Hvert er athugunarsvið ljóssmásjár og rafeindasmásjár
Samsetning og uppbygging ljóssmásjár Ljóssmásjá samanstendur almennt af sviði, kastljósakerfi, hlutlinsu, augngleri og fókusbúnaði. Sviðið er notað til að halda hlutnum sem á að fylgjast með. Hægt er að knýja fókusbúnaðinn með fókushnappinum til að láta sviðið hreyfast upp og niður fyrir grófa aðlögun og fínstillingu, þannig að hægt sé að fókusa hlutinn sem sést og mynda skýrt.
Efri lagið getur hreyft sig og snúist nákvæmlega í lárétta planinu og almennt stillt þann hluta sem sést að miðju sjónsviðsins. Blettljósakerfið er samsett úr ljósgjafa og eimsvala. Hlutverk eimsvalans er að einbeita meiri ljósorku að þeim hluta sem sést. Litrófseiginleikar ljósaperunnar verða að vera í samræmi við vinnuband smásjármóttakarans.
Objektlinsan er staðsett nálægt hlutnum sem á að fylgjast með og það er linsan sem gerir sér grein fyrir fyrsta stækkunarstigi. Nokkrar hlutlinsur með mismunandi stækkun eru settar upp á linsubreytirinn á sama tíma og hlutlinsurnar með mismunandi stækkun geta farið inn í vinnuljósleiðina með því að snúa breytinum. Stækkun linsunnar er venjulega 5 til 100 sinnum. Objektlinsan er sjónþátturinn sem gegnir afgerandi hlutverki í gæðum myndarinnar í smásjánni.
Algengt er að nota akkrómatískar hlutlinsur sem geta leiðrétt litfrávik fyrir tvo ljósliti; hágæða apochromatic hlutlæg linsur sem geta leiðrétt litfrávik fyrir þrjár tegundir af litaljósi; getur tryggt að allt myndflöt hlutlinsunnar sé flatt til að bæta sjónsviðið. Vökvadýfingarhlutir eru oft notaðir í stórum stækkunarhlutum, það er að segja að brotstuðullinn er 1 á milli neðra yfirborðs hlutlinsunnar og efri yfirborðs sýnisblaðsins.
5 vökvi, getur það bætt upplausn smásjárskoðunar verulega. Augnglerið er linsa staðsett nálægt mannsaugunni til að ná öðru stigi stækkunar og stækkun linsunnar er venjulega 5 til 20 sinnum. Eftir stærð sjónsviðsins sem sést má skipta augngleri í tvennt: Venjuleg augngler með minna sjónsvið og stórsviðs augngler (eða gleiðhorns augngler) með stærra sjónsvið.
Bæði sviðið og hlutlinsan verða að geta hreyfst miðað við hvert annað eftir sjónás linsunnar til að ná fókusstillingu og fá skýra mynd. Þegar unnið er með linsu með mikilli stækkun er leyfilegt fókussvið oft minna en míkron, þannig að smásjáin verður að hafa mjög nákvæman örfókusbúnað. Takmörk stækkunar smásjáarinnar eru áhrifarík stækkun og upplausn smásjáarinnar vísar til lágmarksfjarlægðar milli tveggja hluta punkta sem hægt er að greina greinilega með smásjánni.
Upplausn og stækkun eru tvö ólík en skyld hugtök. Þegar töluljósop völdu hlutlinsunnar er ekki nógu stórt, það er að segja upplausnin er ekki nógu há, getur smásjáin ekki greint fíngerða uppbyggingu hlutarins. Á þessum tíma, jafnvel þótt stækkunin sé of aukin, getur myndin sem fæst aðeins verið mynd með stórum útlínum en óljósum smáatriðum. , kallað ógilda stækkunin.
Aftur á móti, ef upplausnin uppfyllir kröfurnar en stækkunin er ófullnægjandi, hefur smásjáin getu til að leysa, en myndin er enn of lítil til að sjást greinilega með augum manna. Þess vegna, til þess að gefa fullan leik í leysisstyrk smásjáarinnar, ætti tölulega ljósopið að vera í góðu samræmi við heildarstækkun smásjáarinnar. Kastljósaljósakerfið hefur mikil áhrif á myndvirkni smásjánnar, en það er hlekkur sem notendur gleymast auðveldlega.
Hlutverk þess er að veita nægilega og samræmda lýsingu á yfirborði hlutans. Ljósgeislinn sem eimsvalinn sendir ætti að tryggja að hann fylli ljósopshorn linsunnar, annars er ekki hægt að nýta að fullu hæstu upplausn sem linsan getur náð. Í þessu skyni er eimsvalinn búinn þind með breytilegu ljósopi svipað og í ljósmyndahlutlinsunni, sem getur stillt stærð ljósopsins, og er notað til að stilla ljósop ljósgeislans þannig að það passi við ljósopshorn hlutarins. linsu.
