徠卡體視顯微鏡的成像系統
一、徠卡體視顯微鏡的物鏡單元
徠卡顯微鏡物鏡是zui重要的成像透鏡,常被認為是電鏡的心臟。物鏡的像差也是各級成像透鏡中影響zui大的。所以對物鏡的要求是盡量減小像差,尤其是球差、色差、衍射差和像散。因為它們決定了電鏡的分辨率。為提高分辨率,應該減小物鏡的焦距;為了實現高放大,應該把樣品放入物鏡場中接近其物方焦點處,這就是徠卡磁浸沒物鏡的情況。樣品以上區域中的透鏡場實際起著進一步聚束的作用。因此對于物鏡的上半部分常稱為聚光物鏡,而下半部分才是常規概念的物鏡。減小物鏡光闌的孔徑可以減小電子束的有效孔徑角酌,從而減小球差和色差量,但是它將增加衍射差。所以必須加以綜合權衡。zui后,物鏡的激勵電流應有*的穩定性,這樣也有利于抑制色差。
徠卡體視顯微鏡的成像系統的工作原理。有兩組互相交替排列的線包,每組由四個互相垂直的線圈組成。當線圈中通有電流時就能產生磁場。根據線圈繞制方向及電流方向,在近光袖區可分別形成磁極N和5。它們對電子束產生一種附加的作用力。在垂直于光袖的平面中這種校正力也具有橢圓形。通過改變電流的方向和大小,可以調節這些磁極的位置和強弱,zui終達到*補償原物鏡場的橢圓性,實現消像散的作用。當然這種校正力是有一定限度的。過大的像散量還要靠其它途徑來解決,例如定期清洗已污染的物鏡光闌等。需要著重強調的是;為了得到的高分辨圖像,必須特別重視消像散這一環節。
徠卡體視顯微鏡的物鏡單元中還有一塊可動光闌板,上有幾個孔徑不等的光闌片,可供不同目的實驗時選用。低反差樣品可選用小孔光闌,厚樣品和高分辨像工作〔指相位襯度像)可采用較大孔的光闌,而進行電子衍射實驗時必須撤出物鏡光闌。通常樣品放在物鏡的前(即物方)焦點附近,而物鏡光闌位于物鏡的后(即像方)焦面中。物鏡磁場又集中分布在縫隙很小的極靴處,因此保證樣品支架、徠卡體視顯微鏡物鏡可動光闌板以及極靴孔槽面的平行度尤為重要。
二、中間鏡和投影鏡
徠卡體視顯微鏡往往中間鏡工作于弱激勵狀態,而投影鏡是強激勵式的。因為投影鏡的成像乎面是固定的、觀察圖像用的熒光屏,所以在不同的放大模式中盡管各中間接的電流可以有各種變動,但是它們zui終所成的“像”,也就是投影鏡的“物”,應該位于光軸上的比較穩定的位置處。這樣投影鏡的物距變化不會太大。為保證其成像在固定的熒光屏上,投影鏡的電流一般不必作大大的調整。從像差的角度來看,這兒級中的電子束有效孔徑角。已變得很小,故重要的只是暗變。這是因為經物鏡放大后,這幾級透鏡的“物”具有離鈾高度(r)較大的特點。