[發明專利]一種側裝光纖耦合透射電鏡數字成像方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310074213.4
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103151232A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 劉冰川;陳自謙;余英豪;曲利娟;劉慶宏
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍南京軍區福州總醫院
• 主分類號: H01J37/22
• 分類號: H01J37/22
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及透射電子顯微鏡和成像方法及其裝置，特別是涉及一種通過透射電鏡的35mm相機接口安裝、光纖耦合的、以數字方式記錄樣品的透射電子圖像或衍射花樣的透射電鏡成像方法及其裝置。

背景技術

如圖1所示，長期以來，人們通過鉛玻璃觀察窗16觀察樣品的透射電子圖像或衍射花樣11在主熒光屏13上的圖像，在確定感興趣區并用對焦屏精確調焦后通過位于主熒光屏13下方的底插式相機用底裝膠片14記錄樣品信息，或通過安裝在透射電鏡35mm相機接口10和12處的側插式相機拍攝樣品信息。自二十世紀九十年代以來，透射電鏡數字成像裝置的應用越來越普及。

陳朝慶等人在國內首先公開一種側裝鏡頭耦合型透射電鏡數字圖像系統（陳朝慶,邵貝羚,孫繼光,等.透射電鏡CCD數字圖像接收處理系統[J].現代儀器,1999(5)：8-11.）。龔丹等人介紹一種側裝鏡頭耦合型透射電鏡CCD?數字圖像系統（龔丹,曾立波,張宏波,等.透射電鏡CCD?數字圖像系統的研制[J].分析測試技術與儀器,2005,11(2):133-136.），參見圖2，該裝置主要特點是：數碼相機25和透射電子熒光屏20分別通過透射電鏡的兩個35mm相機接口10和12安裝，數碼相機25位于透射電鏡的鏡筒外，透射電子熒光屏20則位于透射電鏡的鏡筒內；光學窗口24起光學信號傳輸和真空隔離作用；步進電機22驅動透射電子熒光屏20進入或退出透射電鏡的電子光路；透射電子熒光屏20上的光學圖像經直角棱鏡21、光學窗口24和鏡頭23成像在數碼相機25上。

然而，鏡頭耦合型裝置的光耦合效率低，特別不適合只能接受低劑量電子照射的生物類樣品的觀察。根據高應俊等人的實驗研究（高應俊,姚勝利,高鳳,等.纖維光錐與CCD相機的耦合研究[J].光子學報,1999,28(10):947-950.），光錐與CCD相機耦合的光透過率在57%以上；Proxitronic?Detector?Systems（http://www.proxivision.de/datasheets/Fiber-Optical-Coupling-PR-0051E-03.pdf）在其Fiber?Optical?Couplings文中說1:1的光纖與CCD相機耦合的光透過率約70%，而F1.0大光圈鏡頭的光耦合效率在5%左右。由于鏡頭中央和邊緣的分辨率差別大，特別在大光圈時，鏡頭四周的分辨率下降很多，因而在實際產品中鏡頭耦合型裝置所用鏡頭的光圈系數一般不大于F1.4，這時的光透過率在2%左右。以光纖與CCD相機耦合的光透過率為50%，鏡頭（光圈系數F1.4）的光透過率為2%計算，光纖耦合型透射電鏡數字成像裝置的靈敏度是鏡頭耦合型裝置的25倍，特別適合生物醫學領域的應用。

現有光纖耦合型透射電鏡數字成像裝置普遍采用直行的光纖器件（光學輸入面和光學輸出面的方向一致）進行光纖（錐）與CCD的耦合。由于透射電鏡的35mm相機接口10和12空間狹小，以Philips?EM208-S透射電鏡為例，其提供的安裝空間寬為60mm，高僅為36mm，參見圖3，只能容納下專門研制的定制數碼相機32，而不能利用成熟市場上各種類型、高性能的數碼相機。除去光錐31所占用一定的高度，留給定制數碼相機32的空間非常小，不利于該定制數碼相機32的高性能設計。

發明內容

為了克服基于現有技術的側裝鏡頭耦合透射電鏡數字成像裝置靈敏度不高，光纖耦合型透射電鏡數字成像裝置由于透射電鏡的35mm相機接口空間狹小而不能利用成熟市場上高性能的數碼相機，也不利于研制高性能的定制數碼相機的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種結構獨特、容易實現的側裝光纖耦合型透射電鏡數字成像方法及其裝置。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案一是：一種側裝光纖耦合透射電鏡數字成像裝置，包括透射電鏡，所述透射電鏡的鏡筒具有兩個35mm相機接口，其中任一個35mm相機接口連接有真空密封外殼，所述真空密封外殼內設置有數碼成像器件，所述數碼成像器件連接有將樣品的透射電子圖像或衍射花樣傳輸到鏡筒外的光纖電子光學轉換器，所述光纖電子光學轉換器伸入鏡筒內。

進一步的，所述光纖電子光學轉換器包括由光纖棒制作而成的轉向光纖，所述轉向光纖的光學輸入面設有電子熒光粉層，所述電子熒光粉層表面設有與鏡筒壁導通的導電膜層。

進一步的，所述轉向光纖的光學輸入端為圓形大端，所述轉向光纖的光學輸出端為矩形小端，所述轉向光纖的光學輸入面和光學輸出面互相垂直。

進一步的，所述轉向光纖的光學輸入面的中垂線與光學輸出面之間的距離為60~160mm。