Design and development of a combined Raman and laser-induced fluorescence optical microscope

This thesis work proposes the design, the development and the characterization of a combined Raman and Laser-induced Fluorescence optical microscope with which to perform raster scanning spectroscopy on sample for laboratory analysis. Laser-induced Fluorescence (LIF) and Raman spectroscopies are two powerful tool for chemical analysis of both organic and inorganic materials. They both do not require any particular preparation of the sample and they are non-destructive and non-invasive techniques. They are both optical techniques and this aspect makes easier their combination, whose big advantage is their complementary: LIF gives information on electronic energy levels and Raman on vibrational levels. In this thesis work, there are also two theorical simulations.

Questa tesi propone la progettazione, lo sviluppo e la caratterizzazione di un microscopio ottico, che presenta la combinazione delle tecniche di Raman e di fluorescenza indotta da laser, con cui si esegue una misura di spettroscopia tramite scansione raster su un campione per analisi di laboratorio. Le spettroscopie di fluorescenza indotta da laser (LIF) e Raman sono due potenti metodi diagnostici per l'analisi della composizione chimica di materiali organici ed inorganici. Entrambe non richiedono alcuna preparazione del campione ed entrambe sono tecniche non distruttive e non invasive. Sono entrambe tecniche ottiche e questo aspetto rende più facile la loro combinazione, il cui grande vantaggio è nella loro complementarietà: la LIF dà informazioni sui livelli di energia elettronici e il Raman sui livelli vibrazionali. In questa tesi, verranno presentate anche due simulazioni teoriche.