Excite - La finesse de l’ablation laser à 193 nm à portée de main.
L'Analyte Excite représente la meilleure façon d'obtenir des finesses d'abaltions pour vos couplages LA-ICP-MS.
Les modèles Analyte Excite utilise les derniers modèles de lasers ARF commuté à l'état solide ATL .
Il inclue la robuste chambre d'ablation HELEX 2 dont la particularité est de placer les échantillons sur des tiroirs à échantillons facilement échangeables. Cela permet ainsi de réaliser des ablations plates, homogénéisées, fiables, répétables et ultra-rapides.
Via le logiciel Chromium 2 fournit, les étapes d'ablations synchronisées "Feu à la volée" permettent de gérer des profils d'analyses en profondeur ou en matrice.
Une haute puissance disponible allant de 1 J/cm² à 15 J/cm² permet d'ablater n'importe quel matériaux.
Robustesse et fiabilité
Les ablations lasers Excite sont dotées d'un générateur Excimer générant une longueur d'onde à 193 nm. Ce générateur fonctionne à partir de 1 Hz jusqu'à 300 Hz avec un refroidissement à l'air.
Sa construction robuste et ses roulettes permettent de le déplacer entre divers instruments et différentes pièces du laboratoire tout en conservant l'alignement optique parfait.
De plus, un nombre minimal de miroirs est utilisé. Ainsi, tout en réduisant le coût d'entretien au propriétaire, cela facilite le transport du faisceau laser en amoindrissant l'énergie perdue jusqu'à l'échantillon. Il en résulte une baisse significative de l'énergie demandée à la source ce qui permet d'augmenter sa durée de vie.
Les modèles Excite sont, de plus compatibles avec tous les instruments ICP-MS via les relais de contacts (triggers) ou directement intégré au logiciel.
Armature rigidifiée
Roues renforcées
Rapidité et finesse
Équipé d'une caméra couleur haute définition à fort grossissement GigE , un vidéo-microscope à zoom optique, le système de visualisation Excite est capable de résoudre des caractéristiques de 2 μm.
L'ablation Laser Excite possède par défaut des systèmes d'éclairage flexibles alimentés par fibres optiques. Ils comprennent des polariseurs croisés rotatifs et des lumières directes, coaxiales et en anneaux. Elles sont sélectionnables par logiciel et offrent à l'utilisateur des possibilités de visualisations améliorées.
L'axe de visualisation de la caméra vis à vis du faisceau laser est dit "dans l'axe". Cela permet d'ablater ce que l'opérateur voit réellement sans déformation mais aussi de revenir, de manière fiable, aux derniers endroits ablatés afin de continuer une cartographie par exemple.
Ultra-rapide, sa longueur de pulsation est inférieure à 4 nano-secondes (4 ns) !
Grâce à un homogénéisateur rotatif propriétaire, l'Analyte Excite possède un profil énergétique à crête plate (Flat-top). Cela procure des cratères de meilleurs qualités sans micro-fracturation !
L'énergie peut être ajustée, avec une variabilité mesurée de 1% jusqu'à 10 mJ/cm2. Son énergie maximum disponible étant de 12 mJ/cm2 en crête.
De plus, la source est directement opérationnelle : vous allumez et vous ablatez. Un temps de purge de la chambre d'ablation est tout de même nécessaire pour éviter les erreurs ;-).
La fréquence de pulsation de 1 à 300 Hz est paramétrable dans le logiciel par l'utilisateur en mode un seul tir (single shot), brulage (burst) et continue.
Faisceau Laser 100 µm - 25 tirs
Grains de Zircones
Faisceau Laser carré 80 µm - 25 tirs
Les masques à positionnement rapide permettent, en standard, 32 formes prédéfinies dont 20 circulaires :
- Circulaires de 1 à 155 µm
- Carrés de 5 à 150 µm
- Croix de 65 et 90 µm
- Rectangles de 155x10, 10x155 et 20x155, 155x20 µm
De plus des masques personnalisés sont aussi disponibles en option.
Enfin une lentille de grossissement est disponible et activable à partir du logiciel permettant ainsi, grâce à un coefficient de x1,6 d'obtenir des tailles de spots jusqu'à 250 µm.
