CN215812516U - 一种电子探测器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子探测器，包括：闪烁体；设置于闪烁体后侧的光导管；以及设置于光导管后侧的光电倍增管，其中闪烁体用于接受电子的轰击发射光子；光导管用于将光子投射至光电倍增管，并且电子探测器还包括在以下的至少一个位置处设置的增透膜：闪烁体的出射面、光导管的入射面以及光导管的出射面。

Description

一种电子探测器

技术领域

本申请涉及电子显微镜技术领域，特别是涉及一种电子探测器。

背景技术

电子显微镜是重要的科学仪器，在材料科学、生命科学和半导体工业等领域发挥着巨大的作用。扫描电子显微镜利用聚焦的高能电子束扫描样品，在扫描的过程中，通过收集入射电子与样品相互作用产生的二次电子和背散射电子等包含样品表面形貌和样品表面成分的电子信息，以达到分析物质微观形貌表征和成分表征的目的。电子探测器通常由电子收集网、闪烁体、光导管、光电倍增管和放大电路组成，在收集电子信号的过程中通常存在以下信号损失行为：1.光子在闪烁体内部发生多次折射被吸收；2.光子在闪烁体出射面被反射回闪烁体晶体内部；3.光子从闪烁体侧壁出射；4.光子在光导管内部被吸收；5.光子在光导管出射面被反射回光导管内部；6.光子在光电倍增管入射面被反射；7.光子在光导管出射面时出射角度过大，没有完全进入光电倍增管。

针对上述的现有技术中存在现有的电子探测器在收集二次电子形成图像的过程中，存在由于信号损失过大以及光子传输效率较低导致形成的图像信噪比低，从而影响图像质量的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本公开提供了一种电子探测器，以至少解决现有技术中存在的电子探测器在收集二次电子信号形成图像的过程中，存在由于信号损失过大以及光子传输效率较低导致形成的图像信噪比较低，从而影响图像质量的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种电子探测器，包括：闪烁体；设置于闪烁体后侧的光导管；以及设置于光导管后侧的光电倍增管，其中闪烁体用于接受电子的轰击发射光子；光导管用于将光子投射至光电倍增管，并且电子探测器还包括在以下的至少一个位置处设置的增透膜：闪烁体的出射面、光导管的入射面以及光导管的出射面。

可选地，闪烁体与光导管通过粘合剂固定连接，粘合剂的折射率介于闪烁体的折射率与光导管的折射率之间。

可选地，光导管的侧面镀有全反射膜。

可选地，还包括设置于闪烁体前端的电子收集网，电子收集网能够用于吸引并收集电子。

可选地，还包括设置于光电倍增管后端的高压引线法兰，高压引线法兰能够将电压引入到真空腔室。

可选地，在电子收集网上附加100～300V电压。

可选地，在闪烁体上附加8～10KV电压。

从而通过本实施例的技术方案，在闪烁体20和光导管30之间使用粘合剂，并且使用的粘合剂的折射率介于闪烁体20的折射率和光导管30的折射率之间，可以减少界面的反射，增加透过率。这种使用折射率介于闪烁体20的折射率和光导管30的折射率之间的粘合剂的情况能够改良光子的传输过程，增加了光子的传输效率减少了信号损失，提高了图像的信噪比，从而达到了增加图像质量的技术效果。进而解决了现有技术中存在的现有的电子探测器在收集二次电子形成图像的过程中，存在由于信号损失过大以及光子传输效率较低导致形成的图像信噪比低，从而影响图像质量的技术问题。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请一个实施例的电子探测器的结构示意图；

图2是图1所示的电子探测器的部分结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1是根据本申请一个实施例的电子探测器的结构示意图，图2是图1所示的电子探测器的部分结构示意图。参考图1和图2所示，一种电子探测器，包括：闪烁体20；设置于闪烁体20后侧的光导管30；以及设置于光导管30后侧的光电倍增管40。其中闪烁体20用于接受电子的轰击发射光子；光导管30用于将光子投射至光电倍增管40，并且电子探测器还包括在以下的至少一个位置处设置的增透膜：闪烁体20的出射面、光导管30的入射面以及光导管30的出射面。

