[發(fā)明專利]基于IP成像板的透射電鏡成像掃描系統(tǒng)及其控制方法

有效

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• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102937600A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張焱;賈春燕;陳晶;冉書能;劉國超;李增杰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G01N23/22
• 分類號: G01N23/22
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 張肖琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子學(xué)成像領(lǐng)域，具體涉及一種基于IP成像板的透射電鏡成像掃描系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

透射電鏡是一種高分辨率、高放大倍數(shù)的顯微鏡，是材料科學(xué)研究的重要手段，能提供材料的組織結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分等方面的信息。一般透射電鏡的分辨率為0.1～0.2nm，放大倍數(shù)為幾萬～幾十萬倍。現(xiàn)有技術(shù)中的透射電鏡的工作原理如下：照明系統(tǒng)發(fā)射出電子束，照射在樣品室內(nèi)的樣品上；透過樣品后的電子束攜帶有樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，經(jīng)過成像系統(tǒng)，成像在觀察室內(nèi)的熒光屏上；曝光后影像記錄在位于熒光屏下的照相室內(nèi)的膠片上。在照相室內(nèi)設(shè)置有送片盒和接片盒，膠片放在底片夾上，放置在送片盒內(nèi)，一般送片盒內(nèi)放置20~50片底片夾；已曝光的膠片通過設(shè)置在送片盒和接片盒之間的傳送帶自動傳輸?shù)浇悠袃?nèi)。然后，取出接片盒，將膠片在暗室內(nèi)的紅光條件下，顯影、定影及晾干，顯示出樣品的圖像。

現(xiàn)有技術(shù)中采用膠片進行曝光成像，而目前隨著數(shù)碼產(chǎn)品的日益普及，膠片的生產(chǎn)數(shù)量越來越少，并且質(zhì)量差，使得膠片的成像效果不好。進一步，膠片只能在暗室中操作，不能見自然光，而且膠片不能重復(fù)使用，沖洗膠片的過程也給環(huán)境帶來污染。因此，極大地影響了透射電鏡的應(yīng)用和影像效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出本發(fā)明。

本發(fā)明的一個目的在于提出一種基于IP成像板的透射電鏡成像掃描系統(tǒng)。

本發(fā)明的透射電鏡成像掃描系統(tǒng)包括：透射電鏡及掃描裝置；其中，透射電鏡中采用IP成像板，透過樣品后的電子束曝光在IP成像板上形成影像；掃描裝置對已曝光的IP成像板進行影像掃描，直接生成影像的數(shù)碼信息。

本發(fā)明的透射電鏡包括：照明系統(tǒng)、樣品室、成像系統(tǒng)、觀察室和照相室；其中，照明系統(tǒng)發(fā)射出電子束，照射在樣品室內(nèi)的樣品上；透過樣品后的電子束攜帶有樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，經(jīng)過成像系統(tǒng)，成像在觀察室內(nèi)的熒光屏上；曝光后影像記錄在位于熒光屏下的照相室內(nèi)的IP成像板上。在照相室內(nèi)設(shè)置有送片盒和接片盒，IP成像板夾在底片夾內(nèi)，放置在送片盒內(nèi)；已曝光的IP成像板通過設(shè)置在送片盒和接片盒之間的傳送帶自動傳輸?shù)浇悠袃?nèi)。

本發(fā)明采用IP成像板（Imaging?plate）取代傳統(tǒng)的膠片，IP成像板是一種既可接受模擬信息又可以實現(xiàn)模擬信息向數(shù)字化信息轉(zhuǎn)化的載體，其上設(shè)置有感光材料。電子束照射到IP成像板上，在IP成像板上形成影像，通過激光激發(fā)IP成像板上的感光材料，得到相應(yīng)的波長的光信號，收集光信號，轉(zhuǎn)換為數(shù)碼信息，以一定格式存儲于計算機中。與膠片相比，IP成像板形成影像的曝光時間短，從而提高了透射電鏡的靈敏度，操作快捷。在高于15萬放大倍數(shù)下，IP成像板的圖像對比度優(yōu)于膠片的效果；存儲在IP成像板內(nèi)的影像可以保持7天以上；IP成像板可在正常的可見光環(huán)境中操作，使用方便；IP成像板中的信息可選擇性的重復(fù)讀取，已曝光的IP成像板經(jīng)消光后，可以重復(fù)利用近兩萬次。

本發(fā)明采用掃描裝置對已曝光的IP成像板進行影像掃描，從而直接生成影像的數(shù)碼信息。本發(fā)明的掃描裝置包括：激光光源、接收器、消光燈、傳送機構(gòu)和計算機；其中，在掃描裝置內(nèi)分為激發(fā)采集區(qū)和消光區(qū)，激光光源和接收器設(shè)置在激發(fā)采集區(qū)，消光燈設(shè)置在消光區(qū)；已曝光的IP成像板由傳送機構(gòu)傳輸?shù)郊ぐl(fā)采集區(qū)，激光光源發(fā)射出激光激發(fā)IP成像板上的感光材料，得到相應(yīng)波長的光信號，接收器采集光信號，轉(zhuǎn)化為數(shù)碼信息，并將數(shù)碼信息傳送至計算機；然后，傳送機構(gòu)將IP成像板傳輸至消光區(qū)，消光燈對IP成像板進行消光。

進一步，在激發(fā)采集區(qū)和消光區(qū)之間設(shè)置有隔板，從而在消光燈發(fā)出紅光對IP成像板進行消光時，不影響同時位于激發(fā)采集區(qū)的IP成像板，因此兩個不同區(qū)域可同時并行處理，縮短圖像采集時間。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種上述基于IP成像板的透射電鏡成像掃描系統(tǒng)的控制方法。

本發(fā)明的透射電鏡成像掃描系統(tǒng)的控制方法包括：

1）照明系統(tǒng)發(fā)射出電子束，照射在樣品室內(nèi)的樣品上，透過樣品后的電子束攜帶有樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，經(jīng)過成像系統(tǒng)，成像在觀察室內(nèi)的熒光屏上，曝光后影像記錄在位于熒光屏下的照相室內(nèi)的IP成像板上；

2）將已曝光的IP成像板放置在掃描裝置內(nèi)，由傳送機構(gòu)傳輸?shù)郊ぐl(fā)采集區(qū)，激光光源發(fā)射出激光激發(fā)IP成像板上的感光材料，得到相應(yīng)波長的光信號，接收器采集光信號，轉(zhuǎn)化為數(shù)碼信息，并將數(shù)碼信息傳送至計算機；

3）傳送機構(gòu)將IP成像板傳輸至消光區(qū)，消光燈對IP成像板進行消光。

本發(fā)明的優(yōu)點：