專利名稱：電子顯微鏡的第一聚光鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子顯微鏡技術領域，尤其涉及一種電子顯微鏡的第一聚光鏡。
背景技術：
電子顯微鏡是一種可以觀察微小物質的重要儀器，可以觀察0. 25nm以下的物質。 電子顯微鏡以電子束作為照明光源，以磁透鏡或靜電透鏡作為偏轉電子的裝置，實現光學放大。電子顯微鏡在物理、化學、材料、科學研究、生命科學、地質、探礦、機械工業、電子工業等軍民領域具有非常廣泛的應用前景。電子顯微鏡通過電子束照射在樣品上，實現對樣品的觀察，電子槍和聚光鏡是電子顯微鏡的照明系統。電子顯微鏡要求聚光鏡能提供最大亮度的電子束，照射在樣品上的電子束孔徑角必須能在一定范圍內調節，照明斑點的大小可按需要選擇。聚光鏡是以電子槍的交叉點作為成像物體而成像到樣品上，一般認為電子槍交叉點的尺寸為幾十微米。為了保持一定高度并把電子束斑對樣品加熱的影響限制在最低，要求樣品處的束斑為幾個微米，對此，聚光鏡必須把電子束斑縮小，而早期的電子顯微鏡中的第一聚光鏡，對電子槍交叉點的電子束斑的縮小不是很靈話，影響了電子顯微鏡的性能。
發明內容
本發明實施方式的目的是提供一種電子顯微鏡的第一聚光鏡，用在電子顯微鏡中，能將電子槍交叉點的電子束斑進行較大地縮小，提高電子顯微鏡的性能。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明實施方式提供一種電子顯微鏡的第一聚光鏡，包括外殼、上蓋板、密封隔圈、磁環、鉛板、固定光闌組件、極靴組件、磁路線圈和水套隔圈組件；所述外殼為兩端開口的圓柱環形空腔；所述上蓋板、密封隔圈和磁環依次連接后設置在所述外殼內，上蓋板蓋住所述外殼的上端開口，在上蓋板上面設置鉛板，所述上蓋板、密封隔圈和磁環的中間部位均設有通孔，三者通孔相互連通；所述上蓋板、密封隔圈和磁環的連通后的通孔內從上至下依次設置固定光闌組件和極靴組件，所述固定光闌組件和極靴組件中間部位均設有通孔，各通孔連通作為該第一聚光鏡的電子束通路；在所述極靴組件連接處的密封隔圈和磁環外面圍繞設置所述磁路線圈，磁路線圈的上面設有水套隔圈組件，水套隔圈組件的上面為所述上蓋板，與所述上蓋板固定連接。由上述本發明實施方式提供的技術方案可以看出，本發明實施方式中通過外殼、 上蓋板、密封隔圈、磁環、鉛板、固定光闌組件、極靴組件、磁路線圈和水套隔圈組件的有機配合形成了第一聚光鏡，環繞在磁路線圈周圍的外殼、上蓋板和磁環，能匯集磁力線，當線圈流過激磁電流后，由于磁感應而使磁場增強，從而電子透鏡的作用變強。該第一聚光鏡具有結構簡單，安裝、操作方便，零部件較少，體積小，便于裝配和維修的優點。用于電子顯微鏡中能將電子槍交叉點的電子束斑進行較大地縮小，有效提高電子顯微鏡的性能。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發明實施例提供的第一聚光鏡的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的第一聚光鏡的另一角度的結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的第一聚光鏡的正視結構示意圖；圖4為圖3的A-A向剖面結構示意圖；圖5為本發明實施例提供的第一聚光鏡的外殼的結構示意圖；圖6為本發明實施例提供的第一聚光鏡的上蓋板、密封隔圈與磁環連接的結構示意圖；圖7為本發明實施例提供的第一聚光鏡的上蓋板、密封隔圈與磁環連接的正視結構示意圖；圖8為圖7的B-B向剖面結構示意圖；圖9為本發明實施例提供的第一聚光鏡的極靴組件的上極靴的結構示意圖；圖10為圖9的C-C向剖面結構示意圖；圖11為本發明實施例提供的第一聚光鏡的極靴組件的隔圈的結構示意圖；圖12為本發明實施例