超快透射电镜系统和用于其的自动采集和图像批处理方法技术方案

本发明专利技术涉及超快透射电镜系统和用于其的自动采集和图像批处理方法。一种超快透射电子显微系统包括：激光源，用于产生探测激光和激发激光；透射电子显微镜，包括电子枪、电子加速器和成像器；三维电动位移台，用于将所述激发激光引导至所述样品上；一维电动位移台，用于改变所述激发激光的光程；以及控制装置，通过接口连接到所述激光源、所述透射电子显微镜、所述三维电动位移台和所述一维电动位移台以控制其操作，所述控制装置包括：激光电子束共轴模块，用于使所述激发激光与所述探测电子束辐照在所述样品上的同一位置处；自动采集模块，用于自动采集多张透射电镜图像；以及图像批处理模块，用于对所采集的多张透射电镜图像执行批量处理。

Ultrafast transmission electron microscope system and its automatic acquisition and image batch processing method

The invention relates to an ultra fast transmission electron microscope system and an automatic acquisition and image batch processing method for the system. Including a transmission electron microscopy system: ultrafast laser source for generating laser detection and laser excitation; transmission electron microscopy, including electron gun, electron accelerator and imaging device; 3D electric displacement platform, for the excitation laser to the sample; one dimensional electric displacement platform, change the optical path for laser excitation; and the control device, through the interface connected to the laser source, the transmission electron microscope, the one-dimensional three-dimensional electric displacement platform and the electric displacement platform to control its operation, the control device includes: a laser beam coaxial module, for the excitation of the probe laser and electron beam with a position in the irradiation on the sample; automatic acquisition module for automatic acquisition of a TEM image; and the image processing module is used for mining Batch processing of images of multiple transmission electron microscopy images.

【技术实现步骤摘要】
超快透射电镜系统和用于其的自动采集和图像批处理方法
本专利技术总体上涉及透射电子显微领域，更特别地，涉及一种超快透射电子显微镜(也称为“透射电镜”)系统以及用于该系统的自动采集和图像批处理方法。
技术介绍
自20世纪60年代以来，电镜制造技术不断提高，尤其是场发射电子枪的应用促进了透射电子显微学实验技术的完善，同时也推动了理论研究更加深入的探索。然而，仅仅提高空间分辨率并不能满足结构动力学的实验要求，普通相机的采集速率一般只能达到秒至毫秒量级，人们需要一种更加快速的方式来捕捉这些微观结构的变化，并且在提高时间分辨率的同时又不会影响所采集的图像的清晰度。研究人员已经开始尝试在普通三维电子学的基础上增加时间维度，这预示着4D电子显微学的逐渐兴起。目前最新的超快透射电子显微系统通过泵浦探测(pump-probe)技术而已经可以在亚埃尺度空间分辨率的基础上，将时间分辨率提高到皮秒(10-12秒)甚至更高的水平。2015年10月，国内首台超快透射电子显微系统设备研制项目成功验收，关于其的详细信息可参见下面列出的相关非专利文献1和2。超快透射电子显微系统是一种基于4D电子显微学建立的新型电子显微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超快透射电子显微系统，包括：激光源，用于发射激光，所述激光经分束器被分成探测激光和激发激光；透射电子显微镜，包括电子枪、电子加速器和成像器，所述探测激光入射到所述电子枪的阴极以激发探测电子束，所述探测电子束经所述电子加速器加速后穿过安装在所述透射电子显微镜内的样品，入射到所述成像器上以形成透射电镜图像；三维电动位移台，用于将所述激发激光引导至所述样品上；一维电动位移台，用于改变所述激发激光的光程；以及控制装置，通过接口连接到所述激光源、所述透射电子显微镜、所述三维电动位移台和所述一维电动位移台以控制其操作，所述控制装置包括：激光电子束共轴模块，用于使所述激发激光与所述探测电子束辐照在所述样...

【技术特征摘要】
1.一种超快透射电子显微系统，包括：激光源，用于发射激光，所述激光经分束器被分成探测激光和激发激光；透射电子显微镜，包括电子枪、电子加速器和成像器，所述探测激光入射到所述电子枪的阴极以激发探测电子束，所述探测电子束经所述电子加速器加速后穿过安装在所述透射电子显微镜内的样品，入射到所述成像器上以形成透射电镜图像；三维电动位移台，用于将所述激发激光引导至所述样品上；一维电动位移台，用于改变所述激发激光的光程；以及控制装置，通过接口连接到所述激光源、所述透射电子显微镜、所述三维电动位移台和所述一维电动位移台以控制其操作，所述控制装置包括：激光电子束共轴模块，用于使所述激发激光与所述探测电子束辐照在所述样品上的同一位置处；自动采集模块，用于自动采集多张透射电镜图像；以及图像批处理模块，用于对所采集的多张透射电镜图像执行批量处理。2.如权利要求1所述的超快透射电子显微系统，其中，所述激光电子束共轴模块配置为：交替执行下面的步骤一和步骤二以获得多张图像：步骤一，控制所述三维电动位移台来改变所述激发激光在所述样品上的入射位置，步骤二，控制所述成像器来获得图像；以及分析所述多张图像的强度变化以确定所述激发激光和所述探测电子束的共轴位置。3.如权利要求2所述的超快透射电子显微系统，其中，改变所述激发激光在所述样品上的入射位置包括沿彼此垂直的两个方向改变入射位置以获得两组图像数据。4.如权利要求1所述的超快透射电子显微系统，其中，所述自动采集模块配置为交替执行下面的步骤一和步骤二以获得多张图像：步骤一，控制所述一维电动位移台以改变所述激发激光的光程；以及步骤二，控制所述成像器来采集图像。5.如权利要求1所述的超快透射电子显微系统，其中，所述图像批处理模块包括噪声处理子模块、衍射斑定位子模块、衍射斑批量处理子模块和高分辨批量处理子模块中的一个或多个。6.一种用于超快透射电子显微系统的自动采集和图像批处理方法，所述超快透射电子显微系统包括：激光源，用于发射激光，所述激光经分束器被分成探测激光和激发激光；透射电子显微镜，包括电子枪、电子加速器和成像器，所述探测激光入射到所述电子枪的阴极以激发探测电子束，所述探测电子束经所述电子加速器加速后穿过安装在所述透射电子显微镜内的样品，入射到所述成像器上以形成透射电镜图像；三维电动位移台，用于将所述激发激光引导至所述样品上；一维电动位移台，用于改变所述激发激光的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星元，孙帅帅，杨槐馨，田焕芳，李建奇，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11