กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM), ประเภทของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีสามระบบที่จำเป็น: (1) ปืนอิเล็กตรอนที่ผลิตลำแสงอิเล็กตรอนและระบบคอนเดนเซอร์ซึ่งมุ่งเน้นลำแสงไปยังวัตถุ (2) การผลิตภาพ ระบบประกอบด้วยเลนส์ใกล้วัตถุระยะเคลื่อนย้ายตัวอย่างและเลนส์ระดับกลางและโปรเจคเตอร์ซึ่งมุ่งเน้นอิเล็กตรอนที่ผ่านตัวอย่างเพื่อสร้างภาพที่แท้จริงขยายภาพสูงและ (3) ระบบบันทึกภาพซึ่งแปลงภาพอิเล็กตรอน ในบางรูปแบบที่เห็นได้ด้วยตามนุษย์ ระบบบันทึกภาพมักจะประกอบด้วยหน้าจอเรืองแสงสำหรับการดูและโฟกัสภาพและกล้องดิจิตอลสำหรับบันทึกถาวร นอกจากนี้ยังมีระบบสูญญากาศซึ่งประกอบด้วยปั๊มและเกจและวาล์วที่เกี่ยวข้องและอุปกรณ์จ่ายไฟ

ทดสอบ

แบบทดสอบอิเล็กทรอนิกส์ & Gadgets

ข้อใดไม่ใช่โทรศัพท์?

ปืนอิเล็กตรอนและระบบคอนเดนเซอร์

แหล่งที่มาของอิเลคตรอนหรือแคโทดนั้นเป็นไส้ทังสเตนที่มีความร้อนรูปตัววีหรือในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงแท่งปลายแหลมแหลมของวัสดุเช่นแลนทานัมเฮกซาโบรไมด์ ไส้หลอดถูกล้อมรอบด้วยตารางควบคุมบางครั้งเรียกว่ากระบอก Wehnelt โดยมีรูรับแสงส่วนกลางจัดเรียงอยู่บนแกนของคอลัมน์ ปลายยอดของแคโทดถูกจัดให้อยู่ที่หรือสูงกว่าหรือต่ำกว่ารูรับแสงนี้ แคโทดและกริดควบคุมมีค่าลบเท่ากับแรงดันไฟฟ้าเร่งที่ต้องการและมีฉนวนจากส่วนที่เหลือของเครื่องมือ อิเล็กโทรดสุดท้ายของปืนอิเล็กตรอนคือขั้วบวกซึ่งมีรูปแบบของดิสก์ที่มีรูตามแนวแกน อิเล็กตรอนออกจากแคโทดและตัวป้องกันเร่งไปที่ขั้วบวกและถ้าความเสถียรของแรงดันสูงเพียงพอแล้วให้ผ่านรูรับแสงตรงกลางที่พลังงานคงที่ การควบคุมและการจัดตำแหน่งของปืนอิเล็กตรอนนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำให้มั่นใจในการทำงานที่น่าพอใจ

ความเข้มและรูรับแสงมุมของลำแสงถูกควบคุมโดยระบบคอนเดนเซอร์เลนส์ระหว่างปืนและชิ้นงาน อาจใช้เลนส์เดี่ยวเพื่อรวมลำแสงเข้ากับวัตถุ แต่โดยทั่วไปจะใช้คอนเดนเซอร์คู่ ในครั้งนี้เลนส์ตัวแรกมีความแข็งแรงและสร้างภาพที่ลดลงของแหล่งที่มาซึ่งจะถูกถ่ายภาพโดยเลนส์ที่สองลงบนวัตถุ การจัดเรียงแบบนี้ประหยัดพื้นที่ระหว่างปืนอิเล็กตรอนและเวทีวัตถุและมีความยืดหยุ่นมากขึ้นเนื่องจากการลดขนาดของภาพของแหล่งกำเนิด (และขนาดสุดท้ายของพื้นที่ส่องสว่างบนชิ้นงาน) อาจแตกต่างกันอย่างมากโดยการควบคุม เลนส์แรก การใช้ขนาดจุดเล็ก ๆ ลดการรบกวนในชิ้นงานเนื่องจากความร้อนและการฉายรังสี

ระบบสร้างภาพ

ตารางชิ้นงานทดสอบจะดำเนินการในที่ยึดขนาดเล็กในขั้นตอนตัวอย่างเคลื่อนย้ายได้ เลนส์ใกล้วัตถุมักจะมีความยาวโฟกัสสั้น (1–5 มม. [0.04–0.2 นิ้ว]) และให้ภาพระดับกลางที่แท้จริงซึ่งขยายเพิ่มเติมโดยเลนส์หรือเลนส์ของโปรเจคเตอร์ เลนส์โปรเจ็กเตอร์เดียวอาจมีช่วงกำลังขยาย 5: 1 และโดยการใช้ชิ้นส่วนที่เปลี่ยนได้ในโปรเจ็กเตอร์อาจทำให้ได้ช่วงการขยายที่กว้างขึ้น เครื่องมือสมัยใหม่ใช้เลนส์โปรเจ็กเตอร์สองตัว (หนึ่งตัวเรียกว่าเลนส์ระดับกลาง) เพื่อให้มีกำลังขยายที่มากขึ้นและเพื่อให้กำลังขยายโดยรวมมากขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มความยาวทางกายภาพของคอลัมน์ของกล้องจุลทรรศน์

สำหรับเหตุผลในทางปฏิบัติของความเสถียรของภาพและความสว่างไมโครสโคปมักใช้งานเพื่อให้กำลังขยายสุดท้ายที่ 1,000–250,000 ×บนหน้าจอ หากจำเป็นต้องมีการขยายครั้งสุดท้ายที่สูงขึ้นอาจได้มาจากการขยายภาพหรือดิจิตอล คุณภาพของภาพสุดท้ายในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนนั้นขึ้นอยู่กับความถูกต้องของการปรับเชิงกลและไฟฟ้าที่เลนส์ต่าง ๆ ถูกจัดเรียงให้อยู่ในแนวเดียวกันกับระบบส่องสว่าง เลนส์ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรสูง สำหรับมาตรฐานความละเอียดสูงสุดจำเป็นต้องรักษาเสถียรภาพทางอิเล็กทรอนิกส์ให้ดีกว่าหนึ่งส่วนในล้านส่วน การควบคุมกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ทันสมัยนั้นดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์เฉพาะนั้นพร้อมใช้งาน

บันทึกภาพ

ภาพอิเล็กตรอนมีสีเดียวและต้องมองเห็นได้ด้วยตาโดยอนุญาตให้อิเล็กตรอนตกลงบนหน้าจอเรืองแสงที่ติดตั้งที่ฐานของคอลัมน์กล้องจุลทรรศน์หรือโดยการจับภาพดิจิทัลเพื่อแสดงบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ รูปภาพคอมพิวเตอร์จะถูกจัดเก็บในรูปแบบเช่น TIFF หรือ JPEG และสามารถวิเคราะห์หรือประมวลผลภาพก่อนที่จะเผยแพร่ การระบุพื้นที่เฉพาะของภาพหรือพิกเซลที่มีคุณสมบัติเฉพาะช่วยให้สามารถเพิ่มสีปลอมลงในภาพขาวดำ สิ่งนี้สามารถช่วยในการตีความและสอนการมองเห็นและสามารถสร้างภาพที่ดึงดูดสายตาจากภาพดิบ