Með því að breyta lýsingaraðferðinni er hægt að fá mismunandi athugunaraðferðir eins og dökka hluta punkta á björtum bakgrunni (kallað björt sviðslýsing) eða bjarta punkta hluta á dökkum bakgrunni (kallað dökksviðslýsing) til að uppgötva og fylgjast betur með örbyggingu. Rafeindasmásjá er tæki sem notar rafeindageisla og rafeindalinsur í stað ljósgeisla og sjónlinsa til að mynda fíngerða uppbyggingu efna í mjög mikilli stækkun byggt á meginreglunni um rafeindasjónfræði.
Upplausnarkraftur rafeindasmásjár er táknaður með lágmarksfjarlægð milli tveggja samliggjandi punkta sem hún getur leyst. Á 1970 sekúndunum var upplausn rafeindasmásjáarinnar um 0,3 nanómetrar (upplausnarkraftur mannsauga var um 0,1 mm). Nú fer hámarksstækkun rafeindasmásjár yfir 3 milljón sinnum, en hámarksstækkun ljóssmásjáarinnar er um 2000 sinnum, þannig að frumeindir sumra þungmálma og snyrtilega raða atómgrindunum í kristalnum er hægt að fylgjast beint með rafeindasmásjánni. .
Árið 1931 endurbyggðu Knorr-Bremse og Ruska frá Þýskalandi háspennusveiflusjá með köldu bakskautsútskriftarrafeindagjafa og þremur rafeindalinsum og náðu mynd sem var stækkuð meira en tíu sinnum, sem staðfesti möguleikann á rafeindasmásjárstækkaðri myndgreiningu. Árið 1932, eftir endurbætur Ruska, náði leysisstyrkur rafeindasmásjáarinnar 50 nanómetrum, um það bil tífalt upplausnarkraftur ljóssmásjáarinnar á þeim tíma, þannig að rafeindasmásjáin fór að vekja athygli fólks.
Á 1940árunum notaði Hill í Bandaríkjunum astigmatizer til að jafna upp snúningsósamhverfu rafeindalinsunnar, sem sló í gegn í upplausnarkrafti rafeindasmásjáarinnar og náði smám saman nútímastigi. Í Kína var flutningsrafeindasmásjá þróað með góðum árangri árið 1958 með 3 nanómetra upplausn og árið 1979 var hún framleidd með upplausninni 0.
3nm stór rafeindasmásjá. Þó að leysismáttur rafeindasmásjáarinnar sé mun betri en ljóssmásjáarinnar er erfitt að fylgjast með lifandi lífverum vegna þess að rafeindasmásjáin þarf að vinna við lofttæmisaðstæður og geislun rafeindageislans mun einnig valda því að lífsýnin skemmist af geislun. Önnur atriði, eins og að bæta birtustig rafeindabyssunnar og gæði rafeindalinsunnar, þarf einnig að rannsaka frekar.
Upplausnarafl er mikilvægur vísbending um rafeindasmásjárskoðun, sem tengist innfallskeiluhorni og bylgjulengd rafeindageislans sem fer í gegnum sýnið. Bylgjulengd sýnilegs ljóss er um {{0}} nanómetrar, en bylgjulengd rafeindageisla er tengd hröðunarspennunni. Þegar hröðunarspennan er 50-100 kV er rafeindageislabylgjulengdin um það bil 0.
0053 til 0,0037 nm. Þar sem bylgjulengd rafeindageislans er mun minni en bylgjulengd sýnilegs ljóss, jafnvel þó að keiluhorn rafeindageislans sé aðeins 1 prósent af ljóssmásjánni, er leysisstyrkur rafeindasmásjáarinnar enn mun betri en það. af ljóssmásjánni. Rafeindasmásjá samanstendur af þremur hlutum: linsuhylki, lofttæmikerfi og aflgjafaskáp.
Linsuhólkurinn inniheldur aðallega rafeindabyssur, rafeindalinsur, sýnishöldur, flúrljómandi skjái og myndavélabúnað. Þessir íhlutir eru venjulega settir saman í dálk frá toppi til botns; tómarúmskerfið samanstendur af vélrænum lofttæmisdælum, dreifingardælum og lofttæmilokum. Gasleiðslan er tengd við linsuhylkið; rafmagnsskápurinn samanstendur af háspennurafalli, örvunarstraumsjafnara og ýmsum stillingarstýringum.
Rafeindalinsan er mikilvægasti hlutinn af rafeindasmásjá linsu tunnu. Það notar geimrafsvið eða segulsvið sem er samhverft ás linsuhólksins til að beygja rafeindabrautina að ásnum til að mynda fókus. Hlutverk þess er svipað og kúpt glerlinsa til að stilla geislann, svo það er kallað rafeind. linsu. Flestar nútíma rafeindasmásjár nota rafsegullinsur, sem einbeita sér að rafeindum í gegnum sterkt segulsvið sem myndast af mjög stöðugum DC örvunarstraumi sem fer í gegnum spólu með skautskóm.