正如背景技术中所述，电子探测器通常由电子收集网10、闪烁体20、光导管30、光电倍增管40和放大电路组成，在手机上电子信号的过程中通常存在以下信号损失行为：1.光子在闪烁体20内部发生多次折射被吸收；2.光子在闪烁体20出射面被反射回闪烁体20晶体内部；3.光子从闪烁体20侧壁出射；4.光子在光导管30内部被吸收；5.光子在光导管30出射面被反射回光导管30内部；6.光子在光电倍增管40入射面被反射；7.光子在光导管出射面时出射角度过大，没有完全进入光电倍增管。

针对该技术问题，参考图1所示，电子探测器是由闪烁体20、光导管30和光电倍增管40组成的。其中，闪烁体20设置在光导管30的前端并与光导管30通过粘合剂连接。光导管30设置在光电倍增管40的前端并与光电倍增管40连接。闪烁体20主要用于接收电子的轰击并发射光子。光导管30主要用于将光子投射到光电倍增管40。光电倍增管40主要用于将光子转换为电子，再将电子成倍放大。尽管图中未示出，闪烁体20的出射面设置有增透膜，光导管30的入射面以及光导管30的出射面也设置有增透膜。增透膜能够用于增加光子的透过率。从而增透膜达到了提升光子的传输效率、减少信号损失并且提高图像的信噪比的目的。从而达到了增加图像质量的技术效果，进而解决了现有技术中存在的现有的电子探测器在收集二次电子形成图像的过程中，存在由于信号损失过大以及光子传输效率较低导致形成的图像信噪比低，从而影响图像质量的技术问题。

可选地，闪烁体20与光导管30通过粘合剂固定连接，粘合剂的折射率介于闪烁体20的折射率与光导管30的折射率之间。

具体地，尽管图中未示出，闪烁体20和光导管30之间用粘合剂固定连接。其中粘合剂本身具有一定的折射率，粘合剂的折射率介于闪烁体20的折射率和光导管30的折射率之间。在闪烁体20和光导管30之间使用粘合剂，并且使用的粘合剂的折射率介于闪烁体20的折射率和光导管30的折射率之间的情况能够改良光子的传输过程。使用粘合剂能够增加了光子的传输效率、减少信号损失并且提高图像的信噪比。

可选地，光导管30的侧面镀有全反射膜。

具体地，尽管图中未示出，光导管30的侧面镀有全反射膜。全反射膜将碰撞在光导管30侧面的光子进行反射，避免了光导管30侧面吸收光子，造成光子信号的损失。从而通过在光导管30侧面设置全反射膜达到了光子在光导管30内的无损传输。全反射膜能够用于反射光子，将可能从光导管30侧面出去的光子全部反射回来。因此，全反射膜能够降低光子在传输过程中的损耗，加强光子在光导管30内部的传输效率，减少信号损失并且提高图像的信噪比。从而达到提高图像质量的技术效果。

可选地，还包括设置于闪烁体20前端的电子收集网10，电子收集网10能够用于吸引并收集电子。

具体地，参考图1和图2所示，还包括设置在闪烁体20前端的电子收集网10。电子收集网10为网状结构且主要用于吸收并收集电子。并且电子收集网10将收集到的电子传输到闪烁体20。从而，电子收集网10能够用于收集入射电子、与样品相互作用产生的二次电子和背散射电子等包含表面形貌信息和表面成分的电子信息。

可选地，还包括设置于光电倍增管40后端的高压引线法兰50A、50B，高压引线法兰50A、50B能够将电压引入到真空腔室60。

具体地，参考图1/图2所示，光电倍增管400的后端还设置有高压引线法兰50A、50B。高压引线法兰50A、50B用于将所需要的正高压引入到真空腔室60，从而使得电子收集网10和闪烁体20能够获得正高压。真空腔室60使得电子收集网10、闪烁体20和光导管30都处于真空的状态下进行更加有效率且精准的工作。

