DE1614618C

DE1614618C - Korpuskularstrahlgerat, insbesondere Elektronenmikroskop, mit Mitteln zur fai bigen Wiedergabe von ein zu untersuchen des Präparat charakterisierenden Eigen schäften einer von dem Präparat kommenden Korpuskularstrahlung

Info

Publication number: DE1614618C
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Dipl Ing 1000 Berlin Muller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-08-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Korpuskularstrahlgerät mit Mitteln zur farbigen Wiedergabe solcher Eigen- ' schäften einer von einem zu untersuchenden Präparat kommenden Korpuskularstrahlung, die dieses Präparat charakterisieren. Beispielsweise handelt es sich bei diesen Eigenschaften um die Intensität der von verschiedenen Präparatstellen kommenden Korpuskularstrahlung, im Falle eines Elektronenmikroskops also beispielsweise der das Präparat durchsetzenden Elektronenstrahlung, oder aber um den Energieverlust, den die Korpuskeln an verschiedenen Stellen des Präparates erlitten haben. Diese Eigenschaften des Korpuskularstrahles sind ebenso wie andere Eigenschaften, beispielsweise die Richtimg von gestreuten oder rückgestreuten Korpuskeln oder die Energie einer im Präparat unter dem Einfluß einer Korpuskularstrahlung hervorgerufenen weiteren Strahlung, beispielsweise einer Röntgenstrahlung, charakteristisch für das zu untersuchende Präparat. ,

Die Erfindung befaßt sich in erster Linie mit einem Elektronenmikroskop, kann jedoch mit Vorteil auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten, beispielsweise Ionenmikroskopen und Beugungseinrichtungen, immer dann Anwendung finden, wenn man daran interessiert ist, als Ergebnis der Untersuchung ein Bild oder eine andere Anzeige mit möglichst großem Informationsgehalt zu erhalten.

Üblicherweise ist das Ergebnis beispielsweise einer elektronenmikroskopischen Untersuchung eine Schwarzweißaufnahme des elektronenoptischen Bildes des Präparates bzw. ein ebenfalls allein durch Schwärzungskontraste gewonnenes Beugungsbild des Präparates. Wie die Erfahrung lehrt, ist jedoch der visuelle Kontrast bei derartigen Aufnahmen stark begrenzt, da sich nur relativ große Schwärzungsstufen visuell unterscheiden lassen.

Es ist zum Zwecke der Vergrößerung des Informationsgehaltes derartiger Untersuchungsergebnisse bereits bekanntgeworden, bestimmte Eigenschaften eines von einem zu untersuchenden Präparat kommenden Korpuskularstrahles durch verschiedene Farben wiederzugeben.

So beschreibt die deutsche Patentschrift 764 812 eine prinzipielle Anordnung und die deutsche Auslegeschrift 1 012 396 einen speziellen Leuchtschirm für ein Korpuskularstrahlmikroskop, das unter Verwendung eines auf verschiedene Strahleigenschaften, insbesondere verschiedene Wellenlängen oder Intensitäten, mit verschiedenen Farben ansprechenden Leuchtschirmes farbige Bilder eines Präparates herzustellen gestattet. Derartige mehrere Farben emittierende Leuchtschirme sind jedoch ebenso wie übliche Farbfilme dann nicht brauchbar, wenn beispielsweise die durch unterschiedliche Farben wiederzugebenden Energieverluste sich nur geringfügig voneinander unterscheiden. Dies ist beispielsweise bei den Elektronen eines Elektronenstrahles, die verschiedene Stellen eines Präparates durchsetzt haben, der Fall; hier unterscheiden sich die an verschiedenen Präparatstellen auftretenden Energie Verluste um nur etwa 0,05 °/o- Überhaupt kann man die in diesem Zusammenhang interessierenden Verhältnisse der Lichtoptik, wo sich Photonen bis zu 100% hinsichtlich ihrer Energie unterscheiden können, nicht ohne weiteres auf die Verhältnisse in der Korpuskularstrahloptik übertragen.

Die USA.-Patentschrift 2 894160 beschreibt ein weiteres Elektronenmikroskop, bei dem die Elektronen des Elektronenstrahles nach Durchsetzen des Präparates entsprechend ihrer Energie in verschiedenen Farben wiedergegeben werden. Das bekannte Mikroskop besitzt dazu in Strahlrichtung hinter der Projektivlinse mehrere als Spiegel dienende und mit Löchern versehene Elektroden auf derart gewählten unterschiedlichen Potentialen, daß aus dem Elektronenstrahl unter Verwendung von je einer der Elektroden zugeordneten Lumineszenzschichten die jeweils energieärmsten Elektronen herausgezogen und durch diese Schichten in verschiedenen Farben wiedergegeben werden. Verständlicherweise ist diese bekannte Anordnung auf die farbige Wiedergabe einer nur kleinen Anzahl von Energiebereichen beschränkt.

Bei Rasterelektronenmikroskopen ist es bekannt, das Präparat mit einem Elektronenstrahl abzutasten und die vom Präparat kommenden Elektronen durch einen Detektor aufzufangen, dessen Ausgang mit einem synchron mit dem Betrieb der Abtasteinrichtung gesteuerten Monitor verbunden ist. Hierbei hat man auch bereits zwischen dem Präparat und dem Detektor einen Energieanalysator angeordnet, der es ermöglicht, zur Erzeugung des Monitorbildes Elektronen unterschiedlicher Energiebereiche auszusondern (vgl. USA.-Patentschrift 3 191 028).

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen ein Korpuskularstrahlgerät zu schaffen, das Mittel zur farbigen Wiedergabe von das Präparat charakterisierenden Eigenschaften der vom Präparat kommenden Strahlung besitzt, wobei unter dem Begriff »farbige Wiedergabe« sowohl die farbige Kennzeichnung verschiedener Werte derselben Eigenschaft als auch die farbige Unterscheidung verschiedener Eigenschaften verstanden sein soll.

