本實用新型(xing)屬于電(dian)子衍射技術(shu)領域，具體(ti)涉及一種(zhong)基于激光等離子體(ti)尾波場加速(su)的電(dian)子衍射裝(zhuang)置(zhi)。

背景技術：

超快電子衍(yan)射技術具有極高的(de)空間(jian)(亞(ya)納米)和時間(jian)(亞(ya)皮秒)分辨能力(li)，是(shi)實時觀察物(wu)質內部原子運動動態過程的(de)重要手段，可(ke)用(yong)于研(yan)究(jiu)樣品內部晶格的(de)膨(peng)脹(zhang)與收縮、聲子的(de)傳播、化(hua)(hua)學(xue)鍵的(de)形成與斷(duan)裂(lie)、材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構相變等，在材(cai)料(liao)、物(wu)理、化(hua)(hua)學(xue)、生(sheng)物(wu)等諸(zhu)多領域有重要的(de)應用(yong)。

超快(kuai)電(dian)子(zi)(zi)衍射技術的(de)(de)(de)工作過程如下：將一束(shu)(shu)超快(kuai)激(ji)光(guang)(guang)(guang)分(fen)為(wei)兩(liang)束(shu)(shu)，其(qi)中一束(shu)(shu)作為(wei)泵(beng)浦光(guang)(guang)(guang)激(ji)發(fa)樣品(pin)(pin)，使樣品(pin)(pin)的(de)(de)(de)結構(gou)發(fa)生變化(hua)；另(ling)一束(shu)(shu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)用(yong)(yong)來轟(hong)擊電(dian)子(zi)(zi)槍的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)電(dian)陰極材料產生光(guang)(guang)(guang)電(dian)子(zi)(zi)，光(guang)(guang)(guang)電(dian)子(zi)(zi)被加速和整形(xing)(xing)后(hou)形(xing)(xing)成超快(kuai)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)與(yu)(yu)樣品(pin)(pin)相互作用(yong)(yong)，形(xing)(xing)成衍射圖樣。通(tong)過改變兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)之間(jian)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)(xue)延(yan)遲，可(ke)以得到在不同時(shi)間(jian)延(yan)遲條件下飛秒激(ji)光(guang)(guang)(guang)激(ji)發(fa)樣品(pin)(pin)時(shi)超快(kuai)電(dian)子(zi)(zi)與(yu)(yu)樣品(pin)(pin)相互作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)衍射圖樣。分(fen)析這些隨時(shi)間(jian)變化(hua)的(de)(de)(de)衍射圖樣的(de)(de)(de)強(qiang)度、峰值位置、形(xing)(xing)貌等信息，就可(ke)以實(shi)現對樣品(pin)(pin)的(de)(de)(de)晶格動力學(xue)(xue)(xue)過程的(de)(de)(de)研究(jiu)。由于材料的(de)(de)(de)內部變化(hua)過程通(tong)常發(fa)生在皮秒甚至(zhi)飛秒的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)尺度，因此超快(kuai)電(dian)子(zi)(zi)衍射系(xi)統的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)和電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)尺度都必須小于樣品(pin)(pin)動力學(xue)(xue)(xue)變化(hua)過程的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)尺度。

目前主(zhu)要有以下兩類超快(kuai)電子衍射裝置：

專利ZL 200510066313.8提出了一種飛秒電子衍射裝置，其工作原理是利用飛秒激光轟擊光電陰極產生光電子，光電子在直流高壓的驅動下被加速，通常加速電壓達5萬伏特，加速梯度接近10兆伏特每米。由于電子束復制了光脈沖的時間特性，可實現脈沖寬度約500飛秒的超快電子束。在這種裝置中，電子束的動能由加速電壓決定，受到擊穿電壓的限制，電子束的動能很難進一步提高。同時，由于受到空間電荷效應的影響，電子束脈沖在傳播過程中會逐漸展寬。因此，利用上述原理形成的超快電子衍射系統的時間分辨能力最高約為300飛秒，不能滿足更快時間分辨的實驗要求。此外，這種裝置中每個電子束團的電子數目一般在10⁴量級(ji)，為了獲(huo)得高(gao)信噪比的衍射圖(tu)樣(yang)，需要相(xiang)當長(chang)的曝光時(shi)間(jian)才能獲(huo)得高(gao)質量的衍射圖(tu)案。

