhằm tối ưu truyền tín hiệu, duy trì dạng chùm tia tốt và đảm bảo hiệu suất thu tín hiệu cao. Nhờ đó, alphaCART vẫn cung cấp khả năng đo Raman cấp độ nghiên cứu trong một cấu hình linh hoạt hơn nhiều so với hệ Raman cố định truyền thống.

Trong nhiều tình huống thực tế, mẫu không thể được đưa vào phòng thí nghiệm hoặc không thể đặt dưới kính hiển vi. Đó có thể là một bức tranh có khung kính bảo vệ, một cổ vật trong bảo tàng, một mẫu đá lớn, một chi tiết máy, một buồng phản ứng đang vận hành hoặc một bình chứa khí/lỏng cần đo qua cửa sổ quang học.

alphaCART giải quyết vấn đề này bằng cách đưa đầu dò Raman đến mẫu. Nhờ tính đồng tiêu cao và độ nhạy tín hiệu tốt, hệ thống có thể đo qua kính bảo vệ hoặc cửa sổ quan sát, đồng thời giảm nhiễu nền từ các lớp ngoài tiêu điểm. Đây là lợi thế quan trọng trong phân tích không phá hủy, nghiên cứu in situ và các ứng dụng cần bảo toàn mẫu.

Đặc điểm nổi bật của alphaCART

• Đầu dò Raman linh hoạt:
  đầu dò có thể được đặt tự do trước các mẫu lớn, mẫu cố định hoặc vật thể không thể di chuyển.
• Hệ quang học kết nối bằng sợi quang:
  laser, đầu dò và máy quang phổ được ghép nối bằng optical fiber để tối ưu truyền tín hiệu và dạng chùm tia.
• Độ phân giải không gian giới hạn nhiễu xạ:
  duy trì khả năng đo Raman đồng tiêu với độ phân giải cao.
• Độ nhạy tín hiệu cao:
  hỗ trợ phân tích các mẫu tán xạ Raman yếu hoặc mẫu có nền huỳnh quang phức tạp.
• Đo qua kính bảo vệ hoặc cửa sổ quan sát:
  phù hợp cho tranh, hiện vật, bình chứa, buồng phản ứng và hệ kín.
• Chiếu sáng white-light và camera màu:
  hỗ trợ quan sát vùng mẫu, khảo sát vị trí đo và ghi nhận hình ảnh trước khi thu phổ.
• Cấu hình laser và spectrometer linh hoạt:
  hỗ trợ lựa chọn bước sóng kích thích, vật kính và cấu hình quang phổ theo ứng dụng.
• Tùy chọn flight case kéo tay:
  toàn bộ hệ thống có thể được đóng gói trong vali bảo vệ dạng kéo, thuận tiện cho di chuyển đến hiện trường.
• Xử lý dữ liệu nâng cao:
  hỗ trợ các thuật toán trừ nền, đo time-series và hậu xử lý dữ liệu Raman.
• Tương thích với các nâng cấp của witec360:
  đầu dò alphaCART có thể được kết nối với hệ witec360 cố định để mở rộng tính linh hoạt trong phòng lab.

Thông số và cấu hình tiêu biểu

alphaCART được thiết kế để đáp ứng nhiều yêu cầu ứng dụng khác nhau, từ phân tích hiện vật bảo tàng đến nghiên cứu quá trình trong buồng phản ứng. Tùy nhu cầu, hệ thống có thể cấu hình về laser, vật kính, máy quang phổ, công suất laser và tùy chọn đo phân cực.

• Laser, đầu dò và máy quang phổ được ghép nối bằng sợi quang.
• Flight case kéo tay bảo vệ toàn bộ hệ thống, kích thước khoảng 100 × 60 × 60 cm, tùy chọn.
• Độ phân giải không gian cao và khả năng đo đồng tiêu giới hạn nhiễu xạ.
• Dải phổ Raman khoảng 90–3500 cm^-1, tùy bước sóng kích thích.
• Máy quang phổ on-axis, hệ thấu kính tối ưu theo bước sóng kích thích.
• Camera CCD quang phổ cấp nghiên cứu, làm mát nhiệt điện.
• Tùy chọn chiếu sáng white-light và camera màu để khảo sát mẫu.
• Các bước sóng laser tiêu chuẩn: 532 nm, 633 nm hoặc 785 nm; các bước sóng khác theo yêu cầu.
• Dải công suất laser rộng, từ 30 mW đến trên 200 mW tùy cấu hình.
• Tùy chọn đo Raman nhạy phân cực.
• Đi kèm laptop hệ điều hành Microsoft Windows 11.