Das . Korpuskularstrahlgerät ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine die von verschiedenen Präparatstellen kommenden Strahlen zeitlich nacheinander erfassende erste Abtasteinrichtung mit einem Strahlungsdetektor zur Umwandlung der ihm jeweils zugeführten Strahlung in ein von den das Präparat charakterisierenden Eigenschaften dieser Strahlung abhängiges elektrisches Signal enthalten, daß ferner ein für dieses Signal vorgesehener Signalausgang des Detektors mit einem Eingang eines elektronischen Signal-Farb-Umsetzers verbunden ist, der mehrere Kanäle mit Torschaltungen und auf die einzelnen Torschaltungen folgenden Farbwählern enthält, von denen jeweils ein Farbwähler, der durch den Wert des jeweiligen Signals oder durch den jeweiligen Momentanwert eines zeitabhängigen Steuersignals mittels der Torschaltungen ausgewählt ist, drei allen Farbwählern gemeinsame, den Farben Rot, Grün und Blau zugeordnete Ausgangsleitungen des Umsetzers an Spannungen legt, deren jeweilige Höhen dem jeweiligen Signal zugeordnet sind, und daß die drei Ausgangsleitungen des Umsetzers mit Eingängen eines synchron mit dem Betrieb der ersten Abtasteinrichtung gesteuerten Farbmonitors in Verbindung stehen.

Im Prinzip enthält das Gerät also — außer den üblichen Teilen des Korpuskularstrahlgerätes — eine Abtasteinrichtung, die dafür sorgt, daß nur die von einer bestimmten Präparatstelle kommende Korpuskularstrahlung erfaßt wird, einen Strahlungsdetektor und eine elektronische Anordnung, die die von dem Detektor kommenden elektrischen Signale entsprechend ihrem jeweiligen Wert in eindeutig zugeordnete Spannungen auf ihren Ausgangsleitungen für die

3 . 4 .

Farben Rot, Grün und Blau umsetzt. Diese Ausgangs- und Bausteinen Gebrauch machen kann. Beispielsleitungen stehen mit einem synchron mit der Ab- weise sind moderne Elektronenmikroskope heute mit tastung gesteuerten Farbmonitor, beispielsweise einem einem Ablenksystem ausgerüstet, das zur Auswahl handelsüblichen Farbfernsehempfänger oder einem bestimmter Präparatstellen dient; dieses Ablenk-Lichtstrahlschreiber, in Verbindung. Zumindest der 5 system kann dann zugleich einen Bestandteil der ersten größte Teil dieser Mittel kann außerhalb des eigent- Abtasteinrichtung für das Gerät nach der Erfindung liehen Korpiiskularstrahlgerätes angeordnet sein. bilden.

Bei der Erfindung wird von der bekannten Tatsache Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hinge-

Gebrauch gemacht, daß sich eine Farbe im allge- wiesen, daß unter den von verschiedenen Präparat-

meinsten Sinne durch drei Größen eindeutig festlegen io.stellen oder schlechthin vom Präparat kommenden

läßt: Es sind dies die Anteile R, G und B der Farben Korpuskularstrahlen nicht etwa nur solche verstanden

Rot, Grün und Blau in der jeweils vorliegenden Farbe, sein sollen, die das Präparat durchsetzt haben, die

d. h. die Chrominanz (Farbton), und die Summe dieser also letztlich identisch sind mit der das Präparat

unter Berücksichtigung der Empfindlichkeitsfaktoren beaufschlagenden Strahlung. Es ist vielmehr auch

für die -verschiedenen Farben berechneten Anteile R, 15 möglich, Eigenschaften einer Röntgenstrahlung farbig

G und B, die auch als Luminanz (Helligkeit) beschrie- wiederzugeben, die beispielsweise bei Bestrahlung

ben wird. eines Präparates mit einem Elektronenstrahl vom

Man hat also bei der Verwendung von Farben Präparat emittiert wird.

mehrere Möglichkeiten einer eindeutigen Zuordnung Eben war bereits eine spezielle Ausführungsform

von Farben zu Signalen: Man kann beispielsweise 20 'der Abtasteinrichtung angegeben worden. Eine andere

dafür sorgen, daß die Luminanz konstant ist, und die diesbezügliche Ausgestaltung des Gerätes sieht vor,

Signale in bestimmte Verhältnisse vOn R, G und ß ein- daß die Abtasteinrichtung eine den Querschnitt des

deutig umsetzen. Ein Vorteil dieser Wahl der Zuord- vom Präparat kommenden Korpuskularstrahles in

nung ist darin zu sehen, daß bei konstantem Wert für eine elektrische Ladungsverteilung umwandelnde Spei-

die Luminanz, d. h. für die Summe von R, G und B, 25 cherplatte sowie eine Kathode zur Erzeugung einer

jedem Signal nur bestimmte Werte von zwei der drei Elektronenstrahlsonde enthält, die, gesteuert durch

Farbanteile R, G und B zugeordnet zu werden brau- Ablenkmittel, die Ladungsverteilung abtastet und sie

chen, da dann der dritte Anteil automatisch gegeben dabei in die elektrischen Signale umwandelt. Dies läßt

ist. Man braucht demgemäß jedes Signal dann nur auf sich beispielsweise dadurch verwirklichen, daß man

zwei »Spannungserzeuger« (im weitesten Sinne) ein- 30 eine bekannte Schwarzweiß-Fernsehkamera verwendet,

wirken zu lassen. " Dabei wird man denjenigen Strahlquerschnitt uin-

Man kann aber die Bedingung der Konstanz der wandeln, der das Präparatbild bzw. sein Beugungsbild

Summe von R, G und B auch fallenlassen und die Um- scharf enthält.

Setzung in der Weise vornehmen, daß sowohl das An sich ist die Ankopplung von Schwarzweiß-Fern-

Verhältnis der Farbanteile zueinander als auch ihre 35 sehkameras mit oder ohne Bildverstärker an Elektro-

Summe, d. h. Chrominanz und Luminanz, als Krite- nenmikroskope zum Zwecke der Bildübertragung und

rien für die wiederzugebenden Eigenschaften der der erleichterten Scharfstellung des Bildes bekannt.

