透射电镜的结构及成像原理

1.透射电镜的结构

p透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。

p由电子光学系统、电源与控制系统及真空系统三部分组成。(附加仪器系统DES、WDS、EELS等)

p电子光学系统通常称镜筒，是TEM的核心，它的光路原理与透射光学显微镜十分相似。

普通光学显微镜与透射电镜(TEM)工作原理比较

u根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的是玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。

u由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格(Bragg)方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。  

电子光学系统（镜筒）其分为三部分：

          照明系统、成像系统和观察记录系统。

透射电镜另一主要部位：样品室

p样品室中有样品杆、样品杯及样品台。

p透射电镜样品既小又薄，一般放在直径3mm、厚50~100mm的载网（方孔或圆孔）上，载网放入样品杯中。

p样品台的作用是承载样品，并使样品能在物镜极靴孔内平移、倾斜、旋转以旋转感兴趣的样品区域进行观察分析。

p样品台有顶插式和侧插式两种，一般高分辨型电镜采用顶插式样品台。分析性电镜采用侧插式样品台。

p最新式的电镜上还装有双倾斜、加热、冷却和拉伸等样品台以满足相变、形变等动态观察的需要。

2.透射电镜成像原理

u阿贝光学显微镜衍射成像原理同样适合于透射电子显微镜。不仅可以在物镜的像平面获得放大的电子像，还可以在物镜的后焦面处获得晶体的电子衍射谱，其成像原理见图。

u在电镜中，物镜产生的一次放大像还要经过中间镜和投影镜的放大作用而得到最终的三次放大像；

u中间镜的物平面与物镜的像平面重合，投影镜的物平面与中间镜的像平面重合。

u中间镜把物镜给出的放大像投射到投影镜的物平面上，再由投影镜把它投影到荧光屏上。

根据阿贝成像理论：在物镜的后焦面上有衍射谱，可以通过减弱中间镜电流来增大其物距，使其物平面与物镜的后焦面相重，这样就可以把物镜产生的衍射谱透到中间镜的像平面上，得到一次放大了的电子衍射谱，再经过投影镜的放大作用，最后在荧光屏上得到二次放大的电子衍射谱。