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扫描电子显微镜的电子光学系统

    扫描电子显微镜的电子光学系统包括以下四个部分:
  • 电子枪
  • 电磁聚光镜
  • 扫描线圈
  • 光阑组件
    电子枪是为了获得较高的信号强度和扫描像,由电子枪发射的扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。常用的电子枪有三种:普通热阴极三极电子枪、六硼化镧阴极电子枪和场发射电子枪,其性能如表1所示。

表1 几种类型电子枪性能比较

   
电子枪构造示意图
    电磁聚光镜其功能是把电子枪的束斑逐级聚焦缩小,因照射到样品上的电子束光斑越小,其分辨率就愈高。扫描电子显微镜通常都有三个聚光镜,前两个是强透镜,缩小束斑,第三个透镜是弱透镜,焦距长,便于在样品室和聚光镜之间装入各种信号探测器。为了降低电子束的发散程度,每级聚光镜都装有光阑。为了消除像散,装有消像散器。
    扫描线圈其作用是使电子束偏转,并在样品表面作有规则的扫动,电子束在样品上的扫描动作和在显像管上的扫描动作由同一扫描发生器控制,保持严格同步。当电子束进入偏转线圈时,方向发生转折,随后又由下偏转线圈使它的方向发生第二次转折,再通过末级透镜的光心射到样品表面。在上下偏转线圈的作用下,在样品表面扫描出方形区域,相应地在样品上也画出一副比例图像。
    扫描电镜的倍率放大是通过改变电子束偏转角度来实现放大倍率的调节。因为观察用的荧光屏尺寸是一定的,所以电子束偏转角越小,在试样上扫描面积越小,其放大倍率M越大。
M=Ac(CRT上扫描振幅)/As(电子束在样品表面扫描振幅)
    放大倍率一般是20~20×104倍。

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