Strahlung herangezogen werden.- Ein solcher Anwen- Dabei ist häufig die Kontrastübertragung der Fernseh-

dungsfall liegt beispielsweise dann vor, wenn man kamera besser als die des Schwarzweiß-Monitors und

außer der Intensität der Strahlung an jeweils einem 40 des gegebenenfalls verwendeten Registrierfilmes. Im

bestimmten Ort auch eine Anzeige des Meßortes haben vorliegenden Fall findet die Schwarzweiß-Fernseh-

will, man also beispielsweise mit mehreren Detektoren kamera aber nicht zur Übertragung eines Bildes an

arbeitet, deren Ausgangssignale bezüglich der Eigen- eine entfernte Stelle Verwendung, sondern dient

schäften der jeweils erfaßten Strahlung hinsichtlich lediglich als elektronische Einrichtung zur Abtastung

der Chrominanz beeinflußt sind, während, die Lumi- 45 des Präparates bzw. von Präparatbildern, wobei der

nanz angibt, von welchem der verschiedenen Detek- Detektor durch ein Teil der Fernsehkamera, nämlich

toren das jeweilige Signal stammt, oder umgekehrt. je nach Art der Kamera durch die Signalplatte

Wenn Luminanz und Chrominanz der Bildpunkte (Vidicon) oder die Anode (Superortikon), gebildet ist. im Farbmonitor gesteuert werden, lassen sich auch Erfolgte bei Verwendung einer Fernsehkamera die zwei Eigenschaften einer von einer Präparatstelle aus- 50 Abtastung mittels eines zusätzlichen Elektronengehenden Strahlung farbig darstellen. So ist es Strahles, so sehen andere Ausführungsbeispiele der beispielsweise möglich, durch den Farbwert die Energie Erfindung Mittel zur Erzeugung von periodischen von Elektronen oder Röntgenstrahlen und durch die Relativbewegungen zwischen Detektor und abzu-Helligkeit deren Intensität wiederzugeben. Eine der- tastendem Querschnitt des vom Präparat kommenden artige Anordnung ist in der Elektronenenergieanalyse 55 Korpuskularstrahles vor. Hierzu können, wie bereits oder in der Röntgenmikroanalyse anwendbar. bemerkt, an sich bekannte Ablenksysteme für den

Durch die Heranziehung der Chrominanz zur Korpuskularstrahl, die mit periodischen Spannungen

Signalumsetzung ist es möglich, auch kleine Unter- bzw. Strömen gespeist werden, vorgesehen sein; man

schiede der Intensität oder der Energieverluste einer kann aber auch einen Antrieb zur Bewegung des

Korpuskularstrahlung, die entsprechend den interessie- 60 Detektors relativ zum feststehenden Korpuskular-

renden Eigenschaften eines Präparates modifiziert ist, strahl quer zur Achse desselben verwenden,

sichtbar zu machen. Ein Vorteil des erfindungsgemäß Die Ablenksysteme können zwischen Präparat und

ausgestalteten Gerätes ist ferner darin zu sehen, daß Detektor auf den Korpuskularstrahl einwirkend an-

allenfalls geringfügige Veränderungen am eigentlichen geordnet sein, wobei man bei Untersuchungen mit

Gerät vorgenommen zu werden brauchen und man 65 eingeschalteten Abbildungslinsen des Gerätes aus

sowohl für die Detektoren als auch für die Abtast- Gründen der Bildverzerrung eine Stelle zwischen der

einrichtungen und den elektronischen Signal-Farb- in Strahlrichtung ersten Abbildungslinse und dem

Umsetzer weitgehend von an sich bekannten Bauteilen Detektor wählen wird.

Man kann aber, insbesondere bei abgeschalteten Abbildungslinsen, die Ablenksysteme auch in Strahlrichtung vor dem Präparat anordnen, so daß von verschiedenen Präparatstellen zeitlich nacheinander kommende Korpuskularstrahlen dem Detektor zugeführt werden, indem das Präparat vom beleuchtenden Strahl abgetastet wird.

Als Detektor kann außer den beschriebenen Signalplatten und Anoden in Fernsehkameras beispielsweise auch ein Halbleiterdetektor Verwendung finden, der ein von der Intensität der von jeweils einer Präparatstelle kommenden Strahlung abhängiges elektrisches Signal an einen mit allen Torschaltungen verbundenen Eingang des Umsetzers abgibt; die Torschaltungen führen das Signal in Abhängigkeit von seinem Wert jeweils einem Farbwähler zu. Im allgemeinen wird er einen elektrischen Strom von durch die Strahlungsintensität bestimmter Höhe abgeben, der dann häufig in eine proportionale Spannung umgesetzt werden muß. Dabei kann es sich auch um einenimpulsförmigen Strom handeln.

Bei dieser Umsetzung der Intensität des von einer Präparatstelle kommenden Strahles in Farben wählt also das jeweilige Detektorsignal selber denjenigen Farbwähler aus, der Spannungen an die Ausgangsleitungen des Umsetzers legen soll.

Anders ist es, wenn man nicht die Intensitäten von verschiedenen Präparatstellen kommender Strahlen, sondern das Energiespektrum der von dem Präparat (oder einem Teil desselben) kommenden Strahlung als charakterisierende Eigenschaft erfassen will. Hier besteht also die technische Aufgabe, die Zahl der Korpuskeln, die jeweils einen bestimmten Energiewert besitzen bzw. deren Energie in einem bestimmten Bereich liegt, farbig wiederzugeben. Zwar nimmt der Detektorauch dabei eine Intensitätsmessung vor, aber er ermittelt nicht nur auf bestimmte Präparatstellen, sondern aufbestimmteEnergiewertebezogeneStrahlintensitäten.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung für diesen Fall zeichnet sich dadurch aus, daß zur farbigen Wiedergabe des Energiespektrums der von jeweils einer Präparatstelle kommenden Korpuskularstrahlung in Strahlrichtung hinter dem Präparat ein Energieanalysator, der durch Ablenkung der einzelnen Korpuskeln in Abhängigkeit von ihrer Energie ein Energiespektrum erzeugt, sowie eine zweite Abtasteinrichtung angeordnet sind, die Mittel zur Abtastung des Energiespektrums enthält, denen das zeitabhängige Steuersignal oder ein diesem zeitproportionales Abtastsignal zugeführt wird, so daß zum Detektor jeweils nur Korpuskeln mit bestimmten Energiewerten gelangen, daß das zeitabhängige Steuersignal ferner einem mit allen Kanälen verbundenen Eingang des Umsetzers zugeführt und in durch seinen zeitlichen Amplitudenverlauf bestimmter Folge die Farbwähler betätigt, die dadurch verschiedenen Energiebereichen zugeordnet sind, und daß im Zuge der allen Farbwählern gemeinsamen drei Ausgangsleitungen des Umsetzers Modulationsglieder angeordnet sind, denen die elektrischen Signale des Detektors zugeführt werden und die als Ausgangsspannungen des Umsetzers die: ihnen von den Farbwählern zugeführten, den jeweiligen Energiebereich kennzeichnenden Spannungen nach dem jeweiligen Wert des elektrischen Signals entsprechender Amplitudenmodulation abgeben.

