奥林巴斯生物显微镜扫描电镜的构成

奥林巴斯生物显微镜扫描电镜的构成

奥林巴斯生物显微镜有一个结构比较待殊的聚光镜。列几个因素。在它的设计中要求考虑下

首先，透镜内膛应有足够空间以便容纳扫描线圈和消像散器等组件。

其次，团聚光镜的缩小作用使各级透镜处的物距Pj远大于其像距q，故惨距近似等于焦距在高分辨工作中为减小象差，扫描电镜末透镜的焦距应尽可能短。这就要求样品几乎应直接放在透镜极靴下面。

第三，为了有效收集二次电子，而二次电子的能量仅为数ev，所以样品必须处于弱磁场区。这就要求物镜磁场在极靴孔以下能迅速减弱，而收集二次电子的探测器必须对准并靠近样品。

综合以上各点，奥林巴斯生物显微镜的当前扫描电镜的韧镜都采用非对称型结构，即上极靴孔直径（例如40mm）比厂极靴孔直径（如4mm）大得多。在透镜内膛中设置两组扫描线圈5、和5z（每组含f和y两方向的偏转线圈）。下极靴面到样品中心的垂直距离通常称为工作距离W。图中的2是电子束的等效投影中心。这种结构的透镜所产生的磁场强度在下极靴的上、下平面处相差约100倍。

前面已经提到，末光闲的引入是为了改进图像质量，包括图像的分辨率和景深。奥林巴斯生物显微镜由于扫描电镜采取的是逐点成嫁原理，因此不难想象对样品的分辨串与样品上束斑的大小有关。电子透镜中的球差、色差、衍射差等因素，使实际柬斑比理想柬斑更大。从亮度不变原理可以知道，当束流一定时。束班的大小受末透镜对样品所张的有效孔径角oP所制。

奥林巴斯生物显微镜的在决定实际束斑的各因素中，计算表明，总效果是实际束斑近似正比于只。故电镜末透镜的焦距不能太大。常规扫描电镜中的／3约为lomm，末光阑孔的最佳半径rm约为25—50Pm。如果光阑孔过小或过大，都会使束斑增大，从而影响图象分辨率。但是小光阑孔决定了小孔径角，从而可提高系统的景深。而大光嗣孔可以容纳更多束流通过，有利于作成分分析。因此用户可根据不同的工作要求，自由选择孔径不同的末光阑片。实际工作中，除直接选用不同的光阑外，还可通过调节样品台的高度来实现电子柬的不同孔径角。位于不同工作距离处的样品，只要配合使用相应的透镜激励电流，使电子束正好聚焦在样品面上，都能得到清晰的像。

奥林巴斯生物显微镜的扫描电镜电子枪的高压不及透射电镜中那样高，通常设定在1—50kv。电子枪的阴极可以是热钨丝型的，但近年来已更多采用IjB6阴极，部分电镜上采用场发射枪，甚至肖特基热场发射枪。以热钨丝阴极为例，在前述加速电压下电子发射所形成的光源最小交叉截面区直径为10一50ym。为了保证较好的分辨率，必须将它们经聚光镜多级缩小，在样品表面处形成直径为1—10nm、束流为10"一10"A的电子探针。有些工作p如电子探针微区成分分杆．要求柬流高达lo“一lo—’A．则电子探针的直径应增至o．1—1Pm。从上述要求出发，奥林巴斯生物显微镜的扫描电镜中的聚光系统常由三级电子透镜组成，使束斑缩小率可达I／5000的量级。因末级聚光镜系紧邻样品上方，且在结构设计等方面有一定特殊性，故常把它单独列出，称为物镜。但它与进射电镜中位于物样下方的物钥是不同的。

奥林巴斯生物显微镜表承扫描电镜镜筒中的电于光路。可以看出各级透镜处都有固定光闹，其孔径约为2mm。它们的作用是挡掉—大部分无用的电子，为防止它们在镜筒个引起漏电或其他麻烦，末透镜处还有一个可更换光闹，通常有三或四个不同孔径（50一150Fnl）的光闹排列在光嗣板上以供选用。顺便指出，图中各级光阑的尺寸并不符台真实比例，只是定性表示它们的作用。可更换光阑的孔径比固定光阑小得多，它的作用在于改善图像质量。由于电子枪发射的电子流经各级光阅片的拦截，所以到达样品处的电子流数量极微