DE1012394B - Elektronenmikroskop - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Elektronenmikroskop, bei dem erfindungsgemäß das von dem in beliebiger Weise mit konvergenten, parallelen oder divergenten Hellfeld- oder bzw. und Dunkelfeldkathodenstrahlbüscheln beleuchteten Objekt ausgehende einzige Kathodenstrahlbüschel durch ein einlinsiges oder mehrlinsiges elektrostatisches oder elektromagnetisches oder kombiniertes Objektivsystem und anschließend durch eine oder mehrere elektronenoptische Sammel- oder Zerstreuungshilfslinsen hindurchgeht und zwei getrennten Elektronenhilfsmikroskopen für die binokulare Beobachtung zugeleitet und auf zwei getrennten Leuchtschirmen sichtbar oder photographischen Platten fixiert ist, die durch ein binokulares lichtoptisches Instrument beob- ^ achtbar angeordnet sind. Vorteilhaft kann das von der elektronenoptischen Sammel- oder Zerstreuungshilfslinse kommende Kathodenstrahlbüschel durch zwei unter einem Winkel, vorzugsweise von 10 bis 20°, z. B. 15°, angeordnete elektronenoptische Hilfsvergrößerungssysteme auf je einen getrennten Leuchtschirm oder eine photographische Platte fixiert werden, die ihrerseits durch ein binokulares lichtoptisches System betrachtbar angeordnet sind, wobei die elektronenoptische Hilfssammellinse von dem Objekt ein reelles Bild (Abb. 1) oder die elektronenoptische Hilfszerstreuungslinse ein virtuelles Bild (Abb. 2) erzeugt, welches von den beiden unter einem Winkel angeordneten elektronenoptischen Hilfsmikroskopen vergrößert wird. Die elektronenoptischen Sammel- oder Zerstreuungshilfslinsen können dabei vorteilhaft zwischen dem Objektiv und einem Elektron enstrahlenteiler, der z. B. aus einem Elektronenstrahlen reflektierenden Prisma, einem negativen Keil oder einer Platte oder magnetischen Feldern besteht, und der das einzige Elektronenbüschel in zwei Teile, insbesondere Hälften, teilt, angeordnet werden. Vorteilhaft kann direkt vor dem Strahlenteiler ein elektronenoptisches Sammelhilfslinsensystem angeordnet werden. Ferner kann direkt hinter dem Objektiv, und zwar Vorzugsweise vor dem Bildpunkt des Objektivs, eine zweite Elektronensammellinse angeordnet werden. Ferner kann zusätzlich zu dem Sammellinsensystem vor dem Strahlenteiler ein Zerstreuungslinsensystem angeordnet werden, und beide Systeme können wahlweise betrieben werden. Vorteilhaft wird an der Stelle zwischen dem Objektiv und der Sammellinse vor dem Strahlenteiler, an der das Objektiv ein Zwischenbild erzeugt, eine Blende angeordnet. Die elektronenoptische Sammel- oder Zerstreuungslinse vor dem Strahlenteiler ist vorteilhaft so einregelbar, daß das vom Objektiv kommende konvergierende oder divergierende Kathodenstrahlbüschel in der Konvergenz bzw. Divergenz geändert und vor allen Dingen par-Elektronenmikroskop

Anmelder:

Dr. Heinrich Herbst,

Jena, Magnus-Poser-Str. 9

Dr. Heinrich Herbst, Jena,
ist als Erfinder genannt worden

allel gemacht werden kann, so daß der Strahlenteiler von parallelen Kathodenstrahlen getroffen wird. Vorteilhaft können dabei die Hell- und Dunkelfeldkathodenstrahlbüschel verschiedene Wellenlänge haben und die beiden Leuchtschirme auf verschiedene Wellenlänge mit verschiedener Farbe ansprechen.

In der Zeichnung ist die Erfindung an drei Ausführungsbeispielen schematisch näher erläutert, und zwar zeigt

Abb. 1 einen Schnitt durch ein binokulares Stereo-Elektronenmikroskop,

Abb. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsart eines Stereo-Elektronenmikroskops und

Abb. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Stereo-Elektronenmikroskops.

In der Abb. 1 stellt Teil 1 die Kathode mit dem Wehneltzylinder 2 dar. Teil 3 ist die Anode, Teil 4 ein Kondensor, Teil 5 eine elektronenoptische Hilfslinse und Teil 6 das Objekt, welches in jeder gewünschten Weise durch das von der Kathode ausgehende Elektronenstrahlbüschel 7, welches durch den Kondensor 4 und die Sammel- oder Zerstreuungslinse 5 beliebig konvergent, parallel oder divergent gemacht werden kann und bzw. oder durch das in Richtung des dargestellten Pfeiles fallende Dunkelfeldkathodenstrahlbündel 8 beliebig mit Hell- oder Dunkelfeldbüscheln beleuchtet werden kann. Dabei können die Hellfeldbüschel und die Dunkelfeldbüschel eine verschiedene Wellenlänge haben.