Die Betätigung der Umsetzer erfolgt hier also in vorgegebener zeitlicher Folge unabhängig von den Ausgangssignalen des Detektors.

Die erste Abtasteinrichtung dient also auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung, wenn man einmal den Detektor außer Betracht läßt, zur Auswahl derjenigen Präparatstelle, über die man jeweils eine Information in Farben erhalten will, während die zweite Abtasteinrichtung dazu dient, dem Detektor in zeitlicher Folge die verschiedenen Energiewerte in dem vom Energieanalysator entworfenen Energiespektrum derjenigen Präparatstelle zuzuführen, die mittels der

ίο ersten Abtasteinrichtung ausgewählt ist. ' .

Unter einem Energieanalysator wird dabei ganz allgemein eine Einrichtung verstanden, die die Korpuskeln in Abhängigkeit von ihrer Energie räumlich trennt.

Bei dem vorliegenden Gerät verwendbare Energieanalysatoren sind beispielsweise in dem von Flügge herausgegebenen »Handbuch der Physik«, 1956, Bd. 33, S. 535ff., angegeben, so daß im einzelnen auf sie nicht eingegangen zu werden braucht. Beispielsweise kann ein durch eine elektrostatische Linse mit sehr großer chromatischer Aberration gebildeter Energieanalysator eingesetzt werden.

Man kann bei der Wiedergabe von charakterisierenden Eigenschaften einer von dem bestrahlten Präparat emittierten Röntgenstrahlung ebenfalls einen Energieanalysator verwenden, der dann ein Röntgenspektrometer ist.

Die Ablenkmittel der zweiten Abtasteinrichtung können wieder einen Antrieb zur Bewegung des Detektors relativ zum Energiespektrum enthalten; in der Regel wird man jedoch an sich bekannte Ablenksysteme verwenden, die zwischen dem Energieanalysator und dem Detektor angeordnet sind. Derartige Ablenksysteme enthalten Ablenkplatten oder Spulen.

Zur Auswahl einzelner Präparatstellen müssen die Ablenksysteme der ersten Abtasteinrichtung den Korpuskularstrahl in zwei zueinander senkrechten Richtungen abzulenken gestatten. Entsprechende kombinierte Ablenksysteme sind ebenfalls bekannt (s. beispielsweise die deutsche Auslegeschrift 1 088 628 oder für Fernsehgeräte die deutsche Patentschrift 639 469). Es ist aber in diesem Falle auch möglich, zwei Systeme in Strahlrichtung hintereinander anzuordnen, wie es die deutsche Patentschrift 899 095 beschreibt.

Verständlicherweise können für die zweite Abtasteinrichtung aber wieder Anordnungen nach Art von Schwarzweiß-Fernsehkameras verwendet werden. In diesem Falle kann also die erste Abtasteinrichtung keine derartige Fernsehkamera enthalten.

So In Strahlrichtung vor dem Energieanalysator kann im Strahlengang eine Spaltblende liegen, deren Spaltweite unter Berücksichtigung der jeweiligen Vergrößerung im Hinblick auf die gewünschte Auflösung bemessen ist. In diesem Falle wird also jeweils das Energiespektrum einer Präparatzefle oder -spalte dargestellt. Es kann beispielsweise auf einem Durchsichtleuchtschirm entworfen sein.

Bisher war angenommen, daß der Energieanalysator ein Energiespektrum in Gestalt einer mittels der zweiten Abtasteinrichtung, die vom Energieanalysator getrennt ist, abtastbaren Intensitätsverteilung beispielsweise auf einem Durchsichtleuchtschirm entwirft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt demgegenüber die Merkmale, daß der Energieanalysator mit der zweiten Abtasteinrichtung in der Weise kombiniert ist, daß beiden zwei korpuskularstrahloptische Filter zugeordnet sind, von denen das in Strahlrichtung erste Filter nur solche Korpuskeln zum

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sweiten Filter gelangen läßt, deren Energie unterhalb ' terisierenden Eigenschaften der Strahlung abhängigen jes oberen Grenzwertes des jeweiligen Energiebereichs Amplitudenwerten sind und die einzelnen Kanäle des iiegt, während das zweite Filter nur solche Korpuskeln Umsetzers eine Zuordnung zu einzelnen Bereichert der ium Detektor gelangen läßt, deren Energie oberhalb Amplitudenwerte sicherstellend ausgelegt sind. Diese des unteren Grenzwertes des jeweiligen Energiebereichs 5 Unterteilung in Bereiche kann dabei recht fein vorliegt, und daß beide Filter auf entsprechend den beiden genommen werden, da die hierzu erforderlichen Mittel Grenzwerten unterschiedlichen Potentialen liegen, ei; in dem außerhalb des eigentlichen Korpuskularstrahldem zeitabhängigen Steuersignal zeitproportional ver- gerätes befindlichen Signal-Farbumselzer angeordnet laufen. sind.

