一種基于IP成像板的透射電鏡成像及掃描系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于IP成像板的透射電鏡成像及掃描系統。本實用新型專利技術的透射電鏡成像及掃描系統包括：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，直接生成影像的數碼信息。本實用新型專利技術采用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，并且操作快捷，圖像對比度高；存儲在IP成像板內的影像可以保持7天以上；IP成像板可在正常的可見光環境中操作；IP成像板中的信息可選擇性的重復讀取或消光，能夠重復利用近兩萬次。因此，本實用新型專利技術在可方便地觀察圖像的細節的同時，消除資源浪費和環境污染，提高測量精度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電子學成像領域，具體涉及一種基于IP成像板的透射電鏡成像及掃描系統。
技術介紹
透射電鏡是一種高分辨率、高放大倍數的顯微鏡，是材料科學研究的重要手段，能提供材料的組織結構、晶體結構和化學成分等方面的信息。一般透射電鏡的分辨率為O.1 O. 2nm，放大倍數為幾萬 幾十萬倍。現有技術中的透射電鏡的工作原理如下照明系統發射出電子束，照射在樣品室內的樣品上；透過樣品后的電子束攜帶有樣品內部的結構信息，經過成像系統，成像在觀察室內的熒光屏上；曝光后影像記錄在位于熒光屏下的照相室內的膠片上。在照相室內設置有送片盒和接片盒，膠片放在底片夾上，放置在送片盒內，一般送片盒內放置2(Γ50片底片夾；已曝光的膠片通過設置在送片盒和接片盒之間的傳送帶自動傳輸到接片盒內。然后，取出接片盒，將膠片在暗室內的紅光條件下，顯影、定影及晾干，顯示出樣品的圖像。現有技術中采用膠片進行曝光成像，而目前隨著數碼產品的日益普及，膠片的生產數量越來越少，并且質量差，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，而且膠片不能重復使用，沖洗膠片的過程也給環境帶來污染。因此，極大地影響了透射電鏡的應用和影像效果。
技術實現思路
針對以上現有技術中存在的問題，提出本技術。本技術的目的在于提出一種基于IP成像板的透射電鏡成像及掃描系統。本技術的透射電鏡成像及掃描系統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，直接生成影像的數碼信息。本技術的透射電鏡包括照明系統、樣品室、成像系統、觀察室和照相室；其中，照明系統發射出電子束，照射在樣品室內的樣品上；透過樣品后的電子束攜帶有樣品內部的結構信息，經過成像系統，成像在觀察室內的熒光屏上；曝光后影像記錄在位于熒光屏下的照相室內的IP成像板上。在照相室內設置有送片盒和接片盒，IP成像板夾在底片夾內，放置在送片盒內；已曝光的IP成像板通過設置在送片盒和接片盒之間的傳送帶自動傳輸到接片盒內。本技術采用IP成像板(Imaging plate)取代傳統的膠片，IP成像板是一種既可接受模擬信息又可以實現模擬信息向數字化信息轉化的載體，其上設置有感光材料。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IP成像板上的感光材料，得到相應的波長的光信號，收集光信號，轉換為數碼信息，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15萬放大倍數下，IP成像板的圖像對比度優于膠片的效果；存儲在IP成像板內的影像可以保持7天以上；IP成像板可在正常的可見光環境中操作，使用方便；IP成像板中的信息可選擇性的重復讀取，已曝光的IP成像板經消光后，可以重復利用近兩萬次。本技術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碼信息。本技術的掃描裝置包括激光光源、接收器、消光燈、傳送機構和計算機；其中，在掃描裝置內分為激發采集區和消光區，激光光源和接收器設置在激發采集區，消光燈設置在消光區；已曝光的IP成像板由傳送機構傳輸到激發采集區，激光光源發射出激光激發IP成像板上的感光材料，得到相應波長的光信號，接收器采集光信號，轉化為數碼信息，并將數碼信息傳送至計算機；然后，傳送機構將IP成像板傳輸至消光區，消光燈對IP成像板進行消光。進一步，在激發采集區和消光區之間設置有隔板，從而在消光燈發出紅光對IP成像板進行消光時，不影響同時位于激發采集區的IP成像板，因此兩個不同區域可同時并行處理，縮短圖像采集時間。本技術的優點(I)由于IP成像板能在可見光環境下操作，因此可省去暗室環境，并且IP成像板可以重復使用近2萬次，消除資源浪費和環境污染；(2)靈敏度更高，使學生和研究人員能夠容易觀察到對電子束敏感的樣品；(3)可以得到和膠片相同的成像視野，適用于任何透射電鏡，IP成像板有很好的耐強輻照性能，電子衍射斑和零級斑的強光束不會灼傷IP成像板；(4)膠片的動態范圍大約在200范圍以內，而IP成像板的動態范圍可以達到IO4數量級，可以在很弱光強的情況下，得到豐富的具有層次感的圖像；(5)由于IP成像板的“光致發光”呈現線性特點，故而該線性信號強度使得衍射圖案電子計量的測量成為可能；(6) IP成像板可以通過掃描裝置把圖像信息直接轉換成數碼信息，可方便地觀察圖像的細節。