[发明专利]一种电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置及其方法

权利要求书

1.一种电子束激发荧光成像和荧光光谱测量装置，所述测量装置包括：扫描电子显微镜系统、荧光收集耦合传输系统、荧光强度探测器、荧光光谱探测器；所述荧光收集耦合传输系统安装在扫描电子显微镜系统的真空样品室内；所述荧光收集耦合传输系统分别连接至荧光强度探测器和荧光光谱探测器；所述扫描电子显微镜系统发射电子束，照射到扫描电子显微镜系统的真空样品室内的待分析检测的样品上，激发待分析检测的样品产生荧光；其特征在于，所述测量装置还包括：扫描信号发生器、扫描同步信号采集器、协同控制与数据处理输出系统；其中，所述协同控制与数据处理输出系统作为同步控制和数据采集中心，与扫描电子显微镜系统、扫描信号发生器、荧光收集耦合传输系统、荧光强度探测器、荧光光谱探测器和扫描同步信号采集器相互连接；所述扫描信号发生器还连接至扫描电子显微镜系统的电子束外部扫描调控接口；所述扫描电子显微镜系统、扫描信号发生器、荧光强度探测器和荧光光谱探测器还分别连接至扫描同步信号采集器；所述协同控制与数据处理输出系统发出电镜控制信号，传输至扫描电子显微镜系统的电子束外部扫描触发接口，控制扫描电子显微镜系统接收外部信号；所述协同控制与数据处理输出系统向扫描信号发生器发出同步扫描控制信号，扫描信号发生器产生数字的扫描控制信号，传输至扫描同步信号采集器，并将数字的扫描控制信号转变调理成模拟的扫描控制信号后，传输至扫描电子显微镜系统的电子束外部扫描调控接口，控制扫描电子显微镜系统的电子束扫描位置及扫描停留时间；所述荧光收集耦合传输系统收集荧光，并在协同控制与数据处理输出系统的分光控制信号的控制下将荧光分别传输至荧光强度探测器和荧光光谱探测器；所述荧光强度探测器和荧光光谱探测器在协同控制与数据处理输出系统发出的同步采集触发信号控制下，分别同步采集荧光强度信号和荧光光谱信号，并将荧光强度信号和荧光光谱信号传输至扫描同步信号采集器；所述扫描同步信号采集器在协同控制与数据处理输出系统发出的同步采集控制信号控制下，分别接收扫描信号发生器的数字的扫描控制信号、荧光强度探测器的荧光强度信号、荧光光谱探测器的荧光光谱信号和扫描电子显微镜系统产生的二次电子或背散射电子信号，再将信号汇总处理后传输至协同控制与数据处理输出系统；由协同控制与数据处理输出系统发出的同步扫描控制信号、同步采集触发信号和同步采集控制信号具有同步的时序逻辑关系，发出一个同步扫描控制信号时，同步发出相应的同步采集触发信号和同步采集控制信号，实现在电子束扫描位置保持不变的扫描停留时间内，同时进行荧光强度信号和荧光光谱信号的采集，最终由协同控制与数据处理输出系统进行实时同步的信号处理分析并显示输出。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述扫描电子显微镜系统包括：电子枪、电子光学系统、真空样品室、信号探测系统、电气控制系统和用户操控系统；其中，所述电子枪发射电子束，经电子光学系统形成高质量的聚焦电子束，入射至位于真空样品室内的待分析检测的样品上，电子束与待分析检测的样品相互作用产生信号，产生的荧光由荧光收集耦合传输系统收集，其他信号由信号探测系统收集；所述电气控制系统提供电子束外部扫描触发接口、电子束外部扫描调控接口、外部信号采集接口和信号共享接口；所述电子束外部扫描触发接口接收协同控制与数据处理输出系统发出的电镜控制信号，电子束外部扫描调控接口接收扫描信号发生器发出的模拟的扫描控制信号，控制电子光学系统执行由扫描信号发生器的调控操作，外部信号采集接口同步接收荧光强度探测器的荧光强度信号，最终由扫描电子显微镜系统的用户操控系统直接获取荧光强度分布的图像；所述信号探测系统同步读取电子束与待分析检测的样品相互作用所产生的除荧光以外的其他信号，并由用户操控系统呈现各信号扫描成像结果；所述信号探测系统对除荧光以外的其他信号进行调理，并通过电气控制系统提供的信号共享接口，传输至扫描同步信号采集器的同步数据采集单元。