Das vom Objekt kommende einzige Kathodenstrahlbüschel 9 würde normalerweise durch das elektronenoptische Objektiv 10 zu einem Bildpunkt 11 vereinigt. Hierzu kommt es aber nicht, sondern eine elektronenoptische Hilfssammellinse 12 sammelt das vom Objektiv kommende Kathodenstrahlbüschel zu einem Bildpunkt 13. Die Stärke der Hilfssammellinse wird dabei so bemessen, daß die Strahlen 14 und 15

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einen Winkel α von vorzugsweise 10 bis 20°, z. B. 15°, miteinander bilden. In der Richtung der Strahlen 14 und 15 sind dann zwei getrennte Hilfselektronenmikroskope angeordnet, die also gleichfalls einen Winkel miteinander bilden. Das linke Elektronenmikroskop hat z. B. die elektronenoptischen Linsensysteme 16,17 und den Leuchtschirm 18, während das rechte Hilfselektronenmikroskop die elektronenoptischen Linsensysteme 19, 20 und den Leuchtschirm 21 hat. Das binokulare lichtoptische System 22 dient zur Betrachtung der beiden Leuchtschirmbilder bzw. Photoplatten. Dem Objektiv 10 ist also die elektronenoptische Sammellinse 12 nachgeschaltet, die die Bildweite des Hauptobjektivs verkürzt und damit einen größeren Winkel α zwischen den Strahlen 14 und 15 ermöglicht, so daß dadurch genügend Platz für die Anordnung der beiden Hilfselektronenmikroskope geschaffen wurde.

In der Abb. 2 sind die Teile 1 bis 11 und 16 bis 22 die gleichen wie in Abb. 1. Neu ist lediglich die elektronenoptische Zerstreuungslinse 23 hinter dem Objektiv, die z. B. aus einer positiven Blende besteht. Das vom Objekt 6 kommende Kathodenstrahlbüschel 9 würde normalerweise durch das Objektiv 10 zu einem Bildpunkt 11 vereinigt. Hierzu kommt es aber nicht, sondern eine elektronenoptische Zerstreuungslinse 23 zerstreut das vom Objektiv kommende Kathodenstrahlbündel und macht es somit divergent, so daß es von einem virtuellen Bildpunkt 26 kommt. Die Stärke der Zerstreuungslinse wird dabei so bemessen, daß die Strahlen 24 und 25 einen Winkel α von vorzugsweise 12 bis 20°, z. B. 14°, untereinander bilden. In Richtung der Strahlen 24 und 25 sind dann die beiden getrennten Hilfselektronenmikroskope 16, 17, 19, 20 nebst Leuchtschirmen 18 und 21 nebst lichtoptischem binokularem Prismenmikroskop oder Fernrohr 22 angeordnet.

In der Abb. 3 stellt Teil 1 die Kathode mit dem Wehneltzylinder 2 dar. Teil 3 ist die Anode, Teil 4 ein Kondensor, Teil 5 eine elektronenoptische Hilfslinse und Teil 6 das Objekt, welches in jeder gewünschten Weise durch das von der Kathode ausgehende Elektronenstrahlbündel 7, welches durch den Kondensor 4 und die elektronenoptische Sammel- oder Zerstreuungslinse 5 beliebig konvergent, parallel oder divergent gemacht werden kann und bzw. oder durch das in Richtung des dargestellten Pfeiles auffallende Dunkelfeldkathodenstrahlbündel 8 beliebig mit Hellfeld- oder Dunkelfeldkathodenstrahlbüscheln beleuchtet werden kann. Dabei kann das Hellfeldbüschel und das Dunkelfeldbüschel eine verschiedene Wellenlänge haben, auf die die Leuchtschirme mit verschiedener Farbe ansprechen.

