DE1235455B - Elektronenmikroskop - Google Patents

Description

DEUTSCHES WfWWS PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21g-37/10

Nummer: 1235 455

Aktenzeichen: P 32111 VIII c/21 g

1 235 455 Anmeldetag: 2.Juli 1963

Auslegetag: 2. März 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektronenmikroskop mit einem durchsichtigen, zum Erzeugen eines Leuchtschirmbildes mit einer Leuchtmaterialschicht überzogenen Fenster, dem ein optisches Vergrößerungsgerät zugeordnet ist.

Elektronenstrahleinrichtungen mit einem Fenster, das einen erheblichen Querschnitt besitzt, sind bekannt, wobei man bereits bei der Bemessung der Dicke des Fensters in Übereinstimmung mit den üblichen mechanischen Festigkeitsberechnungen eine Formgebung verwendet hat, die zur Herabsetzung des Gewichtes führt und eine Beeinträchtigung der Bildschärfe durch Streulicht verringert. Daraus resultiert ein Fenster, das am Rand eine größere Dicke aufweist als in der Mitte und bei dem die Dicke von dem Umfang bis zur Mitte gleichmäßig abnimmt.

Bei einer anderen bekannten Ausbildung ist das Fenster als Linse ausgebildet und in Übereinstimmung mit diesem Verwendungszweck sogar vom Umfang nach der Mitte hin mit einer zunehmenden Dicke ausgebildet.

Die Verwendung eines optischen Vergrößerungsgerätes, das ein lichtoptisches, außerhalb des Elektronenmikroskops angeordnetes Mikroskop sein kann, hat zum Zweck, eine Stelle mit geringem Querschnitt des Leuchtschirmbildes betrachten zu können, und zweckmäßigerweise soll das Objektiv des optischen Vergrößerungsgerätes sehr nahe beim Leuchtschirm, der auf der Innenseite des Fensters vorgesehen ist, angeordnet sein. Bei Betrachtung eines kleinen Flächenteils des Bildschirms ist der Verlust an Schärfe durch Streulicht von den Bildpunkten besonders nachteilig.

Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung dieses Nachteil. Erfindungsgemäß ist in der Mitte des Fensters die Dicke über einen kleinen, durch die Sehweite des Vergrößerungsgerätes bedingten Flächenteil örtlich verringert. Dabei kann ohne beträchtlichen Verlust an mechanischer Stärke die Dicke des Fensters in der Mitte geringer gewählt werden als bei der nach den bekannten Voraussetzungen bestimmten Ausbildung. Die Verringerung der Dicke wird vorzugsweise durch eine napfförmige Vertiefung der Fensterfläche erzielt.

Ein Fenster mit dieser Gestaltung macht es nicht nur möglich, das Objektiv des optischen Vergrößerungsgerätes an einer günstigen Stelle anzuordnen, sondern es trägt auch dazu bei, die Bedienungsperson vor Röntgenstrahlung zu schützen, ohne das optische Bild zu verschlechtern. Außerdem trägt die Krümmung des Fensters dazu bei, den Kontrast des optischen Bildes zu verbessern, indem sie Licht-Elektronenmikroskop

Anmelder:

Philips Electronics and Pharmaceutical
Industries Corporation, New York, N. Y.
(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Alvar Pictari Wilska, Tucson, Ariz. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 5. Juli 1962 (207 672) - -

reflexionen verringert oder sie an eine Stelle des Fensters richtet, an der sie durch das optische Vergrößerungsgerät nicht sichtbar sind.

Die beschriebene Einrichtung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, in der

F ig, 1 einen vereinfachten Querschnitt durch ein mit einem Plankonkavfenster versehenes Elektronenmikroskop und die Anordnung eines am Elektronenmikroskop befestigten optischen Vergrößerungsgerätes zeigt, während

F i g. 2 und 3 Querschnitte durch unterschiedliche Ausführungsformen von Einblickfenstern zeigen, die sich zur Verwendung beim Elektronenmikroskop nach F i g. 1 eignen.

