【技术实现步骤摘要】
用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统
本专利技术一种用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，应用于真空电子设备、X射线、电子枪、计算机断层扫描及无损检测等
本系统可用于场发射电子源的测试和标定。
技术介绍
场致电子发射(场发射)作为一种纯量子现象已经进行了长年的理论研究。很多种场发射电子源被开发出来，最具代表性的是金属尖锥阴极和碳纳米管阴极。基于场发射技术的X射线源具有工作温度低，没有热辐射的优点，因此，可以用于开发高密度的X射线阵列。这是采用传统钨丝热阴极所无法实现的。随着场发射技术的发展，大量新型医疗和工业用X射线影像技术被提出，例如，基于高密度阵列的通量场调制技术和基于多光束的逆几何计算机断层扫描技术。但是由于缺乏对场发射机理的深入了解，场发射电子源的性能一直不能满足市场化和产业化的需要。为了提高场发射电子源的可靠性和使用寿命，需要一种简便的方法量化地描述和评估场发射电子源的性能。为此我们研制了一种新颖的场发射显微镜系统作为场发射电子源开发的主要检测设备。场发射显微镜最早由埃尔温穆勒于1936年提出，用于研究分子表面结构...
【技术保护点】
1.一种用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，其特征在于：该系统包括图像记录部件，光路子系统，高速摄像机，脉冲高压电源，高速电流采集，高速网络，同步控制器，图像处理软件和数据存储器；其中，光路子系统包括主光源，副光源，玻璃真空腔壁，电机驱动镜头，及半反射镜片；所述主光源通过半反射镜片和电机驱动镜与副光源共同产生光源照明，为图像提供足够的照度；光源照明透过玻璃真空腔壁照亮图像记录部件；在图像记录部件上产生的场发射图像通过光路子系统进入高速摄像机；在光路子系统中，图像依次经过玻璃真空腔壁、电机驱动镜头和半反射镜片产生目镜图像；高速摄像机生成高帧率图像和低帧率图像；低...
【技术特征摘要】
1.一种用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，其特征在于：该系统包括图像记录部件，光路子系统，高速摄像机，脉冲高压电源，高速电流采集，高速网络，同步控制器，图像处理软件和数据存储器；其中，光路子系统包括主光源，副光源，玻璃真空腔壁，电机驱动镜头，及半反射镜片；所述主光源通过半反射镜片和电机驱动镜与副光源共同产生光源照明，为图像提供足够的照度；光源照明透过玻璃真空腔壁照亮图像记录部件；在图像记录部件上产生的场发射图像通过光路子系统进入高速摄像机；在光路子系统中，图像依次经过玻璃真空腔壁、电机驱动镜头和半反射镜片产生目镜图像；高速摄像机生成高帧率图像和低帧率图像；低帧率图像通过图像处理软生成对焦控制信号用于控制电机驱动镜头以提高图像的清晰度；同步控制器产生摄像机控制信号、电流采集控制信号和电源控制信号，用以控制高速摄像机，脉冲高压电源和高速电流采集；脉冲高压电源在图像记录部件中的场发射电子源和透明导电层之间施加高压脉冲，并产生场发射电流；高速电流采集将场发射电流数字化产生电流数据；高速摄像机生成的高帧率图像通过高速网络与高速电流采集捕获的电流数据产生混合数据输送到数据存储器进行存储，所储存的混合数据将用于存档和后期分析研究。2.根据权利要求1所述的用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，其特征在于：高速摄像机每秒会产生数G字节的图像数据，普通的网络和硬盘无法实现数据的实时存储。3.根据权利要求1所述的用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，其特征在于：场发射电子源需要工作在脉冲工作方式，占空比不能高，否则将会导致场发射电子源过热烧毁。4.根据权利要求1所述的用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，其特征在于：图像处理软件能进行图像数据筛选和自动对焦，低帧率图像通过图像识别软件进入发光点定位和时间戳软件产生发光点定位和时间戳数据，以便后期数据分析时直接定位到对应图像帧和电流数据。5.根据权利要求4所述的用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，其特征在于：图像识别软件和图像清晰度分析软件将根据图像的锐度产生对应的对焦控制信号以控制电机驱动镜头，提高图像清晰度。6.根据权利要求1所述的用于测试和标定场发射电子源阵列的场发射显微镜系统，其特征在于：高...
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