显微镜镜头原理？ 扫描电子显微镜的原理

网上有很多关于显微镜镜头原理？的问题，也有很多人解答有关扫描电子显微镜的原理的知识，今天艾巴小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

内容导航：

一、显微镜镜头原理？

二、扫描电子显微镜的原理结构

一、显微镜镜头原理？

光学显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反射镜组成。目镜和物镜都是凸透镜，焦距不同。物镜的凸透镜的焦距小于目镜的凸透镜的焦距。物镜相当于投影仪的镜头，通过物镜将物体倒置放大。目镜相当于一个普通的放大镜，实像通过目镜变成一个直立放大的虚像。

二、扫描电子显微镜的原理结构

扫描电子显微镜(SEM)有一个直径为50mm的电光源，由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后。在2-30KV的加速电压下，电子束通过2-3个电磁透镜组成的电子光学系统会聚成孔径角小、束斑5-10m的电子束，聚焦在样品表面。末级透镜装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在样品表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用，产生二次电子、背反射电子、X射线和其他信号。

这些信号由不同的接收器接收并放大，以调节荧光屏的亮度。因为通过扫描线圈的电流与显像管相应偏转线圈上的电流同步，所以从样品表面任何一点发出的信号都对应于显像管屏幕上相应的亮点。也就是说，当电子束击中样品上的一点时，荧光屏上会出现一个亮点，其亮度与激发的电子能量成正比。也就是说，扫描电镜采用的是逐点成像的图像分解方式。

光斑成像的顺序是从左上到右下，直到扫描完最后一行右下的像素，这意味着一帧图像完成。这种扫描方法称为光栅扫描。扫描电子显微镜由电子光学系统、信号采集与显示系统、真空系统和电源系统组成。(SEM是用来代替扫描电子显微镜的。)真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。真空柱是一个密封的圆柱形容器。真空泵用于在真空柱中产生真空。

有三大类：机械泵、油扩散泵、涡轮分子泵。机械泵和油扩散泵的组合可以满足装有钨枪的SEM的真空要求，但对于装有场发射枪或六硼化镧枪的SEM，则需要机械泵和涡轮分子泵的组合。成像系统和电子束系统都装在真空柱中。真空柱的底部是右图所示的密封室，用于放置样品。

之所以使用真空，主要是基于以下两个原因：电子束系统中的灯丝在普通气氛下会迅速氧化失效，所以在使用SEM时除了使用真空外，通常还需要用纯氮气或惰性气体充满整个真空柱。为了增加电子的平均自由程，更多的电子用于成像。电光系统由电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室组成。其功能是获得扫描电子束作为产生物理信号的激发源。

为了获得高信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有高亮度和尽可能小的束斑直径。电子枪的作用是利用阴极和阳极灯丝之间的高电压产生高能电子束。目前，大多数扫描电子显微镜使用热阴极电子枪。

其优点是灯丝价格相对较低，对真空度要求不高。但其缺点是钨丝热离子发射效率低，发射源直径大。即使通过二级或三级聚光镜，样品表面的电子束光斑直径也在5-7nm，因此仪器的分辨率受到限制。目前，高档扫描电镜采用六硼化镧(LaB6)或场发射电子枪，使二次电子像的分辨率达到2nm。但是这种电子枪需要很高的真空度。

电磁透镜的主要作用是逐渐缩小电子枪的束斑，即将原来直径约50m m的束斑缩小到只有几nm的小束斑。其工作原理与透射电镜中的电磁透镜相同。扫描电子显微镜一般有三个聚光镜片，前两个透镜是强透镜，以减小电子束的光斑尺寸。第三个聚光镜是长焦距的弱透镜，把样品放在这个透镜下面可以避免磁场对二次电子轨迹的干扰。

扫描线圈的作用是提供样品表面入射电子束和荧光屏上阴极射线管中电子束的同步扫描信号。改变样品表面上入射电子束的扫描振幅，以获得具有所需放大率的扫描图像。扫描线圈是点晶体的重要组成部分，一般放在最后两个透镜之间，有的放在最后一个透镜的空间。4样品间样品间的主要部件是样品台。

它不仅可以在三维空间移动，还可以倾斜和旋转。样品台的移动范围一般可达40 mm，倾斜范围至少约50度，旋转360度。各种类型的探测器也应放置在样品室。信号采集的效率与相应探测器的放置位置密切相关。样品台还可以配备各种附件，如加热、冷却或拉伸样品台上的样品，进行动态观察。

近年来，为了满足断裂物体等大型零件的需要，开发了125mm以上的大型样品台。它的作用是探测入射电子产生的物理信号，然后被文章放大，作为成像系统的调制信号。不同的物理信号需要不同类型的检测系统，大致可以分为三类：电子探测器、应急荧光探测器和X射线探测器。

扫描电子显微镜中最常用的电子探测器由闪烁体、光导管和光电倍增管组成。当信号电子进入闪烁体时，会引起电离；当离子与自由电子复合时，就会产生可见光。光子沿未被吸收的光导管传输到光电倍增管被放大并转换成电流信号输出，电流信号经文章放大器放大后成为调制信号。

该检测系统的特点是输出与原始信号成正比，信号范围宽，频带宽(10Hz-1MHz)，增益高(105-106)，噪声低。

由于镜筒中的电子束和显像管中的电子束同步扫描，荧光屏上的亮度根据样品上激发的信号强度进行调制，探测器接收到的信号强度随样品的表面状况而变化，于是信号监测系统输出的抗营养产品表面状况的调制信号在图像显示和记录系统中被转换成与样品表面特征一致的放大扫描图像。

以上就是关于显微镜镜头原理？的知识，后面我们会继续为大家整理关于扫描电子显微镜的原理的知识，希望能够帮助到大家！