透射电子显微镜的结构与成像原理

透射电子显微镜的结构与成像原理
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q、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q
电子q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q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q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