CN108122725B

CN108122725B - 时间分辨的带电粒子显微术

Info

Publication number: CN108122725B
Application number: CN201711144530.3A
Authority: CN
Inventors: E.R.基伊夫特
Original assignee: FEI Co
Current assignee: FEI Co
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: EP3340273B1; JP7178168B2; EP3340273A1; US10032599B2; US20180151326A1; CN108122725A; JP2018088402A

Abstract

一种使用带电粒子显微术来研究样本的方法，该方法包括以下步骤：‑使用主源来产生沿着射束路径传播的带电粒子脉冲射束；‑在所述射束路径中的照射位置处提供样本；‑使用次源来产生样本的重复激励；‑使用检测器来登记在每次所述激励之后穿过样本的所述射束中的带电粒子，其中：‑所述主源被配置成由所述次源的每个激励产生一串多个脉冲；‑所述检测器被配置成包括像素的集成阵列，所述像素每一个都具有单独的读出电路，以登记所述串中的单独粒子的到达时间。

Description

时间分辨的带电粒子显微术

本发明涉及使用带电粒子显微术来研究样本的方法，该方法包括以下步骤：

- 使用主源来产生沿着射束路径传播的带电粒子脉冲射束；

- 在所述射束路径中的照射位置处提供样本；

- 使用次源来产生样本的重复激励；

- 使用检测器来登记在每次所述激励之后穿过样本的所述射束中的带电粒子。

本发明还涉及其中可以展现这样的方法的带电粒子显微镜。

带电粒子显微术为用于对微观对象成像（尤其是以电子显微术的形式）的公知且越来越重要的技术。在历史上，电子显微镜的基本类已经历演变为数个公知装置种类（诸如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）以及扫描透射电子显微镜（STEM））、以及还演变为各种子种类，诸如所谓的“双射束”工具（例如，FIB-SEM），所述“双射束”工具附加地采用“加工的”聚焦离子束（FIB）从而例如允许诸如离子束铣削或离子束诱导沉积（IBID）之类的支持活动。更具体来说：

- 在SEM中，通过扫描电子束照射样本使来自样本的“辅助”辐射的放射沉淀，例如以二次电子、背散射电子、X射线和阴极发光（红外、可见和/或紫外光子）的形式；然后检测该放射辐射的一个或多个分量并将其用于图像累积目的。

- 在TEM中，将被用来照射样本的电子束选取为具有用以穿透样本的足够高的能量（为此样本一般将比SEM样本情况下更薄）；然后可以使用从样本放射的透射电子来创建图像。当以扫描模式操作这样的TEM时（因此变成STEM），将在照射电子束的扫描运动期间累积讨论中的图像。

可以例如从以下维基百科链接收集关于这里阐明的话题中的一些的更多信息：

http://en.wikipedia.org/wiki/Electron_microscope

http://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope

http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_electron_microscopy

http://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_transmission_electron_microscopy

作为将电子用作照射射束的替换方案，还可以使用其它种类的带电粒子来执行带电粒子显微术。在这方面，短语“带电粒子”应被宽泛地解释为涵盖例如电子、正离子（例如Ga或He离子）、负离子、质子和正电子。关于基于非电子的带电粒子显微术，可以例如从诸如以下的参考文献收集一些进一步的信息：

https://en.wikipedia.org/wiki/Focused_ion_beam

http://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_Helium_Ion_Microscope

- W.H. Escovitz, T.R. Fox and R. Levi-Setti, Scanning Transmission Ion Microscope with a Field Ion Source, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 72(5)，1826-1828页(1975)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22472444

应注意，除了成像和执行（局部化的）表面改性（例如铣削、蚀刻、沉积等）之外，带电粒子显微镜还可以具有其它功能，诸如执行光谱学、检查衍射图等。

在所有情况下，带电粒子显微镜（CPM）将至少包括以下组件：

- 辐射源，诸如肖特基电子源或离子枪。

- 照明器，其用来操纵来自源的“原始”辐射射束并且对其执行某些操作（诸如聚焦、畸变减轻、（利用孔径）裁切、滤波等等）。其一般将包括一个或多个（带电粒子）透镜，并且还可以包括其它类型的（粒子）光学组件。如果期望的话，照明器可以被提供有偏转器系统，其可以被调用来促使其离开射束以跨研究中样本执行扫描运动。