可选地，在电子收集网10上附加100～300V电压。

具体地，尽管图中未示出，在电子收集网10上附加100～300V的电压。电子收集网10上的100～300V的电压是正电压，能够用于吸引信号电子。

可选地，在闪烁体20上附加8～10KV电压。

具体地，尽管图中未示出，在闪烁体20上附加8～10KV的电压。在闪烁体20上附加8～10KV的电压提高电子能量，进而产生光子。

从而通过本实施例的技术方案，在闪烁体20和光导管30之间使用粘合剂，并且使用的粘合剂的折射率介于闪烁体20的折射率和光导管30的折射率之间的情况能够改良光子的传输过程，增加了光子的传输效率减少了信号损失，提高了图像的信噪比，从而达到了增加图像质量的技术效果。进而解决了现有技术中存在的现有的电子探测器在收集二次电子形成图像的过程中，存在由于信号损失过大以及光子传输效率较低导致形成的图像信噪比低，从而影响图像质量的技术问题。

此外，本申请提供的电子探测器具有如下优点：

1.减少光子在闪烁体20内部发生多次折射而被吸收产生的信号损失；

2.减少光子在闪烁体20出射面被反射回闪烁体20晶体内部所产生的的信号损失；

3.减少光子从闪烁体20侧壁出射而产生的信号损失；

4.减少光子在光导管30内部被吸收而产生的信号损失；

5.减少光子在光导管30出射面被反射回光导管30内部而产生的信号损失；

6.减少光子在光电倍增管40入射面被反射而产生的信号损失；

7.减少光子在光导管30出射面时出射角度过大，没有完全进入光电倍增管40而产生的信号损失；

8.提高光子的传输效率、减少信号损失并且提高了图像的信噪比。

此外，电子收集网10，附加100-300V正电压，用于吸引电子；闪烁体20，附加8～10kV正电压可提高信号电子能量，高能电子轰击后可产生光子；光导管30，将闪烁体20产生的光子传导至光电倍增管30；光电倍增管30，将光子转换为电子，再将电子成倍逐级放大几万到几十万倍；高压引线法兰50A、50B，将上述所需的两路正高压引入真空腔室60。

具体说明：在通常的扫描电子显微镜系统中，通常使用电子探测器收集电子信号。在此过程中扫描的位置与收集电子信号同步，可以组成一幅样品局部的微观图像。本系统改良了电子收集和光子传输过程，提高了图像信噪比。具体实现方式是：

1.闪烁体20出射面镀增透膜，光导管30入射面和出射面镀增透膜；

2.光导管30侧面镀全反射膜；

3.闪烁体20与光导管30之间用折射率介于闪烁体20与光导管30之间的粘合剂。

专利保护点：出射面带增透膜的闪烁体20；入射面和出射面都带镀增透膜的光导管30；光导管30侧面带全反射膜；闪烁体20与光导管30之间的粘合剂折射率介于闪烁体20与光导管30的折射率之间。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电子探测器，其特征在于，包括：闪烁体(20)；设置于所述闪烁体(20)后侧的光导管(30)；以及设置于所述光导管(30)后侧的光电倍增管(40)，其中

所述闪烁体(20)用于接受电子的轰击发射光子；

所述光导管(30)用于将所述光子投射至所述光电倍增管(40)，并且所述电子探测器还包括在以下所述的至少一个位置处设置的增透膜：所述闪烁体(20)的出射面、所述光导管(30)的入射面以及所述光导管(30)的出射面。

2.根据权利要求1所述的电子探测器，其特征在于，所述闪烁体(20)与所述光导管(30)通过粘合剂固定连接，所述粘合剂的折射率介于所述闪烁体(20)的折射率与所述光导管(30)的折射率之间。

3.根据权利要求1所述的电子探测器，其特征在于，所述光导管(30)的侧面镀有全反射膜。

4.根据权利要求1所述的电子探测器，其特征在于，还包括设置于所述闪烁体(20)前端的电子收集网(10)，所述电子收集网(10)能够用于吸引并收集所述电子。

5.根据权利要求1所述的电子探测器，其特征在于，还包括设置于所述光电倍增管(40)后端的高压引线法兰(50A、50B)，所述高压引线法兰(50A、50B)能够将电压引入到真空腔室(60)。

6.根据权利要求4所述的电子探测器，其特征在于，在所述电子收集网(10)上附加100～300V电压。

7.根据权利要求1所述的电子探测器，其特征在于，在所述闪烁体(20)上附加8～10KV电压。

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