[發明專利]高能電子3D成像裝置及方法

有效

• 申請號: 201910149803.6
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109872937B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 趙全堂;張子民;馬圓圓;曹樹春;申曉康
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: H01J37/22
• 分類號: H01J37/22;H04N13/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種高能電子3D成像裝置，其特征在于，包括：

電子槍，用于發射電子束；

加速器，用于將所述電子束加速以獲得高能電子束；

束流運輸組件，用于傳輸所述高能電子束，以及，調控所述高能電子束的束流品質；

其中，高能電子束在傳輸過程中穿過待成像樣品，與所述待成像樣品發生碰撞，并在所述待成像樣品內部發生散射和透射后，所述高能電子束的橫向分布特征將富含所述待成像樣品的結構信息；

旋轉支架，用于放置待成像樣品，調節所述待成像樣品的預置放置角度；

探測器系統，用于接收所述高能電子束，獲取因接收所述高能電子束而形成的第一成像，并存儲所述第一成像的圖像數據；

點對點磁透鏡成像系統，用于放大所述第一成像及調節所述第一成像的清晰度；

3D重建系統，用于通過3D重建算法處理所述第一成像的圖像數據，以得到所述待成像樣品的3D成像。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旋轉支架的位置設于所述束流運輸組件和所述點對點磁透鏡成像系統之間。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述旋轉支架包括：

置物平臺，用于放置所述待成像樣品；

支架底座，用于支撐所述置物平臺，以及，調整所述置物平臺的預置放置角度，所述置物平臺可相對于所述支架底座旋轉180°。

4.一種高能電子3D成像方法，應用于根據權利要求1至3任意一項所述的高能電子3D成像裝置，所述高能電子3D成像裝置包括電子槍、加速器、束流運輸組件、旋轉支架、點對點磁透鏡成像系統、探測器系統和3D重建系統，其特征在于，包括：

S1，發射電子束；

S2，將所述電子束加速以獲得高能電子束；

S3，傳輸所述高能電子束，并調控所述高能電子束的束流參量；

S4，調節待成像樣品的預置放置角度；

S5，所述高能電子束穿過所述待成像樣品，形成第一成像；

S6，放大所述第一成像，以及，調節所述第一成像的清晰度；

S7，獲取所述第一成像，并存儲所述第一成像的圖像數據；

S8，重復上述步驟S4～S7，獲取所述待成像樣品在所述預置放置角度的所述第一成像；

S9，通過3D重建算法處理所述待成像樣品的所述第一成像的圖像數據，以得到所述待成像樣品的3D成像。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征還在于，所述高能電子束穿過所述待成像樣品包括：

所述高能電子束與所述待成像樣品發生碰撞，并在所述待成像樣品內部發生散射和透射后，所述高能電子束的橫向分布特征將富含所述待成像樣品的結構信息。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述高能電子束穿過所述待成像樣品，形成所述第一成像包括：

所述高能電子束打在所述探測器系統內的高能電子衍射熒光屏上形成所述第一成像。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一成像包含所述待成像樣品的結構信息。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述調節待成像樣品的預置放置角度包括：

按順時針或逆時針方向，旋轉用于放置所述待成像樣品的置物平臺，使所述置物平臺的角度在所述順時針或逆時針方向上將增加5°。

9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述3D重建算法對所述待成像樣品的所有所述第一成像進行分析處理，獲取所述待成像樣品在不同角度的二維信息，根據所述二維信息進行三維重建，以得到所述待成像樣品的所述3D成像。

10.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述調控所述高能電子束的束流品質包括調節所述高能電子束在橫向相空間內的分布及調節所述高能電子束橫向分布的均勻度。