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公开(公告)号：CN118841300A
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202410868542.4
申请日：2024-07-01
申请人： 南开大学
IPC分类号： H01J37/26 , G01N23/04 , G01N23/20 , G01N23/207
摘要： 本发明涉提供一种基于热场发射电子枪的超快透射电子显微镜及其使用方法，超快激光系统产生的激光转换为泵浦激光和探测激光，分别用于激发样品室内样品、激发电子枪产生光电子；电子枪将超快探测激光转化为脉冲光电子源并加速到特定电压；照明系统调整与样品作用前的光电子状态，并将光电子引入样品室；样品室为放置样品且对样品施加外激励的腔体；成像系统捕获与样品相互作用的脉冲电子，并将之生成放大的显微图像或衍射图像；探测器记录显微图像或衍射图像；谱图系统记录与样品作用后的电子的能量分布谱图和成像；真空系统使整个装置保持高真空度。本发明能够在各时间尺度下全面观测样品在原子级分辨率尺度下各种物态动力学变化。
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公开(公告)号：CN113654462B
公开(公告)日：2023-08-29
申请号：CN202110977982.X
申请日：2021-08-23
申请人： 南开大学
IPC分类号： G01B11/00 , G01N23/2254 , G01N23/2206
摘要： 本发明涉及一种监测超快电子显微镜探测光斑位置的装置及方法，该装置包括飞秒探测激光脉冲、反射镜、激光聚焦透镜、分束镜、CCD相机及光学法兰窗口；飞秒探测激光脉冲由反射镜反射后，经激光聚焦透镜进行聚焦，聚焦激光入射到分束镜分成两束；经分束镜出射的一束聚焦激光根据分束比以一定角度入射到CCD相机中呈现光斑图像；经分束镜出射的另外一束聚焦激光作为探测激光脉冲从光学法兰窗口正入射到超快电子显微镜电子枪的光阴极灯丝尖端，激发灯丝产生探测光电子脉冲。本发明为快速准确得到探测激光光斑作用于灯丝尖端产生光电子探测脉冲的实时状态提供了新型便利的途径。
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公开(公告)号：CN113654462A
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN202110977982.X
申请日：2021-08-23
申请人： 南开大学
IPC分类号： G01B11/00 , G01N23/2254 , G01N23/2206
摘要： 本发明涉及一种监测超快电子显微镜探测光斑位置的装置及方法，该装置包括飞秒探测激光脉冲、反射镜、激光聚焦透镜、分束镜、CCD相机及光学法兰窗口；飞秒探测激光脉冲由反射镜反射后，经激光聚焦透镜进行聚焦，聚焦激光入射到分束镜分成两束；经分束镜出射的一束聚焦激光根据分束比以一定角度入射到CCD相机中呈现光斑图像；经分束镜出射的另外一束聚焦激光作为探测激光脉冲从光学法兰窗口正入射到超快电子显微镜电子枪的光阴极灯丝尖端，激发灯丝产生探测光电子脉冲。本发明为快速准确得到探测激光光斑作用于灯丝尖端产生光电子探测脉冲的实时状态提供了新型便利的途径。
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公开(公告)号：CN114203503B
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202111468462.2
申请日：2021-12-03
申请人： 南开大学
摘要： 本发明涉及一种用于超快扫描二次电子成像的E‑T探测器，该探测器包括承载本体、光电倍增管、光导管、闪烁体、栅网和滤光片；所述承载本体内依次设置有光电倍增管、光导管和闪烁体；位于所述闪烁体前方的所述承载本体前端设置所述栅网；所述光电倍增管和所述光导管之间设置有至少一个滤光片。本发明通过增加滤光片以及增镀铝膜，实现降低泵浦光与杂散光源对超快扫描成像的干扰，提升图像的信噪比，获得高质量的超快电子扫描图像。
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公开(公告)号：CN114678244A
公开(公告)日：2022-06-28
申请号：CN202210300281.7
申请日：2022-03-24
申请人： 南开大学
IPC分类号： H01J37/065 , H01J37/29
摘要： 本发明公开了一种超快扫描电子显微镜系统及其应用方法。所述系统包括：扫描电镜，将第一近红外飞秒激光转换为定向聚焦的紫外飞秒激光并经阴极激发产生探测用光电子脉冲的探测激光系统，将第二近红外飞秒激光转换为波长可调的定向聚焦的泵浦用飞秒激光脉冲的泵浦激光系统，对所述探测用光电子脉冲及所述泵浦用飞秒激光脉冲达到待测样品表面的光程差进行调节的光学延迟线，对瞬态二次电子信号进行探测的二次电子探测系统，该系统可在超高时空分辨尺度下实时探测材料表面激发态载流子动力学信息。
