本发明涉及扫描电镜,具体涉及一种光阑调节系统。
背景技术:
1、随着科技不断发展,扫描电子显微镜简称扫描电镜,作为一种观测微观世界的设备,具有分辨率高、景深大和立体感强等特点。所以,扫描电镜广泛应用于材料科学、半导体、新能源、地质和生命科学等众多领域,对科技的进步发挥出重要的作用。扫描电镜通过对样品表面进行电子束扫描成像,以观测微纳米级的微观结构。
2、在扫描电镜的组成中,光阑组件是扫描电镜的重要组成部分。扫描电镜还包括:电镜镜筒和电镜机体。如图1所示,光阑组件主要包括:光阑片1、光阑杆2、调节装置3和密封装置4等。所述电镜镜筒内设有电镜光阑室5。扫描电镜在工作时,电镜光阑室5内需保持高真空状态,电镜光阑室5内的真空度一般在1×e-3pa以上。光阑片1和光阑杆2均位于电镜光阑室5中,所述光阑片1设置于光阑杆2的前端,所述光阑杆2可调节。在所述光阑片1上分布有若干光阑孔;所述光阑孔的圆度高,且光阑孔的内表面光滑,所述光阑孔用于限制电子束的散射范围。所述调节装置3用于调节光阑杆2在x轴线方向和y轴线方向的位置。所述x轴线方向沿平行于光阑杆2的纵向设置,所述y轴线方向沿垂直于光阑杆2的横向设置。通过调节装置3调节光阑杆2上光阑片1的光阑孔位于扫描电镜的电子光路轴心上的过程称为光路合轴。经过光路合轴的操作后,可以更有效地利用近轴光线,减小像差和提高扫描电镜的成像质量。现有的所述调节装置3一般包括:手动调节装置和自动调节装置。在现有的手动调节装置中,一般利用位于电镜机体外部的调节手柄,通过丝杠传动,带动光阑杆2沿着x轴线方向整体移动,实现光阑孔在x轴线方向的平移。具体可以通过旋拧调节手柄,使得不同孔径的光阑孔在x轴线方向移动。自动调节装置与手动调节装置采用的结构大体类似。调节装置3的动态密封结构采用多个o形圈6密封,在光阑杆2移动过快或沿着y轴线方向平移时,动态密封结构很容易发生泄露,难以保证电镜光阑室5内的高真空状态,导致扫描电镜无法工作。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种光阑调节系统,以解决现有调节装置采用的动态密封结构多采用o形圈密封,在光阑杆移动过快或沿着y轴线方向平移时,动态密封结构很容易发生泄露,难以保证电镜光阑室的高真空状态,导致扫描电镜无法工作的问题。
2、本发明提供了一种光阑调节系统,包括:
3、盲板,密封设置在电镜光阑室的通孔上;光阑杆的一端通过盲板设有的过孔延伸至电镜光阑室内;在所述光阑杆上位于所述电镜光阑室内的一端设置有光阑片,在所述光阑片上设有若干光阑孔;
4、安装架;
5、双向移动装置,与所述安装架连接;所述双向移动装置适于带动所述安装架沿x轴线方向平移和/或沿y轴线方向平移;所述x轴线方向与y轴线方向垂直;
6、波纹管,一端密封连接在所述盲板上,且所述波纹管内部与所述过孔连通;所述光阑杆的另一端贯穿所述波纹管内部后,与所述安装架密封连接,所述波纹管与电镜光阑室内均为真空环境。有益效果:本申请采用上述技术方案,利用波纹管的柔韧性,保证在沿x轴线方向与y轴线方向平移的过程中,处于电镜光阑室和波纹管内的光阑杆和光阑片可始终处于高真空状态,不会由于移动速度过快,而致发生泄露。并且,光阑杆位于真空环境中,波纹管无需占用电镜光阑室的体积,整体占用的体积很小,可满足在小型光阑室中的应用,同时可快速获得高真空环境,缩短抽真空时间,提高工作效率。
7、可选地,在所述盲板和电镜光阑室之间设有密封圈。
8、可选地,所述波纹管沿x轴线方向的伸缩量大于所述光阑片沿x轴线方向平移的距离;所述波纹管沿y轴线方向的变形量大于所述光阑片沿y轴线方向平移的距离。有益效果:本申请采用上述技术方案,满足光阑片沿x轴线方向与y轴线方向的行程需求。
9、可选地,所述双向移动装置包括:
10、第一丝杠;
11、第一动力结构,与所述第一丝杠连接,所述第一动力结构适于带动所述第一丝杠旋转;
12、第一导轨,沿x轴线方向设置;
13、第一平移滑块,与所述第一丝杠螺纹连接,且所述第一平移滑块与所述第一导轨滑动连接;所述第一平移滑块适于随着第一丝杠的转动,沿着第一导轨在x轴线方向上平移;
