CN115128788A - 与观测物平行的水平放置显微装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显微成像技术领域，本发明提供与观测物平行的水平放置显微装置，属于侧面观测显微镜，其中，显微镜和样品为平行放置，便于使样品正上方适用其他观察手段或者加工手段，通过两个反射镜以及超长的工作距离显微镜来达到目的，将微距功能和放大功能组合构成显微放大装置。所述与观测物平行的水平放置显微装置包括准直光源、反射光路组件、微距镜头以及显微镜组。所述反射光路组件设置于真空腔中，所述微距镜头用于接收所述反射光路组件反射的样品的光线，并经显微镜组成像于显微镜耙面。本发明的整个光路的光学放大率为5‑200倍，解决了真空腔内不适合安装显微镜的问题。

Description

与观测物平行的水平放置显微装置
技术领域
本发明涉及显微成像技术领域，尤其涉及与观测物平行的水平放置显微装置。
背景技术
显微镜是一种将近距离微小物体放大成像的光学系统。传统的显微镜是通过人眼来观察图像，因此将显微镜分为物镜和目镜两个部分。物镜作用是将目标成放大的实像；目镜的作用是将放大的变为放大的虚像，同时将系统出瞳拉至人眼入瞳位置，以便人眼观察。
一般的显微镜的物距较短，而某些设备(比如超高真空设备等)由于空间限制，无法使显微镜贴近被观测物，从而实现放大成像功能，尤其是观测真空中被研究样品时，由于真空内不适合安装显微镜，以至于常规镜头无特殊设计无法实现放大成像。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明的主要目的在于提供与观测物平行的水平放置显微装置，属于侧面观测显微镜，其中，显微镜和样品为平行放置，便于使样品正上方适用其他观察手段或者加工手段，通过两个反射镜以及超长的工作距离显微镜来达到目的，将微距功能和放大功能组合构成显微放大装置。
第一方面，本发明提供了一种与观测物平行的水平放置显微装置，包括准直光源、反射光路组件、微距镜头、显微镜组；所述反射光路组件设置于真空腔中，所述反射光路组件包括设置于所述准直光源出射光路上的样品置物台以及用于将所述样品置物台上样品反射的光线进行反射进入微距镜头的反射镜，所述微距镜头以及准直光源位于真空腔外部，所述微距镜头用于接收所述反射光路组件反射的样品的光线，并经显微镜组成像于显微镜耙面。
作为本发明的进一步方案，所述准直光源包括LED光源和准直镜头，所述准直镜头用于将LED光源发出的光线准直后照射在真空腔中的样品上，所述样品位于所述样品置物台上。
作为本发明的进一步方案，所述反射光路组件内包括反射镜Ⅰ和反射镜Ⅱ，所述准直光源照射在样品上的光线经过所述反射镜Ⅰ和反射镜Ⅱ反射后进入所述微距镜头，所述微距镜头的焦距为35-500mm，所述微距镜头的物距大于0.1m，所述微距镜头的放大率为0.5-2倍。
作为本发明的进一步方案，真空腔内设置有电子能量分析器，电子能量分析器设置在样品台正对面距离样品35mm位置处，电子能量分析器中间通孔朝向样品，为使电子能量分离的装置。
作为本发明的进一步方案，所述显微镜组包括显微物镜、显微镜筒以及CCD相机，所述微距镜头与所述显微物镜共焦点，样品作为被观测物通过微距镜头成的像为显微物镜的物，经显微镜组最终成像于显微镜耙面，所述显微镜耙面为CCD相机耙面。
作为本发明的进一步方案，所述显微镜组包括显微物镜和目镜组合。
作为本发明的进一步方案，所述与观测物平行的水平放置显微装置还包括计算机，所述CCD相机与所述计算机连接。
第二方面，本发明提供了一种与观测物平行的水平放置显微装置，所述与观测物平行的水平放置显微装置包括准直光源、反射光路组件、微距镜头以及显微镜组组成的观测显微镜组件，所述观测显微镜组件安装在超高真空设备外用于对被观测物显微放大成像，所述观测显微镜组件的反射光路组件安装在真空腔中，所述观测显微镜组件的光学放大率为5-200倍。
第三方面，本发明提供了一种与观测物平行的水平放置显微装置，包括放大装置，所述放大装置包括安装在超高真空设备外的观测显微镜组件、与所述观测显微镜组件搭配组合的微距镜头、显微镜以及CCD相机，所述微距镜头、显微镜以及CCD相机设置在所述观测显微镜组件的反射光路上，被观测物通过微距镜头成的像为显微物镜的物，经显微镜组最终成像于显微镜耙面。
本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
本发明提供与观测物平行的水平放置显微装置，属于侧面观测显微镜，其中，显微镜和样品为平行放置，便于使样品正上方适用其他观察手段或者加工手段，通过两个反射镜以及超长的工作距离显微镜来达到目的，将微距功能和放大功能组合构成显微放大装置，通过准直光源对真空腔内反射光路组件的被观测物照射，被观测物的反射光通过微距镜头、显微镜组后，最终成像于显微镜耙面，整个光路的光学放大率为5-200倍，解决了真空腔内不适合安装显微镜的问题，在真空腔中安装两个反射镜，真空腔外面比较远的地方放置微距镜头、显微镜以及CCD相机组成一种放大装置，可以解决上述真空腔内不适合安装显微镜，样品无法放大的难题，适用于某些设备(比如超高真空设备等)内样品的真空显微成像镜头组的观察使用。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。在附图中：
