为了满足用户在OptiCool系统上搭建多种实验方案的需求，Quantum Design采用多种先进的光路搭建与控制技术，开发了多种整体化测量解决方案。为了提高设备的使用效率，系统支持多种光路的自动化切换，一套OptiCool即可满足不同的测量要求，实现多种光学测量功能。通过软件和步进马达实现光路自动化切换，避免了手动切换光路后需要反复调试的情况。整体化解决方案的推出使低温强磁场光学实验进入一键操控时代。
目前已经支持的实验方案有荧光，荧光寿命，反射光谱，拉曼光谱，偏振分辨二次谐波，光电流，磁光克尔与反射磁圆二色角分辨等。高度自动化的光路设计方案省去了实验者调试光路的繁琐工作，真正实现了样品原位进行多种测量，使科研用户快速进入研究课题。以上整体化解决方案中主要光学设备诸如激光器、光谱仪等可以按照用户要求采用指定型号。
点击了解Opticool设备详情：https://qd-china.com/zh/pro/detail/3/1909261275484
低温强磁场全光谱测量解决方案
测量优势：与传统的电学测量相比，光学测量免去了制备电极、微纳加工等繁琐工艺，可以直接实现无损微区测量。样品可以反复用于多种不同种类的光学表征，尤其对于中间阶段的样品，光学无损检测不影响后续的工艺流程。对于电学测量难以捕捉的物理过程通过时间分辨的超快光学泵浦测量可以轻松研究瞬时物理过程。基于这些优势，光学测量无论是作为独立表征手段还是与传统电学表征手段相结合都表现出了广阔的应用前景。近年来在新型量子材料的研究过程中，极端条件下的光学测量更是作为重要的测量手段帮助用户取得了大量科研成果。
◆ 紫外/可见/近红外光谱共聚焦扫描成像系统
作为显微光谱测量的基础部分，共聚焦扫描成像系统提供了光路的基本组成部分，结合CCD成像系统，可直接在显微系统下看到样品成像与实际测量光斑，成像与测量光路电动切换。针对特殊波段需求，可进行优化设计及光路定制。
主要应用方向： • 光学材料的能级及振动强弱信息探测 • 半导体材料的带隙探测； • 无机光学材料的吸收特性研究； • 贵金属纳米材料的表面等离激元共振特性研究； • 光学材料的基础光谱表征 主要功能： • 白光反射谱及Mapping成像 • 电动变偏振采谱；（可选） • 适配低温台、电学样品台等；（可选） • 共聚焦方式和科勒照明方式可选； • 入射及收集光路均可配置双口电动切换。（可选） |
*此图仅作为原理示意，以实际为准 |
典型参数配置： • 温度范围：1.7K、4K（多种低温设备可选） • 测试光源：卤素灯照明系统 • 光谱范围：紫外~红外，多种波长范围可选 • 空间分辨率：＜1μm • 位置扫描： 可实现二维扫描功能 | • 偏振控制：可实现电动控制偏振测量 • 物镜选择：5X到100X，反射式物镜，长焦物镜等多种物镜可选 • 光谱采集： 光纤光谱仪；光栅光谱仪可选，可根据客户要求确定配置。 • 软件功能：移动视场、对焦、自动化光路模式切换、自动化扫描成像、自动化偏振测量、实时处理与显示数据。 |
◆ 荧光寿命扫描成像系统（FLIM）
荧光寿命测试系统采用共聚焦的激发和收集方式，可配置滤光片组或单色仪与单光子探头组合采集基于TCSPC技术的荧光寿命数据。并且可以配合二维电动样品台或振镜系统实现荧光寿命扫描成像测量。样品台可增配精度更高的压电扫描台，实现更高精度的定位和扫描。
主要应用方向： • 半导体及发光材料中载流子弛豫及扩散过程研究； • 半导体发光材料的发光动力学过程研究； • 晶圆的缺陷探测； • 半导体材料的缺陷发光特性研究； • 发光材料的发光机理研究； • 半导体材料中载流子扩散过程研究； • 荧光标记材料与靶向目标的作用机制研究。 | 典型参数配置： • 温度范围：1.7K、4K（多种低温设备可选） • 激发光源：可选配单波长或连续波长激光器 • 空间分辨率： ＜1μm • 位置扫描： 可实现二维扫描功能 • 偏振控制：可实现电动控制偏振测量 • 物镜选择：5X到100X，反射式物镜，长焦物镜等多种物镜可选 • 光谱采集：单色仪或滤光片组、单光子探头、TCSPC采集卡 可选 • 软件功能：移动视场、对焦、自动化光路模式切换、自动化扫描成像、自动化偏振测量、实时处理与显示数据。 |