.: Das vom Objekt 6 kommende einzige Kathodenstrahlbündel 9 wird zunächst durch den Kondensor geleitet, Teil 27 -ist eine Elektronensammellinse, Teil-28 eine Elektronenzerstreuungslinse, z. B; eine positiv aufgeladene Lochblende. Teil 29 ist eine Blende am Ort des Bildpunktes 30, Teil 31 ist eine zweite Elektronenzerstreuungslinse und Teil 32. eine zweite Elektronensammellinse. Die Linsen 27, 28, 31 ' und 32 können nach Bedarf wahlweise einzeln oder zu mehreren gleichzeitig eingeschaltet werden. In der Zeichnung ist der Fall so dargestellt,- als ob die beiden Sammellinsen 27 und 32 gleichzeitig eingeschaltet sind. Die Linse 27 erzeugt dabei den Bildpunkt 30, und die Linse 32 bewirkt, daß der Strahlengang weniger divergent, also z. B-. vorzugsweise parallel gemacht- wird. Das parallele Kathodenstrahlbüschel trifft dann auf einen Kathodenstrahlteiler beliebiger Bauart, z. B. auf ein Elektronen reflektierendes Prisma oder Elektronen reflektierenden Winkelspiegel 34, welches im wesentlichen aus einer planparallelen Isolierschicht 35 mit der dünnen, vorzugsweise gegenüber Kathode positiven Metallauflage 36 und der Metallunterlage 37, die vorzugsweise negativ ist, besteht. Durch das Elektronen reflektierende Prisma wird das parallele Kathodenstrahlbüschel in zwei Teile, z. B. die Hälften 38 und 39, geteilt, und diese werden auf die einfachen, an sich bekannten Elektronen reflektierenden Spiegel 40 bzw. 41 geleitet und von da in die beiden getrennten Hilfselektronenmikroskope mit den elektronenoptischen Systemen42, bzw. 44, 45 und den Leuchtschirmen 46 bzw. 47 geleitet. Teile 48 und 49 stellen zwei Blenden dal. Durch das gewöhnliche lichtoptische Prismenfernrohr oder Mikroskop 50 sind die beiden stereoskopischen Teilbilder auf den Leuchtschirmen 46 und 47 , οφτ Photoplatten betrachtbar angeordnet. Die Elektroofen reflektierenden Spiegel bestehen z. B. auch aus einsef " planparallelen Isolierschicht mit beiderseitiger Metallauflage, deren eine Belegung positiv und die andere negativ ist, Auch einfache negativ aufgeladene Plattep. können verwendet werden.

Die Anordnung kann sinngemäß auch für Ionenmikroskope verwendet werden.

Claims (9)

Patentansprüche·.

1. Elektronenmikroskop, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem in beliebiger Weise mit konvergenten, parallelen oder divergenten Hellfeldoder bzw. und Dunkelfeldkathodenstrahlbüscheln beleuchteten Objekt ausgehende einzige Kathötftefi-Strahlbüschel durch ein einlinsiges oder mehr-linsiges elektrostatisches oder elektromagnetisches oder kombiniertes Objektivsystem und anschließend durch eine oder mehrere elektronenoptische Sammel- oder Zerstreuungshilfslinsen hindurchgeht und zwei getrennten Elektronenhilfsmikroskopen für die binokulare Beobachtung zugeleitet und auf getrennten Leuchtschirmen sichtbar oder photographischen Platten fixiert ist, die durch ein binokulares' lichtoptisches InsiaffT ment beobachtbar angeordnet sind.

2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der oder den elektronenoptischen Sammel- oder Zerstreuungshilfslinsen kommende Kathodenstrahlbüschel durch zwei unter einem Winkel, vorzugsweise 10 ,bis. 20°, z. B. 15°, angeordnete elektronenoptische Hilfsvergrößerungssystem auf je einem getrennten Leuchtschirm sichtbar oder photographischen Platte fixiert ist, die ihrerseits durch ein binokulares lichtoptisches System betrachtbar _; angeordnet sind und bei dem die elektronenoptischen Hilfssammellinsen von dem Objekt ein reelles Bild oder die negative Linse ein virtuelles Bild erzeugt und anschließend von den beiden unter einem Winkel angeordneten elektronenoptischen Hilfsmikroskopen die Vergrößerung kommt. . ,■· _; -1,;

3. Elektronenmikroskop nach Anspruch;! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die »elektronenoptischen Sammel- oder Zerstreuungshilfslinsen zwischen dem Objektiv und, einem jElefetronenstrahlteiler, der z.B. aus einem-Elektronfei^ strahl reflektierenden-Prisma besteht, und der._:d§s einzige Elektronenbüschel in zwei Teile teilt„:-ajigeordnet sind. . _; "

4. Elektronenmikroskop nach Anspruch:^,}? oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß direkt vor dsm

Strahlenteiler ein elektronenoptisches Sammelhilfslinsensystem angeordnet ist.

5. Elektronenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß direkt hinter dem Objektiv, und zwar vorzugsweise vor dem Bildpunkt des Objekts eine zweite Elektronensammellinse angeordnet ist.

6. Elektronenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Sammellinsensystem vor dem Strahlenteiler ein Zerstreuungslinsensystem angeordnet ist und daß beide Systeme wahlweise zu betreiben sind.

7. Elektronenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle zwischen dem Objektiv und der Sammellinse vor dem Strahlenteiler, an

der das Objektiv ein Zwischenbild erzeugt, eine Blende angeordnet ist.

8. Elektronenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronenoptische Sammel- oder Zerstreuungslinse vor dem Strahlenteiler in ihrer Brechkraft so einregelbar ist, daß das vom Objektiv kommende konvergente Kathodenstrahlbüschel in der Konvergenz bzw. Divergenz geändert, und zwar vor allen Dingen parallel zu machen ist, so daß parallele Strahlen den Strahlenteiler treffen.

9. Elektronenmikroskop nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hell- und Dunkelfeldkathodenstrahlbüschel verschiedene Wellenlänge haben und die beiden Leuchtschirme auf verschiedene Wellenlänge mit verschiedener Farbe ansprechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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