提供的第一聚光鏡的極靴組件的下極靴的結構示意圖；圖13為圖12的D-D向剖面結構示意圖；圖14為本發明實施例提供的第一聚光鏡的極靴組件的爆炸分解結構示意圖；圖15為本發明實施例提供的第一聚光鏡的固定光闌組件的結構示意圖；圖16為本發明實施例提供的第一聚光鏡的固定光闌組件的剖面結構示意圖；圖17為本發明實施例提供的第一聚光鏡的磁路線圈的線圈框結構示意圖；圖18為本發明實施例提供的第一聚光鏡的水套隔圈組件的結構示意圖；圖19為圖18的E-E向剖面結構示意圖；圖中各標號為1-外殼；2-上蓋板；21-密封隔圈；211-密封圈；22-磁環；3-鉛板；4-固定光闌組件；41-固定光闌座；42-壓緊螺帽；43-固定光闌片；44-固定光闌組件的通孔；45-墊圈；5-上極靴；51-上極靴的通孔；6-隔圈；61-隔圈壁上的通孔；7-下極靴； 71-下極靴的通孔；8-磁路線圈；811-上擋板；812-下擋板；813-環形立柱；814-線圈框的環槽；9-水套隔圈組件；91-水套本體；92-水套隔圈；93-水套隔圈組件的通孔。
具體實施例方式下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。本實施例提供一種電子顯微鏡的第一聚光鏡，可用在電子顯微鏡中，設置在第二聚光鏡上面，如圖1 5所示，該第一聚光鏡包括外殼1、上蓋板2、密封隔圈21、磁環22、 鉛板3、固定光闌組件4、極靴組件、磁路線圈8和水套隔圈組件9 ；其中，所述外殼1為兩端開口的圓柱環形空腔；上蓋板2、密封隔圈21和磁環22依次連接后設置在所述外殼1內，上蓋板2蓋住所述外殼1的上端開口，在上蓋板2上面設置鉛板3，所述上蓋板2、密封隔圈21和磁環22的中間部位均設有通孔，三者通孔相互連通；所述上蓋板2、密封隔圈21和磁環22的連通后的通孔內從上至下依次設置固定光闌組件4和極靴組件，所述固定光闌組件4和極靴組件中間部位均設有通孔，各通孔連通作為該第一聚光鏡的電子束通路；在所述極靴組件連接處的密封隔圈21和磁環22外面圍繞設置所述磁路線圈8，磁路線圈8上面設有水套隔圈組件9，水套隔圈組件9的上面為所述上蓋板2，與所述上蓋板2固定連接。上述第一聚光鏡中的環繞在磁路線圈8周圍的外殼1、上蓋板2和磁環22均采用軟磁材料制成，具有匯集磁力線的特性，當線圈流過激磁電流后，由于磁感應而使磁場增強，從而使電子透鏡的作用變強。如圖6 8所示，上述第一聚光鏡中的上蓋板2為圓形，其中心部位設有環形中空柱體，環形中空柱體的長度大于所述上蓋板的厚度，環形中空柱體的上端高于上蓋板2上表面形成圓形突起，環形中空柱體的下端突出于上蓋板2的底面，環形中空柱體下端端部設有環形凸臺；上述第一聚光鏡中的密封隔圈21為環形，密封隔圈21的兩端端部均設有環形凹臺，環形凹臺處均設有密封環槽，密封環槽內均設有密封圈211 ；上述第一聚光鏡中的磁環22為圓形，其中心部位設有環形空心柱體，環形空心柱體的上端高于磁環22上表面，環形空心柱體的上端端部設有環形凸臺，環形空心柱體的下端突出于磁環22的底面；上蓋板2經密封隔圈21與磁環22連接，上蓋板2的環形中空柱體下端的環形凸臺設置在密封隔圈21上端的環形凹臺內，磁環22的環形空心柱體上端的環形凸臺設置在密封隔圈下端的環形凹臺內，上蓋板2、密封隔圈21和磁環22連接后形成中間具有環形槽的截面為“干”字形結構體。上述上蓋板2、密封隔圈21和磁環22形成的這種結構體不但便于設置固定光闌組件、極靴組件和磁路線圈等各部件，并且利于匯聚磁力線，增強電子透鏡的作用，提升第一聚光鏡的性能。上述第一聚光鏡的極靴組件由上極靴5、隔圈6和下極靴7依次連接而成；其中， 如圖9、10所示，上極靴5為錐形結構，其內部設有錐形空腔，錐形空腔底部的中間部位設有通孑L 51。