奧林巴斯生物顯微鏡——聚焦系統

奧林巴斯生物顯微鏡為了要電子束在樣品表面上掃描，必須在電子透鏡區以外的無場空間中，使用附加的掃描線圈，在線圈中通以電流從而使原來沿直線行進的電子軌跡發生偏轉。如果把光軸方向稱為2鈾，則光柵狀掃描就是指電子束既有x方向的掃描（行掃），又有y方向的掃描（幀掃）。根據I刀r印仍力的原理可知，橫向磁場Hv可使縱向運行的電子束受到X方向的偏轉，而另一種橫向磁場兌可引起電子束的丫方向偏轉，如果掃描線圈中的電流呈鋸齒波形式．則電子軌跡的偏轉量將從零開始逐漸加大，至某一定值后又立刻回到原來的零位移。鋸齒波的周期了對應于一次行掃或幀掃。顯然行掃周期7’h比幀掃周期70小得多。兩者的比值決定了電子束在樣品上掃描的一幀中所包含的行數，也稱為掃描光柵的線數N，N＝7M／7六。因為奧林巴斯生物顯微鏡掃描電鏡中采用的工作距離很小，故掃描線圈只能放在末透鏡的物方空間，即讓電子束進入該透鏡場區之前；先受到橫向偏轉。為了使沿軸射來的電子束都能參與成像，而不致被偏轉一次就打到鏡簡壁或其他組件上。所以電鏡中應該采用上、下兩組掃描線圈（每組均包括x和17偏轉的二個線圈），使電子束偏轉兩次后在末光闡孔中心處與光獨相交，并進入透鏡場區。

前面已經提到：奧林巴斯生物顯微鏡樣品上電子束的掃描與顯像管中電子束的掃描嚴格同步。所以顯像管熒光屏上的圖樣是樣品被掃描區的放大像。設顯像管熒光屏的寬度為B，它是固定值（如B＝10dn），6代表樣品上被掃區的寬度，則掃描像的放大倍數為：它基本上取決于顯像管中偏轉線圈電流與鏡簡中掃描線圈電流之比。實際的情況是：顯像管中偏轉線圈電流值保持恒定，它通過一個衰減網絡與鏡筒中掃描線圈串聯。所以奧林巴斯生物顯微鏡鏡筒中的掃描電流值較小，而且可以靈活改變。這樣掃描電鏡圖像的放大倍數就可以很方便地變動。此外，在選定掃描電流檔以后，改變樣品所處的工作距離，也可改變樣品上被掃區的寬度，從而調節圖像的放大倍數。

需要注意的是：當奧林巴斯生物顯微鏡樣品統一定軸傾轉時，在垂直于傾軸的方向、樣品上的實際被掃區長度加大，因此圖像在這個方向上的放大倍數比平行于傾軸方向的減小。如果樣品上有方形的細節，則在匡像中卻發生了形變。圖3—5表示傾斜畸變的成因和在圖像中的表現實例。原來方形的網格因樣品的傾轉變成／矩形的，而岡格上的小球無論怎樣傾轉，它的投影都是圓。多數掃描電鏡中部有傾斜畸變的校正單元，但要注意掌握正確的使用方法‘

奧林巴斯生物顯微鏡掃描圖像的聚焦是靠調節末透鏡的激勵電流來實現的。調焦的實質是使電子柬聚成的zui細柬斑剛好落在樣品面上。這樣逐點掃報形成的像是zui情晰的。檢查樣品是否已調焦，應該采用高一檔的放大倍數，并力求在圖像中呈現出盡可能多的細節。

奧林巴斯生物顯微鏡影響圖像清晰度而可以設法校正的一種像差是保散。和透射電鏡中一樣，掃描電鏡鏡簡的下部也裝有一個消像散器。應該認真調節消像器才能保證得到好的圖像。如果像散量過大消像散器的校正場已不足補償其缺陷，就必須盡快清洗電鏡的光路區，尤其是本透鏡和末光田部分。

奧林巴斯生物顯微鏡掃描電鏡的主要功能是顯示塊狀樣品的表面形態。為使凹凸不平的樣品表面能全域清晰成像，對掃描電鏡的景深就有一定要求。掃描電鏡中樣品以下沒有任何透鏡，電子光學系統的焦深就是電鏡允許樣品清晰成像的景深。所以焦深和景深這兩個述語在這里可以任意運用。從（1一路）和（1—24）得知，掃描電鏡的景深D決定于樣品上電子束的7L徑角《p以及電鏡對樣品的分辨串式。例如九＝10nm，吟＝5xlo—：rad，則景深0＝2．OPm。這說明當電鏡處于分辨率極限的工作條件時，樣品表面高差在2．oym以內者，均能全面清晰成嫁。實際上圖像的清晰度常由人肉眼的分辨率（9B＝o．2mm）或熒光屏記錄圖像的分辨率（納＝50Pm）來判定。因為久44＝6e或6x，所以景深還勺所用的放大倍數4f有關G放大倍數Af越低，電子束孔徑角，越小，掃描電鏡的景深o就越長。一般說來掃描電鏡的景深可比光學顯微鏡的大二個數量級。

奧林巴斯生物顯微鏡除了樣品本身的表面起伏外，如果樣品繞x軸有傾轉，則不同y坐標值處樣品元的z高度也是不同的。一旦這種高度差超出了景深允許的范圍，則電子束掃描光枷中所給出的圖像不能全面清晰。為此常用一種附加的動態聚焦系統[有時也稱自動聚焦系統）來補救。它的作用是使末透鏡電流隨g掃描線因中電流的改變而線性改變。這樣，當電子束掃描到不同的g坐標值處，它的聚焦能力也跟著線性變化。只要這種變化恰好能補償樣品傾斜所造成的高度差時，圖像的全視野都能達到同樣的清晰度。

備注：奧林巴斯生物顯微鏡——聚焦系統部分文章由http://www.cnnoptics.com/，編輯上傳。