透射電子顯微鏡的結構與成像原理

透射電子顯微鏡的結構與成像原理透射電子顯微鏡是以波長極短的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦成像的一種高分辨率、高放大倍數的電子光學儀器。There are four main components to a transmission electron microscope:(1) an electron optical column(2) a vacuum system(3) the necessary electronics (lens supplies for focusing and deflecting the beam and the high voltage generator for the electron source)(4) software

電子光學系統（鏡筒）（an electron optical column）是其核心，它的光路圖與透射光學顯微鏡相似，如圖所示，包括：照明系統，成像系統，觀察記錄系統。

圖2-1 投射顯微電鏡構造原理和光路

照明系統組成：由電子槍、聚光鏡（1、2級）和相應的平移對中、傾斜調節裝置組成。作用：提供一束亮度高、照明孔徑角小、平行度高、束斑小、束流穩定的照明源。為滿足明場和暗場成像需要，照明束可在20-30范圍內傾斜。1. 電子槍電子槍是電鏡的電子源。其作用是發射并加速電子，并會聚成交叉點。 目前電子顯微鏡使用的電子源有兩類：熱電子源——加熱時產生電子，W絲，LaB6場發射源——在強電場作用下產生電子，場發射電鏡FE熱陰極電子源電子槍的結構如圖2-2所示，形成自偏壓回路，柵極和陰極之間存在數百伏的電位差。電子束在柵極和陽極間會聚為尺寸為d0的交叉點，通常為幾十um。 柵極的作用：限制和穩定電流。

2. 聚光鏡從電子槍發射出的電子束，束斑尺寸大，相干性差，平行度差，為此，需進一步會聚成近似平行的照明來，這個任務由聚光鏡實現，通常有兩級聚光鏡來聚焦。如圖2-3。

C—為強磁透鏡， C—弱磁透鏡，長焦，小α。 2 為了調整束斑大小還在C2聚光鏡下裝一個聚光鏡光欄。通常經二級聚光后可獲得N，um的電子束斑。 同時，為了減小像散，在C下還要裝一個消像散器，以校正磁場成軸對稱性的。 2 電子槍還可以傾斜2—30，以實現中心磁場成像。