Otimização de um sistema de espectroscopia micro-raman portátil

Abstract

This work consists in the optimization of a portable micro-Raman spectroscopy system, in terms of hardware and software.The existing system uses a green light laser, depends on a bench computer and the image obtained from the samples through the microscope is observed on a display, without the possibility of registering the images. In addition, the software for obtaining the spectra is not suitable, since it displays the scale in wavelength (nm) instead of wavelength number (cm-1) and does not allow any manipulation of the obtained spectra.Therefore, the system was adapted to a new red laser by changing the filter system in the microscope probe, adjusting the monochromator, guiding the inclusive diffraction network, and calibrating the spectra acquisition software using a calibrated mercury lamp.Another adjustment made was the connection of the observation camera of the samples in the microscope directly to the computer, so that it was possible to register the images of the samples and properly focus the microscope.Finally, a new software was developed to collect the spectra, change the spectral scale from wavelength (in nm) to Raman deviation (in cm-1), and manipulate the spectra, which can now be subtracted from the baseline, compare spectra with each other and perform mathematical operations between spectra.This Master's thesis does not develop any new methods or methodology. There was a need to fill gaps and develop ways to increase the portability of micro-Raman spectroscopy outside the laboratory in an efficient and effective way.

O presente trabalho consiste na otimização de um sistema de espectroscopia micro-Raman portátil, em termos de hardware e de software.O sistema existente utiliza um laser de luz verde, depende de um computador de bancada e a imagem obtida das amostras através do microscópio é observada num visor, sem a possibilidade de gravação das imagens. Além disso, o programa informático de obtenção dos espectros não é adequado, uma vez que apresenta a escala em comprimento de onda (nm) em vez de número de onda (cm-1) e não permite nenhuma manipulação dos espectros obtidos.Assim, adaptou-se o sistema a um novo laser vermelho, alterando o sistema de filtros na sonda do microscópio, ajustando o monocromador, orientando a rede de difração inclusa, e calibrando o software de aquisição de espectros, utilizando uma lâmpada calibrada de mercúrio.Outra adaptação feita foi a ligação da câmara de observação das amostras no microscópio diretamente ao computador, de modo a ser possível registar as imagens das amostras e focar devidamente o microscópio.Finalmente, foi elaborado um novo software para recolha dos espectros, alterar a escala espectral de comprimento de onda (em nm) para desvio Raman (em cm-1), e manipulação dos espectros, podendo-se agora subtrair a linha de base, comparar espectros entre si e fazer operações matemáticas entre espectros.Esta tese de mestrado não desenvolve nenhum método ou metodologia novos. Existia a necessidade de colmatar lacunas e desenvolver formas de aumentar a portabilidade da espectroscopia micro-Raman fora do laboratório de modo eficiente e eficaz.