主要功能： • 荧光单点拍谱；（配置单色仪） • 荧光寿命单点测试及Mapping成像； • 数据实时处理：实时多指数拟合，平均寿命计算， • 寿命图像实时显示; • 电动变偏振及变功率采谱；（可选） • 可适配多种低温设备等； • 可增配像面二维扫描台，以实现异位探测； • 成像层与共聚焦层光路独立切换； • 滤光片与单色仪方式可选； • 光纤与自由光路收集可选； • 多激发光源可选； • 可定制以兼容其它功能。 |
*此图仅作为原理示意，以实际为准 |
◆ 共聚焦拉曼/荧光扫描成像系统
低温强磁场拉曼/荧光扫描成像系统采用全电动化设计，可选配多个波长，可选配偏振拉曼测试。系统内置高精度的电动功率调整系统，能够通过软件直接输入样品表面激发功率值。单频激光器和超窄过渡带的滤光片组合设计，使得系统具有高稳定性与低波数(＜80 cm-1)探测能力。
主要应用方向： • 无机材料/高分子材料的振动光谱研究 • 二维材料的晶格振动模式研究； • 反铁磁材料的磁相变特性研究。 • 表征分子间的相互作用力用以确定相互作用强度和方式等； • 材料表面分子的结构信息及材料的应力表征； • 化学物质的种类、特殊结构和基团分析； • 生物细胞内分子的信息、肿瘤细胞中特定的分子检测。 |
*此图仅作为原理示意，以实际为准 |
典型参数配置： • 温度范围：1.7K、4K（多种低温设备可选） • 激发光源：标配532nm，633 nm、785 nm可选 • 空间分辨率：＜1 μm • 位置扫描： 可实现二维扫描功能 • 低波数：＜ 80 cm-1（低波数选件可选） • 波数分辨率：1 ~ 10 cm-1 典型值，具体数值取决于选择的光谱仪配置 | • 偏振控制：可实现电动控制偏振测量 • 光路切换：可实现电动化切换 • 物镜选择：5X到100X，多种物镜可选 • 光谱采集： 光纤光谱仪；台式光栅光谱仪可选 • 软件功能：移动视场、对焦、自动化光路模式切换、自动化扫描成像、自动化偏振测量、实时处理与显示数据。 |
◆ 偏振分辨的二次谐波扫描成像系统
低温强磁场二次谐波系统采用共聚焦的激发和收集方式。该系统可以与用户的飞秒激光器耦合，实现全电动化偏振分辨的微区二次谐波测试。
主要应用方向： 非线性光学材料与器件的非线性光学过程及二维材料的晶体结构探测； • 二维材料的晶体对称研究； • 铁电材料的电极化特性研究； • 反铁磁材料的自旋耦合特性研究； • 非线性光子材料SHG/THG特性表征； • 铌酸锂纳米颗粒或者薄膜的SHG； • 二维材料（TMDs）材料的SHG； • 贵金属纳米结构/TMDs异质结的SHG调控等。 主要功能： • 二次谐波光谱测试； • 二次谐波Mapping； • 激发光与收集光可独立控制的电动偏振扫描； • 可适配多种低温系统、电学样品台等； • 可定制其它特色功能。 |
*此图仅作为原理示意，以实际为准 |
典型参数配置： • 温度范围：1.7K、4K（多种低温设备可选） • 激发光源：飞秒激光器 • 空间分辨率：＜1 μm • 位置扫描： 可实现二维扫描功能 • 偏振控制：可实现电动控制偏振测量 | • 光路切换：可实现电动化切换 • 物镜选择：5X到100X，多种物镜可选 • 照明光源： 高显色LED面光源 • 光谱采集：光纤光谱仪；台式光栅光谱仪可选 • 软件功能：移动视场、对焦、自动化光路模式切换、自动化扫描成像、自动化偏振测量、实时处理与显示数据。 |
◆ 白光/荧光角分辨系统
角分辨光谱反映样品对不同角度入射光的光响应特性，用于 揭示样品的能带特性及色散关系。通常用于表征经样品透反射的白光角分辨谱（即色散关系）；其扩展功能可用于表征样品自身荧光或SHG发射光\散射光的空间光角度分布信息。