En option, un masque à ouverture dynamique X-Y-θ permet de créer des rectangles entre 5 et 150 µm avec un angle de ± 45°.
Cette option devient alors très utile lorsque l'échantillon doit être ablaté en ligne comme lors d'une cartographie.
Le dispositif X-Y-θ permet alors d'éviter les sur-ablations ou la création de sillon entre les lignes.
Profil circulaire
Définition Profil carré
Définition Profil carré
Échantillonnage rapide
Afin d'analyser de multiples échantillons, les ablations lasers Analyte Excite sont équipés de la chambre d'ablation HELEX 2.
Cette chambre, composée de deux parties, permet de placer des échantillons de taille maximum 100x100x18 mm grâce à d'ingénieux tiroirs de positionnement d'échantillons (A savoir qu'en option une chambre Helex 150x150x18 est aussi disponible).
Trois tiroirs standards sont disponibles pouvant accueillir des échantillons sur lames minces, cylindriques, ... ou ayant n'importe quelles formes, via le tiroir "Open Mode".
La chambre Helex 2 (100x100 - appelée aussi Helex 100) possède un temps d'extraction des échantillons vers l'ICP-MS ultra-rapide. Typiquement, l'évacuation est de 99,9% en 700 ms.
C'est grâce à la conception de cellule d'ablation qui, via sa forme générant un effet cyclonique, permet d'atteindre, de façon répétable, des temps d'analyses réduits.
En option, la chambre Helex 2, peut être équipée du dispositif ARIS (Aerosol Rapid Introduction System).
Avec l'ARIS, les temps d'extraction sont réduits pour atteindre une vingtaine de millisecondes (< 20 ms) comme sur des échantillons géologiques.
Il devient alors possible d'analyser des échantillons avec des cadences élevées sans compromis. Ainsi le temps d'analyse sera réduit de plusieurs heures à environ une quarantaine de minutes ou bien, pour le même temps analytique, une plus grande surface pourra être analysée. Le gain moyen du temps gagné se situe autour de 60%.
Cellule d'ablation Helex
Helex - Effet cyclonique
Dispositif ARIS
Helex 150
Dispositifs optionnels
En option, plusieurs dispositifs peuvent compléter l'Analyte Excite :
- X-Y-θ : Masque à ouverture dynamique.
- ARIS : Dispositif de purge/extraction rapide des échantillons.
- Lentille de grossissement x1.6 des masques des formes d'ablations.
- EQC ™ - Système breveté de mesure de l'énergie directement au niveau de l'échantillon.
- CLEANSHOT - Boitier permettant de rediriger les produits ablatés pour obtenir un blanc plus rapide.
- ExiCheck - Dispositif breveté qui automatise le renouvellement du gaz ARF dans la source laser sans action de l'utilisateur.
Ainsi, le modèle Analyte Excite+ inclue les options ARIS, eQC, Exicheck et la lentille de grossissement.
Les logiciels de pilotage et de traitement des résultats
Chromium 2
L'Analyte Excite est piloté par le logiciel Chromium 2.
Le logiciel inclut les fonctions de création de profils analytiques, de gestion des lumières, de maintenance, ...
Il possède aussi un algorithme d'autofocus spécialement conçu pour l’ablation laser. L’autofocus fonctionne en ajustant dynamiquement l’axe Z par petits incréments tout en mesurant un paramètre calculé appelé « Qualité de la mise au point » dans un pourcentage du champ de vision central. Ceci est fait par itérations pour trouver une focalisation grossière et fine.
Chromium 2
Pour permettre un retour à la position d'ablation initiale afin de, par exemple, permettre une ablation sous forme de matrice, le logiciel Chromium 2 intègre la fonction StageVision. Cette fonction augmente significativement la précision de déplacement de la cellule Helex 2 en la divisant jusqu'à facteur 8.
Ainsi, alors que le mécanisme de positionnement de la cellule Helex 2 autorise une précision sub-micronique (eg. < 1µm), la correction logicielle descend cette précision en dessous de 0,25 µm. Les ablations sont alors plus précises.
La communication entre les appareils est très importante en cas de couplage.
Le logiciel Chromium 2 est compatible avec tous les instruments ICP-MS du marché et peut se synchroniser avec ces derniers via un câble de données séries au format TTL.