- 样本保持器，可以在其上保持和定位（例如倾斜、旋转）研究中的样本。如果期望的话，该保持器可以被移动以便影响射束相对于样本的扫描运动。一般来讲，这样的样本保持器将被连接到定位系统，诸如机械载台。

- 检测器（用于检测从被照射的样本放射的辐射），其本质上可以是单一的或复合的/分布式的，并且其可以取决于检测中的辐射而采用许多不同形式。示例包括光电二极管、CMOS检测器、CCD检测器、光伏电池、X射线检测器（诸如硅漂移检测器和Si（Li）检测器）等。一般来说，CPM可以包括若干不同类型的检测器，可以在不同情况下调用它们的选择。

在透射型显微镜（例如诸如（S）TEM）的情况下，CPM还将包括：

- 成像系统，其实质上采用透射通过样本（平面）的带电粒子并且将它们引导（聚焦）到分析装置（诸如检测/成像设备、光谱学装置（诸如EELS设备，EELS=电子能量损失光谱学）等）上。就上文提到的照明器而言，成像系统还可以执行其它功能（诸如畸变减轻、裁切、滤波等），并且它一般将包括一个或多个带电粒子透镜和/或其它类型的粒子光学组件。

在下文中，有时可能（通过示例的方式）在电子显微术的特定上下文中阐述本发明；然而，这样的简化仅意图用于清楚性/例证性目的，而不应被解释为限制性的。

如在上面的开篇段落中阐述的方法的特定示例是所谓的激光泵脉冲显微术，其中使用激光脉冲来触发待研究样本中的可重复/可重现的时间过程（temporal process）。在本上下文中，时间过程的示例包括相变、电浆激励（plasmonic excitation）、机械振动、烧蚀过程、热流、化学反应等。针对此类样本研究的具体描述，参见例如由D.R. Cremons等人所著的期刊文章emtosecond electron imaging of defect-modulated phonondynamics，Nature Communications 7，文章号11230（2016）：

http://www.nature.com/articles/ncomms11230

虽然现有技术的时间分辨的带电粒子显微术技术至今为止已产生了适宜结果，但是本发明人已进行了大量工作以提供对常规方法的有创造性的替换方案。该努力尝试的结果是本发明的主题。

本发明的目的在于提供如在上面的开篇段落中阐述的方法的创新改进。更具体来说，本发明的目的是该技术应允许如相比于现有技术方法具有大幅改进的时间分辨率的样本研究。此外，本发明的目的是该新方法应比本领域中的现有技术更加通用。

在如在上面的开篇段落中阐述的方法中实现了这些和其它目的，该方法的特征在于：

- 所述主源被配置成由所述次源的每个激励产生一串多个脉冲；

- 所述检测器被配置成包括像素的集成阵列，所述像素每一个都具有单独的读出电路，以登记所述串中的单独粒子的到达时间。

应指出的是，所采用的来自所述次源的激励可以例如包括光子束（如在例如脉冲激光器或脉冲X射线源的情况中那样）、（例如，从（迷你）粒子加速器中得到的）（次）带电粒子束、（例如，由电极或电磁铁产生的）电磁场、（例如，来自压电致动器的）机械刺激，以及其组合和混合。

本质上，这样的设置的操作除其它之外开拓出以下深刻见解：

- 时间分辨的带电粒子显微术中的许多样本在被损坏、破坏或改变其属性至阻碍进一步的有意义的研究的程度之前仅能够容忍一定数量的（来自所述次源的）激励；因此重要的是从样本的每次激励中收集尽可能多的信号。在其它实例中，例如由于将（产生自所述激励的）所引入的热量运离样本的难度，每秒仅能够容忍一定数量的激励。另一方面，实现良好的时间分辨率的需要产生了朝使用非常短的主源脉冲的方向的驱使，但是这样的脉冲每一个仅能够包含几个带电粒子；结果，将一般需要若干次重复测量以便实现可接受的累积信噪比。时间分辨率与每脉冲信号之间的该冲突在时间分辨的成像中是令人困扰的两难境地。

- 本发明提供了一种如与现有技术相比从每个样本激励中提取更多信号（并且同时更好的时间分辨率）、从而允许降低总获取时间和/或收集更大的累积信号量（更长的“电影”）的方式。这是通过以下内容来实现的：

