DE1614420C - Vorrichtung zur Beobachtung des Fluoreszenzschirmes eines Elektronen mikroskopes - Google Patents

Description

In dem Hauptpatent 1439 277 ist eine Vorrichtung zur Beobachtung des Fluoreszenzschirmes eines Elektronenmikroskops mit Hilfe einer Fernsehaufnahmeröhre vorgeschlagen, bei der die Fluoreszenzschicht auf der Lichteintrittsfläche der Glasfaserschicht > einer Faseroptik angeordnet ist, deren Lichtaustrittsfläche die Fotoleitfähigkeitsschicht eines Fernsehaufnahmeröhrensystems trägt. In der Hauptpatentanmeldung handelt es sich bei diesem Fernsehaufnahmeröhrensystem um eine Vidikon-Röhre.

Der Vorteil einer derartigen Vorrichtung besteht darin, daß die an sich sehr lichtschwachen Fluoreszenzbilder verstärkt werden. Dadurch wird es überflüssig, während der Betrachtung des Fluoreszenzschirmbildes den Raum zu verdunkeln. Auch mit den bisherigen Vorrichtungen und Methoden nur schwer erkennbare Einzelheiten des Bildes können der Direktbetrachtung zugänglich gemacht werden*, während andernfalls der Umweg über die fotografische Aufnahme des Bildes erforderlich ist.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Hauptpatentanmeldung, unterscheidet sich von dieser jedoch dadurch, daß die Fotoleitfähigkeitsschicht durch die Fotokathodenschicht einer Fernsehaufnahmeröhre vom Super-Orthikon-Typ ersetzt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet außer dem Vorteil einer größeren Empfindlichkeit als bei Verwendung einer Vidikon-Röhre auch die vorteilhaften Eigenschaften der Vorrichtung nach der Hauptpatentanmeldung. So läßt sich eine bemerkenswerte optische Übertragungsgüte erreichen, und eine optische Abbildung unter Verwendung von lichtoptischen Linsen erübrigt sich. Der Lichteinfallswinkel (Apertur) beträgt beispielsweise 55°. Der Durchmesser der Glasfasern in der Glasfaserschicht kann 6 μΐη betragen, so daß das Auflösungsvermögen nicht nennenswert verschlechtert wird.

Die Tatsache, daß die Apertur sehr groß ist, der Einfallswinkel beispielsweise 55° beträgt, ergibt ein sehr günstiges Öffnungsverhältnis; im Beispiel beträgt es 1:0,35. Dagegen läßt sich mit herkömmlichen Objektiven bestenfalls ein Öffnungsverhältnis von 1: 0,75 erzielen.

Die Glasfaserschicht· bildet bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Lichteintrittsfenster in einem Kolben der Fernsehaufnahmeröhre. Dieser Bereich des Röhrenkolbens kann zugleich den vakuumdichten Abschluß des Vakuumraumes des Elektronenmikroskops bilden. Man kann die Schicht aber auch aus zwei Teilschichten zusammensetzen, von denen die eine einen Bestandteil des Mikroskops und die andere einen Bestandteil der Fernsehröhre bildet.

Es ist auch möglich, die Fernsehaufnahmeröhre und/oder andere Bestandteile des Aufnahmesystems im Vakuumraum des Elektronenmikroskops anzuordnen.

Besonders zweckmäßig ist demgegenüber die Trennung des Vakuums der Fernsehaufnahmeröhre von dem Vakuum des Elektronenmikroskops, da dann gegenseitige schädliche Beeinflussungen der beiden Geräte, beispielsweise infolge der Belüftung des Elektronenmikroskops, vermieden sind.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Am Endbikltubiis 1 eines Elektronenmikroskops, dessen weitere Einzelheiten, wie die verschiedenen Linsen und Blenden, oberhalb des Endbildtubus angeordnet und hier nicht dargestellt sind, ist die Fernsehaufnahmeröhre 2 vom Super-Orthikon-Typ derart angeordnet, daß die Glasfaserschicht 3 den vakuumdichten Abschluß sowohl des Vakuumraumes des Elektronenmikroskops als auch der vom Röhrenkolben 4 umschlossenen Vakuumkammer der Fernsehaufnahmeröhre 2 bildet. Auf ihrer dem Elektronenstrahl im Elektronenmikroskop zugekehrten Lichteintrittsfläche trägt die Glasfaserschicht die Fluoreszenzschicht 5, die zusätzlich zu dem üblichen Fluoreszenzschirm des Elektronenmikroskops vorhanden ist. Eine Reflexionsschicht 6 sorgt dafür, daß das Fluoreszenzlicht nur in Richtung der Glasfaserschicht 3 geleitet wird.

Zur Betrachtung des Bildes auf dem üblichen, nicht dargestellten Fluoreszenzschirm sind in eine öffnung des Endbildtubus 1 des Mikroskops die Glasplatte 7 und die Linse la vakuumdicht eingelassen.

Der Röhrenkolben 4 ist unter Zwischenlage der Ringdichtung 8 vakuumdicht gegen die Bodenplatte 9 des Endbildtubus 1 gedruckt.