專利CN101403714B提出了一種基于X波段光陰極微波電子槍的超快電子衍射系統，即陰極產生的光電子被射頻場加速。由于微波電子源的加速梯度非常高，可降低空間電荷效應的影響，并可在空間上壓縮電子束脈沖的寬度，因此可實現100飛秒的時間分辨能力，電子束的能量可達兆電子伏特，單個電子束團內的電子數目可達10⁶量級，使在(zai)(zai)更快的(de)(de)時(shi)間(jian)尺(chi)度內(nei)利用單次電(dian)子(zi)(zi)束團獲得(de)樣(yang)品的(de)(de)衍(yan)(yan)射(she)圖樣(yang)成為可能。然而這(zhe)種(zhong)方(fang)法的(de)(de)缺點是需(xu)要(yao)強大(da)的(de)(de)電(dian)源輔助系統，且需(xu)要(yao)電(dian)子(zi)(zi)與加速場(chang)同步，因(yin)此會引入額外(wai)(wai)的(de)(de)時(shi)間(jian)抖動，使超(chao)快電(dian)子(zi)(zi)衍(yan)(yan)射(she)系統的(de)(de)時(shi)間(jian)分辨能力限制在(zai)(zai)100飛(fei)秒，這(zhe)對于有些物理(li)過(guo)程的(de)(de)研究，例如石墨烯的(de)(de)聲(sheng)子(zi)(zi)弛(chi)豫過(guo)程在(zai)(zai)10飛(fei)秒左右(you)，是無法觀察的(de)(de)。此外(wai)(wai)，這(zhe)種(zhong)方(fang)法產生的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)束的(de)(de)能散較大(da)，使得(de)電(dian)子(zi)(zi)衍(yan)(yan)射(she)圖樣(yang)變寬，空間(jian)分辨率變差。

因此(ci)，在超(chao)(chao)快(kuai)電子(zi)(zi)衍射(she)技術領域(yu)(yu)迫(po)切需要研(yan)發一(yi)種(zhong)時空分(fen)辨(bian)率更(geng)高(gao)、工(gong)作方式更(geng)靈活且(qie)簡單易行、穩定性高(gao)的(de)(de)超(chao)(chao)快(kuai)電子(zi)(zi)衍射(she)裝置，可觀察到更(geng)多的(de)(de)新現象(xiang)和(he)新物理(li)，使其能服務(wu)于物理(li)、化學、生物、醫學等各個領域(yu)(yu)。目前還沒有時間分(fen)辨(bian)能力小于100飛秒的(de)(de)超(chao)(chao)快(kuai)電子(zi)(zi)衍射(she)實(shi)驗系統。

技術實現要素：

本實用新型的(de)目的(de)是(shi)實現一種基于激光(guang)(guang)等離子(zi)(zi)體尾波場加速的(de)電(dian)子(zi)(zi)衍(yan)射裝置，該裝置與(yu)現有電(dian)子(zi)(zi)衍(yan)射裝置相比具有更(geng)高的(de)時間分辨能(neng)力(li)(li)，在電(dian)子(zi)(zi)衍(yan)射實驗中泵浦光(guang)(guang)與(yu)探測(ce)電(dian)子(zi)(zi)束具有很(hen)好的(de)時間同步，且無(wu)需(xu)光(guang)(guang)電(dian)陰極、高壓電(dian)極或微(wei)波源等組件，使裝置更(geng)加簡易和緊湊，可廣泛(fan)應(ying)用于超快(kuai)動力(li)(li)學過程(cheng)的(de)科學研究中。

本實用新(xin)型(xing)采取的技(ji)術方案如(ru)下：

本實用新型(xing)提供了一(yi)種基于激(ji)光(guang)等離子(zi)體尾波場加速的(de)電子(zi)衍射裝置，包括激(ji)光(guang)器、光(guang)學入射窗口、真(zhen)空室(shi)、氣(qi)體產(chan)生裝置、第一(yi)微孔(kong)、第二微孔(kong)、磁透鏡、五維調(diao)節系(xi)統、樣品(pin)架、探測(ce)系(xi)統以及真(zhen)空供應系(xi)統；