主要应用方向： 半导体/超材料的能量、动量、空间及偏振依赖的结构信息和精细光谱探测。广泛适用于光子晶体，超材料结构，微腔光子材料，光-激子强耦合，二维材料光子芯片，LED/OLED等领域。 • 单分子或量子点的荧光角分辨成像及拍谱； • 金属或介质的超构表面的白光角分辨成像及拍谱（色散关系）； • 金属纳米结构@TMDs杂化强耦合交叉线型白光角分辨成像等。 | 主要功能： • 白光角分辨成像\光谱：即色散关系反映的是样品对不同角度入射光的光响应，即光学共振模式随波矢K的变化关系； • 荧光\SHG发射光角分辨成像\光谱：反映的是样品发射光在远场空间的角度分布情况，CCD阵列上每个像素对应的就是(Kx, Ky)相应角度的光点像，每一行数据对应不同角度的光谱； • 全电动变角度入射及收集（光纤头扫描）； • 白光角分辨光谱及成像（即色散关系）； • 荧光角分辨光谱及成像（即远场辐射角度空间强度分布）； • 实空间与动量空间电动切换（兼容角分辨谱与共聚焦光谱）。 |
*此图仅作为原理示意，以实际为准 | |
典型参数配置： • 温度范围：1.7K、4K（多种低温设备可选） • 测试光源：标配400 - 1100 nm，其他波长或激光光源可选配 • 收集波长范围：400~1000nm \ 900~1700nm标配光纤光谱仪\台式光栅光谱仪可选 • 空间分辨率： ＜1 μm • 偏振控制：可实现电动控制偏振测量 • 光路切换：可实现电动化切换 | • 收集角度： 可见光角分辨收集角度：±60°（100X物镜），分辨率：＜2°(光纤收集) 近红外角分辨收集角度：±50°(100X物镜) ，分辨率：＜2°(光纤收集) 面阵CCD角度分辨率：最小0.4°/Pixel （CCD256行面阵） • 物镜组：5X到100X，多种可见光物镜可选，其它物镜可定制 • 照明光源： 高显色LED面光源 • 光谱采集： 光纤光谱仪；台式光栅光谱仪可选 • 软件功能：移动视场、对焦、自动化光路模式切换、自动化扫描成像、自动化偏振测量、实时处理与显示数据。 |
◆ 多功能光电流扫描成像系统
利用低温强磁场共聚焦光学系统和电学测量系统相结合可开展光电流扫描成像测试。光电流响应的流程为：激发光经斩波后(或直接通过外部TTL调制)，再经分束镜物镜引入到样品上；通过源表外加偏压使样品上每一点产生光电流信号，将其接入锁相放大器采集信号；
光电流扫描成像：通过2D位移台逐点扫描方式，对样品进行光电流强度分布成像。此功能仅需将普通样品台替换为电学样品台，再配合相应的源表，锁相放大器，前置放大器等外置设备即可实现。该系统配置灵活，可支持自定义更多功能，例如本页的掩模版扫描成像功能。
主要应用方向： 主要用于表征光电材料及器件的光电流响应及强度分布。 • 光电探测器的量子效率； • 器件的电阻分布特征； • 太阳能电池光生电流的分布特性； • 器件光吸收及光生电荷的分布特性； • 半导体结区\界面的电荷分布等。 主要功能： • 单点激发测光电流响应及Mapping； • 电动变功率及变偏振的光电流测量； • 配备常温及低温、气氛电学样品台(可选）； • 可增配激发光调制模块（激光投影\宽场激发\矢量光入射等）。 |
*此图仅作为原理示意，以实际为准 |
典型参数配置： • 温度范围：1.7K、4K（多种低温设备可选） • 测试光源：标配400 - 1100 nm，其他波长或激光光源可选配 • 空间分辨率： ＜1 μm • 位置扫描： 可实现二维扫描功能 • 偏振控制：可实现电动控制偏振测量 | • 光路切换：可实现电动化切换 • 物镜组：5X到100X，多种可见光物镜可选，其它物镜可定制 • 照明光源： 高显色LED面光源 • 信号采集：16通道芯片式样品台；16通道单独可控接地盒；前置放大探头，锁相放大器 • 软件功能：移动视场、对焦、自动化光路模式切换、自动化扫描成像、自动化偏振测量、实时处理与显示数据。 |
◆ 磁光克尔/磁圆二色测试系统