隔圈6結構如圖11所示，為環形中空柱，環形中空柱的上端與上蓋板內壁接觸部分的外徑大于其下端外徑，起到定位的作用，繞環形中空柱的中間部位分布設置四個通孔 61。下極靴7的結構如圖12、13所示，為倒錐形結構，其內部設有錐形空腔，錐形空腔頂部的中間部位設有通孔71。上述第一聚光鏡的極靴組件的上極靴5經隔圈6與下極靴7連接的狀態如圖14 所示。如圖15 16所示，上述第一聚光鏡中的固定光闌組件4包括固定光闌座41、壓緊螺帽42、墊圈45和固定光闌片43 ；其中，固定光闌片43通過壓緊螺帽42和墊圈45設置在固定光闌座41的底部，固定光闌片41、壓緊螺帽42、墊圈45和固定光闌座41的中間部位均設有通孔，四者的通孔連通形成供電子束通過的通孔。上述第一聚光鏡中的磁路線圈8為圓環柱形，是由漆包線纏繞在線圈框上繞制而成的線圈，其中，線圈框的結構如圖17所示，是由上、下擋板811、812和環形立柱813構成的帶有環槽814的結構體，所述漆包線繞制在線圈框的上、下擋板811、812之間的環槽814 內。如圖18 19所示，上述第一聚光鏡中的水套隔圈組件9包括水套本體91、水套隔板和水套隔圈92 ；其中，水套本體91為環形槽結構，水套本體91的環形槽側壁上分別設有進水孔和出水孔，水套本體的環形槽內設置有水套隔板(圖中未示出)，水套隔板設置在進水孔和出水孔之間，能將進水孔與出水孔分隔開，避免進、出水相互影響，水套本體91的環形槽上面通過環形的水套隔圈92覆蓋密封。本發明實施例提供的第一聚光鏡的磁路線圈為圓環柱形，其四周的由軟磁材料形成的外殼、上蓋板和磁環，起到匯集磁力線作用，當線圈有電流通過時，由于磁感應而使磁場增強，從而使電子透鏡的作用變強；極靴組件的上極靴、下極靴位于上蓋板、密封隔圈和磁環的中間，也是由軟磁材料制成，由于極靴延伸到軸附近，因此能形成磁場更強、磁場范圍更集中的透鏡磁場，使得該第一聚光鏡可利用上、下極靴間隙內的磁場對電子槍發射的電子束進行聚焦；第一聚光鏡的固定光闌裝在其上極靴的小孔上方，起到限制電子束孔徑角的作用；在第一聚光鏡的磁路線圈和上蓋板之間安裝的水套隔圈組件，可通過水來冷卻磁路線圈工作時產生的熱量。該第一聚光鏡具有結構簡單，安裝、操作方便，零部件較少，體積小，便于裝配和維修的優點。用于電子顯微鏡中能對電子槍交叉點的電子束斑進行較大地縮小，有效提高電子顯微鏡的性能。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，包括外殼、上蓋板、密封隔圈、磁環、鉛板、固定光闌組件、極靴組件、磁路線圈和水套隔圈組件；所述外殼為兩端開口的圓柱環形空腔；所述上蓋板、密封隔圈和磁環依次連接后設置在所述外殼內，上蓋板蓋住所述外殼的上端開口，在上蓋板上面設置鉛板，所述上蓋板、密封隔圈和磁環的中間部位均設有通孔， 三者通孔相互連通；所述上蓋板、密封隔圈和磁環的連通后的通孔內從上至下依次設置固定光闌組件和極靴組件，所述固定光闌組件和極靴組件中間部位均設有通孔，各通孔連通作為該第一聚光鏡的電子束通路；在所述極靴組件連接處的密封隔圈和磁環外面圍繞設置所述磁路線圈， 磁路線圈上面設有水套隔圈組件，水套隔圈組件的上面為所述上蓋板，與所述上蓋板固定連接。
2.根據權利要求1所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述上蓋板為圓形， 其中心部位設有環形中空柱體，環形中空柱體的長度大于所述上蓋板的厚度，環形中空柱體的上端高于上蓋板上表面形成圓形突起，環形中空柱體的下端突出于上蓋板的底面，環形中空柱體下端的端部設有環形凸臺；所述密封隔圈為環形，密封隔圈的兩端端部設有環形凹臺，環形凹臺處均設有密封環槽，密封環槽內均設有密封圈；所述磁環為圓形，其中心部位設有環形空心柱體，環形空心柱體的上端高于磁環上表面，環形空心柱體的上端端部設有環形凸臺，環形空心柱體的下端突出于磁環的底面；所述上蓋板、密封隔圈和磁環依次連接為上蓋板經密封隔圈與磁環連接，上蓋板的環形中空柱體下端的環形凸臺設置在密封隔圈上端的環形凹臺內，磁環的環形空心柱體上端的環形凸臺設置在密封隔圈下端的環形凹臺內，上蓋板、密封隔圈和磁環連接形成中間具有環形槽的截面為“干”字形結構體。