所述激(ji)光(guang)器用于產生激(ji)光(guang)脈(mo)沖并通過光(guang)學(xue)入(ru)射窗口將激(ji)光(guang)脈(mo)沖打入(ru)真(zhen)空室；

所述真(zhen)空室內沿著激光脈沖(chong)的方(fang)向依(yi)次設(she)置有氣(qi)體產生(sheng)裝置、第(di)一微(wei)孔、第(di)二微(wei)孔、樣品架以及探(tan)測系統；

所述(shu)真(zhen)空室外部(bu)設(she)置有多(duo)個真(zhen)空法蘭，用于對真(zhen)空室內部(bu)進行觀察和外部(bu)設(she)備的連接；

所述氣體產生裝置與外(wai)部連接，用(yong)于重復產生氣體靶；激光(guang)脈沖與氣體靶相互作(zuo)用(yong)，使氣體靶中(zhong)的分子被電離(li)，產生電子束團；

所述電(dian)子束(shu)團依次經過(guo)第(di)一微孔和第(di)二微孔將電(dian)子束(shu)團準直；

所述磁透鏡位于(yu)第一微孔和第二微孔之間用于(yu)壓縮和聚焦電(dian)子(zi)束團(tuan)；所述磁透鏡可沿電(dian)子(zi)束團(tuan)出射的(de)方(fang)向(xiang)移動，用于(yu)將電(dian)子(zi)束團(tuan)聚焦于(yu)不同(tong)的(de)位置；

所述樣(yang)品架(jia)用(yong)于放置衍(yan)射樣(yang)品，電(dian)子束團與衍(yan)射樣(yang)品發生作(zuo)用(yong)后會產生電(dian)子衍(yan)射圖樣(yang)；

所述五維(wei)調節系統與樣(yang)品(pin)架連接，用于對(dui)衍射樣(yang)品(pin)進行位置和(he)方向(xiang)進行調節；

所述探測(ce)(ce)系統用于對電子衍射圖樣進行收集(ji)、放大和(he)探測(ce)(ce)；

所述真(zhen)空供應(ying)系統用于(yu)給真(zhen)空室提供真(zhen)空環境(jing)，所述真(zhen)空供應(ying)系統為多個真(zhen)空泵(beng)級聯組成。

本專利中的探測(ce)系統分為兩種(zhong)：

其中，一種探測系統(tong)為(wei)微(wei)(wei)通道型圖像增強(qiang)器；微(wei)(wei)通道型圖像增強(qiang)器包括沿著電子衍射(she)圖樣的出射(she)方向依次(ci)設置的雙(shuang)微(wei)(wei)通道板、熒(ying)光屏、透鏡(jing)和相機。

另外(wai)一種探(tan)測(ce)系統為背照(zhao)式(shi)有源(yuan)像素(su)(su)傳感器；所述背照(zhao)式(shi)有源(yuan)像素(su)(su)傳感器包括硅襯底(di)、像素(su)(su)單(dan)元以及布線(xian)(xian)單(dan)元；硅襯底(di)正對衍射樣品，像素(su)(su)單(dan)元和(he)布線(xian)(xian)單(dan)元依次構(gou)造于硅襯底(di)上。

具體(ti)來說，多(duo)個真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)為(wei)六個，包括第(di)一(yi)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)、第(di)二真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)、第(di)三真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)、第(di)四(si)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)、第(di)五(wu)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)以及第(di)六真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)；所述第(di)一(yi)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)安(an)(an)裝(zhuang)光(guang)學觀(guan)察窗口觀(guan)察氣(qi)體(ti)靶的(de)(de)狀態(tai)；第(di)二真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)連(lian)接(jie)(jie)氣(qi)體(ti)產(chan)生裝(zhuang)置；第(di)三真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)樣品架(jia)的(de)(de)固(gu)定及五(wu)維(wei)調節系統(tong)(tong)的(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)；第(di)四(si)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)安(an)(an)裝(zhuang)光(guang)學觀(guan)察窗口觀(guan)察樣品的(de)(de)狀態(tai)；第(di)五(wu)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)作為(wei)預留的(de)(de)盲板法(fa)蘭(lan)可用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)對(dui)系統(tong)(tong)的(de)(de)升級(ji)；第(di)六真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)法(fa)蘭(lan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)連(lian)接(jie)(jie)真(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)(kong)供應系統(tong)(tong)。

