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中国透射式电子显微镜发展的历程(一)

发表时间:2018-11-19 14:48:35
   自从1925年L. deBroglie提出物质具有波动性的假说后,1926年Busch发表关于磁聚焦的论文,指出旋转对称磁场可以使电子束折射。随后,世界上第一台电子显微镜在1931年诞生于柏林,它是由M. Knoil和E. Rusk通过改装一台可拆卸的高速阴极射线管示波器而制成的,具有3个透镜,是采用冷阴极电子源的透射式电子显微镜。1934年,M. Knoil和E. Rusk将分辨率提高到500。

  1938年,德国西门子公司生产了第一台作为商品的透射式电子显微镜,分辨率优于100?(见图2)。

  1958年,当各单位讨论大跃进赶超计划时,黄兰友提出试制透射式电子显微镜的建议,得到了大家和所长顾德欢的赞赏。与此同时,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(下文简称长春光机所)也提出要试制透射式电镜。因此,黄兰友到长春光机所进行了解,并与王大珩在电话中交谈,当时王大珩提出要求黄兰友立即到长春光机所进行合作研制。1958年5月,黄兰友带着中国科学院电子研究所的江钧基一起来到长春光机所,长春光机所也配备了工程师王宏义和两个刚毕业的大学生林太基、朱焕文,共同进行研制。当时,中国科学院副院长张劲夫也很支持,并将新引进的一台透射式电镜提供给试制者作参考。黄兰友利用他在国外掌握的电子光学理论和公式对新引进的透射式电镜进行了各项参数的推算,这也有利于他顺利进行自己的透射式电镜的加工、安装和调试,实现了王大珩提出的:要么“十一”献礼,要么不考虑。

  1958年8月19日凌晨看到的电子显微像(一氧化锌烟粒)的分辨率为100我国第一台电子显微镜———DX-100(I)中型透射电子显微镜于1958年研制成功(该电镜指标为高压50kV,分辨率100?)。调试人:黄兰友从开始到完成任务一共花了72天,诞生了我国自行研制的中型透射式电子显微镜。DX-100(I)中型透射式电子显微镜的指标为:高压50kV,分辨率100?。

  2 DX-100(II)大型透射式电子显微镜在1959年研制成功继我国中型透射式电子显微镜在1958年研制成功后,长春光机所又邀请黄兰友主持设计大型透射式电子显微镜的工作,希望他能调来长春光机所工作,但他在中国科学院电子研究所还有任务(是一个室的副主任),而且黄兰友本人也不想离开北京。随后,王大珩和他谈话达成共识:黄兰友每月去长春一次,花一半时间兼管长春光机所的电镜研制工作。长春光机所为了加强电镜研制方面的力量,在1958年9月建立了电镜课题组,由姚骏恩任组长,同时又新来了2个刚毕业的大学生曾朝伟、谢信能参加该项工作。

  长春光机所组织的DX-100(II)大型透射式电子显微镜的设计工作是在1958年11月开始的,黄兰友把从西德带回来的有关设计电镜方面的资料、书籍、手册(其中有计算磁透镜的光学参数方面的文章和Mülvey有关磁路设计方面的文章)提供给了姚骏恩,由姚骏恩计算和设计电子光学参数、磁路等。黄兰友抽出时间和王宏义考虑总体机械结构的设计。机械结构和电路等对总体的光路起到决定性的作用。黄兰友在总体调试时,曾朝伟、朱祖福密切配合,他们逐步从找毛病走向改进分辨率。最后看到火棉胶的菲涅尔衍射环,离国庆还有几天功夫,在拍到了分辨率约为25?的图像后,立即将电镜装箱运往北京展览会。

  在“国庆十周年”庆祝大游行中,中国科学院游行队伍走在最前面,并高举长春光机所研制的大型电子显微镜的巨大模型,接受了毛主席的检阅,黄兰友还应邀到天安门观礼台观看大游行,跟大家一起拍手,心里感到无比自豪。国家将该电子显微镜列入《自然科学大事年表》。参与研制该电子显微镜的人主要有黄兰友、姚骏恩、王宏义、曾朝伟、谢信能、朱祖福等。
  DX-100(II)大型透射式电子显微镜(见图4)的指标为:高压100kV,分辨率25?,放大倍数10万倍。

  DX-100(II)大型透射式电子显微镜(指标为:高压100kV,分辨率25?,放大倍数10万倍。)1959年在国庆十周年展览会上。操作者:曾朝伟长春光机所把中型电子显微镜移交给南京教学仪器厂(现江南光学仪器厂)生产,把大型电子显微镜交给上海精密医疗机械厂(现上海电子光学技术研究所)生产。但上海精密医疗机械厂受不了这种“科研”般的工作,想把它甩掉,是上海市的市长保住了这个项目,为这批人组建了上海电子光学技术研究所。1964年,上海电子光学技术研究所的DXA2-8型电子显微镜达到20?,邮电部为了庆祝当时全国8个新产品,发行了一套8张纪念邮票,其中1张就是DXA2-8型电子显微镜(见图5)。

  1964年,我国以上海电子光学技术研究所的DXA2-8型电子显微镜为主题发行的邮票是世界上最早的以电子显微镜为主题的邮票3 试制DX-2大型透射式电子显微镜的过程当时根据《科技十年发展规划纲要》的要求,中国科学院领导把试制高分辨率电子显微镜的任务交给了中国科学院北京科仪厂,为了加强这方面的工作,集中技术力量,将原在长春光机所从事电子显微镜研制工作的大部分人员合并到中国科学院北京科仪厂,于1963年11月开始共同研制DX-2大型透射电子显微镜(以下简称DX-2型透射电镜,见图6),由姚骏恩设计并组织该电镜的试制工作,并将黄兰友从中国科学院电子研究所调入中国科学院北京科仪厂,作为研制工作的顾问。

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