全球首拆！JEOL（日本電子）JSM-5600LV扫描电镜电子枪

liukai163

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大家好~我又来拆电镜了！
上次给大伙拆了JSM-5600的EDX能谱分析仪，今天给大伙拆一下这个镜子的电子枪吧。
为啥要拆电子枪呢？这个话题要从遥远的2019年说起.............那时还没有疫情爆发，那时还没有过年放假，深圳一位老大哥看我折腾的难受，于是说要支援我半套残废的镜子直接研究，于是乎镜子就在今年4月份到家了。
但是呢这玩意没有驱动部分，没有电控部分也没有图纸手册，所以想要知道电子枪上这一大把电缆的连接定义，就只能拆了................

这套镜子到家之后经过别扭的拆解，上楼组装真空系统，从到处漏气收拾到能抽到5e-6Torr，难为了我一个多月，眼看着收拾利索的真空系统要拆解破坏从新来调，心情格外蛋疼但是不拆也没办法，找不到接线定义等于废铁，最后纠结一个多月（其实是懒癌晚期）决定开干！

废话不多说了上图   各位开始看戏


首先上图镜子组装完之后镜体和自己焊接的不锈钢角铁机架（电控部分还没做只做了真空系统逻辑控制部分）



电子枪顶端灯丝仓，打开可以看到里面的韦氏冒（栅极）里面包裹的是灯丝


透过电子枪真空管路接口向内看，可以看到电子枪的两个电极——栅极和阳极


韦氏冒拔下来可以看到里面的灯丝，放大可以看到发叉型灯丝的尖端在栅极孔的正中心




OK   开拆电子枪本体，电子枪总览


去掉灯丝栅极组件的阳极帽部分


特写，可以看到阳极帽上被电子打过的痕迹，可以猜测这个镜子用的时间不算短


拆掉第一级镜筒组件，可以看到第一层电子透镜（电子透镜用来汇聚电子束）


第一级电子透镜光栅特写


拆掉螺丝拿出第一级电子透镜和阳极帽总成，可以看到里面的电子透镜线圈


线圈特写，此组线圈用来对电子枪的电子束光斑进行形变矫正，每次更换灯丝之后阴极（灯丝）栅极相对于阳极的位置就会发生微小的变化。
这些变化会导致电子束打在最终样品上的光斑由圆形变成椭圆形，导致电镜在高倍率（10000X）下相场模糊或者被观测物体有形变
这时就需要用到这两组线圈来校正光斑，使光斑达到最完美的圆形来消除这种畸变


阳极帽特写，灯丝通电被加热后电子会溢出在韦氏冒（栅极）周围形成电子云，在阳极电场的吸引下高速射出行程电子束


阳极组件和光栅管



拧开阳极帽后看到电子枪校正线圈组的真面目，该组线圈由两组组成每组线圈又分为X和Y两个方向
给不同线圈施加电压从而达到校正的目的




第一组拆解完毕，接下来的一组镜筒内是聚焦电磁透镜组
该组线圈由两个聚焦线圈组成，硕大而厚实的线圈可以提供强有力的磁场将电子束聚焦到几nm的光斑，从而达到200000X的放大倍率


线圈特写


拆掉聚焦线圈组后，就看到了最核心的扫描和相差校正线圈组，该组线圈外面铁壳内还有一组物镜线圈


电子束射出聚焦透镜组后，进入扫描线圈组的光栅



拆开聚焦透镜组后端的盖板，里面还有一个手动光栅组件，该组件可以人为选择电子束的光斑直径


光栅背面特写


光栅正面特写，以看到两个光栅上都有电子束打过的痕迹，而且颜色都不相同很好看
眼尖的您能看得到光栅孔的位置吗？


本文未完  楼下继续

liukai163

书接上文拆电子枪

光栅组件拆完之后，有个奇怪的结构类似涡旋压缩机的转子一层一层围绕在光栅杆外围



考虑良久分析之后，想到这个结构部件的可能用途之一是吸收打在光栅板上的溅射电子，防止溅射电子被带入下一级电子透镜和光栅


聚焦透镜组出射光栅


扫描透镜组入射光栅



取出光栅头后的扫描透镜组件和物镜总成


物镜（本质是一个锥形电磁线圈）


拆掉物镜外壳后内部的结构


物镜外壳锈蚀严重


值得庆幸的是物镜光栅是纯紫铜的并没有受到腐蚀


被电子溅射形成色斑的物镜镜筒



物镜镜筒光栅


小心翼翼的抽出扫描线圈组件


组件内各类电磁透镜的极靴管



线圈组特写，从左至右依次为：第一级辅助聚焦线圈，像散修正线圈组（8枚空心小线圈），扫描线圈，第二级辅助聚焦线圈



像散修正线圈组特写


整个透镜组特写   



最后上图描述一下，如何查找每组线圈对应的接线和功能——热成像！
是的，利用电流在线圈内会发热的原理，给线圈施加500mA的电流，然后用热成像观察发热的线圈，从而得出接线端子和线圈的对应关系




通过给线束相同的接头，通电利用热像观察，就可以准确的分析出正在通电的接头和线圈的对应关系
这样就能快速准确的理清这一大堆插头连线的功能





这是一天折腾之后摸索出的所有线圈接线和功能


最后回到家里将电子枪组装起来，抽真空实验结果，还好没有作孽，真空度轻松的达到了3e-5Torr
     


至此，全剧终。各位看官下期节目在会

佛缘陶瓷

高大上的东东  开眼

aacyxjz

牛掰了，前排围观

upzx

这东西拆了还能完好的装回去嘛:titter:

pzj0140

太高大上的东西了，看了好爽

cj8510

高端大气上档次，这零件真漂亮:handshake:

壹筒江湖

这得多高的学问才能看懂并且解释出来功能构造啊！站在这里我就像小学生听天书一样，只能凑个热闹了:sweat::sweat:

samhrc

收来就只有筒子没有底座的么?

我这有个类似的东西判断线圈对应关系可没热成像那么硬核， 用的是一根刺针。

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后排围观大佬

whseen

放大倍数比光学高了很多，电子束扫描成像。顺便热像仪也都是土豪工具，大点屏幕的一定不便宜。

zzhbeyond

这货牛叉，看了半天没看明白

加旋

绝对是很高大上的奢侈东西了了:Strive::praise:

menghanru

有点象显像管的原理

wangbin4316

liukai163 发表于 2020-7-19 17:59
书接上文拆电子枪   
光栅组件拆完之后  有个奇怪的结构类似涡旋压缩机的转子一层一层围绕在光栅杆外围

里面的灰尘什么有影响不？全空能上，灰尘个人难度大啊

mhtlov

真的精细啊

tang0571

真牛b，开眼界了，必须赏！！

迈克老狼

楼主这个技术可以搞科研 做其他的工作就浪费了这个学识

发芽的爆米花

这东西太专业了，膜拜中

高级会员

这个这么摆这么直接用手拿会不会有影响？