上述衍射(she)樣品通過網孔(kong)放置在樣品架(jia)上；所述網孔(kong)直徑20微米(mi)(mi)(mi)至200微米(mi)(mi)(mi)；衍射(she)樣品的厚度(du)小(xiao)于200納米(mi)(mi)(mi)。

上述激光脈沖功率密度大于10¹⁸瓦(wa)特(te)每平方厘米，寬度小于100飛(fei)秒。

上述氣體生產裝置的氣體源為氫氣或氦氣或氮氣或氬氣；氣體源中的氣體分子所含電子數密度大于10¹⁸個每立方厘米。

上述真空供應系統由機械泵、分子泵和離子泵或鈦泵組成，真空供應系統的本底真空度可達10^-6Pa以下。

本實用新型的優點：

1、本實用新型與基于直流電子槍的超快電子衍射裝置相比，去掉了光電陰極、高壓電源等組件，簡化了實驗裝置，且利用激光等離子尾波長加速產生的單個電子束團所含的電子數目大于10⁶個，可進行(xing)單發超快電子衍射的(de)實驗研究，節(jie)約了實驗所(suo)需的(de)時間；

2、本實(shi)(shi)用新型與基(ji)于(yu)射頻電(dian)(dian)(dian)子(zi)槍的超快電(dian)(dian)(dian)子(zi)衍射裝置相比(bi)，無需(xu)光電(dian)(dian)(dian)陰(yin)極、微波電(dian)(dian)(dian)源等組件，使裝置更加緊湊(cou)，且(qie)不會產生額外的時間抖(dou)動，因此超快電(dian)(dian)(dian)子(zi)衍射實(shi)(shi)驗裝置更加穩定。

3.本(ben)實(shi)用(yong)新型(xing)具(ju)有可(ke)產(chan)生(sheng)更高(gao)時間(jian)分辨(bian)率(lv)的(de)(de)電子束的(de)(de)特點，具(ju)體來說電子束團(tuan)的(de)(de)脈沖寬(kuan)度(du)(du)可(ke)至10飛(fei)秒量(liang)級，因此(ci)可(ke)進行更高(gao)時間(jian)尺(chi)度(du)(du)的(de)(de)超(chao)快動力學實(shi)驗的(de)(de)研究(jiu)。此(ci)外，本(ben)實(shi)用(yong)新型(xing)中產(chan)生(sheng)的(de)(de)超(chao)快電子束與泵浦激光(guang)束自(zi)然地同(tong)步，無需復雜的(de)(de)時間(jian)同(tong)步過程。

4、本實用新(xin)型提出利用背照式有源(yuan)像(xiang)素傳感器作為超快電子衍(yan)射實驗的探(tan)測系(xi)統，可(ke)進一步(bu)簡化裝置并降低系(xi)統噪聲(sheng)。

附圖說明

圖1是超快電(dian)子衍射裝置結構示意圖

圖2是樣品(pin)架結構示意圖

圖3是背(bei)照式有源像素傳感器結構示(shi)意(yi)圖。

1-激光器、2-真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)室、3-光學入射窗(chuang)口(kou)、4-第(di)(di)一真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)、5-第(di)(di)二真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)、6-氣體(ti)產生裝置(zhi)、7-出射氣體(ti)、8-第(di)(di)一微(wei)孔(kong)(kong)、9-電子束團、10-磁透鏡(jing)、11-第(di)(di)二微(wei)孔(kong)(kong)、12-第(di)(di)三真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)、13-五維(wei)調節系統、14-樣品架、15-第(di)(di)四真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)、16-第(di)(di)五真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)、17-第(di)(di)六真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)、18-雙微(wei)通道(dao)板、19-熒光屏、20-透鏡(jing)、21-相機、22-網孔(kong)(kong)、23-衍(yan)射樣品、24-硅(gui)襯(chen)底(di)、25-像(xiang)素(su)單(dan)元(yuan)、26-布線單(dan)元(yuan)、27-真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)系統。