附圖說明圖1為本技術的基于IP成像板的透射電鏡成像及掃描系統的透射電鏡的結構示意圖；圖2為本技術的基于IP成像板的透射電鏡成像及掃描系統的掃描裝置的實施例一的結構示意圖；圖3為本技術的基于IP成像板的透射電鏡成像及掃描系統的掃描裝置的實施例二的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖，通過實施例詳細描述本技術的實施方式。如圖1所示，本技術的透射電鏡包括照明系統11、樣品室12、成像系統13、觀察室14和照相室15 ;其中，照明系統11發射出電子束，照射在樣品室內12的樣品上121 ；透過樣品121后的電子束攜帶有樣品121內部的結構信息，經過成像系統13，成像在觀察室14內的熒光屏141上；曝光后影像記錄在位于熒光屏141下的照相室15內的IP成像板上；在照相室內設置有送片盒151和接片盒，IP成像板夾在底片夾內，放置在送片盒151內；已曝光的IP成像板通過設置在送片盒151和接片盒之間的傳送帶自動傳輸到接片盒內。本技術中采用IP成像板代替了膠片，曝光后的IP成像板在掃描裝置中生成影像的數碼信息。本技術的掃描裝置可以通過以下兩種實施方式實現。實施例一如圖2所示，在本實施例中，掃描裝置包括激光光源21、接收器22、消光燈23、傳送機構24、計算機和外殼25 ;其中，在外殼25內分為激發采集區A和消光區B，激光光源21和接收器22設置在激發采集區A，消光燈23設置在消光區B ;傳送機構24的一端的上表面設置有接片盒152，已曝光的IP成像板放置在接片盒152中，另一端的下表面設置有送片盒151 ；IP成像板從接片盒152的底部的狹縫彈出，由傳送機構24傳輸到激發采集區A，激光光源21發射出激光激發IP成像板上的感光材料，得到相應波長的光信號，接收器22采集光信號，轉化為數碼信息，并將數碼信息傳送至位于外殼25外面的計算機；然后，傳送機構24將IP成像板傳輸至消光區B，消光燈23對IP成像板進行消光；消光后的IP成像板由傳送機構24傳輸到設置在傳送機構24另一端的下表面的送片盒151中。計算機將圖片的數碼信息存儲在存儲器中，并從顯示器直接顯示圖片。在激發采集區A和消光區B之間設置有隔板26，從而在消光燈23發出紅光對IP成像板進行消光時，不影響同時位于激發采集區A的IP成像板，因此兩個不同區域可同時并行處理，縮短圖像采集時間。照明系統11以陰極電子槍燈絲發出的自由電子作為光源，再通過幾十至幾百千伏的高壓電場對電子束進行加速，而獲得波長較短、能量更高的電子束。一定波長的電子束照射在樣品室12內的樣品 121上，并發生物理作用。這樣，透過樣品后的電子束就攜帶樣品內部的結構信息，被成像系統13將信息投射在熒光屏本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種透射電鏡成像及掃描系統，其特征在于，所述透射電鏡成像及掃描系統包括：透射電鏡及掃描裝置；其中，所述透射電鏡中采用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；所述掃描裝置對已曝光的IP成像板進行影像掃描，直接生成影像的數碼信息。

【技術特征摘要】
1.一種透射電鏡成像及掃描系統，其特征在于，所述透射電鏡成像及掃描系統包括透射電鏡及掃描裝置；其中，所述透射電鏡中采用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；所述掃描裝置對已曝光的IP成像板進行影像掃描，直接生成影像的數碼信息。2.如權利要求1所述的透射電鏡成像及掃描系統，其特征在于，所述掃描裝置包括激光光源(21)、接收器(22)、消光燈(23)、傳送機構(24)和計算機；其中，在所述掃描裝置內分為激發采集區(A)和消光區(B)，所述激光光源(21)和接收器(22)設置在激發采集區(A)，所述消光燈(23)設置在消光區(B);已曝光的IP成像板由傳送機構(24)傳輸到激發采集區(A)，所述激光光源(21)發射出激光激發IP成像板上的感光材料，得到相應波長的光信號，所述接收器(22)采集光信號，轉化為數碼信息，并將數碼信息傳送至計算機；然后，所述傳送機構(24)將IP成像板傳輸至消光區(B)，所述消光燈(23)對IP成像板進行消光。3.如權利要求2所述的透射電鏡成像及掃描系統，其特征在于，所述掃描裝置包括激光光源(21)、接收器(22)、消光燈(23)、傳送機構(24)、計算機和外殼(25);其中，在所述外殼(25)內分為激發采集區(A)和消光區(B)，所述激光光源(21)和接收器(22)設置在激發采集區(A)，消光燈(23)設置在消光區(B);所述傳送機構(24)的一端的上表面設置有接片盒(152)，已曝光的IP成像板放置在接片盒(152)中，另一端的下表面設置有送片盒(151);IP成像板從接片盒(152)的底部的狹縫彈出，由所述傳送機構(24)傳輸到激發采集區(A)，所述激光光源(21)發射出激光激...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張焱，賈春燕，陳晶，冉書能，劉國超，李增杰，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：實用新型
國別省市：