Ablation laser IRIDIA - 1000 Hz pour des ablations toujours plus rapides

Teledyne CETAC - Ablation Laser - Iridia

Ce tout nouveau système d'ablation laser Iridia est basé sur un laser Excimer pouvant faire de l'imagerie lorsqu'elle est couplée aux toutes nouvelles technologies de mesure par ICP-MS.

L'Iridia est un système d'ablation laser spécialement conçu pour les applications d'imagerie à grande vitesse qui, selon la surface ablatée et la taille du spot sélectionné, vous permet de réaliser vos projets de quelques minutes à quelques heures.
L'Iridia produit une énergie laser de haute stabilité à des cadences plus élevées afin d'utiliser pleinement la dernière technologie ICP-MS comme l'ICP-TOF-MS. La nouvelle cellule d'ablation laser Cobalt offre une performance analytique à partir d'une milliseconde (1 ms).

Nous avons mis à jour la dernière version du logiciel Chromium 3.0 qui intègre maintenant le logiciel HDIP afin de piloter les paramètres du laser, les réglages fins et rapides de cla cellule d'ablation, de la vidéo, la polarisation, ... en plus des différents paramètres précédemment dirigés. L'interface a été aussi complètement revue.

Robustesse et fiabilité

L’ablation laser Iridia est un laser Excimer 193 nm qui a été conçu pour avoir une empreinte au sol réduite.

Sa construction renforcée a été revue pour être garantie CLASS I avec des interrupteurs de sécurités afin de prévenir toutes expositions au laser UV. Cette garantie est valable pendant son utilisation mais aussi pendant l'alignement des faisceaux et aussi en mode maintenance.

L'iridia est, de plus compatible avec tous les instruments ICP-MS via les relais de contacts (triggers) ou directement intégré au logiciel.

 
Teledyne CETAC - Iridia

Teledyne CETAC - Iridia

 

Rapidité et finesse

L’ablation laser Iridia est dotée d'un générateur Excimer générant une longueur d'onde à 193 nm.

Ce générateur fonctionne à 500 Hz avec un refroidissement à l'air (comme lorsqu'il est couplé avec la majorité des ICP-MS) ou à l'eau, jusqu'à 1000 Hz, (en utilisation intensive ou a des cadences plus élevées comme couplé avec les ICP-TOF-MS).

De plus, ce générateur a été optimisé par Teledyne Photon Machine pour garantir 2 milliards de tirs à raison d'une fréquence de 500 Hz pendant 3 heures par jours pendant 8 ans.

La durée de vie des pièces maitresses a été allongée comme, par exemple, celle du résonateur optique qui atteint maintenant une durée de vie de 500 millions de tirs (10 fois plus que les standards industriels).

 
 

Ultra-rapide, sa longueur de pulsation est inférieure à 4 nano-secondes (4 ns) !
Possédant un profil énergétique à crête plate (Flat-top), son énergie peut être ajustée, par pulsation, de 0,050 J/cm2 en utilisant un double atténuateur et jusqu'à 15 J/cm2.

Ceci permet alors d'abalter des échantillons frais et fragiles comme des tissus ou des cellules sans qu'il soit nécessaire de les fixer sur une matrice de support d'ablation.

La fréquence de pulsation est paramétrable par l'utilisateur en mode un seul tir (single shot), brulage (burst) et continue et le nouveau mode de dosage fixes.

 
 

La taille des formes ablatées sont paramétrables entre de 1 μm à 210 μm. Quatre formes sont disponibles : cercles, carrés, crois, fentes et sont facilement réglables à l'aide du logiciel de contrôle.
Il vous suffit maintenant de cibler, ablater et analyser. Les lasers Teledyne CETAC Technologies gèrent pour vous la puissance nécessaire, la taille du spot et la vitesse de balayage jusqu'au contrôle de la synchronisation et de la communication avec votre spectromètre.

l'Iridia intègre aussi le système breveté eQC permettant de calculer, en temps réels, la puissance émise par le faisceau laser directement au niveau de l'échantillon.

Trajectoire du faisceau optimisé

Pour mieux cibler et analyser, l'Iridia possède les dernières technologies en matière de microscope à vidéos couleurs hautes résolutions, offrant à l'utilisateur une excellente résolution optique et un large champ de vision.
Les images sont d'une qualité étonnante, et les réseaux d'éclairage à double polariseurs contrôlés par le logiciel permet d'avoir une lumière réfléchie, transmise et/ou oblique à haute intensité au-dessus et au-dessous de l'échantillon, produisant ainsi des images extrêmement claires, même avec un zoom élevé.

Le système vidéo haute résolution couleur fait le point en continue par lentille parfocale et est contrôlée par ordinateur. Il devient alors possible d'avoir une résolution d'échantillon jusqu'à 2 µm de diamètre.

