DE1006984B

DE1006984B - Polschuh fuer eine magnetische Elektronenlinse

Info

Publication number: DE1006984B
Application number: DEN7734A
Authority: DE
Inventors: Adrianus Cornelis Van Dorsten
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1952-09-16
Filing date: 1953-09-12
Publication date: 1957-04-25
Also published as: NL85499C; BE522811A; US2880324A; CH314474A; FR1083345A; GB738121A; NL172506B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Polschuh für eine magnetische Elektronenlinse zur Verwendung in Elektronenmikroskopen und ähnlichen Entladungsgeräten mit einem in der Achsrichtung verschiebbar angeordnetem und in seiner Wirkung regelbarem Einsatzstück. Sie schafft ein Mittel, auf einfache Weise das Magnetfeld einer solchen Linse zu ändern und gewisse Fehler der Linse zu korrigieren.

Bei magnetischen Elektronenlinsen können bewegliche Polschuheinsätze für verschiedene Zwecke benutzt werden. So ist in einer bekannten Anordnung mit Hilfe eines solchen Einsatzes eine Blende mit Bezug auf dem Linsenbrennpunkt axial verstellbar. In einer anderen bekannten Anordnung ist ein axialverstellbares Einsatzstück in der Elektronenlinse vorgesehen, durch dessen Verschiebung sich neue Polschuhe ergeben, die eine Elektronenlinse mit kleinerer Brennweite bilden. Diese Anordnung gestattet es also, die Linsenbrennweite wahlweise auf zwei Werte einzustellen.

Gemäß der Erfindung ist das Einsatzstück um die Achse drehbar und führt nicht radial symmetrische Änderungen des magnetischen Feldes herbei, die symmetrisch sind in bezug auf zwei untereinander senkrechte, die Achse enthaltende Ebenen. Es ist gefunden worden, daß sich durch Änderung der Lage eines solchen Einsatzstückes die Eigenschaften der Linse ändern lassen. Es läßt sich z. B. durch Verschiebung des Einsatzstückes in der Achsenrichtung die Brennweite der Linse ändern. In dem deutschen Patent 927 524 ist die Einwirkung beschrieben, die ein Einsatzstück beim Zustand der magnetischen Sättigung ausübt, wenn zwischen dem Einsatzstück und der Wand der Bohrung Zwischenraum vorhanden ist. Beim Polschuh erübrigt sich dieser Zwischenraum; die Brennweite läßt sich auch mittels eines verschiebbaren sich schließend an die Bohrung des Polschuhes anlegenden Einsatzstückes ändern. Solch ein genau passendes Einsatzstück weist nicht die magnetische Abschirmwirkung des frei liegenden Röhrchens auf, indem es samt dem umgebenden Material gesättigt wird.

Die Verschiebbarkeit des Einsatzstückes kann auch mit Rücksicht auf gewisse bei der magnetischen Elektronenlinse auftretende Abweichungen vorteilhaft sein. Bekannt ist beispielsweise, daß zwischen der Form der Feldkurve (der die magnetische Feldstärke in der Achse der Linse als Funktion des Abstandes auf dieser Achse darstellenden Kurve) und der sphärischen Aberration ein Zusammenhang besteht. Es ist somit möglich, durch eine bestimmte Einstellung der axial verschiebbaren Einsatzstücke (die für die beiden Polschuhe verschieden sein kann), die sphärische Aberration zu beeinflussen. Das verschiebbare Einsatzstück ermöglicht es weiterhin, Astigmatismus der Polschuh für eine magnetische
Elektronenlinse

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P, Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom ,16. September 1952

Adrianus Cornells van Dorsten, Eindhoven

(Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Linse, einen Fehler in der Umdrehungssymmetrie, auszugleichen. Dies wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 schematisch einen längs einer die Achse enthaltenden Ebene geführten Schnitt durch einen Polschuh zeigt und

Fig. 2, 3 und 4 einzelne Einsatzzylinder zeigen, die zum Ausgleich des Astigmatismus Verwendung finden können.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen der Polschuhe einer magnetischen Elektronenlinse für ein Elektronenmikroskop oder ein Elektronendiffraktionsgerät. Die Stirnseite 2 des Polschuhes bildet die Polfläche. Durch die Bohrung des Polschuhes läuft ein Kupferröhrchen 3, das einen die Achse umgebenden Raum gegen die Außenluft abschließen soll. Dieser Raum läßt sich entlüften, so daß die Elektronen hindurchwandern können.

4 bezeichnet einen Teil des Jochs, der den dargestellten Polschuh mit dem nicht dargestellten Gegenpol verbindet und in dem durch eine Erregerwicklung oder durch Dauermagnetisierung ein magnetischer Kraftlinienfluß erzeugt wird.

Das Röhrchen 3 umgebend ist der erfindungsgemäß verschiebbare Einsatzzylinder 5 angeordnet. Dieser ist nach der der Polfläche 2 abgewendeten Seite verlängert und mit Außengewinde versehen, mittels dessen er in den erweiterten Teil des Polschuhes hineinpaßt. An der aus dem Polschuh vorspringenden Verbreiterung 6 läßt sich das Einsatzstück anfassen, um es nach außen

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oder nach innen zu schrauben und damit das Magnetfeld an der Polfläche in der Umgebung der Achse zu ändern.