图1为本发明实施例中一种与观测物平行的水平放置显微装置的光路图。
图中：1-准直光源、11-LED光源、12-准直镜头、2-反射光路组件、21-样品置物台、22-反射镜Ⅰ、23-反射镜Ⅱ、24-电子能量分析器、3-微距镜头、4-显微镜组、41-显微物镜、42-显微镜筒、43-CCD相机、5-计算机。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
在本发明的描述中，对方法步骤的连续标号是为了方便审查和理解，结合本发明的整体技术方案以及各个步骤之间的逻辑关系，调整步骤之间的实施顺序并不会影响本发明技术方案所达到的技术效果。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
在本发明的实施方式中，提供了与观测物平行的水平放置显微装置，其中，与观测物平行的水平放置显微装置可以应用在超高真空设备，当然也不限于此。
在本发明的实施方式中，提供的与观测物平行的水平放置显微装置，属于侧面观测显微镜，其中，显微镜和样品为平行放置，便于使样品正上方适用其他观察手段或者加工手段，通过两个反射镜以及超长的工作距离显微镜来达到目的，将微距功能和放大功能组合构成显微放大装置。
其中，参见图1所示，一种与观测物平行的水平放置显微装置，包括准直光源1、反射光路组件2、微距镜头3以及显微镜组4。
所述反射光路组件2设置于真空腔中，所述反射光路组件2包括设置于所述准直光源1出射光路上的样品置物台21以及用于将所述样品置物台21上样品反射的光线进行反射进入微距镜头3的反射镜。
所述微距镜头3以及准直光源1位于真空腔外部，所述微距镜头3用于接收所述反射光路组件2反射的样品的光线，并经显微镜组4成像于显微镜耙面。
在本发明的实施例中，参见图1所示，所述准直光源1包括LED光源11和准直镜头12，所述准直镜头12用于将LED光源11发出的光线准直后照射在真空腔中的样品上，所述样品位于所述样品置物台21上。
在本发明的实施例中，样品作为被观测物，所述准直光源1发出的准直光线照射在被观测物，被观测物会产生反射光线，其中，还可以根据所述准直光源1的入射光路的实际位置及设置情况，决定所述反射光路组件2中是否需要反射镜，当所述准直光源1的入射光路照射在被观测物上，被观测物产生的反射光线直接进入微距镜头3，则反射光路组件2中不需要额外设置反射镜。
在本发明的其他实施例中，除以上光源方案外，还可以采用直接在真空样品腔其他光学窗口外用LED灯珠直接补光方式作为照亮样品。
在本发明的实施例中，所述准直镜头12还可以为单透镜、透镜组或波带片，在本实施例中，所述准直镜头12为具有准直功能，能够将LED光源11出射光准直的焦距为35mm的透镜组。
在本发明的实施例中，所述反射光路组件2内包括反射镜Ⅰ22和反射镜Ⅱ23，所述准直光源1照射在样品上的光线经过所述反射镜Ⅰ22和反射镜Ⅱ23反射后进入所述微距镜头3。所述微距镜头3的焦距为35-500mm，所述微距镜头3的物距大于0.1m，所述微距镜头3的放大率为0.5-2倍。
在本发明的实施例中，微距镜头3的最近对焦距离(镜头前端到被观测物距离)为0.15-0.6m，现有显微物镜的最近对焦距离一般小于10mm，即0.01m。真空腔的应用环境使得现有的显微镜无法放置于腔(特别是超高真空腔)内，而本发明的实施例是通过微距镜头3对被测物实现0.5—2倍放大，再通过显微镜对微距镜头3所成的像放大，来实现对被观测物成像。
在本发明中，真空腔内设置有电子能量分析器24，电子能量分析器24设置在样品台正对面距离样品约35mm位置处，电子能量分析器24中间通孔朝向样品，为使电子能量分离的装置。需要注意的是，电子能量分析器24中间通孔与样品之间不可有遮挡，因此，光源斜入射并在一旁加入反射镜折转光路。
在本发明的实施例中，所述显微镜组4包括显微物镜41、显微镜筒42以及CCD相机43，所述微距镜头3与所述显微物镜41共焦点，样品作为被观测物通过微距镜头3成的像为显微物镜41的物，经显微镜组4最终成像于显微镜耙面，所述显微镜耙面为CCD相机43耙面。
在本发明的实施例中，所述与观测物平行的水平放置显微装置还包括计算机5，所述CCD相机43与所述计算机5连接。
在本发明的实施例中，显微镜部分为显微物镜或显微物镜和目镜组合，所述显微镜组4包括显微物镜41和目镜组合，物镜倍率不限于10倍、40倍、100倍等。
在本发明的实施方式中，还提供了一种与观测物平行的水平放置显微装置，包括显微镜，所述显微镜包括准直光源1、反射光路组件2、微距镜头3以及显微镜组4组成的观测显微镜组件，所述观测显微镜组件安装在超高真空设备外用于对被观测物显微放大成像，所述观测显微镜组件的反射光路组件2安装在真空腔中，所述观测显微镜组件的光学放大率为5-200倍。