在众多的磁光测试手段中，针对磁性二维材料磁性表征的微区磁光克尔/反射磁圆二色系统，是一种高效表征二维铁磁材料磁性的手段。利用低温强磁场系统为基础的低温强磁场磁光克尔/磁圆二色测量已经成为传统磁性薄膜、二维过渡族金属硫化物、范德华异质结等材料研究的重要测量手段。
主要应用方向： • 二维材料、范德瓦尔斯异质结等弱磁材料研究 • 磁性薄膜磁畴研究 • 磁性材料表面特性研究 主要功能： • 变温克尔效应磁滞回线测试； • 磁畴扫描； • 可扩展荧光，二次谐波等功能模块； • 不同解决方案适配不同低温与磁体系统 | 主要特色： • 使用三台锁相放大器，同步采集，大幅抑制激光功率波动噪声； • 使用光弹调制器，同步获得MOKE与RMCD数据； • 从空间配置与镀膜参数严格设计及检测的光学元件组，保偏性能极佳； • 无磁反射式物镜或单个非球面镜成像，极低的法拉第效应。
*此图仅作为原理示意，以实际为准 |
典型参数配置： • 磁场强度：±7、±9 T、±12 T（其他磁场强度可选） • 温度范围：1.7K、4K（多种低温设备可选） • 支持光谱范围：532 nm、 633 nm单波长激光器 、连续激光器可选陪 • 空间分辨率： ＜5 μm • 位置扫描： 可实现二维扫描功能 | • 克尔角分辨率： ~0.5 mdeg，~1 mdeg (取决于不同配置方案) • 测量方式： 反射 • 光路切换：可实现电动化切换 • 物镜：40X无磁反射式物镜；单个非球面镜（可根据具体需求确定配置） • 照明光源： 高显色LED面光源 • 信号采集：前置放大探头；三路锁相放大器，分别配合斩波器与光弹调制器 • 软件功能：自动化测试功能 |
◆ 三阶光学非线性的Z扫描系统
Z扫描测量系统可用于研究光子材料的三阶非线性吸收特性，三阶非线性折射，三阶非线性极化率及单光子/双光子品质因子。此系统将工控机、电机控制器、Z扫描光路高度集成，设备占地小且方便移动。将样品放置好后，按操作说明可进行一键全自动测量。
主要应用方向： 表征非线性光学材料的三阶非线性光学特性，包括三阶非线性吸收系数和三阶非线性折射，三阶非线性极化率及单光子/双光子品质因子。 • 铌酸锂、ZnO等薄膜材料； • 贵金属纳米结构溶液或者薄膜材料； • 二维材料（TMDs、钙钛矿等）薄膜。 |
*此图仅作为原理示意，以实际为准 |
◆ 超快光学-泵浦探测-瞬态吸收系统
可根据用户需求定制超快光学相关的光路系统，例如下图所示的超高分辨率（10 fs） 泵浦探测系统。可根据用户的实际需求和对技术指标的特殊要求搭建个性化的测试系统。
*此图仅作为原理示意，以实际为准
其他定制化低温强磁场光谱测量解决方案
为满足用户在低温强磁场环境下更丰富个性化的实验需求，Quantum Design可提供多种功能的低温强磁场光谱测量方案。该光谱测量方案可兼容多种不同型号和品牌的低温设备，具有智能化控制，配置方案灵活可选。目前可兼容市场上知名度较高的Quantum Design完全无液氦综合物性测量系统DynaCool、Montana超精细多功能无液氦低温光学系统、Lakeshore Janis低温系列产品等。同时德国attocube公司已经推出了极为成熟且功能丰富的系列产品，包括低温强磁场拉曼显微镜（cryoRaman）、无液氦低温强磁场共聚焦显微镜（attoCFM）以及低温色心扫描成像显微镜等，这些产品精准地响应用户在拉曼光谱、荧光光谱、反射光谱、光电流、反射磁圆二色（RMCD）、磁光克尔（MOKE）等全面光谱测量方面的需求。我们诚挚地向您推荐这一系列功能全面的产品，相信它们能够满足您的多种需求。此外，若您在光谱测量实验中有更多的定制化需求，Quantum Design将为您提供定制化补充和更多选择，旨在帮助您最大化设备资源的充分利用。Quantum Design的本手册产品旨在为用户创建一个全面、高效且灵活的低温/低温强磁场下自动化光谱测量产品平台，以支持用户在低温光谱测量领域实现全面的自动化控制，助力用户在科学研究中取得更多的创新突破。