. Jetzt wird also das Energiespektrum nicht, wie bis- ίο In der Regel wird man die Bereiche lückenlos

her, in seiner Gesamtheit .räumlich als Intensitätsver- ancinandergrenzen lassen; es ist jedoch auch möglich,

teilung entworfen, sondern der mit der zweiten Ab- Kanäle nur für besonders interessierende Bereiche von

tasteinrichtung dadurch kombinierte Energieanalysa- Amplitudenwerten vorzusehen oder die Bereiche iintcr-

lor, daß diese eine Steuerung seiner Potentiale vor- schiedlich groß zu machen. Alle diese Möglichkeiten ; j

nimm), läßt zu bestimmten Zeiten nur solche Kor- 15 können aucli in durch den jeweiligen Anwendungsfall j

puskili zum Detektor gelangen, deren Energie in gegebenen Kombinationen verwendet werden. \

einem bestimmten Bereich liegt (»selektiver Energie- im folgenden werden vorteilhafte Ausbildungen der \

analysator«). Erfindung insbesondere für den Fall angegeben, daß |

Das erste Filter kann durch eine Umlenkeinrichtung mehrere oder alle Bereiche lückenlos aneinander- j

für den vom Präparat kommenden Korpuskularstrahl 20 grenzen. '";

in Richtung auf einen seitlich angeordneten, an sich Die bevorzugte Ausfühnmgsform der Erfindung '· i

bekannten korpuskularstrahloptischen Spiegel sowie zeichnet sich dann dadurch aus, daß die Torschaltun- ■

diesen Spiegel gebildet sein, während das zweite Filter gen Koinzidenzgatter enthalten, die in einem Bctäti- ;

eine Lochclektrode, beispielsweise ein Netz, sein kann. gungskrcis eines elektronischen Schalters des auf die I

Eine spezielle Anwendungsform der Erfindung 25 jeweilige Torschaltung folgenden Farbwählers liegen, i

zeichnet sich dadurch aus, daß bei mehreren von die ferner einen ersten mit dem jeweiligen Kanal und

demselben Präparat kommenden, verschiedene Rieh- einen zweiten mit einem unmittelbar benachbarten

tungen aufweisenden Korpuskularstrahlungen im Kanal verbundenen Eingang besitzen und die den '■■.

Wege von zumindest zwei dieser Strahlungen je ein Schalter im Sinne der Anlegung von Spannungen an

Detektor mit nachfolgendem, unter Verzicht auf Tor- 30 Ausgangsleitungen des Umsetzers dann betätigen,

schaltungen mit je einem Farbwähler aufgebautem wenn an beiden Eingängen Spannungen vorbestimmter j

Signal-Farb-Umsetzer vorgesehen ist, und daß der Polaritäten liegen. Ein wesentliches Merkmal dieses !

Wert des Verhältnisses der Spannungen der drei für die Erfassung von Intensität und Energie anwcnd- ■

Ausgangsleitungen jedes Umsetzers den jeweiligen baren Ausführungsbeispicles ist also darin zu sehen,

Detektor angibt und die Summe der drei Spannungen 35 daß die Durchlässigkeit der einzelnen Kanäle in Ab- >

dem jeweiligen Signal eindeutig zugeordnet ist, oder hängigkeit von dem Zustand eines unmittelbar be- i

umgekehrt. Die Erfassung der jeweiligen Präparat- nachbartcn Kanals gesteuert wird. Verständlicherweise j

stelle muß hier mit Ablenksystemen erfolgen, die auf läßt sich diese Lösung auch dann anwenden, wenn die \

den das Präparat beaufschlagenden Korpuskularstrahl Detektoren frequenzmodulierte Signale abgeben; dann ■ ;|

einwirken. 4° muß jedoch die Frequenzmodulation in Amplituden- I

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können werte umgesetzt werden. 1

die Ausgangsleitungen,der Umsetzer über eine Misch- Es gibt nun bei der Erfassung der Intensität der von

stufe für jeweils eine Farbe mit den Eingängen eines einer Präparatstclle kommenden Strahlung grundsätz- ;^:

gemeinsamen Farbmonitors verbunden sein. Man kann lieh zwei Möglichkeiten, unter entsprechender Aus- Γ

dann beispielsweise die jeweilige Intensität der den 45 bildung der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ;'

einzelnen Detektoren zugeführten Korpuskularstrah- der Erfindung einen Signal-Farbumsetzcr mit be-

lungen in Luminanzwerte umsetzen, während das stimmten Kennlinien aufzubauen. Die eine Möglieh-

Verhällnis der Farbanteile R, G und B, also die keit besteht darin, den den einzelnen Farbantcilen R,

Chrominanz, von der Nummer des Detektors abhängt. G und B zugeordneten Spannungen in den drei Aus- ,

Ein Anwendungsfall für diese Weiterbildung der Er- 5° gangsleitungen des Umsetzers innerhalb der einzelnen ;:

findung zeichnet sich dadurch aus, daß Detektoren Ainplitudenbeieiche jeweils einen steligen Verlauf zu J;

für eine von dem Präparat bei Bestrahlung mit einem geben und diesen Verlauf über alle Bereiche gesehen \

Elektronenstrahl emittierte Röntgenstrahlung und/oder kontinuierlich zu machen. Dabei können sich, wie I

für eine von dem Präparat durchgelassene und/oder später noch erläutert wird. Knicke an den Bereichs- j

eine an dem Präparat gestreute Elektronenstrahlung 55 grenzen ergeben. Wesentlich bei dieser Kennlinien- !

und/oder für an dem Präparat rückgestreute Elektro- form ist, daß innerhalb der einzelnen Bereiche ent- Ii

nen vorhanden sind. sprechend dem Wert des jeweils vorliegenden, vom ij

Die einfachste Form der farbigen Bildwiedergabe Detektor abgegebenen Signals die Teilspannungen auf i|

besteht in der Rastermikroskopie bei zwei oder drei den drei Alisgangsleitungen des Umsetzers ·— diese ij

Detektoren darin, daß jeder Detektor die Intensität 60 Spannungen werden im folgenden auch mit R, G und B η

einer Grundfarbe R, G, B steuert. bezeichnet — in einem durch den jeweiligen Signalvvert

Grundsätzlich ist es möglich, Detektoren zu ver- bestimmten Verhältnis zueinander stehen,

wenden, die in Abhängigkeit von den das Präparat Man kann den Umsetzer so auslegen, daLSbeispiels-

charakterisierenden Eigenschaften der Strahlung fic- weise die Spannung R innerhalb eines Bereichs mit

qucnzmoduliert oder ähnlich von diesen Eigenschaften 65 steigender Signalamplitiidc vom Wert Null auf einen

beeinflußt sind. Eine besonders einfache Anordnung Maximalwert steigt, während gleichzeitig die Ampli-

ergibt sich dann, wenn die elektrischen Signale Ströme lutte beispielsweise der Spannung (»' genau umgekehrt.

oder Spannungen mit von den das Präparat charak- verläuft. Bei konstanter l.uminan/ ist dann die Span-