Das Elektronenmikroskop 11 der F i g. 1 weist ein Gehäuse 12 auf, das eine Kathode 13 und mehrere elektromagnetische Elektronenlinsen enthält. Diese Linsen sind ein Kondensator 14, ein elektromagnetisches Objektiv 16 und eine elektromagnetische Projektionslinse 17. Das zu untersuchende Objekt ist mit 18 bezeichnet und ist in der Nähe des Objektivs 16 so angeordnet, daß es vom Elektronenbündel 19 durchstrahlt wird. An dem von der Kathode 13 entfernten Ende des Gehäuses 12 liegt quer zum Elektronenbündel 19 ein Einblickfenster 21, dessen Außenfläche flach ist, während die Innenfläche konkav und mit einer dünnen Schicht eines zur Bildung

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Claims (2)

eines Leuchtschirms 22 geeigneten Materials überzogen ist. Das Fenster 21 kann durch geeignete Mittel festgehalten werden, z. B. durch einen Klemmring 23, der durch Bolzen 24 am Paßrand 26 des Gehäuses 12 befestigt ist. Eine Packung 27 dichtet den Rand des Fensters gegen das Gehäuse 12 ab, so daß dieses vakuumdicht ist, während eine zweite Packung 28 den Rand des Fensters vor unmittelbarer Berührung mit dem Klemmring 23 schützt und weiter dazu beiträgt, das Mikroskop vakuumdicht zu machen. Ein optisches Vergrößerungsgerät29, z.B. ein lichtoptisches Mikroskop, wird auf geeignete Weise abgestützt, z. B. mittels einer Klemme 31, die es in bezug auf das Gehäuse 12 des Elektronenmikroskops festhält. Das optische Vergrößerungsgerät 29 hat ein Objektiv 32 am Ende nahe beim Einblickfenster 21 und eine Projektionslinse am entgegengesetzten Ende 33, und diese Linsen arbeiten auf übliche Weise so zusammen, daß sie ein vergrößertes Bild eines sehr kleinen Flächenteils des Leuchtschirms 23 erzeugen. Die geringe Dicke des Fensters 21, auf dem der Schirm 22 angebracht oder gebildet ist, ermöglicht die Verwendung eines Objektivs geringer Brennweite im optischen Vergrößerungsgerät, weil es sehr nahe an den Schirm 22 herangebracht werden kann. Die Anordnung des optischen Vergrößerungsgerätes 29 über dem dünnen Mittelteil des Fensters 21 bietet einen zusätzlichen Vorteil. Sogar bei Elektronenmikroskopen für verhältnismäßig niedrige Spannungen, die mit Beschleunigungsspannungen von 5 000 bis 20 000 Volt arbeiten, wird etwas Röntgenstrahlung erzeugt. Diese Röntgenstrahlung ist verhältnismäßig weich, d. h., sie wird leicht absorbiert, aber sie bleibt gefährlich für eine Bedienungsperson, die regelmäßig mit dem Elektronenmikroskop arbeitet. Dies gilt insbesondere bei einem Direktsicht-Elektronenmikroskop wie dem geschilderten, das so gebaut ist, daß die Bedienungsperson unmittelbar in das Ende des Mikroskops blickt und in der Bahn des Elektronenbündels, aber auch der etwaigen im Mikroskop erzeugten Röntgenstrahlung sitzt. Deshalb ist ein verhältnismäßig dickes Endfenster nötig, das vorzugsweise aus die Röntgenstrahlung absorbierendem Bleiglas besteht. Die Erfindung ermöglicht, das Objektiv des optischen Vergrößerungsgerätes möglich nahe beim auf der Innenseite des Fensters angebrachten Leuchtschirm 22 anzuordnen, weil Röntgenstrahlen, die den dünnen Teil des Fensters durchsetzen, durch das Lichtmikroskop in hinreichendem Maße absorbiert werden. Durch den Pfeil 34 werden Röntgenstrahlen angegeben, die im optischen Vergrößerungsgerät selber absorbiert werden, während die anderen Röntgenstrahlen, die das optische Vergrößerungsgerät