Der Astigmatismus der Linse läßt sich durch Verwendung eines Einsatzstückes ändern, das, obgleich symmetrisch in bezug auf zwei zueinander senkrechte, die Achse enthaltende Ebenen, kein völliger Rotationskörper ist. Durch eine solche Form des Einsatzstückes wird ein künstlicher Astigmatismus eingeführt. Dieser ergibt gemeinsam mit dem der Linse eigenen Astigmatismus einen resultierenden Astigmatismus. Durch Drehen des Einsatzstückes um seine Achse ändert man den resultierenden Astigmatismus, der in einer bestimmten Lage des Einsatzstückes einen Kleinstwert aufweist. Durch Axialverschiebung wird die Wirkung des Einsatzstückes erhöht oder verringert. Auf diese Weise läßt sich also der Korrektionsgrad ändern. Ist die zu korrigierende Abweichung von der gleichen Größenordnung wie die künstliche, so läßt sie sich auf diese Weise ausgleichen. ao

Einen Einsatzzylinder, mittels dessen sich diese Korrektionswirkung erreichen läßt, zeigt Fig. 2, in der Achsenrichtung gesehen. Die Außenwand dieses Zylinders ist genau rund, die Innenwand jedoch ist elliptisch. Der Mittelpunkt des elliptischen Innenquerschnitts deckt sich jedoch mit demjenigen des kreisförmigen Außenquerschnitts, so daß sich Symmetrie in bezug auf zwei zueinander senkrechte, die Achse enthaltende Ebenen ergibt. Die Wand weist hier also eine wechselnde Stärke mit einem Mindestwert in der einen und einem Höchstwert in der anderen Symmetrieebene auf. Drehung dieses Zylinders um 180° bewirkt, daß der zur Auswirkung gelangende Astigmatismus alle möglichen Werte durchläuft.

Eine weitere Möglichkeit ist die, bei der dem Rand des der Polfläche zugewendeten Endes des Einsatzzylinders eine auf dem Umfang wechselnde Höhe gegeben wird. Im allgemeinen läuft dies auf eine auf dem Umfang wechselnde Länge des Einsatzzylinders hinaus. Auch hierbei soll Symmetrie in bezug auf zwei zueinander senkrechte, die Achse enthaltende Ebenen bestehenbleiben. Beispiele eines so gestalteten Einsatzzylinders sind in Fig. 3 und 4 dargestellt. Das Profil kann gezahnt sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Seine abgewickelte Oberfläche wird durch eine gebrochene Linie begrenzt. Das Profil kann auch kurvenförmig sein und eine Form annehmen, die Fig. 4 beispielsweise darstellt. Die abgewickelte Oberfläche zeigt eine Wellenlinie, beispielsweise eine sinusförmige Linie. Die Anhöhen und Einsenkungen des Randes haben gleiche Form und die profilierten Ränder zweier Zylinder nach Fig. 3 oder 4 liegen aneinander an. Dies begünstigt eine gleichmäßige Änderung des Astigmatismus und infolgedessen eine leichte Einstellung.

Im allgemeinen kann der Astigmatismus der Linse als die Zusammensetzung einer Grundabweichung und einer oder mehrerer Abweichungen höherer Ordnung angesehen werden. Zum Korrigieren der zuletzt erwähnten können einzeln einstellbare Zylinder gleichachsig zu den anderen angeordnet werden. Weil jede dieser Komponenten einen sinusförmigen Verlauf aufweist, kommt diese Form für das Profil des Randes am meisten in Frage.

Claims

Patentanspruch ε-1. Polschuh für eine magnetische Elektronenlinse mit einem in der Achsrichtung verschiebbar angeordnetem und in seiner Wirkung regelbarem Einsatzstück, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück um die Achse drehbar ist und nicht radial symmetrische Änderungen des magnetischen Feldes herbeiführt, die symmetrisch sind in bezug auf zwei untereinander senkrechte, die Achse enthaltende Ebenen.
2. Polschuh gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Einsatzstückes einerseits durch einen Kreis und andererseits durch eine Ellipse begrenzt wird, deren Achsenmittelpunkt sich mit dem Mittelpunkt des Kreises deckt.
3. Polschuh gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des der Polfläche zugewendeten Endes des um die Achse drehbaren Einsatzstückes eine auf dem Umfang wechselnde Höhe und zwei zueinander senkrechte, sich in der Achse treffende Symmetrieebenen aufweist.
4. Polschuh gemäß den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand in Form einer sinusförmigen Linse gestaltet ist, deren Fläche zylindrisch gekrümmt ist.
5. Elektronenmikroskop oder ähnliches Entladungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere magnetisch mit einem Polschuh gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 versehene Elektronenlinse enthält.

Entgegengehaltene ältere Rechte:
Deutsche Patente Nr. 898 217, 904 095.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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