▫ 将主源体现为产生超短脉冲，其具有比样本激励周期短得多的周期，从而每次激励产生一串多个主脉冲。

▫ 除其它之外通过为每个检测器像素提供其自己的单独读出电子线路来将检测器体现为具有超短时间分辨率——其在理想上比主源的周期短得多；在这样的设置中，消除了由像素阵列的传统的行/列轮询所引起的读出延迟，使得带电粒子在检测器上的每次冲击都可以被分配有高度精确的单独的时间戳。

在本发明的有利实施例中，所采用的检测器包括Timepix检测芯片。Timepix设备可以被视为Medipix检测设备的混合，所述Medipix检测设备是由CERN（欧洲核子研究中心）领导的国际财团所开发的光子计数/粒子跟踪检测器家族。更具体来说，Timepix设备将先进的超阈值时间（Time-over-Threshold）/到达时间功能添加到了基础的Medipix概念中——使得它们对于用作本发明中的检测器来说是理想的。这些检测器是例如从诸如阿姆斯特丹科学仪器（荷兰）和Advacam（捷克共和国）之类的公司商业上可购得的。目前最快的Timepix设备（Timepix 3）具有1.56 ns的时间分辨率，使得它们可与约0.6 GHz的主脉冲频率相容。后来一代的设备（Timepix 4）具有几百皮秒的指定时间分辨率，使得它们与处于（或近似）约3 GHz的主脉冲频率相容（标准欧洲s带频率=2.998 GHz）。可以例如从以下来源收集关于Timepix设备的另外的信息：

https://medipix.web.cern.ch/medipix/pages/medipix2/timepix.php

https://en.wikipedia.org/wiki/Medipix

https://ardent.web.cern.ch/ardent/dl/dissemination/erikfrojdh_timepix3_v2.pdf

https://indico.cern.ch/event/363327/contributions/860768/attachments/722760/992018/Jan_Visser_Medipix.pdf

在本发明的实施例中，主源包括振荡电磁射束偏转器，其用于切断来自连续源（诸如例如，肖特基枪或液态金属离子源）的射束。这样的偏转器的示例是静电/电容偏转器，其用于周期性地使带电粒子束从标称传播轴横向偏转或使其偏转到标称传播轴：这样的偏转器可以实现小于1 ns的脉冲长度，并且是针对（如例如通常在SEM中遇到的）相对低的射束能量的相对直截了当的切断方案，但是针对（如通常在例如TEM中遇到的）较高的射束能量将要求较大的驱动电压。除其它之外，在该后一情况中，射束切断器的更高效的选择可以是RF（射频）腔射束切断器，更特别地，TM₁₁₀腔射束切断器。根据在电磁领域中的标准使用，符号“TM”指示横向磁场，即不具有纵向磁分量（使得沿着z轴的B = 0）的电磁场，而下标的三元组“110”表明满足适合于该腔中的麦克斯韦方程的边界条件所需的波向量k的整数特征值。 TM₁₁₀模式为在（从z轴向外测量的）半径r = 0处具有强侧向磁场且在r = 0处具有零电场的偶极子模式。使用TM₁₁₀腔来切断连续射束是有利的，因为其产生高相干脉冲。此外，其一般可以实现基本上比电容偏转器更高的重复速率——易于在上面提及的2.998 GHz s带频率下操作。这产生了每次次激励相对大数量的主脉冲的潜力。

在本发明的另外的实施例中：

- 主源包括RF腔射束切断器与振荡电磁射束偏转器的串联布置；

- 所述振荡电磁射束偏转器的操作频率被匹配至所采用的（来自所述次源的）样本激励的频率。

可以使用这样的布置来将（来自RF腔的）原本将是连续的脉冲流转换成一连串分立的脉冲串，从而将每个脉冲串定时成与样本激励一致。偏转器可以根据给定情形的具体细节/选择而位于腔的上游或下游。

作为对如上所述的使用振荡电磁射束偏转器/RF腔的替换方案，可以替代地使用脉冲激光触发用于主源，例如，如在激光诱导的从诸如金属箔或盘、LaB₆丝、肖特基丝等的目标的（电子或正离子的）光电发射的情况中那样；然而，这样的方法可能（在某些情形中）在当前上下文中一定程度上不那么有利，因为其通常产生较低的脉冲速率（例如，以相互分离约1 μs（微秒）的约190 fs（飞秒）脉冲）。

