Evident LogoOlympus Logo
洞见博客

9 bodů, které byste měli zkontrolovat, abyste mohli důvěřovat svému laserovému mikroskopu

作者  -
Metrologické aplikace pro výzkum a výrobu

Jsou vaše měření laserovým konfokálním mikroskopem důvěryhodná? Ověřte si to sami pomocí 9bodového testu měření.

Laserová skenovací konfokální mikroskopie (SLCM) se stala populárním kontrolním nástrojem ve výzkumných laboratořích i na výrobních linkách. SLCM vybavený laserovým světelným zdrojem s vlnovou délkou 405 nm kombinuje horizontální (směry XY cca 200 nm) a vertikální (směr Z cca 10 nm) informace s vysokým rozlišením a během několika sekund z nich vytvoří trojrozměrný (3D) obraz. Měřicí rozsah SLCM se překrývá s rozsahem pro optickou světelnou mikroskopii (OLM), skenovací elektronovou mikroskopii (SEM) a mikroskopii atomárních sil (AFM). Kromě toho má minimální požadavky na přípravu vzorků a dokáže pojmout vzorky se širokou škálou tvarů, včetně velkých velikostí. SLCM nevyžaduje žádný spotřební materiál, pouze minimální systémovou údržbu.Všechny tyto výhody činí z SLCM užitečný kontrolní nástroj.Níže uvedená tabulka shrnuje rozdíl mezi dříve uvedenými čtyřmi technikami mikroskopování.

Porovnání laserové skenovací konfokální (SLCM), skenovací elektronové (SEM), optické mikroskopie (AFM) a mikroskopie atomárních sil (OLM)

SLCM SEM AFM OLM
Příprava vzorku Ne Ano Ano Ne
3D snímek Ano Ne Ano Ne
Spotřební materiál Ne Ne Ano Ne
Rozlišení XY cca 100 nm 10 nm 0,1 nm cca 300 nm
Rozlišení Z cca 10 nm Není k dispozici 0,1 nm Není k dispozici
Vakuum Ne Ano Ne Ne
Rychlost snímkování Rychlé Rychlé Pomalé Rychlé

SLCM je metrologická technika s vysokým rozlišením, která disponuje vysokou přesností a opakovatelností v celém zorném poli. Jedním ze způsobů, jak potvrdit přesnost a opakovatelnost systému, je pravidelné obdržení kalibračního certifikátu, obvykle jednou ročně. Tento proces standardně vyžaduje, abyste si objednali servisního technika s certifikací A2LA, který přístroj otestuje pomocí kalibrační normy schválené laboratoří NIST. Existuje však i snadný způsob, jak můžete stav svého systému ověřit každý týden nebo měsíc – jednoduchý 9bodový test měření (obrázek 1).

Vzorek s 9 známými body

Obrázek 1: K zajištění spolehlivosti měření vám pomůže změření určitého prvku v 9 bodech zorného pole. Polohu každého z měření indikují modré tečky.

Postup je jednoduchý. Nejprve vyberte snadno rozpoznatelný prvek nebo známý vzorek. Změřte prvek v 9 různých místech v zorném poli, jak bylo provedeno na obrázku 1. Zaznamenejte data a měření proveďte ještě jednou přesně v těch stejných místech. Pokud je sférické zkreslení systému dobře kalibrováno v celém zorném poli, měla by všechna data zůstat konzistentní pouze s malými odchylkami.

Dále je uveden příklad testu provedeného pomocí laserového skenovacího konfokálního mikroskopu LEXT OLS5000. My jsme v tomto případě použili ocelovou destičku s prohlubní (obrázek 2a). Pokud je to však možné, doporučujeme, abyste používali standardní kalibrační vzorek. Změřili jsme hodnotu nejhlubšího místa prohlubně (obrázek 2b). Poté jsme prohlubeň přesunuli na 9 různých míst v zorném poli mikroskopu a v každém jsme provedli stejné měření. Průměrná hloubka odpovídala hodnotě 6,976 µm a rozdíl mezi minimální a maximální hloubkou byl 0,267 µm. Směrodatná odchylka byla 9,6 %, což znamená, že systém poskytoval přesná, opakovatelná měření.

Prohlubeň na ocelovém vzorku.

(a)

Graf zobrazující měření prohlubně.

(b)

Obrázek 2: (a) Prohlubeň na ocelovém vzorku a (b) graf zobrazující měření mezi nejvyšším bodem na okraji a nejhlubším bodem prohlubně.

Abychom demonstrovali důležitost použití správné optiky, vyměnili jsme objektiv 50X LEXT určený k měření, který je dodáván s mikroskopem OLS5000, za objektiv k obecnému použití, který nevyrobila společnost Olympus. Rozptyl měření poskočil z 0,267 µm na 0,911 µm a směrodatná odchylka se zvýšila až na 34,7 %! Taková významná odchylka ve výsledcích měření stejného prvku indikuje, že objektiv k obecnému použití poskytl nespolehlivá data. Takové výsledky by byly pro většinu metrologických laboratoří nepřijatelné a prokazují důležitost tohoto rychlého testu, který pomůže zajistit výkon vašeho systému.

Výšková data s objektivem určeným k měření Olympus LEXT

(a)

Výšková data s objektivem k obecnému použití

(b)

Obrázek 3: Výšková data (a) získaná pomocí objektivu určeného k měření Olympus LEXT a (b) objektivu k obecnému použití, který nevyrobila společnost Olympus

V metrologických aplikacích pro výzkum a výrobu jsou přesnost měření a opakovatelnost kritickými parametry. I když je rozumné nechat systém jednou ročně profesionálně prověřit, není to praktické provádět každý týden nebo měsíc. Naštěstí existuje výše uvedená technika 9bodového měření, která představuje rychlý a snadný způsob, jak potvrdit, že váš systém stále poskytuje konzistentní informace. Zahrnout tento test do standardního postupu vlastního ověření systému je užitečné k zabránění významným odchylkám v datech. Tento test dále demonstruje důležitost výběru objektivů co nejvyšší kvality pro použití s laserovým skenovacím konfokálním mikroskopem.

Související obsah

Využití v balistice: laserová skenovací konfokální mikroskopie pomáhá při identifikaci stop po závěru pušky

Bílá kniha: Základní principy laserových skenovacích mikroskopů

Měření výšky mikroskopických výčnělků na integrovaném obvodu

Application Scientist, Industrial Microscopy

Dr. Mina Hong is an application scientist at Olympus, specializing in industrial microscopes. She holds a Ph.D. in chemistry and has worked in material science and surface characterization for more than 8 years. With technical knowledge and experience in atomic force microscopy, light microscopes, digital microscopes, laser confocal microscopes, and scanning electron microscopes, Mina actively works with material scientists and engineers in industry and academia.

八月 6, 2019
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country