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1、共焦拉曼與螢光顯微鏡光學系統的對光步驟共焦拉曼與螢光顯微鏡光學系統的對光步驟 (for 使用者使用者) 對光步驟：對光步驟： 1. 開啟綠光雷射並熱機 15 分鐘 2. 開啟 AOM（輸入+24 VDC 的驅動電壓及+0.8 VDC 的調變電壓給 RF driver） 3. 調整反射鏡 M1 及 M2 的傾斜角旋鈕，使雷射光通過光圈 I1 及 I2。 4. 調整反射鏡 M3 及 M4 的傾斜角旋鈕，使雷射光通過光圈 I3 及 I4。 樣品的放置步驟：樣品的放置步驟： Sample holder 放置樣品 1. 卸下 100X 物鏡 2. 將樣品固定在蓋玻片上 樣品區 偵測區 Sample ho
2、lder 固定在樣品座上 3. 利用 3M 膠帶將蓋玻片固定在 sample holder 上（樣品要置於在 sample holder 中間的空洞中） 4. 將 sample holder 固定在樣品座上（上面的螺絲先稍微旋入，然後再將下面的 螺絲完全鎖緊，最後再將上面螺絲完全鎖緊） 5. 移動樣品的上下左右，使光點打在所要量測的位置 6. 調整樣品座的傾斜角旋鈕，使樣品表面的反射光通過 I3 I3 7. 安裝 100X 物鏡（鏡頭需滴油） 8. 將樣品移近物鏡，使過 beam splitter 之後的光束直徑為 2.5 mm （焦點位置的 粗調） 9. 微調 pinhole 1 的上下左右
3、，使過 pinhole 1 的光亮度最大 10. 微調透鏡 L4 的左右使反射光通過 slit（需掀開光譜儀的蓋子觀察） 儀器控制程式說明 儀器控制程式說明 (進行資料擷取時，要先設定資料的儲存路徑)： 物鏡移動平台之控制器 光柵之旋轉台的控制器 使用電控光柵之旋轉台之前，要先按旋轉台之 controller 上“rem/loc”按鍵，確保 亮起紅燈才可由電腦控制。 A. 手動控制光柵之旋轉台 A. 手動控制光柵之旋轉台 上圖的“Moving Distance”表示為旋轉台上的移動量，設定完移動量後即可按 “Move”開始移動。 B. 光柵自動掃描 B. 光柵自動掃描 上圖為擷取光譜的自動擷取
4、程式，當輸入波長的位移量及掃描範圍後，即可按 “Scan”開始掃描。掃描過程中若要終止程式的話，則按“STOP Scan”。 C. 手動控制物鏡 C. 手動控制物鏡 上圖的操作方法是，先選擇軸向，再來按“Motor On”，接著即可 依照自己的 需求移動物鏡。 “Step”為物鏡的一步位移量。輸入移動量後，則按“Go”開始移動。 （0.1 um 移動量23 mm，此 23 mm 是假設 actuator 的指標位於零點） “指定物鏡的位置”意指要求物鏡移動所輸入的位置上。 注意：當物鏡要進行注意：當物鏡要進行反向反向移動時，會有 9 um 空轉量，也就是 controller 上的讀值 需扣除
5、 9 um 才是物鏡真正的移動量。 D. 物鏡二維掃描 移動時，會有 9 um 空轉量，也就是 controller 上的讀值 需扣除 9 um 才是物鏡真正的移動量。 D. 物鏡二維掃描 此二維掃描的面積為正方形，因此設定“掃描面積的長度”即決定掃描面積大 小。設定完位移量及掃描長度後即可按“開始掃描”。 （注意：按下開始掃描時 程式還不會立即運作，需等約十秒後才會開始運作）（注意：按下開始掃描時 程式還不會立即運作，需等約十秒後才會開始運作） E. 物鏡一維掃描 E. 物鏡一維掃描 此控制介面使用方法為，先選擇軸向，然後輸入位移量及掃描長度，接著按“一 維掃描”。掃描長度最大為 0.2 m
6、m F. 光子計數系統（請看 appendix A） F. 光子計數系統（請看 appendix A） 樣品表面與移動平台軸向的校準步驟： 樣品表面與移動平台軸向的校準步驟： A.A. 左右方向 左右方向 1. 在過 beam splitter 之後放置一面反射鏡，將光打至遠處並調整樣品前後位置， 使在遠處的 beam size2.5 mm 2. 將物鏡位移至 x200 um（操作方式請看儀控程式說明） ，並觀察遠處的 beam size 是否有明顯變化，假如 beam size 變大（小）則將調整樣品座的傾斜角旋 鈕使樣品遠離（靠近）物鏡，然後移動物鏡的前後位置使 beam size 回到
7、2.5 mm，並紀錄前後移動的距離，然後從移動的距離，得出樣品座傾斜角旋鈕的 旋轉量。 （對照表如下） 旋鈕的旋轉量 (格) 物鏡前後的位移量 (um) 1 0.5 2 1 3 1.5 3. 轉動從上述對應所需的旋轉量，由於轉動傾斜角旋鈕時，物鏡與樣品的前後 位置也會位移，beam 會變化很大，此時需調整樣品座的前後位置，使 beam size 回復至約為 2.5 mm。 （如果旋轉量超過 1.5 圈的話，則以上三種參數的倍數組 合來進行校準） 4. 將物鏡移回 x0 um，然後移動物鏡前後位置使 beam size 約為 2.5 mm，然後 再將物鏡位移至 x200 um，並觀察 beam