3.根據權利要求1所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述外殼、上蓋板和磁環均采用軟磁材料制成。
4.根據權利要求1所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述固定光闌組件包括固定光闌座、壓緊螺帽、墊圈和固定光闌片；固定光闌片通過墊圈和壓緊螺帽設置在固定光闌座的底部，固定光闌片、壓緊螺帽、墊圈和固定光闌座的中間部位均設有通孔，四者的通孔連通形成供電子束通過的通孔。
5.根據權利要求1所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述極靴組件由上極靴、隔圈和下極靴依次連接而成，其中上、下極靴也是采用軟磁材料制成。
6.根據權利要求5所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述上極靴為錐形結構，其內部設有錐形空腔，錐形空腔底部的中間部位設有通孔。
7.根據權利要求5所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述隔圈為環形中空柱，環形中空柱的上端與上蓋板內壁接觸部分的外徑大于其下端外徑，繞環形中空柱的中間部位分布設置四個通孔。
8.根據權利要求5所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述下極靴為倒錐形結構，其內部設有錐形空腔，錐形空腔頂部的中間部位設有通孔。
9.根據權利要求1所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述磁路線圈為圓環柱形，是由漆包線纏繞在線圈框上繞制而成的線圈；其中，所述線圈框為由上、下擋板和環形立柱構成的帶有環槽的結構體，所述漆包線纏繞在線圈框的上、下擋板之間的環槽內。
10.根據權利要求1所述的電子顯微鏡的第一聚光鏡，其特征在于，所述水套隔圈組件包括水套本體、水套隔板和水套隔圈；所述水套本體為環形槽結構，水套本體的環形槽側壁上分別設有進水孔和出水孔，水套本體的環形槽內設置有水套隔板，水套隔板設置在進水孔、出水孔之間，能將進水孔與出水孔分隔開，水套本體的環形槽上面通過環形的水套隔圈覆蓋密封。
全文摘要
本發明公開一種電子顯微鏡的第一聚光鏡，屬電子顯微鏡領域。包括外殼為兩端開口的圓柱環形空腔；上蓋板、密封隔圈和磁環連接后設置在外殼內，上蓋板蓋住外殼的上端開口，在上蓋板上設置鉛板，上蓋板、密封隔圈和磁環的中間部位均設有相互連通的通孔；上蓋板、密封隔圈和磁環的連通后的通孔內從上至下依次設置固定光闌組件和極靴組件，固定光闌組件和極靴組件中間部位均設有相互連通的通孔，連通后的通孔作為該第一聚光鏡的電子束通路；在極靴組件連接處的密封隔圈和磁環外面圍繞設置磁路線圈，磁路線圈上面設有水套隔圈組件，水套隔圈組件的上面為上蓋板。該第一聚光鏡結構簡單，零部件少，操作方便，便于裝配和維修，能將電子槍交叉點的電子束斑進行較大地縮小，提高電子顯微鏡性能。
文檔編號H01J37/141GK102169790SQ201110077399
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月29日 優先權日2011年3月29日
發明者于成交, 姚駿恩, 孟凡念, 崔永俊, 張春熹, 張秀艷, 楊彥杰, 董全林, 袁水平, 遲悅 申請人:北京航空航天大學