在本发明的另一实施例中，调节所述样本的两个相继激励之间的主脉冲串的相位。主串中的脉冲可以被视为表示延伸的样本行为的短“采样窗口”，邻近脉冲之间具有“空白”（即，未采样的）区域。这些空白区域可以通过在相继激励之间移位脉冲串（的相位）（达小于一个周期）来“探索”；例如，如果计划使样本经受10次激励，那么可以在相继激励之间将主脉冲串相位移位（例如）2π/10。要指出的是，不一定在每一对连续激励之间都将相位移位：例如，具有第一主相位处的第一组激励，然后主相位移位，以及然后第二主相位处的第二组激励是可能的。技术人员将理解这点，并且将能够选择他想要采用的任何这样的相位移位（如果有的话）的定时、量值和尺寸。

本发明对于< 1 ns（纳秒）的主源脉冲持续时间（d_p）以及> 50 MHz的主源重复速率（r_p）来说是尤其有利的。其甚至对于d_p < 100 ps（皮秒）并且r_p > 300 MHz更为有用，并且其提供了对于d_p 约1 ps【或更短】并且r_p约1 GHz（例如，600 MHz）【或更快】的高度创新可能性。通常，次源的重复频率将位于kHz – MHz范围中，但是这不应被视为限制性的。

为了完整性，应注意到，如在上文中提到的TM₁₁₀模式可以例如在靠近腔壁（远离z轴）放置的赫兹偶极子环路天线的帮助下在腔中激励。此类天线可以例如通过以下来实现：

- 在腔壁中创建小孔；

- 通过该孔将同轴线缆的内导体馈送到该腔的内部，以所述内导体不接触所述（导电）壁的方式；

- 接近于所述壁在所述内导体中创建环路；

- 适当地定向该环路（例如，使得其平面垂直于y轴，以激励平行于y的磁场）；

- 将所述同轴线缆连接到振荡射频（RF）激励源（电源/放大级）。

可以以各种方式来调节该腔的振动行为。例如，可以更改所述振荡激励源的频率。替换地，可以将小的导电（例如，金属）或介电“柱塞”（调谐元件）例如通过与上面提到的天线相对的小孔部分地插入到该腔中；则这样的柱塞的插入程度将影响该腔的谐振频率，这是因为：

- 插入导电柱塞将局部地降低该腔的有效半径，伴随着谐振频率的增加；

- 插入介电柱塞将增加该腔的有效介电常数，伴随着谐振频率的降低。

无需多言，当在谐振状态上激励该腔（即，振荡激励源的频率与该腔的谐振频率相匹配）时，在该腔中产生的电磁场将是最大的。技术人员将熟知这样的概念，并且将能够根据特定配置的细节/要求来实现和优化它们；特别地，技术人员将认识到，可以采用其它类型和/或位置的天线（或其它激励部件），以及其它类型和/或位置的调谐元件/柱塞。关于在本发明中使用的谐振腔的几何结构，这可以例如是所谓的“药盒腔”（其在形式上基本上是圆柱形的），但是其它形状也是可能的。应指出的是，可以通过（部分地）用适当的介电材料来填充TM₁₁₀腔来改进TM₁₁₀腔的效率。

技术人员将理解的是，本发明的方法论/装置在原则上可以用于收集图像、频谱（诸如EELS频谱）或来自待研究样本的衍射图中的一个或多个。

现在将基于示例性实施例和示意性附图来更详细地阐明本发明，在附图中：

图1呈递了其中实现当前发明的实施例的特定类型的CPM的纵截面立面图。

在该图中，可以使用对应的参考符号来表明对应特征。

实施例1

图1是其中实现了当前发明的实施例的CPM M的实施例的高度示意性的描绘；在此情况中该CPM为（S）TEM，但是在当前发明的上下文中，其可以正如有效地例如为基于离子的或质子显微镜。在该图中，在真空外壳2内，连续电子源4（诸如例如，肖特基发射器）产生电子束（B），电子束（B）穿过电子光学照明器6，电子光学照明器6用来将电子引导/聚焦到样本S（其可以例如被（局部地）薄化/平面化）的所选部分上。该照明器6具有电子光轴B’，并且一般将包括各种各样的静电/磁性透镜、（一个或多个）（扫描）偏转器8、校正器（诸如象散校正器）等；通常，照明器6还可以包括聚光器系统（事实上，整个项目6有时也称为“聚光器系统”）。

