[发明专利]一种电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件及方法

权利要求书

1.一种电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件，其特征在于，所述电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件包括：组件主体固定座、离轴反射面镜、光导管、耦合及探测接口和组件外部装夹接口；其中，组件主体固定座位于安装在电子显微镜的物镜与所观测样品的定位运动平面之间的空间区域，样品所在的平面位于定位运动平面内，电子束垂直于样品所在的平面；在组件主体固定座内从底部至顶部依次固定安装离轴反射面镜、光导管和耦合及探测接口，在组件主体固定座的外部顶面或侧面固定安装组件外部装夹接口；组件外部装夹接口同电子显微镜的物镜或真空样品腔室固定连接；光导管入口的完整对接离轴反射面镜的反射出口；光导管呈管状，光导管出口与耦合及探测接口对准连接；组件主体固定座和离轴反射面镜在位于电子束的传输路径位置开设有电子束通孔，组件主体固定座的底部正对离轴反射面镜的区域开设有通光的样品窗口；离轴反射面镜的几何光轴为其旋转对称轴，离轴反射面镜的焦点位于其几何光轴上，所观测样品位于离轴反射面镜的焦点上；光导管位于所观测样品的定位运动平面之上，光导管的光传播光轴与所观测样品的定位运动平面平行，光导管的光传播光轴与所观测样品的定位运动平面之间的距离大于光导管的半径，光导管出口的对称中心位于离轴反射面镜的几何光轴与光导管的光传播光轴的交点上；耦合及探测接口位于光导管出口的对称中心且对准光导管的光传播光轴；离轴反射面镜的几何光轴不在所观测样品的定位运动平面内，与所观测样品的定位运动平面有夹角，电子束光轴与离轴反射面镜的几何光轴之间的夹角β大于90度；电子显微镜的物镜出射的电子束通过电子束通孔穿过离轴反射面镜，轰击至所观测样品上，电子束激发荧光；通过电子显微镜控制电子束，调整电子束聚焦至离轴反射面镜焦点，即电子束焦点与离轴反射面镜的焦点重合；并且，电子束激发荧光光轴与电子束光轴重合即电子束垂直于样品所在的平面；离轴反射面镜的离轴角，即离轴反射面镜的几何光轴与电子束激发荧光光轴之间的夹角α小于90度；经离轴反射面镜的焦点发射的电子束激发荧光，由离轴反射面镜沿离轴反射面镜的几何光轴反射会聚，或由离轴反射面镜沿离轴反射面镜的几何光轴反射准直，沿平行于离轴反射面镜的几何光轴方向出射，经由光导管传输至耦合及探测接口处；位于光导管出口位置且对准光导管的光传播光轴的耦合及探测接口，接收由离轴反射面镜反射会聚或反射准直的电子束激发荧光；离轴角小于90度且处于一定角度范围内的离轴反射面镜配置，离轴反射面镜所反射会聚或反射准直的电子束激发荧光将偏离所观测样品的定位运动平面，处于电子显微镜的物镜和所观测样品的定位运动平面之间，使得电子束激发荧光的探测和耦合输出区域同样处于上述区域，从而实现离轴反射面镜组件不会阻碍电子显微镜的所观测样品的正常定位运动；以电子束激发荧光光轴作为正交直角坐标系z轴，以电子束激发荧光光轴上荧光传播方向作为z轴正向，以离轴反射面镜的焦点，即荧光激发位置，所在的垂直于z轴的平面作为x-y平面，即正交的x轴和y轴所在的平面，或z＝0平面，离轴反射面镜的几何光轴与电子束激发荧光光轴所确定的平面为y-z平面，或x＝0平面，经离轴反射面镜反射的荧光出射方向均具有y轴正向上的分量；离轴反射面镜的焦点，即所观测样品的电子束激发荧光的激发位置，与组件主体固定座的外轮廓各点的距离，在y轴负方向上的最大投影不超过2mm，即要求组件主体固定座的外轮廓空间范围在{y-2mm}空间区域。

2.如权利要求1所述的电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件，其特征在于，所述组件主体固定座提供离轴反射面镜组件的主体框架结构，与离轴反射面镜、光导管、耦合及探测接口和组件外部装夹接口连接并定位固定；通过组件主体固定座确定离轴反射面镜与光导管和耦合及探测接口之间的空间关系，确保离轴反射面镜的几何光轴与耦合及探测接口之间的光学准直；通过组件主体固定座确定离轴反射面镜组件与电子显微镜的物镜和真空样品腔室之间的空间关系，以保证同电子显微镜的物镜或者电子显微镜真空样品腔室的稳定连接，保证电子束同离轴反射面镜的对中定位；组件主体固定座安装在电子显微镜的物镜与所观测样品的定位运动平面之间的空间区域，电子束垂直于样品所在的平面；定义组件主体固定座的外轮廓空间范围，组件主体固定座在三维空间正交直角坐标系的三个方向上最大投影区间所构成的正六面体区域为组件主体固定座的外轮廓空间范围；要求组件主体固定座的外轮廓空间范围表面上各点距离电子显微镜的物镜表面以及所观测样品的定位运动平面不小于0.5mm。