具體實施方式

下面結(jie)合(he)附(fu)圖對實用新(xin)型(xing)做進(jin)一步的(de)說明。應(ying)理解(jie)的(de)是，附(fu)圖所示的(de)實施例并不是本實用新(xin)型(xing)的(de)限(xian)制，而只(zhi)是為了說明本實用新(xin)型(xing)技術方案(an)的(de)實質精神。

本(ben)實用新(xin)型的電子(zi)衍(yan)射裝(zhuang)置(zhi)如圖1所(suo)示。

該(gai)裝置包括激(ji)光器1、光學入射窗口3、真空(kong)(kong)室2、氣體產生裝置6、第一微(wei)孔8、第二微(wei)孔11、磁透鏡(jing)10、五維調節(jie)系統13、樣品架(jia)14、探測系統以(yi)及真空(kong)(kong)供應系統27；

真空室(shi)2內沿著激光脈沖的方(fang)向依次(ci)設置有(you)氣體(ti)產生(sheng)裝置6、第(di)一微(wei)孔8、第(di)二微(wei)孔11、樣(yang)品架14以(yi)及探測系統；

其中，激光(guang)器(qi)1可產生小(xiao)(xiao)于(yu)100飛(fei)秒的(de)(de)超快(kuai)激光(guang)脈沖(chong)，激光(guang)脈沖(chong)的(de)(de)波長(chang)為(wei)800納(na)米，能(neng)量小(xiao)(xiao)于(yu)100毫焦耳，重復頻率小(xiao)(xiao)于(yu)1千(qian)赫茲，聚焦后光(guang)斑尺(chi)寸(cun)小(xiao)(xiao)于(yu)5微米。該激光(guang)器(qi)通過真空室(shi)2前端(duan)的(de)(de)光(guang)學入射窗口3進(jin)入真空室(shi)內，與從(cong)氣(qi)體產生裝置(zhi)6產生的(de)(de)高密度、高重復頻率的(de)(de)出射氣(qi)體7發生反應，產電(dian)子束團9。

其中，氣體產生裝置6通過第二真空法蘭5與外部連接，氣體產生裝置6的出射口可選擇矩形結構或者圖圓形結構，圓形結構的直徑小于1毫米，矩形結構的典型寬度為1毫米，長度為3毫米。氣體生產裝置的氣體源為氫氣或氦氣或氮氣或氬氣；氣體源中的氣體分子所含電子數密度大于10¹⁸個每立方厘米。

強(qiang)激(ji)光(guang)與氣體相互作用會產生(sheng)等離子(zi)(zi)體尾波(bo)場，等離子(zi)(zi)體通過(guo)有質(zhi)動力將(jiang)電(dian)子(zi)(zi)束束縛，形成電(dian)子(zi)(zi)束團(tuan)。電(dian)子(zi)(zi)束團(tuan)的(de)動能為(wei)十萬電(dian)子(zi)(zi)伏(fu)特到(dao)1兆電(dian)子(zi)(zi)伏(fu)特，能散小于3％，電(dian)子(zi)(zi)束團(tuan)的(de)脈(mo)沖(chong)寬度(du)與入射激(ji)光(guang)束的(de)脈(mo)沖(chong)寬度(du)一(yi)致。

在距(ju)離電子(zi)束出射5厘米處放置第一微孔8，用于(yu)(yu)對電子(zi)束準直，微孔的直徑小于(yu)(yu)2毫米。

電(dian)子束(shu)經過(guo)第一微孔8后(hou)向前傳播，為(wei)了對電(dian)子束(shu)進(jin)行進(jin)一步聚焦以便(bian)入射到(dao)樣(yang)品(pin)上，在(zai)傳播過(guo)程中(zhong)有磁(ci)透鏡10，磁(ci)透鏡10由線圈、保(bao)護層(ceng)、極(ji)靴(xue)、冷卻(que)等部分組成(cheng)，在(zai)對線圈施加電(dian)流(liu)后(hou)，會產生磁(ci)場，約束(shu)電(dian)子束(shu)的(de)尺寸和路徑。聚焦后(hou)電(dian)子束(shu)的(de)典型尺寸為(wei)500微米(mi)，磁(ci)場小于(yu)100毫特斯(si)拉。