将样本S保持在样本保持器H上。如此处图示出的，该保持器H的一部分（外壳2内部）安装在支架A’中，支架A’可以通过定位设备（载台）A在多个自由度中定位/移动；例如，支架A’可以（除其它之外）可在X、Y和Z方向上移位（参见所描绘的笛卡尔坐标系），并且可以绕着平行于X的纵轴旋转。这样的移动允许由沿着轴B’行进的电子束对样本S的不同部分进行照射/成像/检查（和/或作为对射束扫描的替换方案允许执行扫描运动[使用（一个或多个）偏转器8]，和/或允许由例如聚焦离子束（未描绘）对样本S的所选部分进行加工）。

沿着轴B’行进的（聚焦）电子束B将以从而引起各种类型的“受激”辐射从样本S放射的方式与样本S交互，该放射包括（例如）次电子、反散射电子、X射线以及光学辐射（阴极发光）。如果期望的话，可以借助于传感器22检测这些辐射类型中的一个或多个，传感器22可能例如是组合式闪烁体/光电倍增管或EDX（能量色散X射线光谱学）模块；在这样的情况中，可以使用基本上与在SEM中相同的原理来构建图像/光谱。然而，在（S）TEM中具有主要重要性的是，可以替代地/补充地研究穿过（通过）样本S、从其出现（放射）并继续沿着轴B’传播（大体上，但是一般具有一些偏转/散射）的电子。这样的透射电子通量进入成像系统（组合式物镜/投影透镜）24，成像系统24一般将包括各种各样的静电/磁性透镜、偏转器、校正器（诸如消象散器）等。在正常的（非扫描）TEM模式中，该成像系统24可以将透射电子通量聚焦到荧光屏26上，如果期望的话，可以缩回/收回荧光屏26（如通过箭头26’示意性地指示的）以便使荧光屏26从轴B’移开。将通过成像系统24在屏幕26上形成样本S（的一部分）的图像（或衍射图），并且这可以通过位于外壳2的壁的适当部分中的观察口28来观察。用于屏幕26的缩回机构可以例如本质上是机械的和/或电的，并且在此处没有描绘。

作为对在屏幕26上观察图像的替换方案，可以替代地利用从成像系统24出现的电子通量的焦深一般相当大（例如，大约1米）的事实。因此，可以在屏幕26的下游使用各种类型的感测设备/分析装置，诸如：

- TEM 相机30。在相机30处，电子通量可以形成静态图像（或衍射图），其可以通过控制器10来处理并显示在显示设备（未描绘出）（诸如例如，平板显示器）上。当不需要时，可以缩回/收回（如通过箭头30’示意性地指示的）相机30以便使相机30从轴B’移开。

- STEM检测器32。可以将来自检测器32的输出记录为射束B在样本S上的（X,Y）扫描位置的函数，并且可以构建作为X，Y的函数的来自检测器32的输出的“映射”的图像。通常，检测器32将具有比相机30（例如，每秒10²个图像）高得多的采集速率（例如，每秒10⁶个点）。在常规工具中，检测器32可以包括具有例如20 mm直径的单个像素，与在相机30中表征性地呈现的像素矩阵形成对照。再一次地，当不需要时，可以缩回/收回（如通过箭头32’示意性地指示的）检测器32以便使检测器32从轴B’移开（但是这样的缩回在例如圆环形的环形暗场检测器32的情况中将不是必需的；在这样的检测器中，中央孔在检测器不在使用中时将允许射束通过）。

- 作为使用相机30或检测器32来成像的替换方案，还可以调用根据本发明的高时间分辨率（HTR）检测器34，如下面解释的那样。

应注意到，项目30、32和34的顺序/位置并非是严格的，并且可设想许多可能变型。由项目30、32、34提供的功能也不一定是穷举的；例如，显微镜M还可以包括例如EELS模块。

注意，控制器/计算机处理器10经由控制线（总线）10’连接到各种图示的组件。该控制器10可以提供各种各样的功能，诸如同步动作、提供设置点、处理信号、执行计算以及在显示设备（未绘出）上显示消息/信息。无需多言，（示意性地描绘的）控制器10可以（部分地）在外壳2内部或外部，并且可以按照期望而具有单一或复合结构。技术人员将理解的是，外壳2内部不一定维持在严格真空状态；例如，在所谓的“环境（S）TEM”中，有意地在外壳2内引入/保持给定气体的背景大气。技术人员还将理解的是，在实践中，这样可能是有利的：限制外壳2的体积使得在可能的情况下其基本上紧抱轴B’、采取所采用的电子束通过其的小型管的形式（例如，直径大约1 cm）、但是扩宽以适应诸如源4、样本保持器H、屏幕26、相机30、检测器32、HTR检测器34等的结构。

