大家好~我又来拆电镜了!
上次给大伙拆了全网首拆!扫描电镜专用 , 英国牛津产X射线能谱分析仪(EDS) , 今天给大伙拆一下这个镜子的电子枪吧 。
为啥要拆电子枪呢?这个话题要从遥远的2019年说起 , 那时还没有疫情爆发 , 那时还没有过年放假 , 深圳一位老大哥看我折腾的难受 , 于是说要支援我半套残废的镜子直接研究 , 于是乎镜子就在今年4月份到家了 。
但是呢这玩意没有驱动部分 , 没有电控部分也没有图纸手册 , 所以想要知道电子枪上这一大把电缆的连接定义 , 就只能拆了 。
这套镜子到家之后经过别扭的拆解 , 上楼组装真空系统 , 从到处漏气收拾到能抽到5e-6Torr , 难为了我一个多月 , 眼看着收拾利索的真空系统要拆解破坏重新来调 , 心情格外蛋疼但是不拆也没办法 , 找不到接线定义等于废铁 , 最后纠结一个多月(其实是懒)决定开干!
废话不多说了上图各位开始看戏
首先上图镜子组装完之后镜体和自己焊接的不锈钢角铁机架(电控部分还没做只做了真空系统逻辑控制部分)


电子枪顶端灯丝仓 , 打开可以看到里面的韦氏冒(栅极)里面包裹的是灯丝

透过电子枪真空管路接口向内看 , 可以看到电子枪的两个电极——栅极和阳极

韦氏冒拔下来可以看到里面的灯丝 , 放大可以看到发叉型灯丝的尖端在栅极孔的正中心



OK开拆电子枪本体 , 电子枪总览

去掉灯丝栅极组件的阳极帽部分

特写 , 可以看到阳极帽上被电子打过的痕迹 , 可以猜测这个镜子用的时间不算短

拆掉第一级镜筒组件 , 可以看到第一层电子透镜(电子透镜用来汇聚电子束)

第一级电子透镜光栅特写

拆掉螺丝拿出第一级电子透镜和阳极帽总成 , 可以看到里面的电子透镜线圈

线圈特写 , 此组线圈用来对电子枪的电子束光斑进行形变矫正 , 每次更换灯丝之后阴极(灯丝)栅极相对于阳极的位置就会发生微小的变化 。
这些变化会导致电子束打在最终样品上的光斑由圆形变成椭圆形 , 导致电镜在高倍率(10000X)下相场模糊或者被观测物体有形变 。
这时就需要用到这两组线圈来校正光斑 , 使光斑达到最完美的圆形来消除这种畸变


阳极帽特写 , 灯丝通电被加热后电子会溢出在韦氏冒(栅极)周围形成电子云 , 在阳极电场的吸引下高速射出行程电子束

阳极组件和光栅管


拧开阳极帽后看到电子枪校正线圈组的真面目 , 该组线圈由两组组成每组线圈又分为X和Y两个方向 。
给不同线圈施加电压从而达到校正的目的



第一组拆解完毕 , 接下来的一组镜筒内是聚焦电磁透镜组 。
该组线圈由两个聚焦线圈组成 , 硕大而厚实的线圈可以提供强有力的磁场将电子束聚焦到几nm的光斑 , 从而达到200000X的放大倍率 。

线圈特写

拆掉聚焦线圈组后 , 就看到了最核心的扫描和相差校正线圈组 , 该组线圈外面铁壳内还有一组物镜线圈 。

电子束射出聚焦透镜组后 , 进入扫描线圈组的光栅


拆开聚焦透镜组后端的盖板 , 里面还有一个手动光栅组件 , 该组件可以人为选择电子束的光斑直径

光栅背面特写

光栅正面特写 , 以看到两个光栅上都有电子束打过的痕迹 , 而且颜色都不相同很好看 。
眼尖的您能看得到光栅孔的位置吗?

光栅组件拆完之后 , 有个奇怪的结构类似涡旋压缩机的转子一层一层围绕在光栅杆外围


考虑良久分析之后 , 想到这个结构部件的可能用途之一是吸收打在光栅板上的溅射电子 , 防止溅射电子被带入下一级电子透镜和光栅 。

聚焦透镜组出射光栅

扫描透镜组入射光栅


取出光栅头后的扫描透镜组件和物镜总成

物镜(本质是一个锥形电磁线圈)

拆掉物镜外壳后内部的结构

物镜外壳锈蚀严重

值得庆幸的是物镜光栅是纯紫铜的并没有受到腐蚀

被电子溅射形成色斑的物镜镜筒


物镜镜筒光栅

小心翼翼的抽出扫描线圈组件

组件内各类电磁透镜的极靴管

线圈组特写 , 从左至右依次为:第一级辅助聚焦线圈 , 像散修正线圈组(8枚空心小线圈) , 扫描线圈 , 第二级辅助聚焦线圈 。

来源:数码之家