◆ Montana超精细多功能无液氦低温光学系统
Montana Instruments推出了全新超精细多功能无液氦低温光学系统⸺CryoAdvance，该系统是采用新的性能标准和架构而生产的新一代标准化产品，可使用通用型的光学桌面进行固定，使用方便。采用创新的减振技术和特殊温度稳定技术，在不牺牲任何便捷性的同时，为实验提供的温度稳定性和超低振动环境。Montana超精细多功能无液氦低温光学系统支持多种光谱测量解决方案，包含拉曼光谱，荧光，荧光寿命，反射光谱，偏振分辨二次谐波，光电流，磁光克尔与反射磁圆二色角分辨等。
主要特点： • 自动控制：智能触摸屏，“一键式操作”，实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。 • 模块化设计：多种配置可选，快速满足各种实验需求，后续升级简单。 • 最低温度：3.2 K • 振动稳定性：<5 nm（视具体配置而定） | • 降温时间：300 K-4.2K~2小时（视具体配置而定） • 样品腔空间：Φ53 mm ×100 mm（视具体配置而定） • 光学通道：多个光学窗口，近工作距离选件、集成物镜、光纤引入等多种配置可选。 电学通道：直流、高频电学通道 • CA50、CA100、S200多种型号可选 • 磁体系统可选配 |
◆ Quantum Design完全无液氦综合物性测量系统PPMS DynaCool
美国Quantum Design公司推出的完全无液氦综合物性测量系统PPMS® DynaCool™，是该系列产品的最新型号。系统完全不需要液氦等任何制冷剂，使用一个二级脉冲管制冷机同时为超导磁体和样品测量提供超低振动的低温环境。且系统主机集成了能产生<10-4Torr高真空的冷泵，优异的低温和真空环境使PPMS DynaCool系统具有全面丰富的拓展能力。可支持和实现的多种光谱测量解决方案包含拉曼光谱，荧光，荧光寿命，反射光谱，偏振分辨二次谐波，光电流角分辨，磁光克尔与反射磁圆二色角分辨等。
主要特点： • 温度范围：<1.9 K ‒ 400 K • 磁场范围：9 T、12 T、14 T可选 • 连续低温控制：能在4.2 K以下无限时控温，且能连续平滑通过4.2 K液氦相变点 | • 可控的温度扫描模式 • 完全自动化控制所有功能选件 • 主机内置冷泵提供优于10-4Torr高真空 |
◆ Lake Shore Janis低温、磁场系统（系列）
美国Lake Shore 旗下Janis Research公司成立于 1961 年，是世界重要的低温设备供应商之一。2020 年，Janis的实验室低温业务成为了Lake Shore公司的重要组成部分。为满足不断发展的低温实验需求，Janis经过技术创新、新产品开发，极大地提升了现有产品性能。
Janis的产品线非常广泛，包括各式各样的低温恒温器、各类超导磁体系统、氦循环制冷机、快速低温电学测试系统、低温实验附件、定制低温系统等。可支持和实现的多种光谱测量解决方案包含拉曼光谱，荧光，荧光寿命，反射光谱，偏振分辨二次谐波，光电流，磁光克尔与反射磁圆二色角分辨等。
主要特点： • 10 K，4 K，1.5 K无液氦低温恒温器可选 • 液氦、液氮制冷系列低温恒温器可选 | • 顶部或底部插杆式恒温器可选 • 样品可选择真空、气氛等测试环境 • 样品磁场：7 T、9T、12 T |
◆ attocube低温强磁场拉曼显微镜-cryoRaman
cryoRaman由德国attocube公司与德国WITec公司联合开发，用于低温和强磁场下的显微拉曼光谱。显微镜集成attocube的低温恒温器和纳米定位器技术，以及WITec公司拉曼显微镜。显微镜对样品进行定位后，使用压电扫描器，可以在高磁场中的低温度下进行拉曼成像。