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公开(公告)号：CN113658841A
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN202110911134.9
申请日：2021-08-09
申请人： 南开大学
摘要： 本发明涉及一种实现传输和聚焦超快扫描电子显微镜泵浦光的方法及系统，方法包括：在扫描电子显微镜的极靴下放置抛物面反射镜；外部激光引入扫描电子显微镜入射到抛物面反射镜，通过调节抛物面反射镜的位置和角度，使得激光由抛物面反射镜汇聚到待测样品表面形成圆形光斑，其中，待测样品位于抛物面反射镜的焦点处。本发明提出采用抛物面反射镜来传输和聚焦泵浦激光的方法，抛物面反射镜通过安装在扫描电镜极靴正下方的一个可伸缩的高精度三维电控位移台，可精确调节泵浦飞秒激光到达样品处光斑的直径大小和位置，有效提升超快扫描电子显微镜在微区载流子动力学测量方面的性能。
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公开(公告)号：CN117704962A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202211086834.X
申请日：2022-09-07
申请人： 南开大学
IPC分类号： G01B11/00 , G01N23/2206 , G01N23/2254
摘要： 本发提供一种原位测量超快扫描电子显微镜系统中泵浦光斑的方法，包括：(1)将泵浦激光聚焦于导电碳胶的平滑表面得到烧蚀光斑，分析确定激光入射在样品表面的角度，以及聚焦于样品表面的具体位置、作用范围、形状、光强分布；(2)使样品达到最佳激发状态，得到在激光辐照下材料表面的某一特定激发位置、特定激发范围中的光生非平衡载流子的完整超快动力学过程；(3)分析烧蚀光斑尺寸与泵浦激光单脉冲能量或者能量密度之间的关系，得到聚焦泵浦光斑的实际参数，并通过SEM图像呈现出的烧蚀光斑的烧蚀情况直观得到泵浦激光光斑的实际情况。本发明能大大简化实验步骤，有效排除在进行额外的外部独立操作时对样品引起的不利影响。
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公开(公告)号：CN114678244B
公开(公告)日：2023-07-28
申请号：CN202210300281.7
申请日：2022-03-24
申请人： 南开大学
IPC分类号： H01J37/065 , H01J37/29
摘要： 本发明公开了一种超快扫描电子显微镜系统及其应用方法。所述系统包括：扫描电镜，将第一近红外飞秒激光转换为定向聚焦的紫外飞秒激光并经阴极激发产生探测用光电子脉冲的探测激光系统，将第二近红外飞秒激光转换为波长可调的定向聚焦的泵浦用飞秒激光脉冲的泵浦激光系统，对所述探测用光电子脉冲及所述泵浦用飞秒激光脉冲达到待测样品表面的光程差进行调节的光学延迟线，对瞬态二次电子信号进行探测的二次电子探测系统，该系统可在超高时空分辨尺度下实时探测材料表面激发态载流子动力学信息。
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公开(公告)号：CN114203503A
公开(公告)日：2022-03-18
申请号：CN202111468462.2
申请日：2021-12-03
申请人： 南开大学
摘要： 本发明涉及一种用于超快扫描二次电子成像的E‑T探测器，该探测器包括承载本体、光电倍增管、光导管、闪烁体、栅网和滤光片；所述承载本体内依次设置有光电倍增管、光导管和闪烁体；位于所述闪烁体前方的所述承载本体前端设置所述栅网；所述光电倍增管和所述光导管之间设置有至少一个滤光片。本发明通过增加滤光片以及增镀铝膜，实现降低泵浦光与杂散光源对超快扫描成像的干扰，提升图像的信噪比，获得高质量的超快电子扫描图像。
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公开(公告)号：CN117686540A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202211069002.7
申请日：2022-09-02
申请人： 南开大学
IPC分类号： G01N23/2254 , G01N21/64 , G01N21/01
摘要： 本发明公开了一种多功能超快阴极荧光系统及其应用方法，该系统包括：用于发射紫外飞秒激光的高重频飞秒激光系统、用于将紫外飞秒激光转换为阴极荧光的场发射扫描电镜系统、用于收集阴极荧光的阴极荧光收集系统、集成多个探测模块的阴极荧光分析系统以及用于引导光信号转换选择传递的空间光路系统。本发明提供的多功能超快阴极荧光系统中集成了多个功能模块，根据样品的特性对其荧光信号进行全面的分析，实现了阴极荧光的偏振分析、强度探测、角分辨光谱探测、全光谱信息探测或超快时间分辨信息探测多个探测功能；其中使用了肖特基场发射的钨灯丝作为超快光阴极，提升了电子脉冲的时空相干性，可以获得高清晰的扫描电镜图像和稳定的发射束流。
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