[发明专利]激光定域辐照样品表面动态过程的电镜检测方法和装置

摘要

本发明提供了一种激光定域辐照样品表面动态过程的电镜检测方法和装置，包括将聚焦激光束引入扫描电镜的样品室；将样品放置在扫描电镜的样品台上，并调节电子束的聚焦位置以及激光束光路，使得聚焦激光束的焦点和电子束的焦点重合，且聚焦激光束的入射方向与电子束的入射方向之间有一夹角；采用扫描电镜对样品进行观察检测；同时或者延迟输出聚焦激光束对样品表面进行定域辐照；通过扫描电镜实时检测激光辐照下的物质结构动态变化；关闭激光；结束扫描电镜操作。本发明通过对样品微小局部进行激光定域辐照，可对激光辐照的微区产生可控的极速加热、熔化、升华等物态变化，对腔室几乎不会产生污染，可研究样品在熔点以上物质结构动态变化过程。

主权项

一种激光定域辐照样品表面动态过程的电镜检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将聚焦激光束引入扫描电镜的样品室；引入方法可以采用光纤导光方案，也可以采用硬光路方案；所述光纤导光方案是指将光纤激光器(4)放置在样品室外部，传输光纤(6)与光纤激光器(4)相连，并通过接口法兰(5)接入样品室内；光纤激光器(4)输出的激光束经传输光纤(6)的传输后，再经由光纤输出耦合器(7)进入光路转折聚焦模块(8)，经光路转折聚焦模块(8)的转折和聚焦后，输出聚焦激光束(9)；所述硬光路方案包括指将光纤激光器(4)放置在样品室外部，光路腔体(10)通过光纤与光纤激光器(4)相连，光路腔体(10)通过接口法兰(5)接入样品室内；光纤激光器(4)输出的激光束经光路腔体(10)内多个反射镜的反射和聚焦镜的聚焦后，输出聚焦激光束(9)；(2)将样品(2)放置在扫描电镜的样品台(1)上，并调节电子束的聚焦位置以及激光束光路，使得聚焦激光束(9)的焦点和电子束(3)的焦点重合，且聚焦激光束(9)的入射方向与电子束(3)的入射方向之间有一夹角；所述样品台上安装有XYZ三轴运动装置，使得样品台可以做XYZ三轴运动；(3)采用扫描电镜对样品(2)进行观察检测；同时或者延迟输出聚焦激光束(9)对样品表面进行定域辐照，形成激光辐照区域L；位于激光辐照区域L的样品在聚焦激光束的辐照下，材料表面温度升高，同时热量向周边扩散，形成更大的热影响区；(4)通过扫描电镜实时检测激光辐照下的物质结构动态变化；(5)控制样品台(1)做XYZ三轴运动以使得样品(2)表面的不同位置处于扫描电镜的检测区域内，同时选择性调节激光束的时空输出特性，即控制激光束的时空特性参数，以便对样品表面进行定域辐照，通过扫描电镜实时检测激光辐照下的物质结构动态变化；(6)关闭激光；(7)结束扫描电镜操作，完成检测。