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  • 透射電鏡的成像原理

    2016-05-20技術資料

    透射電鏡的成像原理

    ???? 阿貝首先提出了相干成像的一個新原理,即衍射譜 (傅立葉變換)和兩次衍射成像的概念,并用傅立葉變換來闡明顯微鏡成像的機制。1906? 年波特以一系列試驗證實了阿貝成像原理。透射電鏡中的成像原理就是利用阿貝成像原理。

    ??? 根據光學中的阿貝成像理論,當一平行光束照射到具有周期結構特點的物樣時會產生衍射現 ,如圖2-10(b)?所示。除零級衍射束(即透射束)外,還有各級衍射束,經過透鏡L(物鏡)的聚焦作用,在其后焦面上形成衍射振幅的極大值,如圖中的S2ˊ,S 1ˊ,S 0,S 1,S 2 …… 等各級衍射譜,每一個振幅極大值又可看成為次級相干波源,由它們發出的次級波在像平面上相干成像。圖中像平面上的I 1?????? ,I 0?? 及I 1?? ˊ就是周期結構物點O 1? ,O 0?? 和O 1??? ˊ的像。這樣阿貝的透鏡衍射成像可分為兩個過程:一是平行光束受到具有周期特點物樣的散射作用形成各級衍射譜,即物的信息通過衍射譜呈現出來;二是各級衍射波通過干涉重新在像平面上形成反映物特征的像。顯然,這要求從物樣同一點出發的各級衍射波在經過上述兩個過程后必須在像平面上匯聚為一點,圖中,從O 1發出的各級衍射波最后在像平面上I1點成像;而從物樣不同點發出的同級平行散射波經過透鏡后都聚焦到后焦面上的同一點,只有這樣才能形成反映物樣特點的傳統意義的像。參與成像的次級波越多,疊加的像越與物接近。

    ??? 在電子顯微鏡中,用電子束代替平行入射光束,用薄膜狀的樣品代替周期性結構物體,就可重復以上衍射過程。在透射電子顯微鏡中,物鏡在像平面形成的一次放大像往往要由中間鏡與投影鏡再做兩次放大投射到熒光屏上,這稱為物的三級放大像。改變中間鏡的電流,使中間鏡的物平面從一次像平面移到物鏡的后焦面,可得到衍射譜。若讓中間鏡的物面從后焦面向下移到一次像平面,就可得到像。這就是為什么透射電鏡既能得到衍射譜又能觀察像的原因。

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