CS255629B1 - Zapojeni pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zapojení pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu. Podstatou zapojení je, že je tvořeno číslicově analogovým převodníkem, spojeným svými jednotlivými vstupy s jednotlivými výstupy přepínače urychlovacího napětí a svým výstupem s prvním vstupem slučovacího obvodu, jehož druhý vstup je spojen s výstupem obvodu objektivu, kde slučovací obvod je bud rozdílový, nebo součtový obvod. Zapojení pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu nalezne uplatnění zejména u rastrovacích mikroskopů s širokým rozsahem jak urychlovacího napětí, tak i možných vzdáleností pozorovaného vzorku od objektivu.

Description

Vynález se týká zapojení pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu.

Zvětšení obrazu rastrovacího elektronového mikroskopu závisí na velikosti proudu tekoucího rastrovacími cívkami, na vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu a na velikosti urychlovacího napětí. Potřebná hodnota zvětšení se nastavuje změnou velikosti proudu tekoucího rastrovacími cívkami. Zvětšení, dosažené při nejvyšší hodnotě tohoto proudu, je základní zvětšení přístroje. U elektronových mikroskopů, disponujících širokým rozsahem vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu a řadou hodnot urychlovacího napětí, je nutné základní zvětšení vyhodnocovat z uvedených veličin. Nejčastěji bývá základní zvětšení odvozováno pouze od urychlovacího napětí, takže výsledný údaj platí pouze pro jedinou hodnotu vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu. Pro jiné vzdálenosti je nutné údaj přepočítávat, což je nevýhodné a zdlouhavé.

Dokonalejší přístroje používají pro vyhodnocování základního zvětšení analogové obvody, které vyhodnocují základní zvětšení z velikosti urychlovacího napětí a z velikosti proudu tekoucího objektivem. Tyto obvody vyžadují funkční měniče pracující spojitě v celém rozsahu urychlovacího napětí i proudu tekoucího objektivem. Z ekonomických důvodů se obvykle používá pouze jediný funkční měnič s funkcí druhé odmocniny.

Nevýhodou dosavadního vyhodnocování základního zvětšení je celkově malá přesnost. Navíc chyba výsledku prudce vzrůstá v oblasti nízkých urychlovacích napětí, zejména při větší vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu. Při velmi nízkém urychlovacím napětí, například 1 kV, dosavadní způsob zcela selhává. Zvýšení přesnosti je možné pouze za cenu neúměrné složitosti zapojení.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje zapojení pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvořeno číslicově analogovým převodníkem, spojeným svými jednotlivými vstupy s jednotlivými výstupy přepínače urychlovacího napětí a svým výstupem s prvním vstupem slučovacího obvodu, jehož druhý vstup je spojen s výstupem obvodu objektivu.

Výhodné přitom je, jestliže slučovací obvod je tvořen součtovým nebo rozdílovým obvodem. Výhodné rovněž je, jestliže mezi výstup číslicově analogového převodníku a první vstup slučovacího obvodu je zapojen přepínač režimu, spojený svým druhým vstupem s přepínačem urychlovacího napětí a svým třetím vstupem s výstupem funkčního měniče, jehož vstup je spojen s výstupem obvodu plynulé regulace urychlovacího napětí. Spojení druhého vstupu přepínače režimu s přepínačem urychlovacího napětí může být provedeno bud elektricky nebo mechanicky.

Výhodou zapojení podle vynálezu je přímé vyhodnocování základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu při libovolně zvolené vzdálenosti pozorovaného vzorku od objektivu, včetně automatické korekce výsledku v závislosti na zvolené hodnotě urychlovacího napětí. Zapojení zcela odstraňuje přepočítávání výsledku pomocí korekčních faktorů, případně určování výsledku z více údajů.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je podstatně vyšší přesnost výsledků, než u dosavadních řešení, přičemž chyba nevzrůstá ani při nejnižších urychlovacích napětích. Nezanedbatelnou výhodou je jednoduchost zapojení spojená s vysokou spolehlivostí.

Vynález bude podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na němž je znázorněno blokové schéma příkladného provedení zapojení pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu podle vynálezu.