8、size 是否還有明顯變化，如果有則 持續步驟 1、2，直到 beam size 無明顯變化為止（肉眼判斷） B.B. 上下方向的校準方法同上 上下方向的校準方法同上 物鏡二維掃描步驟： 物鏡二維掃描步驟： 上圖為 PMT 的高壓電源供應器，面板上有兩個旋鈕，左邊旋鈕的單位為 kVkV，右 邊為 V V 前置放大器之電源供應器 1. 在 filter 座放置 notch filter（filter 上的箭頭方向即為光的行進方向） 2. 開啟供應 PMT 的高壓電源，將電壓調至- -1100 V 1100 V 3. 開啟 preamplifier 的電源 ， 此處需打開兩個開關 ， 其一為 NI
9、M BIN 的主機電源， 另一個為提供6 V 的電源供應器。 4. 將 PMT 的訊號線接至示波器，從示波器觀察訊號的振幅及速率，而振幅及速 率則分別是之後在光子計數器設定 trigger level 及 gate width 的依據 （詳細內容 請見 appendix A） 5. 開啟光子計數器，在程式面板上的光子計數系統輸入所需的參數，需輸入的 參數有：Aleveltrigger level（需輸入負值） 、gate width、measurement（輸入 1） 、Aslope（選 NET） 、Aselect（選 input 1）及 gate mode（選 CW） 6. 移動物鏡的前後，
10、由光子計數器判斷通過 pinhole 1 的光強度最大（焦點位置 的細調） 7. 先遮住綠光雷射，然後將汞燈移至光譜儀 entrance slit 前，並開啟汞燈（將汞 燈的 power supply 的電流旋鈕轉至 3 ） 8. 旋轉台的位置移至-100 um （零點為波長 546.07 nm） ，然後以每步 0.25 nm 的位 移量進行掃描 ， 範圍為 10 nm 。 （步驟的目的是要準確得知汞燈光譜中的 546.07 nm 的位置，之後橫軸的單位換算會以此位置當參考點。由於每次實驗時旋轉 台位移量的誤差，可能造成參考點位移，使得資料處理也有誤差，因此利用 掃描方式來準確定位） 9. 從
11、步驟 7 得知參考點位置後，可從單位換算表（Excel 檔）得知量測的訊號波 長所對應到的旋轉台的位置，再將旋轉台的移至對應的位置上。 10. 設定 x、y 掃描範圍（Range：200 um）及位移量開始掃描 11. 實驗完畢後務必要將物鏡及光柵之旋轉台移回零點 實驗完畢後務必要將物鏡及光柵之旋轉台移回零點 螢光及拉曼光譜量測步驟：(以汞燈為校正點) 螢光及拉曼光譜量測步驟：(以汞燈為校正點) 1. 在 filter 座放置 notch filter 2. 開啟供應 PMT 的高壓電源，將電壓調至-1100 V -1100 V 3. 開啟 preamplifier 的電源 ， 此處需打開兩個
12、開關 ， 其一為 NIM BIN 的主機電源， 另一個為提供6 V 的電源供應器。 4. 將 PMT 的訊號線接至示波器，從示波器觀察訊號的振幅及速率，而振幅及速 率則分別是之後在光子計數器設定 trigger level 及 gate width 的依據 （詳細內容 請見 appendix A） 5. 開啟光子計數器，在程式面板上的光子計數系統輸入所需的參數，需輸入的 參數有：Aleveltrigger level（需輸入負值） 、gate width、measurement（輸 入 1） 、Aslope（選 NET） 、Aselect（選 input 1）及 gate mode（選 CW）
13、 6. 移動物鏡的前後，由光子計數器判斷通過 pinhole 1 的光強度最大（焦點位置 的細調） 7. 先遮住綠光雷射，然後將汞燈移至光譜儀 entrance slit 前，並開啟汞燈（將汞 燈的 power supply 的電流旋鈕轉至 5） 8. 旋轉台的位置移至-100 um（零點為 546.07 nm） ，然後以每步+5 um 的位移量 （換算波長約為 0.25 nm）進行掃描，範圍為-100100 um。 9. 從步驟 7 得知參考點位置後，可從 excel 估算出要量測的訊號波長所對應到的 旋轉台的位置，再將旋轉台移至對應位置的附近 附近 10. 輸入掃描的位移量及掃描範圍 11
14、. 開始掃描 12. 實驗完畢後務必要將物鏡及光柵之旋轉台移回零點 實驗完畢後務必要將物鏡及光柵之旋轉台移回零點 註：每次掃描光譜時，皆要先執行步驟 8 註：每次掃描光譜時，皆要先執行步驟 8 Appendix A Appendix A SR400 為柵控式的計數器，也就是以 gating 的形式取樣，在此只針對本實驗 所使用的功能說明，其他的應用功能則不探討。從圖一說明使用機制，當輸入訊 號給光子計數器時，光子計數器會針對事先輸入 gate 的相關參數進行取樣，而需 輸入的參數有： 1. Aleveltrigger level（需輸入負值） ，當訊號振幅超過此設定值，就會被計 數器讀取。 2
15、. Gate width 3. Measurement（輸入 1） ，為 gate 的數目 4. Slope（輸入 full） 5. Aselect（選 input 1） 6. Gate mode（選 CW） 圖一 由於訊號中帶有雜訊，而這些雜訊來自於 PMT 本身 dark current 及 cosmic ray，如圖二，因此在設定 trigger level 要避開 dark current 的訊號（cosmic ray 無法 避開因其振幅高於訊號，但因為其數目遠少於訊號，因此不影響實驗結果） 。圖 三為從示波器接收 PMT 訊號圖，從圖中可看到很多高低不同的脈衝，可參照圖 二的訊號分佈來設定 trigger level。 圖二 圖三