在電子束(shu)(shu)的焦點位置處，設(she)置有樣品架14。為了進(jin)一步提高(gao)入射電子束(shu)(shu)的質量，在樣品架前5厘米處放置第(di)二微(wei)孔11，第(di)二微(wei)孔的直徑小于(yu)2毫米。

樣品架14通(tong)過(guo)(guo)第三真空法蘭12固定，并可(ke)在(zai)外部控制(zhi)的情況下通(tong)過(guo)(guo)五維調節(jie)架13進行位置(zhi)和方向的調節(jie)。樣品架距(ju)離激光距(ju)離氣體產生(sheng)裝置(zhi)10-100厘米，以(yi)防止強激光損(sun)壞(huai)樣品。

樣品(pin)架的(de)詳細(xi)結構(gou)如圖2所示，在樣品(pin)架上設置(zhi)有多(duo)個直徑為3毫米的(de)網(wang)(wang)孔22，網(wang)(wang)孔直徑20微米至200微米，在網(wang)(wang)孔上放置(zhi)有超薄電子衍(yan)射樣品(pin)23，樣品(pin)的(de)厚度小于200納米。

電(dian)子束與衍射樣(yang)品發生(sheng)(sheng)相互作用，會(hui)產生(sheng)(sheng)電(dian)子衍射圖(tu)樣(yang)。電(dian)子衍射圖(tu)樣(yang)經過探測(ce)系統(tong)后(hou)被收(shou)集。其(qi)中(zhong)探測(ce)系統(tong)由雙(shuang)微(wei)通道板18、熒光屏19、透(tou)鏡20和相機(ji)21組成。

此(ci)外(wai)，由于本(ben)實用(yong)(yong)新型中電(dian)子束(shu)具有(you)非(fei)常高的(de)動能，還可(ke)采用(yong)(yong)另一種探(tan)測(ce)器(qi)，即背(bei)照式電(dian)荷耦合(he)器(qi)件或背(bei)照式有(you)源像素傳感器(qi)。在(zai)圖(tu)3中，為探(tan)測(ce)器(qi)的(de)背(bei)面(mian)，材料為硅(gui)襯底24，厚度(du)小于50納米。像素單(dan)元25和布線單(dan)元26依次構(gou)造于硅(gui)襯底24上。電(dian)子從(cong)硅(gui)襯底24入(ru)射到像素單(dan)元25上產生(sheng)電(dian)子-空(kong)穴對，在(zai)電(dian)子轟擊(ji)作用(yong)(yong)下會產生(sheng)電(dian)子轟擊(ji)增益(yi)，可(ke)將微弱的(de)電(dian)子衍射信號(hao)放(fang)大，通(tong)過(guo)布線單(dan)元26后被收(shou)集。與微通(tong)道板探(tan)測(ce)器(qi)系統(tong)相(xiang)比(bi)結(jie)構(gou)更加緊湊。

另外，真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)室2前端相對(dui)于氣體(ti)生產裝(zhuang)置位置還(huan)設置有(you)第一(yi)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)15，第一(yi)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)15用于安(an)裝(zhuang)光(guang)學觀察窗(chuang)口對(dui)電子束(shu)團進行觀察；真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)室2上相對(dui)于衍(yan)射樣品(pin)位置還(huan)設置有(you)第四真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)15，第四真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)15用于安(an)裝(zhuang)光(guang)學觀察窗(chuang)口對(dui)樣品(pin)觀察樣品(pin)的狀態；真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)室2的末(mo)段還(huan)設置有(you)第五(wu)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)16和第六真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)17；第五(wu)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)16作為預留的盲(mang)板法(fa)蘭(lan)可用于對(dui)系統的升(sheng)級；第六真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)法(fa)蘭(lan)17用于連接(jie)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)供(gong)應系統27。