自制扫描式电子显微镜

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1、自制扫描式电子显微镜

2、第1内容显示中电子成像是在镜筒里完成的。镜筒上部是电子枪，顶端有一条V字形灯丝（即阴极）是用0.12mm钨丝做成的，通入10~30KV的负高压。第二层是栅极，它像一个漏斗，用镍做成，中心有一个2毫米的小圆孔能让电子束穿过，加速极，也是一个中央有孔的圆镍片，四周与镜筒密合（接地）。镜筒中部有第一和第二聚光镜线圈、行场偏转线圈以及物镜线圈。镜筒最底下是样品台，它有机械手，可以调节样品台上下左右与倾角。电子束打在样品上便会产生第二子电子，二次电子又再打到闪烁晶体（碘化钠）上就发出荧光，很弱的荧光要由光电倍增

3、管放大才能变成电信号。闪烁晶体和光电倍增管杯水平地安装在镜筒侧面，与镜筒垂直。请参看图2左边。镜筒内要保证约5×10-6左右的真空，故所用的真空系统至少也要扩散泵才行。500)this.style.ouseg(this)">第一、第二聚光镜以及物镜共三个线圈，其尺寸和匝数都是一样的，要求每个大约1000安匝，为方便起见，三个都绕成1000匝的空心线圈，可不加极靴；行场偏转线圈共四个，尺寸和匝数也都是一样的（行、场对称），绕好后套在四个圆柱形铜心上。偏转线圈本应该用木模绕成马鞍形，但由于扫描面积很小，线性较易保证，故绕成圆柱

4、形也无妨，见图3所示。第一、二聚光镜线圈时串联起来用，它和物镜线圈都要用恒流源供电，其电原理图见图4所示。该电路的工作原理是这样的：若把线圈与标准电阻串联，只要保证电阻两端的电压恒定，则流过线圈的电流必定是恒流的。详细的原理与其他注意事项，大家可以参考《电子报》1994年2月6日第6期第七版上本人的文章“电子显微镜用的恒流电源”。为节约篇幅，此处便不仔细讲了。调节它们的电流大小，事先要用一小片荧光屏（10平方毫米即可）代替样品水平放置在镜筒内的样品台上，抽至真空，一边看着光斑的大小，一边调节两个电位器，使光斑又圆又细小才行

5、。但是如果改变加速负高压，聚焦的情况则会变动，还需重调。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">正规的显示器应该有两个对称的显像管，长短余辉各一个，屏幕尺寸为138×99mm2（七吋），工作行频有500Hz、100Hz、50Hz及20Hz等几挡（对应的帧频为2Hz、0.2Hz、0.1Hz及0.02Hz），采用逐行扫描，所以帧频及场频。扫描频率越低图像越清楚。但由于长余辉显像管买不到，本人只好用一台九吋黑白电视机代替，由于它是中余辉管，所以行频不可能降得

6、太低，我把行频定为4000Hz，场频10Hz，比原来电视的频率低了许多倍，原有的行场扫描系统当然不能用了，管颈上的行场偏转线圈要引出来接到新的慢扫描电路上。但为保持原来的高、中压工作正常，使屏幕能发光且亮度可调，还得再买一套同型号的行场偏转线圈作为假负载接上。原来的释放电路略加改造即可沿用，当然其中的行场消隐电路要改接到新的慢扫描电路上（本人曾按图5装过显示器，可效果尚不及用现成电视机改造者佳，所以图5的电路仅供参考，不作介绍。500)this.style.ouseg(this)">行场扫描电路见图6所示，扫盲的锯齿波不论

7、行或者场均用单结晶体管产生，同时它们又是同步电路。单结晶体管产生的锯齿波，分别由两块集成功放放大后驱动显示器及镜筒内的行场偏转线圈。因为行场偏转线圈均系电感，为获得良好的线性，驱动电流应当是锯齿波，线圈两端的电压应当是矩形波，但在实践中情况没那么单纯，调节起来也是比较困难的。电位器P1、P2是调节行、场频率的，用示波器监视着，分别调成4000和10Hz即可锁住。另外四个电位器都是用来调节扫描幅度的，其中调节镜筒内扫描幅度的两个电位器，实际上就起着调节图像放大倍数的作用，图上已有说明。为简化起见，本人在扫描电路中没有设置线性

8、补偿电路。500)this.style.ouseg(this)">电子束加速高压电源见图7所示，它的主电路是一个它激式高频500)this.style.ouseg(this)">既然图7这高压电源电路性能又好稳定度又高，那么其他高压电源为河不可借鉴呢！闪烁体电源时正高压。所以只需把倍压整流器的二极管极性调一下，并把比较器的两个输入端也对调一下即可，见图8所示。光电倍增管用的高压电源也如法炮制，只不过不必使用倍压整流了，见图9岁所示。（过去本人所制作的扫描电镜中，这两个电源，是借用成品JGY-3型高压稳压电源）。500)th

9、is.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">灯丝电源电路已绘于图10中，亦采用它激式开关电源，次级至少要用一毫米粗的线来绕，因为高频电流难以测量，故先接到一只汽车大灯（50W者）上试，电位器开到最大时，能点得发红才行。工作时，因为次级上带有数万伏高