[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

说明书

本发明公开了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。本发明采用离轴角小于90度的离轴反射面镜配置，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，因此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；进行电子束激发荧光收集效率的优化设计，保证在优于80％荧光收集效率；本发明作为电子束激发荧光探测系统的荧光收集耦合部件，在高效率收集和耦合电子束激发荧光的同时，保证电子显微镜的样品能够正常定位运动，且电子显微镜的其他探测组件能够正常采集信号。

技术领域

本发明涉及电子束激发的荧光收集探测技术，具体涉及一种电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件及其实现方法。

背景技术

携带一定能量的电子束轰击至物质时能够产生分布在紫外、红外或可见光波段的荧光，称之为电子束激发荧光。荧光强度与光谱分布反映了物质的物理化学特性，是物质检测分析的重要手段之一。

电子束激发荧光的探测分析通常基于电子显微镜，由电子显微镜提供电子束作为荧光激发源，在电子显微镜的真空样品腔室中进行荧光的收集、耦合，再由光强与光谱分析装置开展荧光信号分析。在电子束激发荧光探测系统中，荧光的收集耦合需要使用该电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件。

作为电子显微镜的拓展组件，电子束激发荧光探测系统在实现电子束激发荧光的高性能收集耦合功能的同时，不应影响电子显微镜及其附加拓展组件的正常功能。例如，在电子显微镜中，所观测样品需要在一定范围内运动定位以便实现样品完整表面范围内的观测，所附加组件不能干扰样品运动，或限制样品运动的正常定位范围。

为高效率收集电子束激发荧光，通常采用离轴反射面镜，例如取旋转抛物面凹面反射镜或旋转椭球凹面反射镜中的一部分反射面作为镜面。离轴反射面镜置于电子显微镜物镜与样品定位运动平面之间，荧光激发位置，即电子束聚焦轰击至样品表面的位置，位于反射面镜的一个焦点位置，而所激发荧光经过反射面镜及聚光系统准直或会聚至电子束激发荧光探测器或荧光耦合接口，通常为反射面镜及聚光系统的另一个焦点位置。目前所使用的离轴反射面镜通常采用离轴角为90度的空间结构，即上述两个相互共轭的焦点连线垂直于电子显微镜的物镜电子束光轴，且平行于样品定位运动平面；由于其中一个焦点是荧光激发位置，因此该连线恰好位于样品定位运动平面内。由于电子束激发荧光探测器或荧光耦合接口通常占用一定空间，而其位置又处于样品定位运动平面内，因此极易阻碍样品的正常定位运动。

发明内容

为了实现电子束激发荧光的高效率收集，且使得相关电子束激发荧光探测器或荧光耦合接口等其他部件不影响电子显微镜及其附加拓展组件的正常功能，本发明提出了一种电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件及其实现方法，作为电子束激发荧光探测系统的荧光收集耦合部件，在高效率收集和耦合电子束激发荧光的同时，保证电子显微镜的样品能够正常定位运动，且电子显微镜的其他探测组件，例如二次电子探测器和X射线能谱探测器等，能够正常采集信号。

本发明的一个目的在于提出一种电子束激发荧光收集耦合用离轴反射面镜组件。