Betrachtet man nun die dem Inneren der Röhre 4 zugekehrte Oberfläche, d. h. die Lichtaustrittsfläche der Glasfaserschicht 3, so trägt diese eine an sich bekannte Schicht 10, die die Fotokathodenschicht der Fernsehaufnahmekamera 2 bildet. Bei dieser Kamera handelt es sich um eine solche vom Super-Orthikon-Typ, die ebenfalls an sich bekannt ist, so daß in der Figur nur die wesentlichen Einzelheiten wiedergegeben sind. Entsprechend den Einzelheiten des im Elektronenmikroskop vom Elektronenstrahl abgebildeten Objektes ergibt sich in der Fotokathodenschicht 10 eine Elektronen-Emissions-Verteilung, die auf der Speicherplatte 11 unter Anwendung entsprechender Potentiale abgebildet und gespeichert wird. Dies geschieht unter der Wirkung der Fokussierspule 12, die die Röhre 4 umgibt. Die auf die Speicherplatte 11 auftreffenden Elektronen erzeugen Sekundärelektronen, die durch eine gitter- oder netzartige Elektrode 13 abgesaugt werden, so daß die einzelnen Stellen der der Glasfaserschicht 3 zugekehrten Oberfläche der Speicherplatte 11 sich positiv aufladen. Da die Speicherplatte 11 aus einem Material mit einer gewissen Leitfähigkeit, z. B. einem dünnen Glasfilm, besteht, überträgt sich diese Potentialverteilung schnell auf die dem abtastenden Elektronenstrahl 14 zugekehrte andere Oberfläche der Speicherplatte 11.

Der Elektronenstrahl 14 wird mittels der Kathode 15 erzeugt. Er dient zum Abtasten der ihm zugekehrten Oberfläche der Speicherplatte 11, wobei die Elektronen des Strahles 14 durch den Bremsring 16, der sich auf geeignetem Potential befindet, derart abgebremst werden, daß unter der Wirkung der Ablenkspulen 17 diese Fläche von einem Strahl langsamer Elektronen abgetastet wird und die einzelnen Elektronen in Abhängigkeit von den an den einzelnen Stellen der Speicherplatte 11 vorliegenden Ladungs-Verhältnissen gespiegelt oder von der Speicherplatte 11 aufgenommen werden. Die gespiegelten Elektronen 18 treffen auf die Anode 19 auf, der ein an sich bekannter, hier nicht näher dargestellter Sekundärelektronenvervielfacher 20 zugeordnet ist, dessen Auffangplatte 21 mit dem Ausgang 22 für das Bildsignal verbunden ist.

Die Vorrichtung gestattet infolge Verwendung einer Fernsehkamera die Bilder auf dem Fluoreszenz-

schirm des Mikroskops einer Vielzahl von Beobachtern zugänglich zu machen. Gegenüber einer Vidikonröhre bietet die Super-Orthikon-Röhre den Vorteil einer höheren Empfindlichkeit. Dadurch wird es erst möglich, Fokussierung und Astigmatismuskorrektur im Elektronenmikroskop mit der für hohe Auslösung erforderlichen Genauigkeit durchzuführen. Da sehr dunkle Bilder beobachtet werden können, ist es möglich, empfindliche Präparate, z. B. wärmeempfindliche Kunststoffe, bei geringer Strahlbelastung zu untersuchen.

Die gegenüber einer Vidikonröhre sehr geringe Trägheit einer Röhre vom Orthikon-Typ erlaubt, auch schnelle Veränderungen im Bild zu übertragen und kinematografisch oder mit einem Magnetbandspeicher zu registrieren.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zur Beobachtung sehr dunkler Bilder für den Abtast-Elektronenstrahl in der Fernsehaufnahmröhre eine an sich bekannte Dun-kelsteuerung vorgesehen ist, die in entsprechend der Bildhelligkeit bemessenen Zeitintervallen den Abtastelektronenstrahl zur einmaligen Abtastung des auf der Speicherplatte der Röhre gespeicherten Bildes freigibt. Das hat besondere Bedeutung bei einer so niedrigen Bildhelligkeit, daß das Elektronenrauschen eine Rolle spielt. Es wird also mit der Abtastung gewartet, bis sich auf der Speicherplatte 11 ein hinreichend intensives Ladungsbild aufgebaut hat. Das z.B. auf Magnetband gespeicherte Bild kann periodisch abgespielt werden, um eine kontinuierliche Betrachtung zu ermöglichen. Ein solcher Speicher wird bei einer Wiedergaberöhre mit trägem Leuchtschirm überfiüssia;.

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Claims (7)

1. Patentansprüche:

   L Vorrichtung zur Beobachtung des Fluoreszenzschirmes eines Elektronenmikroskops mit Hilfe einer Fernsehaufnahmeröhre, bei der die Fluoreszenzschicht auf der Lichteintrittsfläche der Glasfaserschicht einer Faseroptik angeordnet ist, deren Lichtaustrittsfläche die Fotoleitfähigkeitsschicht eines Fernsehaufnahmeröhrensystems trägt, nach Patentanmeldung P 14 39 277.9-33, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotoleitfähigkeitsschicht durch die Fotokathodenschicht einer Fernsehaufnahmeröhre vom Super-Orthikon-Typ ersetzt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaserschicht ein Lichteintrittsfenster in einem Kolben der Fernsehaufnahmeröhre bildet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Fernschaufnahmeröhre und/oder andere Bestandteile des Aufnahmesystems sich im Vakuumraum des Elektronenmikroskops befinden.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum der Fernsehaufnahmeröhre von dem Vakuum des Elektronenmikroskops getrennt ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1. bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang der Fernsehaufnahmeröhre mit einem Magnetbandspeicher verbunden ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beobachtung sehr dunkler Bilder für den Abtast-Elektronenstrahl in der Fernsehaufnahmeröhre eine an sich bekannte Dunkeisteuerung vorgesehen ist. die in entsprechend der Bildheiligkeit bemessenen Zeitiniervallen den Abtastelektronenstrahl zur einmaligen Abtastung des auf der Speicherplatte der Röhre gespeicherten Bildes freigibt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß ein Fernseh-Wiedergabegerät mit naehleuchtendem Schirm vorgesehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen