【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及扫描电镜，具体涉及一种探头装置、二次电子探测器及扫描电镜。
技术介绍
1、扫描电镜是一种电子光学仪器，利用聚焦电子束在样品表面进行逐行扫描，电子束轰击样品表面产生二次电子或背散射电子，其产生的效率与样品表面形貌或材料相关，将样品表面产生的二次电子或背散射电子收集起来，并将样品表面电子束扫描的位置和产生的二次电子或背散射电子的数量用二维图像的形式表示，即得到扫描电镜的二次电子图像或背散射电子图像。扫描电镜图像的分辨率可达到纳米级甚至优于1.0纳米，在新材料、新能源、国防、科学研究等领域起着无法替代的作用。
2、扫描电子显微镜需要在真空环境下工作，以保证电子枪正常工作。为了在高真空环境下很好地给试样成像，要求试样导电性能良好，否则会由于荷电效应的影响，成像质量受到影响。为了消除试样的荷电效应，传统普通高真空电镜一般要求对试样进行导电处理，比如喷镀导电的金属或者碳。
3、高真空模式对试验环境要求高，且产生高真空环境所需的设备性能要求较高导致扫描电镜的整体设备成本高。而在低真空模式下，传统的et型二次电子探测器因为需要给闪烁体提供10kv左右的电压会引起放电现象，影响实验结果。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于解决传统二次电子探测器无法工作在低真空环境内的问题，从而提供一种探头装置、二次电子探测器及扫描电镜。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种探头装置，包括：
4、本专利技术提供的探头装置，通过在探头片上施加预设偏压区间内的电压，使探头片吸引低真空室内的二次电子，并且探头板表面接地，可以使探头片吸收低真空环境下的二次电子的时避免放电，保证输出电流的稳定。
5、在一种可选的实施方式中，探头板为电路板，其表面除走线外的部分均铺导电金属层，金属层与探头板插座的其中一个管脚连接后接地。
6、本专利技术提供的探头装置，金属层用于将探头板吸引的二次电子以电流的形式输出，通过接地使探头片吸收低真空环境下的二次电子的时避免放电。
7、第二方面，本专利技术提供一种二次电子探测器，包括：偏压供电电路、放大电路及第一方面的探头装置，其中，偏压供电电路，其输出端与探头装置连接，其输出端还与放大电路的第一输入端连接，其用于产生预设偏压区间内的电压并施加于探头片，使探头片吸引低真空室内的二次电子；放大电路，其第二输入端以交流耦合的方式接收探头装置输出的电流，其输出端与成像系统连接，其用于将探头装置输出的电流放大后，输入至成像装置，以获得样品的二次电子像。
8、本专利技术提供的二次电子探测器，通过设置偏压供电电路的参数可以使偏压供电电路提供不超过500v的偏压，可使二次电子探测器适配不同真空度，避免偏压过大引起探头装置放电，进而影响成像效果；放大电路通过对输出电流进行多种倍数的放大，从而调节成像信噪比及成像亮度，使二次电子探测器适配各种成像装置。
9、在一种可选实施方式中，偏压供电电路包括：第一可调电路及第一输出电路，其中，第一可调电路，其输出端与第一输出电路的输入端连接；通过调节第一可调电路的参数，使第一输出电路输出预设偏压区间内的电压。
10、本专利技术提供的二次电子探测器，通过调节第一可调电路的参数，输出不超过500v的偏压，避免偏压过大引起探头装置放电，进而影响成像效果。
11、在一种可选实施方式中，放大电路包括：第一级放大电路及第二级放大电路，其中，第一级放大电路，其第一输入端与偏压供电电路的输出端连接，其第二输入端与探头装置的输出端连接，其输出端与第二级放大电路的输入端连接，其采用交流耦合的方式对探头装置输出的电流进行隔离、过滤、放大后，输出有效电流；第二级放大电路，其用于将有效电流放大后输出。
12、本专利技术提供的二次电子探测器，采用交流耦合的方式对二次电子信号进行两级放大，避免偏置高压对后续电路产生影响。
13、在一种可选实施方式中，第一级放大电路包括：第二可调电路、耦合电路及电荷放大器，其中，第二可调电路，其输入端与偏压供电电路的输出端连接，其输出端与耦合电路的输入端及探头装置的输出端连接，通过调节第二可调电路的参数，使偏压负载维持在预设值；耦合电路，其输出端与电荷放大器的输入端连接，其用于隔离偏压，并将探头装置输出的电流传递至电荷放大器；电荷放大器，其输出端与第二级放大电路的输入端连接，其用于对电流进行放大后输出有效电流。
14、在一种可选实施方式中，第二级放大电路包括：增益调节电路及电压调节电路，其中，增益调节电路，其输入端与第一级放大电路的输出端连接，通过调节增益调节电路的参数对有效电流进行不同增益等级的放大；电压调节电路，其用于将外接电源转换为预设输出电压区间内的可调直流电。
15、在一种可选实施方式中，增益调节电路包括：粗调放大电路及细调放大电路，其中，粗调放大电路及细调放大电路的输入端均与第一级放大电路的输出端连接；粗调放大电路，其用于在预设粗调区间内按照第一预设倍数对有效电流进行一次或多次的放大；细调放大电路，其用于在预设细调区间内按照第二预设倍数对有效电流进行一次或多次的放大；第一预设倍数大于第二预设倍数。
16、本专利技术提供的二次电子探测器，通过两种放大倍数的叠加，增大了有效电流放大的范围。
17、第三方面，本专利技术提供一种扫描电镜，包括低真空室、成像装置及第二方面的二次电子探测器，其中，二次电子探测器用于收集低真空室内样品产生的二次电子，将二次电子转换为电流后，将电流放大并转换为多种可调电压信号输入至成像装置；成像装置基于多种可调电压信号对样品进行二次电子成像、调整成像的显示状态。
18、本专利技术提供的扫描电镜，通过二次电子探测器通过收集低真空室内样品产生的二次电子并将二次电子转换为电流进行放大处理后，通过成像装置显示样品的二次电子像，使扫描电镜可以在低真空环境下对样品进行二次电子成像，降低了成像成本，提高成像质量。
19、在一种可选实施方式中，探头片的下边沿与扫描电镜物镜极靴的下平面等高。
20、本专利技术提供的扫描电镜，可避免扫描电镜自动升起时与探头装置发生碰撞。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种探头装置，其特征在于，包括：探头片、探头板及密封圈，其中，
2.根据权利要求1所述的探头装置，其特征在于，
3.一种二次电子探测器，其特征在于，包括：偏压供电电路、放大电路及权利要求2所述的探头装置，其中，
4.根据权利要求3所述的二次电子探测器，其特征在于，所述偏压供电电路包括：第一可调电路及第一输出电路，其中，
5.根据权利要求3所述的二次电子探测器，其特征在于，所述放大电路包括：第一级放大电路及第二级放大电路，其中，
6.根据权利要求5所述的二次电子探测器，其特征在于，所述第一级放大电路包括：第二可调电路、耦合电路及电荷放大器，其中，
7.根据权利要求5所述的二次电子探测器，其特征在于，所述第二级放大电路包括：增益调节电路及电压调节电路，其中，
8.根据权利要求7所述的二次电子探测器，其特征在于，所述增益调节电路包括：粗调放大电路及细调放大电路，其中，
9.一种扫描电镜，其特征在于，包括低真空室、成像装置及权利要求3至8任一项所述的二次电子探测器，其中，
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...【技术特征摘要】
1.一种探头装置，其特征在于，包括：探头片、探头板及密封圈，其中，
2.根据权利要求1所述的探头装置，其特征在于，
3.一种二次电子探测器，其特征在于，包括：偏压供电电路、放大电路及权利要求2所述的探头装置，其中，
4.根据权利要求3所述的二次电子探测器，其特征在于，所述偏压供电电路包括：第一可调电路及第一输出电路，其中，
5.根据权利要求3所述的二次电子探测器，其特征在于，所述放大电路包括：第一级放大电路及第二级放大电路，其中，
6.根据权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：田贵宾，刘涛，
申请(专利权)人：北京中科科仪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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