Afin d'éviter les distorsions entre l'image et l'ablation, le microscope est perpendiculaire à l'échantillon et co-axial au faisceau laser.
Cette orientation dans l'axe également l'utilisation d'un éclairage réfléchissant avec des polariseurs croisés et un contrôle de la distorsion.

Ainsi, l'éclairage est contrôlé par le logiciel et permet les modes de réflexions, de transmittance et en forme d'anneaux. La polarisation croisée est, elle aussi, contrôlée par l'ordinateur.

Ce microscope à vidéos permet donc d'obtenir des images éclatantes avec un zoom compris entre 2,5x et 32,5x avec une large ouverture (>6 mm à zoom 2,5x). Le tout contrôlé par ordinateur.

Pour allonger la durée de vie des miroirs et conserver un faisceau laser le plus performant possible, l'Iridia dispose de miroirs rotatifs.
Ces miroirs voient alors augmenter leurs durées de vie jusqu'à 5 fois tout en garantissant la sécurité CLASS 1 Laser. Ils sont, de plus, facilement changeable par l'utilisateur qui peut ainsi, de façon sécurisée et sans protection particulière aligner les miroirs et procéder à la maintenance usuelle.

Nouvelle chambre d'ablation Cobalt

La nouvelle chambre d'ablation COBALT a été conçue pour réduire le temps de transport des particules ablatés vers l'ICP-MS.

Teledyne CETAC - Iridia - cellule Cobalt

Teledyne CETAC - Iridia - Nouvelle chambre d'ablation Cobalt

La précision et la rapidité de mouvements des axes X, Y et Z a été aussi complètement revue pour atteindre une précision de 10 nanomètres (10 nm).

Le volume de la chambre a été considérablement diminuée afin de réduire la consommation en gaz jusqu'à un facteur 10 tout en restant 2500 fois plus performante que la génération précédente.

La chambre d'ablation Cobalt possède le dispositif breveté de contrôle et de mesure de puissance Laser directement au niveau de l'échantillon eQC.
De même, les sources lumineuses sont directement intégrées à la cellule permettant d'avoir une lumière réfléchie, transmise ou coaxiale. Les moteurs des polarisateurs sont eux-mêmes intégrés.

 
 

Ré-imaginer les supports d'échantillons

Les supports d'échantillons intégrables à la cellule Cobalt ont été redessinés pour permettre une plus grande flexibilité et d’accueillir des échantillons plus volumineux et plus lourds.

Ainsi, le tiroir à échantillons peut se moduler grâce à des glissières pouvant recevoir des supports pour échantillons circulaires, des lamelles de couches minces, ... Ces glissières sont fixées par plusieurs points d'ancrage afin de garantir une reproductibilité dans le mouvement.
Cela permet en plus d'optimiser la lumière transmise à l'ensemble des glissières.

Nouveau dispositif de mouvements d'axe Z dynamique breveté

Imaginez une cellule d’ablation qui s'adapte à la hauteur de votre échantillon de façon dynamique pendant l'ablation. Vous n'aurez plus d'erreur de mesures et vous gagnerez ainsi un temps précieux dans la préparation de l'échantillon qui n'aura plus besoin d'être parfaitement plan.

Ainsi, la chambre d'ablation Cobalt intégre cette fonction brevetée de façon standard et livrée avec tous les Iridia.

Chambre Cobalt - mouvement Axe Z Dynamique

Chambre Cobalt - mouvement Axe Z Dynamique


Résumé spécifications techniques

  • Générateur de laser Excimer :
    • Longueur d'onde fixée à 193 nm
    • Énergie de pulsation de la source laser de 0,05 mJ à 15 mJ avec double attenuateur.
    • 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 210 µm avec option grossissement 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 COBALT :
    • Architecture ouverte pour une flexibilité maximum.
    • Compatible cellule d'ablation à purge rapide Cobalt :
      • Purge rapide à 0,1% en moins de 0,05 seconde.
      • Purge en flux croisés pour augmenter la rapidité.
      • Flux réduit des gaz pour analyses (max 0,22 l/min contre 1 l/min précédemment).
      • Flux 2500 fois plus performant que la génération précédente.
      • Mono-tiroir à glissières interchangeables pour une flexibilité maximum.
      • Étapes de mouvements des moteurs directement pré-intégrés dans le contrôleur.

      • Mouvement Axe Z dynamique breveté - la distance entre l'échantillon et le spot d'ablation reste constante.
    • Déplacements XYZ sur 100 x 100 à hautes précisions (10 nm).
  • 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) : 619 x 1054 x 1413
    • Armoire électrique, refroidissement et de gaz intégré.
  • Puissance électrique : 100-250 VAC ; 50-60 Hz

Domaines d'applications de l'Iridia 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.