| 主要应用方向： 二维材料拉曼光谱、荧光光谱、光电流成像、偏振荧光光谱、磁场调控光电性质、温度调控光电性质、反射光谱测量、时间分辨吸收光谱、超快光学。 主要特点： • 高空间分辨率拉曼光谱成像 • 每个像素点自动获取拉曼光谱 • 低振动闭循环低温恒温器（Z方向噪音优于0.15 nm） • 变温范围：1.8 K-300 K • 磁场强度：9T, 12T, 9T-3T, 9T-1T-1T, 5T-2T-2T • 应用范围广泛: 低温拉曼与荧光光谱 • 升级功能包含：低波数与偏振测量。 |
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◆ attocube无液氦低温强磁场共聚焦显微镜-attoCFM
德国attocube公司生产的低温强磁场共聚焦显微镜attoCFM系统，是在纳米尺度研究量子点、量子器件以及二维材料光学与电磁学性质的知名设备。其模块化的设计满足了光学实验开放性与灵活性的要求。attoCFM可提供“温度、磁场、电场、光学与样品位置”各个实验参数的广泛变化范围。
主要应用方向：
量子点器件、单层二维材料、魔角石墨烯材料、荧光光谱、电致发光光谱、拉曼光谱、光电流、电学输运性质研究等范围。
主要特点： • 超低振动，优异稳定性，可进行长时间实验测量 • 温度范围：1.8 K-300 K • 超导磁体：9T, 12T单轴磁体, 9T-3T, 9T-1T-1T矢量磁体 • 工作真空：1×10-6 mBar ~ 1大气压 • 共聚焦光学测量：拉曼光谱/荧光光谱/反射光谱/光电流/RMCD/MOKE • 低温物镜： NA大于0.8，消色差物镜 • 光学分辨率：~550 nm • 样品定位范围：5×5×4.8 mm • 样品扫描范围：30×30 μm2@4K |
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◆ attocube超低震动无液氦磁体与恒温器-attoDRY2200
德国attocube公司研发并推出了一款新型闭循环超低震动无液氦磁体与恒温器 - attoDRY2200。该系统配备超高性能减振系统、矢量磁体、自动化控制、用户友好的高精度温控，兼容attocube所有显微镜插件，特别适合于对于震动有极高要求的实验，如NV色心表征。
主要应用方向：
二维材料磁光性质研究、材料相变研究、超导材料、光谱研究、光电流测量、量子材料荧光与拉曼性质、氧化物薄膜磁性材料研究。
主要特点： • 温度范围：1.65 K-300 K • 超导磁体：单轴磁体9T, 12T • 矢量磁体：9T-3T，9T-1T-1T，5T2T-2T等 • 光学测量： attoLT-NVM低温色心扫描成像显微镜（NV色心表征） cryoRaman低温拉曼显微镜 • SPM测量：原子力/磁力/压电力/导电探针显微镜 • 电学测量： atto3DR 测量插杆 |
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◆ attocube低温物镜
市场通用的常温物镜在低温环境下会发生光轴变化，色差等等问题。德国attocube公司推出了可在低温磁场下使用的消色差物镜。特殊设计的低温物镜具有高数值孔径，收光效率高，优化光路后激光光斑直径小于1微米等特点。
主要应用方向：
低温强磁场拉曼显微镜、无液氦低温强磁场共聚焦显微镜、低温色心扫描成像显微镜。
主要特点： • 使用温度范围：10 mK-300 K • 消色差物镜，高数值孔径可高达0.82 • 消色差物镜，高工作距离 WD=5 mm, 数值孔径可达0.63-0.65 • 消色差物镜，高工作距离 WD=20mm, 数值孔径可达0.35 • 非消色差物镜可选，数值孔径可选0.55 或 0.68 • 消色差范围：405-470, 465-590, 565-770, 700-985, 985-1350, 1170-1580 nm • 光斑尺寸：可小于1微米 |
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