Ứng dụng tiêu biểu của alphaCART

1. Bảo tồn di sản, nghệ thuật và khảo cổ học

alphaCART đặc biệt hữu ích trong phân tích các tác phẩm nghệ thuật, tranh, tượng, đồ gốm, đá quý, hiện vật khảo cổ và cổ vật có giá trị cao. Đầu dò Raman có thể đặt trước vật thể mà không cần lấy mẫu, không cần cắt phá và không cần di chuyển hiện vật ra khỏi khu vực bảo quản.

Nhờ khả năng đo qua kính bảo vệ, alphaCART có thể phân tích tranh hoặc hiện vật đang được bảo vệ trong tủ kính. Raman giúp nhận diện sắc tố, vật liệu phủ, khoáng vật, đá quý, sản phẩm ăn mòn hoặc các dấu hiệu phục chế, hỗ trợ công tác bảo tồn và xác thực hiện vật.

2. Địa chất, khoáng vật và mẫu tự nhiên

Với các mẫu đá, khoáng vật hoặc lõi khoan có kích thước lớn, alphaCART cho phép khảo sát trực tiếp trên mẫu mà không cần chuẩn bị phức tạp. Raman có thể hỗ trợ nhận diện khoáng vật, pha tinh thể, bao thể, vật liệu carbon, hợp chất vô cơ và các đặc điểm vi cấu trúc liên quan đến nguồn gốc địa chất.

3. Khoa học vật liệu và vật liệu phủ

Trong khoa học vật liệu, alphaCART phù hợp cho phân tích lớp phủ, bề mặt chi tiết cơ khí, composite, vật liệu gốm, màng mỏng, vật liệu carbon và các mẫu không phù hợp với kính hiển vi Raman để bàn. Khả năng đo không phá hủy giúp theo dõi thay đổi vật liệu trước, trong và sau quá trình xử lý.

4. Phân tích in situ trong buồng phản ứng

Nhờ khả năng đo qua cửa sổ quang học, alphaCART có thể theo dõi quá trình hóa học hoặc vật liệu trong buồng phản ứng, lò nung, reactor CVD hoặc các hệ kín. Điều này rất hữu ích khi cần quan sát sự hình thành pha, biến đổi cấu trúc, phản ứng bề mặt hoặc chất lượng lớp phủ trong điều kiện gần với quá trình thực.

5. Phân tích khí, lỏng và mẫu trong bình chứa

Độ nhạy tín hiệu cao cho phép alphaCART phát hiện tín hiệu Raman yếu từ khí hoặc chất lỏng bên trong bình thủy tinh, cửa sổ quang học hoặc hệ kín. Ứng dụng này phù hợp cho nghiên cứu phản ứng, theo dõi quá trình, kiểm tra thành phần và đánh giá hệ mẫu không thể mở ra trong quá trình đo.

6. Mẫu nhiệt độ cao

Với khả năng đồng tiêu cao, alphaCART có thể giảm ảnh hưởng nền từ bức xạ vật đen trong các phép đo mẫu nóng. Đây là lợi thế cho các nghiên cứu lớp phủ, xử lý nhiệt, CVD, vật liệu chịu nhiệt và các quá trình công nghiệp cần theo dõi Raman theo thời gian thực.

7. Pháp y và kiểm tra tại hiện trường

Với tính di động và khả năng phân tích không phá hủy, alphaCART cũng có thể hỗ trợ các ứng dụng pháp y, kiểm tra vật chứng, phân tích vật liệu lạ, chất phủ, sợi, hạt, cặn hoặc mẫu không thể vận chuyển dễ dàng về phòng thí nghiệm.

Ví dụ ứng dụng nổi bật

Phân tích sắc tố qua kính bảo vệ

Khi đầu dò alphaCART được đặt trước một bức tranh hoặc poster có kính bảo vệ, hệ thống có thể sử dụng chiếu sáng white-light và camera màu để chọn vùng đo. Dù dữ liệu Raman ban đầu có thể bị ảnh hưởng bởi nền huỳnh quang, các thuật toán trừ nền có thể giúp làm rõ phổ Raman của các sắc tố và lớp giấy phủ.

Phân tích không phá hủy vương miện Hoàng đế La Mã Thần thánh

alphaCART đã được sử dụng trong một dự án phân tích các viên đá quý trên Imperial Crown of the Holy Roman Empire tại Vienna. Đây là ví dụ điển hình cho khả năng đưa hệ Raman cấp độ nghiên cứu đến trực tiếp nơi lưu giữ hiện vật, giúp phân tích các đối tượng lịch sử quý hiếm mà không cần di chuyển khỏi bảo tàng.