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nung B auf der dritten Ausgangsleitung des Umsetzers Wie bereits bemerkt, kann es, wenn für die verschie-

ebenfalls gegeben und die Chrominanz eindeutig fest- denen Werte der dem Eingang des Umsetzers jeweils gelegt. Tn anderen Bereichen werden andere Paare der zugeführten Spannung die Summe der Spannungen Spannungen/Ϊ, G und B vom Umsetzer direkt beeinflußt. auf den drei Ausgangsleitungen, also die Luminanz, Eine andere Kennlinie ergibt sich dann, wenn man 5 konstant, aber die Chrominanz unterschiedlich ist, die Höhen der drei Spannungen R, G und B jeweils genügen, wenn der elektronische Schalter bei seiner innerhalb der Amplitudenbereiche konstant hält un- Betätigung Spannungen an weniger als alle drei Ausabhängig von dem Wert, den die Signalspannung gangsleitungen des Umsetzers anlegt. Verständlicherinnerhalb dieses Bereiches annimmt. Dann unter- weise sind hier verschiedenartige Kombinationen scheiden sich die einzelnen Bereiche durch die Lumi- io möglich, beispielsweise dergestalt, daß einzelne Schalnanz und/oder durch die Chrominanz. ter Spannungen an zwei und andere Schalter Spannun-

Zur Erzielung der zuerst beschriebenen Kennlinie, gen an alle drei Ausgangsleitungen anlegen,
die also die farbige Wiedergabe auch beliebig kleiner Die Kopplung zwischen unmittelbar benachbarten

Unterschiede der Signalspannungen und damit der das Kanälen kann dahingehend weitergeführt werden, daß Präparat charakterisierenden Eigenschaften der Strah- 15 zumindest einer der elektronischen Schalter bei seiner lung gestattet, kann man bei der Erfassung der Strahl- Betätigung die in dem Spannungsunisetzer seines intensität so vorgehen, daß die elektrischen Signale Kanals und die in dem Spannungsumsctzer des imeinem mit allen Kanälen des Umsetzers verbundenen mittelbar benachbarten Kanals erzeugte Differenz-Eingang desselben als Spannungen unterschiedlicher spannung nach Polaritätsumkehr einer dieser Span-Amplitudenwerte (Signalspannungen) zugeführt wer- 20 nungen an je eine der drei Ausgangsleitungen legt,
den und daß der jeweils betätigte elektronische Schalter Hat man dagegen einen Umsetzer mit einer Kenn-

an Ausgangsleitungen des Umsetzers die jeweilige linie, bei der die eindeutige Zuordnung der Höhen der Signalspannung enthaltende Spannungen anlegt. Bei Spannungen der drei Ausgangsleitungen zu der dem dieser Ausführungsform gelangt also die Signalspan- Eingang des Umsetzers jeweils zugeführten Spannung nung selbst auf die Ausgangsleitungen des Umsetzers 25 in der Weise getroffen ist, daß die Amplitude zumin- und damit an den Eingang des Farbmonitors. Ver- dest einer der dann konstant gehaltenen Spannungen ständlicherweise können dem Detektor aber auch sich von Kanal zu Kanal sprunghaft ändert, so kann irgendwelche Verstärker, wie Bildverstärker, züge- man das erfindungsgemäße Gerät so auslegen, daß zuordnet sein. Γη diesem umfassenden Sinne ist also die mindest einer der elektronischen Schalter bei seiner eben beschriebene Ausführungsform zu verstehen. 30 Betätigung an die drei Ausgangsleitungen des Um-

Im einzelnen wird man ein Korpuskularstrahlgerät, setzers von den Signalspannungen und gegebenenfalls das nach diesem Prinzip arbeitet, in der Weise aus- dem Steuersignal, also der jeweils zugeführten Spanlegen, daß jeder Kanal eingangsseitig einen Spannungs- nung, unabhängige, konstante, in einem den jeweiligen umsetzer enthält, der die Differenz zwischen einer Bereich für die Strahlintensität oder die Energie befesten Spannung und der dem Eingang jeweils züge- 35 stimmenden Verhältnis stehende Spannungen legt,
führten Spannung (also bei Erfassung der Intensität Die Farbwähler können dann je ein Potentiometer

die Signalspannung des Detektors, bei Erfassung der für jede der drei Ausgangsleitungen des Umsetzers Energie das zeitabhängige Steuersignal) bildet, daß enthalten, wobei die drei Potentiometer jedes Farbferner der Ausgang jedes Spannungsumsetzers — mit Wählers über den zugeordneten elektronischen Schalter Ausnahme des Spannungsumsetzers in dem Kanal für 4° an einer konstanten Spannung liegen. Diese Spannunden niedrigsten oder höchsten Bereich — mit dem gen werden dann entsprechend der Zahl der Korersten Eingang des Koinzidenzgatters in demselben puskeln, die in diesen Energiebereich fallen, mit der Kanal und dem zweiten Eingang des Koinzidenz- Signalspannung moduliert, z. B. multipliziert,
gutters in dem unmittelbar benachbarten Kanal ver- Bei der farbigen Wiedergabe des Energiespektrums

blinden ist, daß weiterhin die festen Spannungen von 45 kann man die Frequenz der Abtastung des Spektrums Kanal zu Kanal betragsmäßig einsinnig steigend derart größer wählen als die Frequenz der Ablenksysteme gewählt sind, daß die Differenzspannung in demselben der ersten Abtasteinrichtung, die die jeweils unter-Karial ihre Polarität wechselt, sobald die dem Eingang suchte Präparatstelle bestimmt, so daß jeweils das jeweils zugeführte Spannung einen Wert annimmt, der Energiespektrum einer Präparatstelle abgetastet wird, außerhalb des dem unmittelbar benachbarten Kanal 5° bevor die nächste Präparatstelle eine Strahlung zum zugeordneten Bereichs liegt, und daß das Koinzidenz- Detektor gelangen läßt. Es kann aber auch erwünscht gatter in dein inmittelbar benachbarten Kanal bei sein, das Energiespektrum einer Präparatzeile abzudieser Polarität der Spannung an seinem zweiten Ein- tasten; auch in diesem Falle muß die Frequenz der gang gesperrt ist. Auch hier erkennt man die Steuerung ■ Abtastung des Spektrums größer als die Frequenz der der Torschaltung in Abhängigkeit von dem Zustand 55 ersten Abtasteinrichtung sein. Umgekehrt kann die eines unmittelbar benachbarten Kanals. Abtastfrequenz des Energiespektrums auch so viel

