透射电子显微镜的照明系统

　透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。

　　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

　　电子光学系统（镜筒）（an electron optical column）是其核心，它的光路图与透射光学显微镜相似，如图所示，包括：照明系统，成像系统，观察记录系统。

　　图2-1 投射显微电镜构造原理和光路

　　照明系统

　　组成：由电子枪、聚光镜（1、2级）和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。

　　作用：提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度高、束斑小、束流稳定的照明源。为满足明场和暗场成像需要，照明束可在20-30范围内倾斜。

　　1. 电子枪

　　电子枪是电镜的电子源。其作用是发射并加速电子，并会聚成交叉点。 目前电子显微镜使用的电子源有两类：

　　热电子源——加热时产生电子，W丝，LaB6

　　场发射源——在强电场作用下产生电子，场发射电镜FE

　　热阴极电子源电子枪的结构如图2-2所示，形成自偏压回路，栅极和阴极之间存在数百伏的电位差。电子束在栅极和阳极间会聚为尺寸为d0的交叉点，通常为几十um。 栅极的作用：限制和稳定电流。

　　2. 聚光镜

　　从电子枪发射出的电子束，束斑尺寸大，相干性差，平行度差，为此，需进一步会聚成近似平行的照明来，这个任务由聚光镜实现，通常有两级聚光镜来聚焦。如图2-3。

　　C—为强磁透镜，

　　C—弱磁透镜，长焦，小α。 2

　　为了调整束斑大小还在C2聚光镜下装一个聚光镜光栏。通常经二级聚光后可获得N，um的电子束斑。

　　同时，为了减小像散，在C下还要装一个消像散器，以校正磁场成轴对称性的。 2

　　电子枪还可以倾斜2—30，以实现中心磁场成像