Theo dõi in situ lớp phủ kim cương trong reactor HF-CVD

alphaCART cũng được ứng dụng để quan sát lớp phủ kim cương trên dụng cụ thép trong quá trình HF-CVD. Đầu dò Raman được đặt trước cửa sổ reactor, sử dụng vật kính working distance dài để thu phổ Raman của lớp kim cương mỏng trong điều kiện nhiệt độ cao. Dữ liệu Raman theo thời gian giúp đánh giá vị trí đỉnh kim cương, ứng suất nhiệt và chất lượng lớp phủ.

alphaCART phù hợp với những khách hàng nào?

alphaCART là lựa chọn phù hợp cho các đơn vị cần phân tích Raman không phá hủy trên mẫu lớn, mẫu quý, mẫu cố định hoặc mẫu cần đo tại hiện trường, bao gồm:

• Bảo tàng, viện bảo tồn, trung tâm khảo cổ và đơn vị giám định tác phẩm nghệ thuật.
• Viện nghiên cứu địa chất, khoáng vật, tài nguyên và môi trường.
• Phòng thí nghiệm vật liệu, coating, ceramic, carbon, composite và kim loại.
• Nhóm nghiên cứu CVD, lớp phủ kim cương, vật liệu nhiệt độ cao và phản ứng in situ.
• Phòng R&D cần đo Raman qua cửa sổ reactor, bình chứa hoặc hệ kín.
• Trung tâm phân tích cần một hệ Raman linh hoạt có thể dùng cả trong lab và ngoài hiện trường.

Lợi ích khi lựa chọn alphaCART qua 2H Instruments

Với vai trò là đơn vị phân phối và hỗ trợ giải pháp Raman của Oxford Instruments tại Việt Nam, 2H Instruments hỗ trợ khách hàng từ giai đoạn tư vấn ứng dụng, lựa chọn cấu hình laser, spectrometer, vật kính, camera, flight case đến đào tạo vận hành và hỗ trợ kỹ thuật sau bán hàng.

• Tư vấn cấu hình alphaCART theo loại mẫu, môi trường đo và yêu cầu phân tích.
• Hỗ trợ xây dựng giải pháp Raman di động cho bảo tàng, khảo cổ, địa chất và vật liệu.
• Kết nối chuyên gia Oxford Instruments cho các ứng dụng chuyên sâu như đo qua kính, đo in situ, mẫu nóng và buồng phản ứng.
• Hỗ trợ đào tạo vận hành, tối ưu điều kiện laser và xử lý nền huỳnh quang.
• Cung cấp phụ kiện, vật tư, nâng cấp và dịch vụ kỹ thuật cho hệ Raman Oxford Instruments.

Câu hỏi thường gặp về alphaCART

alphaCART khác gì so với kính hiển vi Raman để bàn?

Kính hiển vi Raman để bàn yêu cầu mẫu được đặt dưới vật kính. alphaCART sử dụng đầu dò Raman linh hoạt, cho phép đưa đầu dò đến mẫu. Điều này phù hợp với mẫu lớn, mẫu cố định, mẫu quý hiếm hoặc mẫu không thể đưa vào phòng thí nghiệm.

alphaCART có thể đo qua kính không?

Có. Nhờ tính đồng tiêu cao và độ nhạy tín hiệu tốt, alphaCART có thể đo qua kính bảo vệ hoặc cửa sổ quang học, ví dụ trong phân tích tranh, hiện vật bảo tàng, bình chứa hoặc buồng phản ứng.

Hệ thống có thật sự di động không?

alphaCART có thể được đóng gói trong flight case kéo tay để vận chuyển an toàn đến hiện trường hoặc khu vực đo. Đây là giải pháp phù hợp khi cần phân tích Raman cấp độ nghiên cứu ngoài môi trường phòng lab truyền thống.

Có thể dùng alphaCART để đo mẫu nhiệt độ cao không?

Có thể. Với vật kính và cấu hình phù hợp, alphaCART có thể hỗ trợ đo mẫu nóng hoặc quá trình trong reactor, đồng thời giảm ảnh hưởng của nền bức xạ vật đen nhờ khả năng đồng tiêu cao.

alphaCART có dùng được trong phòng lab cố định không?

Có. Ngoài ứng dụng hiện trường, đầu dò alphaCART có thể được kết nối với kính hiển vi Raman witec360 cố định, giúp mở rộng tính linh hoạt của hệ Raman trong phòng thí nghiệm.