Exemple d'échantillon
HDIP
Le traitement des données récupérées par couplage LA-ICP-MS est souvent très long et fastidieux.
Des solutions existent mais sont parfois lourdes et le traitement des algorithmes peut parfois durer plusieurs heures (ex. Macro Excel).
Le logiciel HDIP a été développé afin de répondre à cette problématique en quelques minutes voir quelques secondes!
Compatible directement avec la majeure partie des logiciels pilotant les ICP-MS tels que Agilent, Thermo, Perkin Elmer, Analytik Jena, ... HDIP intègre une fonction d'importation des données provenant des autres logiciels ICP-MS.
Dès lors, il devient possible de générer des rapports directement avec les données combinées du Laser ET de l'ICP-MS.
HDIP intègre une base de données des standards habituellement utilisés (comme le NIST 612) mais l'utilisateur peut intégrer ses propres standards.
HDIP permet aussi une correction automatique de la dérive, une calibration automatique. Il intègre aussi des fonctions de déconvolution automatique, d'ajout d'équations utilisateurs, de datation, de "Single Cell Particles" et bien d'autres encore.
Résumé spécifications techniques
- Générateur de laser Excimer :
- Longueur d'onde fixée à 193 nm
- Longueur de pulsation inférieure à 4 ns
- Énergie de pulsation de la source laser à la surface de l'échantillon (Fluence) de 1 J/cm² à 15 J/cm² avec atténuateur optique par pallier de 10%.
- Maximum d'énergie pulsée en crête : 12 mJ
- Maximum d'énergie pulsée en mode stabilisée 1% RSD : 10 mJ
- Taux de répétition entre 1 et 300 Hz
- Profil d'énergie à sommet plat.
- Isolations anti-vibratoire, mécanique et thermique du générateur du faisceau laser pour une trajectoire d'observation à stabilité maximale.
- Énergie de sortie des impulsions variable.
- Fréquence de répétition des impulsions variable.
- Taille des spots lasers variable.
- Tête laser complètement hermétique
- Incidences : 32 types (21 circulaires, 6 carrés - 1 croix et 4 fentes) de 1 à 155 µm avec option grossissement x1,6 possible
- Contrôleur d'énergie dynamique breveté eQC
- Visualisation optique et caméra vidéo :
- Microscope vidéo par lentille parfocale (modification continue de la mise au point) contrôlée par ordinateur.
- Large champ de vision (> 6 mm) à haute résolution optique (< 2 µm).
- Éclairage LED haute intensité.
- Polariseur rotatif motorisé.
- Système d’échantillonnage - chambre d'ablation Helex 2 :
- Architecture ouverte pour une flexibilité maximum.
- Compatible cellule d'ablation à purge rapide Helex :
- Purge rapide à 0,1% en moins de 0,7 seconde.
- Purge rapide pour augmenter la rapidité.
- Tiroirs interchangeables pour une flexibilité maximum.
- Étapes de mouvements des moteurs précis.
- Déplacements XYZ sur 100 x 100 x 50 à hautes précisions (1 µm - 0,25 µm avec correction logiciel StageVision).
- Gestion des gaz :
- Gestion automatique.
- Purge, contournement et acheminement des gaz à la cellule actionné par électro-vannes.
- Basculement rapide entre les gaz vecteur Hélium ou Argon en utilisant les débitmètres massiques intégrés à chaque gaz vecteur.
- Dimensions :
- Laser (LxPxH mm) : 750 x 1250 x 1370
- Armoire électrique, refroidissement et de gaz intégré.
- Puissance électrique : 100-250 VAC ; 50-60 Hz - 10A
Domaines d'applications de l'Analyte Excite sont nombreux et variés.
Liste des applications
- Analyses environnementales
- Analyses géologiques
- Ratios isotopiques
- Couches minces, Verres transparents.
- Études médico-légales.
- Empreintes isotopiques.
- Analyses brutes.
- Analyses de défaillances.
- Imagerie et cartographie biologique.
- Profils de profondeur - analyse 3D.
Exemples de matériaux analysables
- Calcite.
- Métaux.
- Verres translucides.
- Os.
- Céramiques.
- Plastiques.
- Revêtements.
- Échantillons biologiques.
Près pour la future génération ???.
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