Rafeindabyssan er íhlutur sem samanstendur af heitri bakskaut af wolframþráðum, rist og bakskaut. Það getur sent frá sér og myndað rafeindageisla með jöfnum hraða, þannig að stöðugleiki hröðunarspennunnar þarf að vera ekki minna en einn tíu þúsundasti. Hægt er að skipta rafeindasmásjám í rafeindasmásjár með rafeindasendingu, skannaraeindasmásjár, endurskinsrafeindasmásjár og rafeindasmásjár með rafeindasmíði í samræmi við uppbyggingu þeirra og notkun.
Sendingarrafeindasmásjár eru oft notaðar til að fylgjast með fíngerðum efnum sem ekki er hægt að leysa með venjulegum smásjáum; skönnun rafeindasmásjár eru aðallega notaðar til að fylgjast með formgerð fastra yfirborðs, og einnig er hægt að sameina þær með röntgengeislunarmælum eða rafeindaorkulitrófsmælum til að mynda rafræna örnema til greiningar á efnissamsetningu; losunarrafeindasmásjár til að rannsaka rafeindafleti sem gefur út sjálfstraum.
Rafeindasmásjáin er nefnd eftir því að rafeindageislinn kemst í gegnum sýnið og stækkar síðan myndina með rafeindalinsunni. Ljósleið hans er svipuð og sjónsmásjár. Í þessari tegund rafeindasmásjáa myndast andstæðan í smáatriðum myndarinnar með því að rafeindageislan dreifist af atómum sýnisins. Þynnri eða lægri hluti sýnisins hefur minni rafeindageisladreifingu, þannig að fleiri rafeindir fara í gegnum hluthimnuna og taka þátt í myndatöku og birtast bjartari á myndinni.
Aftur á móti virðast þykkari eða þéttari hlutar sýnisins dekkri á myndinni. Ef sýnishornið er of þykkt eða of þétt mun birtuskil myndarinnar versna, eða jafnvel skemmast eða eyðileggjast með því að gleypa orku rafeindageislans. Efst á linsuhlaupi rafeindasmásjáarinnar er rafeindabyssa. Rafeindirnar eru sendar frá wolfram heitu bakskautinu og rafeindageislarnir eru einbeittir af fyrsta og öðrum þéttum.
Eftir að hafa farið í gegnum sýnið er rafeindageislinn myndaður á millispegilinn með hlutlinsunni og síðan stækkaður skref fyrir skref í gegnum millispegilinn og vörpuspegilinn og síðan myndaður á flúrljómandi skjánum eða ljóssamstæðu plötunni. Stækkun millispegilsins er hægt að breyta stöðugt frá tugum sinnum í hundruð þúsunda sinnum, aðallega með því að stilla örvunarstrauminn; með því að breyta brennivídd millispegilsins er hægt að fá rafeindasmásjármyndir og rafeindabrotsmyndir á örsmáum hlutum sama sýnis.
Til þess að rannsaka þykkari málmsneiðsýni þróaði franska Dulos rafeindasjóntækjarannsóknarstofan rafeindasmásjá með ofurháspennu með 3500 kV hröðunarspennu. Rafeindageisli skanna rafeindasmásjánnar fer ekki í gegnum sýnið heldur skannar og örvar aukarafeindir á yfirborði sýnisins. Skínkristallinn sem er settur við hlið sýnisins tekur við þessum aukarafeindum, magnar upp og stillir rafeindageislastyrk myndrörsins og breytir þar með birtustigi á skjá myndrörsins.
Beygjuspóla myndrörsins heldur samstilltri skönnun með rafeindageislanum á yfirborði sýnisins, þannig að flúrljómandi skjár myndrörsins sýnir staðfræðilega mynd sýnisyfirborðsins, sem er svipað og vinnureglan iðnaðarsjónvarps. . Upplausn rafeindasmásjár ræðst aðallega af þvermáli rafeindageislans á yfirborði sýnisins.
Stækkunin er hlutfall skönnunarmagnsins á myndrörinu og skönnunarmagnsins á sýninu, sem hægt er að breyta stöðugt úr tugum sinnum í hundruð þúsunda sinnum. Skanna rafeindasmásjáin þarf ekki mjög þunnt sýni; myndin hefur sterk þrívíddaráhrif; það getur notað upplýsingar eins og aukarafeindir, frásogaðar rafeindir og röntgengeisla sem myndast við víxlverkun rafeindageislans og efnisins til að greina samsetningu efnisins.
Rafeindabyssan og eimsvalinslinsa skannarafeindasmásjár eru nokkurn veginn þau sömu og rafeindasmásjár, en til að gera rafeindageislann þynnri er hlutlinsu og astigmatizer bætt undir þéttilinsuna og tveimur settum af gagnkvæmir hornréttir skannageislar eru settir upp inni í linsunni. spólu. Sýnahólfið fyrir neðan hlutlinsuna er búið sýnastigi sem getur hreyft, snúið og hallað.