本发明提供一种与观测物平行的水平放置显微装置，包括放大装置，所述放大装置包括安装在超高真空设备外的观测显微镜组件、与所述观测显微镜组件搭配组合的微距镜头3、显微镜以及CCD相机43，所述微距镜头3、显微镜以及CCD相机43设置在所述观测显微镜组件的反射光路上，被观测物通过微距镜头3成的像为显微物镜41的物，经显微镜组4最终成像于显微镜耙面。
本发明提供与观测物平行的水平放置显微装置，属于侧面观测显微镜，其中，显微镜和样品为平行放置，便于使样品正上方适用其他观察手段或者加工手段，通过两个反射镜以及超长的工作距离显微镜来达到目的，将微距功能和放大功能组合构成显微放大装置，通过准直光源1对真空腔内反射光路组件2的被观测物照射，被观测物的反射光通过微距镜头3、显微镜组4后，最终成像于显微镜耙面，整个光路的光学放大率为5-200倍，解决了真空腔内不适合安装显微镜的问题，在真空腔中安装两个反射镜，真空腔外面比较远的地方放置微距镜头3、显微镜以及CCD相机43组成一种放大装置，可以解决上述真空腔内不适合安装显微镜，样品无法放大的难题，适用于某些设备(比如超高真空设备等)内样品的真空显微成像镜头组的观察使用。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，观测显微镜组件包括准直光源(1)、反射光路组件(2)、微距镜头(3)以及显微镜组(4)；
所述反射光路组件(2)设置于真空腔中，所述反射光路组件(2)包括设置于所述准直光源(1)出射光路上的样品置物台(21)以及用于将所述样品置物台(21)上样品反射的光线进行反射进入微距镜头(3)的反射镜，所述微距镜头(3)以及准直光源(1)位于真空腔外部，所述微距镜头(3)用于接收所述反射光路组件(2)反射的样品的光线，并经显微镜组(4)成像于显微镜耙面。
2.根据权利要求1所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，所述准直光源(1)包括LED光源(11)和准直镜头(12)，所述准直镜头(12)用于将LED光源(11)发出的光线准直后照射在真空腔中的样品上，所述样品位于所述样品置物台(21)上。
3.根据权利要求1所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，所述反射光路组件(2)内包括反射镜Ⅰ(22)和反射镜Ⅱ(23)，所述反射镜Ⅰ(22)和反射镜Ⅱ(23)用于将所述准直光源(1)照射在样品上的光线反射后进入所述微距镜头(3)。
4.根据权利要求1或3所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，所述微距镜头(3)的焦距为35-500mm，所述微距镜头(3)的物距大于0.1m，所述微距镜头(3)的放大率为0.5-2倍。
5.根据权利要求3所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，真空腔内设置有电子能量分析器(24)，电子能量分析器(24)设置在样品台正对面距离样品35mm位置处，电子能量分析器(24)中间通孔朝向样品，为使电子能量分离的装置。
6.根据权利要求1所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，所述显微镜组(4)包括显微物镜(41)、显微镜筒(42)以及CCD相机(43)，所述微距镜头(3)与所述显微物镜(41)共焦点，样品作为被观测物通过微距镜头(3)成的像为显微物镜(41)的物，经显微镜组(4)最终成像于显微镜耙面，所述显微镜耙面为CCD相机(43)耙面。
7.根据权利要求1所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，所述显微镜组(4)包括显微物镜(41)和目镜组合。
8.根据权利要求6所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，观测显微镜组件还包括计算机(5)，所述CCD相机(43)与所述计算机(5)连接。
9.根据权利要求1所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，准直光源(1)、反射光路组件(2)、微距镜头(3)以及显微镜组(4)组成的观测显微镜组件，所述观测显微镜组件安装在超高真空设备外用于对被观测物显微放大成像，所述观测显微镜组件的反射光路组件(2)安装在真空腔中，所述观测显微镜组件的光学放大率为5-200倍。
10.根据权利要求9所述的与观测物平行的水平放置显微装置，其特征在于，还包括放大装置，所述放大装置包括安装在超高真空设备外的观测显微镜组件，所述放大装置还包括与所述观测显微镜组件搭配组合的微距镜头(3)、显微镜以及CCD相机(43)；所述微距镜头(3)、显微镜以及CCD相机(43)设置在所述观测显微镜组件的反射光路上，被观测物通过微距镜头(3)成的像为显微物镜(41)的物，经显微镜组(4)最终成像于显微镜耙面。
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