umgehen könnten, wie dies durch den Pfeil 36 angegeben ist, in den dickeren Randteilen des Fensters 21 absorbiert werden. Die Dicke eines Fensters vom Typ nach F i g. 1 mit einem Durchmesser von etwa 6 cm kann in der Mitte des Fensters auf ungefähr 0,5 mm herabgesetzt werden und dennoch den Außenluftdruck vertragen, wenn die Randdicke etwa 5 bis 8 mm beträgt. Wenn die Krümmung der konkaven Seite des Fensters einen gleichmäßigen Halbmesser hat, muß dieser Halbmesser somit etwa 10 bis 6,4 cm sein. Wenn es erforderlich ist, die Dicke des mittleren Teiles des Fensters noch weiter zu verringern, hat es sich als wünschenswert erwiesen, einen auf die Mitte des Fensters beschränkten Bereich mit verringerter Dicke anzubringen, wie dies beim Fenster 121 angegeben ist, das in F i g. 2 im Querschnitt dargestellt ist. In diesem Fall kann bei einem Randteil des Fensters mit einem Durchmesser von 3 cm und einer Dicke von 5 bis 8 mm die Dicke des mittleren Teils auf etwa 0,2 mm dadurch herabgesetzt werden, daß ein auf den zemtralen Teil des Fensters 121 begrenzter Kugelausschnitt weggeschliffen wird. Das Fenster nach F i g. 2 erlaubt nicht nur eine weitere Verringerung der Dicke, als es beim Fenster nach F i g. 1 möglich ist, sondern es mindert auch den Lichthof, der von Licht erzeugt wird, das vom Leuchtschirm 122 auf die Rückseite des Fensters 121 geworfen und an der Vorderseite des Fensters reflektiert wird. Wie durch den Lichtstrahl 40 angegeben wird, wird vom Leuchtschirm 122 Licht unter einem solchen Winkel abgestrahlt, daß es an der Vorderseite des Fensters 121 an einem Punkt 41 reflektiert wird, der verhältnismäßig weit von der Mitte des Fensters entfernt ist, auf die das optische Vergrößerungsgerät fokussiert wird. Diese Lichthofverringerung steigert das Kontrastverhältnis des Bildes. F i g. 3 zeigt eine zweite abgeänderte Ausführungsform 221 des Fensters, bei dem auf einer Seite ein Kugelausschnitt durch Schleifen entfernt ist und die konkave Fläche 42 des Fensters 221 einen verhältnismäßig großen Halbmesser, z. B. den Halbmesser von 6 bis 10cm nach Fig. 1, aufweist. Der zentrale Teil des Fensters 221 ist so weit weggeschliffen, daß eine Vertiefung mit erheblich kleinerem Halbmesser entsteht und die Dicke des mittleren Teils des Fensters noch etwa 0,1 bis 0,2 mm beträgt. Die optische Anordnung 129 kann weiter dadurch verbessert werden, daß ein Ölimmersionsobjektiv verwendet wird. Das Immersionsöl ist mit 43 bezeichnet. Ein derartiges Vergrößerungsgerät hat eine sehr geringe Brennweite und eignet sich besonders zur Verwendung bei den beschriebenen Einblickfenstern, namentlich bei Fenster nach F i g. 3. Patentansprüche:

1. Elektronenmikroskop mit einem durchsichtigen, zum Erzeugen eines Leuchtschirmbildes mit einer Leuchtmaterialschicht überzogenen Fenster, dem ein optisches Vergrößerungsgerät zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Fensters die Dicke über einen kleinen, durch die Sehweite des Vergrößerungsgerätes bedingten Flächenteil örtlich verringert ist.

2. Elektronenmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Dicke durch eine napfförmige Vertiefung der Fensterfläche erzielt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 916 839;
britische Patentschriften Nr. 575 962, 587 730.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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