14、第二丝杠,设置于所述第一平移滑块上;
15、第二动力结构,与所述第二丝杠连接,且所述第二动力结构设置于所述第一平移滑块上;所述第二动力结构适于带动所述第二丝杠旋转;
16、第二导轨,沿y轴线方向设置;
17、第二平移滑块,与所述第二丝杠螺纹连接,且所述第二平移滑块与所述第二导轨滑动连接;所述第二平移滑块适于随着第二丝杠的转动,沿着第二导轨在y轴线方向平移;所述安装架安装于所述第二平移滑块上。有益效果:本申请采用上述技术方案,方便实现光阑的双向自动调节,与手动调节相比,调节速度大幅提升,显著提高光阑调节的便利性、调节效率和调节精度。
18、可选地,所述第一动力结构和第二动力结构均为电机。
19、可选地,所述电机为步进电机。
20、可选地,还包括:
21、第一驱动控制器,与所述第一动力结构信号连接;第一驱动控制器适于控制第一动力结构的旋转运动;
22、第二驱动控制器,与所述第二动力结构信号连接;第二驱动控制器适于控制第二动力结构的旋转运动。有益效果:本申请采用上述技术方案,可以实现高精度的双向电机运转的控制,可实现纳米级分辨率的调节,最终实现比手动光阑调节的更高精度的运动控制,即实现光阑的高精度自动化调节。
23、可选地,还包括:
24、交互显示模块,设有交互界面,所述交互显示模块与所述第一驱动控制器、第二驱动控制器均信号连接;所述交互界面适于显示若干光阑孔相对于原点的位置,并通过在交互界面上点击,将指定的光阑孔移动至指定的位置。有益效果:本申请采用上述技术方案,可自动记录不同光阑孔的位置,且方便准确调节光阑孔的位置。
25、可选地,在所述第一导轨上第一平移滑块平移行程的两端分别设有第一限位开关;在所述第二导轨上第二平移滑块平移行程的两端分别设有第二限位开关;所述第一限位开关与所述第一驱动控制器信号连接,所述第二限位开关与所述第二驱动控制器信号连接。有益效果:本申请采用上述技术方案,保证第一平移滑块和第二平移滑块的移动范围,以及保护第一平移滑块和第二平移滑块。
26、可选地,所述第一丝杠的一端与所述第一动力结构连接,所述第一丝杠的另一端转动连接在第一固定座设有的轴承上;所述第二丝杠的一端与所述第二动力结构连接,所述第二丝杠的另一端转动连接在第二固定座设有的轴承上;所述第二固定座设置于所述第一平移滑块上。
1.一种光阑调节系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的光阑调节系统,其特征在于,在所述盲板(7)和电镜光阑室(5)之间设有密封圈。
3.根据权利要求1所述的光阑调节系统,其特征在于,所述波纹管(9)沿x轴线方向的伸缩量大于所述光阑片(1)沿x轴线方向平移的距离;所述波纹管(9)沿y轴线方向的变形量大于所述光阑片(1)沿y轴线方向平移的距离。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光阑调节系统,其特征在于,所述双向移动装置(10)包括:
5.根据权利要求4所述的光阑调节系统,其特征在于,所述第一动力结构(12)和第二动力结构(16)均为电机。
6.根据权利要求5所述的光阑调节系统,其特征在于,所述电机为步进电机。
7.根据权利要求4所述的光阑调节系统,其特征在于,还包括:
8.根据权利要求7所述的光阑调节系统,其特征在于,还包括:
9.根据权利要求7所述的光阑调节系统,其特征在于,在所述第一导轨(13)上第一平移滑块(14)平移行程的两端分别设有第一限位开关(19);在所述第二导轨(17)上第二平移滑块(18)平移行程的两端分别设有第二限位开关(20);所述第一限位开关(19)与所述第一驱动控制器信号连接,所述第二限位开关(20)与所述第二驱动控制器信号连接。
10.根据权利要求4所述的光阑调节系统,其特征在于,所述第一丝杠(11)的一端与所述第一动力结构(12)连接,所述第一丝杠(11)的另一端转动连接在第一固定座设有的轴承上;所述第二丝杠(15)的一端与所述第二动力结构(16)连接,所述第二丝杠(15)的另一端转动连接在第二固定座设有的轴承上;所述第二固定座设置于所述第一平移滑块(14)上。