透射电镜原理
电子光学系统、真空系统和电子学系统是组成透射电镜的三大要素。
电子光学系统
电子光学系统即电镜的镜体,基本上是一个电子系统,一端是电子源,另一端是观察和记录系统,中间是安装样品的装置。
1.照明系统
由电子枪和聚光镜组成。其作用是为成像系统提供一个亮度高、尺寸小、高稳定的照明电子束。
电子枪是电镜的照明源,由灯丝阴极、栅极 (或称韦氏圆筒)和加速阳极组成。
聚光镜的作用是将来自电子枪的电子会聚到样品上,通过它来控制照明电子束斑大小,电流密度和孔径角。
2.成像系统
包括样品室、物镜、中间镜和投射镜(或两个中间镜或两个投射镜构成4~5个透镜系统)。
(1)样品室:室内有样品台,电镜的样品载于载网上,载网放在样品架(或称样品筒)上。
(2)物镜:其作用是形成样品的第一级放大像和通过调节物镜线圈的激励电流,相应地改变物镜的焦距从而对像进行聚焦。物镜是电镜的最关键部分,由它获得第一幅具有一定分辨本领的电子放大像。物镜中任何缺陷都将被成像系统其他透镜进一步放大。因此,电镜的分辨本领主要取决于物镜的分辨本领。
(3)中间镜和投射镜:中间镜的作用是把物镜形成的一次放大像或衍射花样投射到投射镜的物平面上,再由投射镜放大投射到荧光屏上而获得终像。
投射镜的作用是把中间镜形成的二级放大像再放大投射到荧光屏上,从而形成终像。
3.像的观察和记录系统
在投射镜下面是像的观察和记录系统。
在荧光下面是照相暗盒,它和电磁快门、曝光表组成像的记录系统,用于把终像拍摄记录下来。现代透射电镜一般还配备有CCD相机,实现数字化成像,结合相关的软件还可以进行图像的分析处理。
透射电镜的原理
透射电镜的原理是由照明部分提供的有一定孔径角和强度的电子束平行地投影到处于物镜物平面处的样品上,通过样品和物镜的电子束在物镜后焦面上形成衍射振幅极大值,即第一幅衍射谱。这些衍射束在物镜的象平面上相互干涉形成第一幅反映试样为微区特征的电子图象。通过聚焦(调节物镜激磁电流),使物镜的象平面与中间镜的物平面相一致,中间镜的象平面与投影镜的物平面相一致,投影镜的象平面与荧光屏相一致,这样在荧光屏上就察观到一幅经物镜、中间镜和投影镜放大后有一定衬度和放大倍数的电子图象。由于试样各微区的厚度、原子序数、晶体结构或晶体取向不同,通过试样和物镜的电子束强度产生差异,因而在荧光屏上显现出由暗亮差别所反映出的试样微区特征的显微电子图象。电子图象的放大倍数为物镜、中间镜和投影镜的放大倍数之乘积,即M=M。·Mr·Mp。