透射电子显微镜的成像原理介绍 透射电子显微镜的结构包括两部分：主要部分是照明系统、成像系统和观察摄影室；辅助部分是真空系统和电气系统。
1、照明系统
该系统分为电子枪和聚光镜两部分。电子枪由灯丝（阴极）、栅极和阳极组成。加热灯丝发射电子束。当电压施加到阳极时，电子被加速。阳极和阴极之间的电位差是总加速电压。带有能量的加速电子从阳极板上的孔中射出。发射电子束的能量与加速电压有关，栅极起到控制电子束形状的作用。电子束具有一定的发散角。调整聚光透镜后，可以看到发散角很小甚至为零的平行电子束。电子束的电流密度（束流）可以通过调节聚光透镜的电流来调节。
样品上需要照射的区域的大小与放大倍数有关。放大倍数越高，照明区域越小。因此，需要更细的电子束来照射样品。电子枪直接发射的电子束的束斑尺寸较大，相干性也较差。为了更有效地利用这些电子，获得高亮度、相干性好的照明电子束，以满足透射电子显微镜在不同倍率下的需要，电子枪枪发射的电子束需要进一步会聚，以提供不同的束斑。尺寸。 , 近似平行的照明光束。这项任务通常由两个称为聚光镜的电磁透镜完成。图中，C1和C2分别代表第一冷凝器和第二冷凝器。 C1通常保持不变，其作用是将电子枪的交叉点设置成缩小图像，其尺寸缩小一个数量级以上。此外，照明系统中安装了光束倾斜装置，可以轻松地将电子束倾斜2°至3°的范围，以便以不同的倾斜角度照射样品。
2、成像系统
该系统包括样品室、物镜、中间镜、对比光阑、衍射光阑、投影透镜等电子光学元件。样品室有一套机制，确保在频繁更换样品时不会损坏主体的真空。样品可以在 X 和 Y 方向移动，以便找到要观察的位置。会聚透镜获得的平行电子束照射样品，穿过样品后携带反映样品特性的信息。电子图像是在物镜和反差光阑的作用下形成的，再经中间镜和投影透镜放大。在荧光屏上获得最终的电子图像。
照明系统提供一束相干照明电子束，通过样品后携带样品的结构信息, 向不同方向传播（例如，当存在满足布拉格方程的晶面群时，可能会在与入射光束相交的方向产生2个角度的衍射光束）。物镜会来自样品的不同部分，具有相同的传播方向。电子会聚成后焦平面上的一个光点，向不同方向传播的电子相应地形成不同的光点。零散射角的直射光束会聚在物镜的焦点处，形成一个中心光斑。这样，在物镜的背面焦平面上就形成了衍射图案。在物镜的像面上，这些电子束重新组合以进行相干成像。通过调节中间透镜的透镜电流，使中间透镜的物面与物镜的后焦面重合，可以在荧光屏上显示出来。上述得到的衍射图样可以使中间透镜的物面与物镜的像面重合，从而得到显微图像。通过两个中间镜的配合，可以在更大的范围内调节相机的长度和放大倍率。
3.观察摄影室
电子图像反映在荧光屏上。荧光光与电子束电流成正比。用电子干板代替荧光屏拍照。干版的感光能力与其波长有关。
4. 真空系统
真空系统由机械泵、油扩散泵、离子泵、真空测量仪和真空管道组成。它的作用是排除镜筒内的气体，使镜筒的真空度至少要达到10-5托，zui 好的真空度可以达到10-9-10-10托。如果真空度低，电子和气体分子之间的碰撞会引起散射并影响对比度。还会引起电子栅与阳极之间的高压电离，引起极间放电。残留气体还会腐蚀灯丝并污染样品。
5、电源控制系统
加速电压和镜头磁流的不稳定性会引起严重的色差，降低电子显微镜的分辨率，因此加速电压和镜头电流的稳定性是衡量电子显微镜性能的重要标准。 TEM电路主要由以下部分组成：高压直流电源、透镜激励电源、偏转线圈电源、电子枪灯丝加热电源、真空系统控制电路、真空泵电源、相机驱动装置和自动曝光电路。
此外，许多高性能电子显微镜还配备了扫描附件、能谱、电子能量损失谱。 |
