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透射电镜系统是由哪些部分组成的

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透射电镜是目前材料科学领域常用的分析仪器,广泛地应用于各个领域。透射电镜,全称透射电子显微镜,简称TEM,是一种把经加速和聚集的电子束透射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度等相关,因此可以形成明暗不同的影像,影像在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏,胶片以及感光耦合组件)上显示出来的显微镜。 

TEM系统由以下几部分组成:

1、电子枪:发射电子。由阴极,栅极和阳极组成。阴极管发射的电子通过栅极上的小孔形成射线束,经阳极电压加速后射向聚光镜,起到对电子束加速和加压的作用。

2、聚光镜:将电子束聚集得到平行光源。聚光镜处在电子枪的下方,一般由2~3级组成,从上至下依次称为第1、第2聚光镜(以C1 和C2表示)。C1和C2的结构相似,但极靴形状和工作电流不同,所以形成的磁场强度和用也不相同。C1为强磁场透镜,C2为弱磁场透镜,各级聚光镜组合在一起使用,可以调节照明束斑的直径大小,从而改变了照明亮度的强弱。

3、样品杆:装载需观察的样品。样品台必须能做水平面上X、Y方向的移动,以选择、移动观察视野,相对应地配备了2个操纵杆或者旋转手轮,这是一个精密的调节机构,每一个操纵杆旋转10圈时,样品台才能沿着某个方向移动3mm左右。现代高档电镜可配有由计算机控制的马达驱动的样品台,力求样品在移动时精确,固定时稳定;并能由计算机对样品做出标签式定位标记,以便使用者在需要做回顾性对照时依靠计算机定位查找,这是在手动选区操作中很难实现的。

4、物镜:聚焦成像,一次放大。致力于提高一台电镜的分辨率指标的核心问题,便是对物镜的性能设计和工艺制作的综合考核。尽可能地使之焦距短、像差小,又希望其空间大,便于样品操作,但这中间存在着不少相互矛盾的环节。

5、中间镜:二次放大,并控制成像模式(图像模式或者电子衍射模式)。

6、投影镜:三次放大。对中间镜和投影镜这类放大成像透镜的主要要求是:在尽可能缩短镜筒高度的条件下,得到满足高分辨率所需的最高放大率,以及为寻找合适视野所需的最低放大率;可以进行电子衍射像分析,做选区衍射和小角度衍射等特殊观察;同样也希望它们的像差、畸变和轴上像散都尽可能地小。

7、荧光屏:将电子信号转化为可见光,供操作者观察。荧光屏的中心部分为一直径约10cm的圆形活动荧光屏板,平放时与外周荧屏吻合,可以进行大面积观察。使用外部操纵手柄可将活动荧屏拉起,斜放在45°角位置,此时可用电镜置配的双目放大镜,在观察室外部通过玻璃窗来精确聚焦或细致分析影像结构;而活动荧光屏完全直立竖起时能让电子影像通过,照射在下面的感光胶片上进行曝光。

8、CCD相机:电荷耦合元件,将光学影像转化为数字信号。

 

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