在当前发明的上下文中，显微镜M包括：

- TM₁₁₀腔12，其被部署为射束切断器，用来使自连续/静态源4出现的射束成为脉冲。腔12被连接到电激励源16。

- 静电（例如，电容）偏转器14，其意图以比腔12的振荡频率更低的振荡频率进行操作，并且用来使来自腔12的连续的脉冲流转换成一连串脉冲串。偏转器14被连接到电激励源18。由连续源4、腔12和偏转器14形成的组成结构可以被视为形成了本发明的上下文中的主源4’。如果期望的话，项目14可以替换地是被配置成以比腔12更低的频率操作的RF腔。如果期望的话，项目14可以被置于腔12的上游（在其之前）而非下游（在其之后；如在图中描绘的那样）。

- 次源20，其产生样本S的重复激励20’。在该特定情况中，源20是脉冲激光器，并且激励20’是激光束脉冲。将次源20与偏转器14的操作频率与彼此匹配，以使得样本S每次次激励20’都接收上文提及的主脉冲串中的一个。在这件事上用于样本激励的脉冲激光器20通常产生在约75-80 MHz频率处的脉冲，其中每个脉冲持续时间具有约1飞秒的量级。

- 检测器34是Timepix检测器，其包括像素的集成阵列，所述像素每一个都具有单独的读出电路。选择腔12的振荡频率以便匹配检测器34的最小时间分辨率。

腔12和偏转器14被布置在射束路径B’上，并且各自被提供有进入和离开孔径（例如，一对位置相对的、小的、轴向孔【用于腔】或缝【用于电容偏转器】）以允许它们被射束B穿过。当不需要这些腔（例如，由于正在“正常”模式而非“时间分辨的”模式中使用CPM M）时，可以简单地关闭它们；替换地/补充地，可以将它们中的一个或多个安装在可以用于将它们从射束B的路径上移开（并在需要时将它们移回到位置中）的缩回机构上。

Claims

1.一种使用带电粒子显微术来研究样本的方法，该方法包括以下步骤：

- 使用主源来产生沿着射束路径传播的带电粒子脉冲射束；

- 在所述射束路径中的照射位置处提供样本；

- 使用次源来产生样本的重复激励；

- 使用检测器来登记在每次所述激励之后穿过样本的所述射束中的带电粒子，

其特征在于：

- 所述主源被配置成按照由所述次源进行的每个激励来产生一串多个脉冲；

- 所述检测器被配置成包括像素的集成阵列，所述像素每一个都具有单独的读出电路，以登记所述串中的单独粒子的到达时间；以及

- 所述检测器被配置为具有比所述主源的周期更短的时间分辨率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述检测器包括Timepix检测芯片。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述主源包括振荡电磁射束偏转器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述偏转器包括TM₁₁₀RF腔射束切断器。

5.根据权利要求3所述的方法，其中：

- 所述主源包括RF腔射束切断器与振荡电磁射束偏转器的串联布置；

- 所述振荡电磁射束偏转器的操作频率被匹配至所述激励的频率。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述次源包括激光器。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述样本的两个相继激励之间调节所述串的相位。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对主源，脉冲持续时间d_p与脉冲重复速率r_p的值选自包括以下的组：

▫ d_p < 1 ns并且r_p > 50 MHz；

▫ d_p < 100 ps并且r_p > 300 MHz；

▫ d_p≤1 ps并且r_p ≥ 1 GHz。

9.一种带电粒子显微镜，包括：

- 主源，用于产生沿着射束路径传播的带电粒子脉冲射束；

- 样本保持器，用于将样本保持在所述射束路径中的照射位置处；

- 次源，用于产生样本的重复激励；

- 检测器，用于登记在每次所述激励之后穿过样本的所述射束中的带电粒子；

- 电子控制器，用于管理显微镜的操作特性，

其特征在于：

- 所述控制器被配置成操作所述主源以便按照由所述次源进行的每个激励来产生一串多个脉冲；