Will man die Amplitudenbereiche gleich groß kleiner als die Frequenz der ersten Abtasteinrichtung machen, so wird man die festen Spannungen von Kanal gewählt sein, daß jeweils das Energiespektrum des zu Kanal um gleiche Beträge steigend bemessen, ganzen Präparates wiedergegeben wird,
andernfalls sind die Spannungsunterschicde verschic- ^6o Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erden groß. - findung. Dabei handelt es sich bei den Anordnungen

Man wird bei der Umsetzung der Intensität in nach den F i g. 1 bis 3 um Einrichtungen zur Uniset-Farbeii die Signalspannung nicht unmittelbar an die zung der Intensität der von verschiedenen Präparat-Ausgangslcitungen anlegen, sondern in Gestalt der stellen kommenden Elektronenstrahlen in einem Elek-Difl'erenzspannung, die in dem Spannungsumset/cr 65 tronenmikroskop über elektrische Signale eines Dcdes jeweils durchgcschalteten Kanals entsteht, wobei tektors in Farben, während im Falle der F i g. 5, 4, 13 gegebenenfalls eine Polaritätsumkehr mit an sich be- und 14 die Energieverluste bzw. die Energie von Teilkannten Mitteln vorgenommen wird. chen in Farben umgesetzt werden.

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Die Anordnung nach F i g. 6 dient zur farbigen Signal-Farbumsetzer enthält in noch zu beschreibender Wiedergabe des Energiespektrums einer Röntgen- Weise Kanäle, von denen jeder einem Amplitudenstrahlung, bereich der Signalspännung u zugeordnet ist und beim

F i g. 7 zeigt ein Anwendungsbeispiel zur Umsetzung Ansprechen einer in ihm vorgesehenen Torschaltung

der von mehreren Detektoren gelieferten elektrischen 5 einen nachgeschalteten Farbwähler betätigt, der dann

Signalein Farben. vonderHöhederjeweilsvorliegendenSignalspannungi/

F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Signal- abhängige Spannungen R, G und B an die Ausgangs-Farbumsetzers zur Erzielung der stetigen Kennlinie leitungen r, g und b des Umsetzers 18 anlegt,
nach F i g. 9, während F i g. 10 einen Umsetzer in In dem angenommenen Ausführungsbeispiel ist der seinen wesentlichen Elementen wiedergibt, der die io Umsetzer 18 so aufgebaut, daß die Summe der Spanunstetige Kennlinie gemäß F i g. 11 besitzt. F i g. 12 nungen R, G und B, also die Luminanz, für alle Begibt ein Ausführungsbeispiel für einen Farbwähler reiche der Signalspannung u dieselbe ist, daß sich aber wieder, der im Rahmen des Umsetzers nach F i g. 10 die Höhen der einzelnen Spannungen und damit die Verwendung finden kann. Verhältnisse dieser Spannungen innerhalb der einzel-

In F-i g. 1 sind die in diesem Zusammenhang in- 15 nen Bereiche und von Bereich zu Bereich ändern. Wie

teressierenden Teile eines Elektronenmikroskops I später an Hand F i g. 8 noch erläutert wird, genügt es

wiedergegeben, an das in dem dort dargestellten Aus- dann, daß die einzelnen Farbwähler nur jeweils an

führungsbeispiel als erste Abtasteinrichtung die zwei der drei Alisgangsleitungen in von Bereich zu

Schwarzweiß-Fernsehkamera 2 angeflanscht ist. Be- Bereich wechselnder Folge Spannungen legen,

trachtet man zunächst das Elektronenmikroskop 1, 2° «Auf dem Farbmonitor 19 erscheint also ein Bild,

so weist es eine Kathode 3 üblicher Bauart auf, die den dessen Farbe eindeutig durch die sich in einer be-

Elektronenstrahl 4, der mittels des Kondensorsystems 5 stimmten Intensität des Elektronenstrahles am Ort

gebündelt wird, auf das Präparat 6 emittiert. Das des Bildes 10 ausdrückenden Eigenheiten aller Präpa-

Kondensorsystem 5 ist in diesem Falle eine einzige ratpunkte bestimmt ist.

elektromagnetische Linse bekannter Bauart. Selbst- ²S Verständlicherweise wird man eine bei 20 angeverständlich können für alle Linsen des Mikroskops deutete Synchronisierung der Ablenkung des Abtastauch elektrostatische Linsen Verwendung finden. Da Strahles 13 und der Ablenkung im Farbmonitor 19 derartige Linsen in allen Einzelheiten bekannt sind, vorsehen.

werden die weiteren Linsen in dieser Figur und in den In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2, bei dem folgenden Figuren lediglich durch ihre gestrichelt dar- 3o die bereits in F i g. 1 vorkommenden Teile mit dengestellten Mittelebenen wiedergegeben. Dies gilt auch selben Bezugszeicheii versehen sind, bildet ein Elckfür die Objektivlinse 7 und die Projektivlinse 8 des im tronenauffänger 30 in der Ebene des Bildes 10 den Falle der F i g. 1 zweistufigen Elektronenmikroskops. Detektor. Hier ist angenommen, daß zwischen Kon-Auf dem Durchsichtleuchtschirm 9 entwerfen die densor 5 und Präparat 6 ein erstes Abtastsystem (das beiden letztgenannten Linsen das vergrößerte Bild 10 35 im Falle der F i g. 1 durch die Schwarzweiß-Kamera 2 des jeweils vom Elektronenstrahl 4 durchstrahlten gebildet wurde) in Gestalt von Ablenksystemen 32 Bereichs des Präparates 6, wobei die Intensität des vorhanden ist, die in an sich bekannter Weise ge-Bildes 10 eine das Präparat bzw. die Präparatstelle mischte elektromagnetisch-elektrostatische Ablenkcharakterisierende Eigenschaft des Strahles ist. Diese systeme sind. Sie enthalten also auf Kernen 33 und 34 Strahleigenschaft soll mit der dargestellten Anordnung 4° aus einem magnetisch wirksamen Material Wickluniii Farbe umgesetzt werden. gen 35 und 36, die ein senkrecht zur Zeichenebene

