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时间分辨电子显微镜引起了人们的极大兴趣，可用于研究空间分辨率低于光学衍射极限的超快分子、表面和体积动力学[1–8]。为了实现最佳成像条件，需要精确控制自由电子的发射和传播，这些控制现在也推动了电子-物质相互作用实验[9–14]和显微镜设计[15–18]的进步。对于任何电子显微镜，由于稳定性、相干性以及空间、时间和光谱分辨率之间的权衡，电子发射器和发射机制的选择限制了可实现的成像条件。包含大量电子的短脉冲可用于减少显微镜的曝光时间，并且是生成不可逆动力学的单次图像所必需的，这需要每个脉冲多达 10 9 个电子，但库仑相互作用会展宽大电流脉冲的空间和能量分布，增加像差并降低分辨率[5]。在较长的脉冲中，这些效应会被抑制，大量电子可以在纳秒脉冲包络内传播，同时仍能保持研究相变、反应动力学和蛋白质折叠等过程所需的时间分辨率[19–22]。此外，纳秒脉冲非常适合依赖快速电子门控的仪器，如多通透射电子显微镜[23–25]。这些脉冲可以通过使用光束消隐器及时过滤电子束来产生，也可以通过短激光脉冲触发发射[26]。消隐器通常与连续电子源集成在一起，可以模糊或位移电子束[27]。或者，激光触发需要对电子源进行光学访问，但会引入不同的自由度来控制光发射脉冲的电流、时间持续时间和能量扩展。
势垒附近的纳秒光发射...
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