奧林巴斯生物顯微鏡掃描電鏡的構成

奧林巴斯生物顯微鏡掃描電鏡的構成

奧林巴斯生物顯微鏡有一個(gè)結構比較待殊的聚光鏡。列幾個(gè)因素。在它的設計中要求考慮下

首先，透鏡內膛應有足夠空間以便容納掃描線(xiàn)圈和消像散器等組件。

其次，團聚光鏡的縮小作用使各級透鏡處的物距Pj遠大于其像距q，故慘距近似等于焦距在高分辨工作中為減小象差，掃描電鏡末透鏡的焦距應盡可能短。這就要求樣品幾乎應直接放在透鏡極靴下面。

第三，為了有效收集二次電子，而二次電子的能量?jì)H為數ev，所以樣品必須處于弱磁場(chǎng)區。這就要求物鏡磁場(chǎng)在極靴孔以下能迅速減弱，而收集二次電子的探測器必須對準并靠近樣品。

綜合以上各點(diǎn)，奧林巴斯生物顯微鏡的當前掃描電鏡的韌鏡都采用非對稱(chēng)型結構，即上極靴孔直徑（例如40mm）比廠(chǎng)極靴孔直徑（如4mm）大得多。在透鏡內膛中設置兩組掃描線(xiàn)圈5、和5z（每組含f和y兩方向的偏轉線(xiàn)圈）。下極靴面到樣品中心的垂直距離通常稱(chēng)為工作距離W。圖中的2是電子束的等效投影中心。這種結構的透鏡所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強度在下極靴的上、下平面處相差約100倍。

前面已經(jīng)提到，末光閑的引入是為了改進(jìn)圖像質(zhì)量，包括圖像的分辨率和景深。奧林巴斯生物顯微鏡由于掃描電鏡采取的是逐點(diǎn)成嫁原理，因此不難想象對樣品的分辨串與樣品上束斑的大小有關(guān)。電子透鏡中的球差、色差、衍射差等因素，使實(shí)際柬斑比理想柬斑更大。從亮度不變原理可以知道，當束流一定時(shí)。束班的大小受末透鏡對樣品所張的有效孔徑角oP所制。

奧林巴斯生物顯微鏡的在決定實(shí)際束斑的各因素中，計算表明，總效果是實(shí)際束斑近似正比于只。故電鏡末透鏡的焦距不能太大。常規掃描電鏡中的／3約為lomm，末光闌孔的最佳半徑rm約為25—50Pm。如果光闌孔過(guò)小或過(guò)大，都會(huì )使束斑增大，從而影響圖象分辨率。但是小光闌孔決定了小孔徑角，從而可提高系統的景深。而大光嗣孔可以容納更多束流通過(guò)，有利于作成分分析。因此用戶(hù)可根據不同的工作要求，自由選擇孔徑不同的末光闌片。實(shí)際工作中，除直接選用不同的光闌外，還可通過(guò)調節樣品臺的高度來(lái)實(shí)現電子柬的不同孔徑角。位于不同工作距離處的樣品，只要配合使用相應的透鏡激勵電流，使電子束正好聚焦在樣品面上，都能得到清晰的像。

奧林巴斯生物顯微鏡的掃描電鏡電子槍的高壓不及透射電鏡中那樣高，通常設定在1—50kv。電子槍的陰極可以是熱鎢絲型的，但近年來(lái)已更多采用IjB6陰極，部分電鏡上采用場(chǎng)發(fā)射槍?zhuān)�甚至肖特基熱�?chǎng)發(fā)射槍。以熱鎢絲陰極為例，在前述加速電壓下電子發(fā)射所形成的光源最小交叉截面區直徑為10一50ym。為了保證較好的分辨率，必須將它們經(jīng)聚光鏡多級縮小，在樣品表面處形成直徑為1—10nm、束流為10"一10"A的電子探針。有些工作p如電子探針微區成分分桿．要求柬流高達lo“一lo—’A．則電子探針的直徑應增至o．1—1Pm。從上述要求出發(fā)，奧林巴斯生物顯微鏡的掃描電鏡中的聚光系統常由三級電子透鏡組成，使束斑縮小率可達I／5000的量級。因末級聚光鏡系緊鄰樣品上方，且在結構設計等方面有一定特殊性，故常把它單獨列出，稱(chēng)為物鏡。但它與進(jìn)射電鏡中位于物樣下方的物鑰是不同的。

奧林巴斯生物顯微鏡表承掃描電鏡鏡筒中的電于光路�？梢钥闯龈骷壨哥R處都有固定光鬧，其孔徑約為2mm。它們的作用是擋掉—大部分無(wú)用的電子，為防止它們在鏡筒個(gè)引起漏電或其他麻煩，末透鏡處還有一個(gè)可更換光鬧，通常有三或四個(gè)不同孔徑（50一150Fnl）的光鬧排列在光嗣板上以供選用。順便指出，圖中各級光闌的尺寸并不符臺真實(shí)比例，只是定性表示它們的作用�？筛鼡Q光闌的孔徑比固定光闌小得多，它的作用在于改善圖像質(zhì)量。由于電子槍發(fā)射的電子流經(jīng)各級光閱片的攔截，所以到達樣品處的電子流數量極微