Zapojení podle vynálezu je na obrázku tvořeno číslicově analogovým převodníkem 2? spojeným svými jednotlivými vstupy s jednotlivými výstupy přepínače 2_ urychlovacího napětí a svým výstupem s prvním vstupem přepínače 2 režimu, spojeného svým druhým vstupem s přepínačem 2 urychlovacího napětí, svým třetím vstupem svýstupem funkčního měniče _4 a svým výstu3 pem s prvním vstupem slučovacího obvodu 5., jehož druhý vstup je spojen s výstupem obvodu 6 objektivu, přičemž vstup funkčního měniče 4. je spojen s výstupem obvodu J_ plynulé regulace urychlovacího napětí. Slučovací obvod 5^ je přitom vytvořen jako rozdílový obvod, jehož výstup je připojen na výstupní svorku 8.

Zapojení podle vynálezu pracuje takto:

Z obvodu 6 objektivu přichází stejnosměrné napětí, přímo úměrné proudu I tekoucímu objektivem, na druhý vstup slučovacího obvodu 5_. Na jeho první vstup je připojeno korekční napětí U_R z výstupu analogově číslicového převodníku Λ Analogově číslicový převodník 1^ je řízen číslicovou informací o velikosti urychlovacího napětí, přicházející z přepínače 2 urychlovacího napětí. Číslicová informace je například v kódu 1 z N”. Analogově číslicový převodník JL přiřazuje každé z N volitelných hodnot urychlovacího napětí příslušnou hodnotu korekčního napětí U^. Slučovací obvod 5, což je v daném příkladném zapojení rozdílový obvod, vytváří rozdíl obou vstupních napětí a na výstupní svorce £ je výsledné napětí, které je přímo úměrné základnímu zvětšení Z. Činnost zapojení lze popsat matematickým vztahem

Z (ki_o - U_k).

Zapojení lineárně aproximuje parabolickou závislost zvětšení Z na velikosti proudu tekoucího objektivem a provádí automatickou korekci pro jednotlivé hodnoty urychlovacího napětí. Místo rozdílového obvodu je možné použit součtový obvod a korekční napětí U_k s opačnou polaritou.

Pokud je rastrovací elektronový mikroskop vybaven dílčím rozsahem urychlovacího napětí s plynulou regulací, je možné zapojení doplnit o funkční měnič _4, na jehož vstup přichází napětí z obvodu 7_ plynulé regulace urychlovacího napětí. Výstupní napětí funkčního měniče 4 je vedeno do přepínače 3^ režimu, který připojuje na první vstup slučovacího obvodu 5. výstupní napětí bud z analogově číslicového převodníku 2., nebo z funkčního měniče _4, podle zvoleného režimu urychlovacího napětí. Přepínač 2 režimu je ovládán bud elektricky z přepínače urychlovacího napětí, nebo je s ním mechanicky spřažen.

Zapojení pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu nalezne uplatnění zejména u rastrovacích mikroskopů s širokým rozsahem jak urychlovacího napětí, tak i možných vzdáleností pozorovaného vzorku od objektivu.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zapojení pro vyhodnocení základního zvětšení rastrovacího elektronového mikroskopu, sestávající z číslicově analogového převodníku vyznačující se tím, že jeho jednotlivé vstupy jsou spojeny s jednotlivými výstupy přepínače (2) urychlovacího napětí a svým výstupem s prvním vstupem slučovacího obvodu (5), jehož druhý vstup je spojen s výstupem obvodu (6) objektivu, výstup slučovacího obvodu (5) je spojen s výstupní svorkou (8).

2., Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že slučovací obvod (5) je tvořen součtovým obvodem.

3. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že slučovací obvod (5) je tvořen rozdílovým obvodem.

4. Zapojení podle bodu 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že mezi výstup číslicově analogového převodníku (1) a první vstup slučovacího obvodu (5) je zapojen přepínač (3) režimu, spojený svým druhým vstupem elektricky nebo mechanicky s přepínačem (2) urychlovacího napětí a svým třetím vstupem s výstupem funkčního měniče (4), jehož vstup je spojen s výstupem obvodu (7) plynulé regulace urychlovacího napětí.