电子显微镜第一章电子光学基础与电子透镜.ppt

电子显微镜第一章电子光学基础与电子透镜
*
第一节 电子光学基础
光的折射
n1
n2
v1
v2
θ
γ
*
光学透镜成像
A
B
B’
A’
F
F
L1
L2
f
电子显微镜第一章电子光学基础与电子透镜
*
第一节 电子光学基础
光的折射
n1
n2
v1
v2
θ
γ
*
光学透镜成像
A
B
B’
A’
F
F
L1
L2
f
*
球差
成像误差
*
加发散透镜消除球差
*
平面B
透镜平面
物
P
光轴
平面A
成像误差
像散
*
色差
成像误差
*
聚焦和景深
*
(1-1)
电子的波动性及其波长
运动的微观粒子具有波动性，也就是说每一束匀速直线运动的微观粒子都与一个波相对应，这个波的波长与粒子的运动速度、粒子质量m之间存在以下关系：
*
表1-1 电子波长(经过相对论修正)
加速电压(kV)
电子波长（ Å ）
加速电压(kV)
电子波长（ Å ）
1
2
3
4
5
10
20
30








40
50
60
80
100
200
500
1000








*
U1
U2
v1
v2
θ
γ
vt1
vt2
电场中等电位面与光学系统中两介质界面起着相同的作用。
电子在静电场中的运动
*
电子在磁场中的运动
*
第二节 电子透镜
S
I
电子在轴对称磁场中的运动轨迹
*
静电透镜
光学玻璃凸透镜
*
聚焦原理
磁 透 镜
*
*
*
软铁
线圈
极靴
d
z
强磁透镜构造图
磁透镜构造
*
*
O
z
带铁壳的带极靴的透镜
O’
*
有极靴
B（z）
没有极靴
无铁壳
z
磁感应强度分布图
*
磁透镜的光学性质
*
电磁透镜和光学透镜的比较
静电透镜和磁透镜的比较
*
第三节 电子透镜的缺陷和理论分辨距离
*
α
P’
P’’
透镜
物
P
光轴
球 差
最小散焦斑
N
M
*
最小散焦斑半径
球 差
还原到物平面上
消除方法
*
理想像
枕形畸变像
桶形畸变像
旋转畸变像
像 畸 变
*
像 散
平面B
PA
弱聚焦方向
物
P
光轴
PB
fA
平面A
强聚焦方向
*
还原到物平面上
像 散
最小散焦斑半径
电磁式消像散器
N
S
N
S
S
S
N
N
S
S
消除方法
*
色 差
*
最小散焦斑，还原到物平面上，半径为
电子束能量变化的原因
消除方法
色 差
*
在电子透镜中，球差对分辨本领的影响最为重要，因为没有一种简便的方法使其矫正，而其它象差，可以通过一些方法消除。
*
电子透镜的理论分辨本领
衍射效应确定的透镜的分辨本领
电镜情况下
球差确定的透镜的分辨本领
*
电子透镜的理论分辨本领
考虑球差和衍射两种效应：
相应的最佳分辨本领：
*
目前通用的比较精确的理论分辨率公式和最佳孔径角公式为：
将各类电镜缺陷的影响减至最小，电子透镜的分辨本领比光学透镜提高了一千倍左右。
电子透镜的理论分辨本领
*
R
P
Q
Df
L1
L2
透镜
象平面
2X
2MX
α
L1
L2
D1
2d最小M
P1
屏
透镜
α
α1
场深示意图
焦深示意图
第五节 电子透镜的场深和焦深
*
焦深关系式
场深关系式
谢谢观看