Zu diesem Zweck ist die Schwarzweiß-Fernseh- wirkendes Ablenkfeld erzeugen, sowie stirnseitig bekamerä 2 vorgesehen, die eine Abtastung des auf der festigte Ablenkplatten 37 und 38, die in der Zeichen-Signalplatte 11, auf die die vom Bild 10 auf dem ebene wirken. Demgemäß wird der von der wiederum Leuchtschirm 9 ausgehenden Photonen auffallen, ge- 45 mit 3 bezeichneten Kathode emittierte Elektronenspeicherten Bildes mittels des von der Elektronen- strahl 4 auf eine bestimmte Stelle des Präparates 6 gequelle 12 emittierten Elektronenstrahles 13 vornimmt. lenkt, so daß nicht mehr, wie im Falle der F i g. 1, eine Der Aufbau einer derartigen Fernsehröhre ist an sich Abtastung des von dem gesamten Präparat herrührenbekannt, so daß lediglich erwähnt werden soll, daß der den Bildes vorgenommen zu werden braucht.
Elektronenstrahl 13 unter dem Einfluß einer von dem 50 Auf dem Elektronenauffänger 30 werden vielmehr Sägezahngenerator 14 abgegebenen Spannung, die in nur diejenigen Elektronen gesammelt, die jeweils einen, den Ablenkspulen 15 und 16 ein periodisches Ablenk- Präparatpunkt durchsetzt haben, und der Ableitungsfeld erzeugt, die Signalplatte Il abtastet. Bei dieser strom erzeugt an dem Widerstand 40 die Signalspan-Abtastung fließen Str3me über den Widerstand 17, nung u (x, y, J). Sie wird wiederum dem Signal-Farbder mit seinem der Signalplatte Il abgekehrten Ende 55 umsetzer 18 zugeführt, dessen Ausgangsspannungen R, an einem geeigneten Potential liegt, die abhängig sind G und B mit ihrem Verhältnis der Intensität J des von der mittels des Elektronenstrahles 13 jeweils ab- Elektronenstrahles entsprechen und demgemäß auf getasteten Stelle des gespeicherten Bildes und damit dem Farbmonitor 19 das gewünschte Farbbild hervon der jeweils untersuchten Stelle des Präparates 6 vorrufen.

sowie von der Intensität J des Elektronenstrahles im 6° Mit 41 ist ein Sägezahngenerator zur Erzeugung der

Elektronenmikroskop an dieser Bildstelle. Ablenkströme und Ablenkspannungen für die Ablenk-

Dieser Strom wird an dem Widerstand 17 als Span- systeme 32 bezeichnet, der, wie durch die Leitung 42 nung u abgenommen, die also von den Koordinaten χ angedeutet, synchron mit dem Ablenkgenerator des und y der jeweiligen Präparatstelle und der Intensität J Monitors 19 arbeitet; er kann auch den Ablenkgenedes Elektronenstrahles 4 im Bereich des Bildes 10 ab- 65 rator für den Monitor darstellen. Damit ist sichergehängt. Dies ist das von dem Detektor, also letztlich stellt, daß auf dem Bildschirm des Monitors 19 in der der Signalplatte 11, abgegebene elektrische Signal, das Reihenfolge der Abtastung der einzelnen Präparatdem Signal-Farbumsetzer 18 zugeführt wird. Dieser stellen in verschiedenen Farben ein Bild der Intensi-

tätsverteilung der von dem gesamten Präparat 6 kommenden Elektronenstrahlung erscheint.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist insofern eine Ähnlichkeit mit der Ausführungsform nach F i g. ] gegeben, als wiederum das Bild des gesamten Präparates 6 durch den von der Kathode 3 kommenden Elektronenstrahl 4 nach seiner Bündelung im Kondensorsystem 5 und nach Vergrößerung mittels der Objektivlinse 7 und der Projcktivlinse 8 auf dem Endbildschirm 50 entworfen wird. Dieser Endbildschirm ist nur in einem kleinen Bereich 51 für den Elektronenstrahl durchlässig, wo ein Auffänger 52 für den Strahl angeordnet ist. Dieser Auffänger 52 bildet also den Detektor. Die Abtastung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mittels Ablenksystemen 32, die in der bereits an Hand der F i g. 2 beschriebenen Weise in zwei zueinander senkrechten Ebenen wirkend aufgebaut sind.

Wiederum erzeugt der Detektor 52 an einem Widersland 54 eine Signalspaniuing // (.v, y, J), die dem Umsetzcr 18 und von diesem in Form von drei FarbspaniHingen R, G und B den Eingängen des Farbmonitors 19 zugeführt wird. Dieser synchronisiert über die Leitung 42 den Sägezahngenerator 41 zur Erzeugung der Ablcnkspannungcn und -ströme der Ablenksysteme 32.

Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zum Ziel halten, die Intensität J des von den einzelnen Präparalstellcn kommenden Elcktronenstrahles nach Durchsetzen des Präparates 6 farbig wiederzugeben, soll im Falle der Anordnung n::ch F i g. 4 die Energie /; oder der Energicverlust AE des Korpuskularstrahles nach Durchsetzen eines Präparatpunktes farbig analysiert werden. Von dem Elektronenmikroskop sind hier lediglich die Kathode3, der Kondensor 5, das Objektiv 7 und das Projektiv 8 schematisch wiedergegeben; auf die Darstellung des Mikroskopgehäuses ist verzichtet worden.

Das Präparat 6 ist in der Figur mit Richtungspfeilen für die .v- und j-Richlung versehen.

Unterhalb des Projektivs 8 erkennt man die in diesem Alisführungsbeispiel aus elektrostatischen Ablenkplatten aufgebaute Ablenkeinheit 32, die den das Bild des Präparates 6 enthaltenden Elektronenstrahl quer zu seiner Achse periodisch unter dem Einfluß der von dem Sägezahngenerator 66 abgegebenen Ablenkspamuing abzulenken gestattet und den einen Teil der ersten Abtasteinheit bildet.

Das Bild 10 des Präparates 6 wird dabei über den Spalt der Spaltblende 68 hin und her geschoben, so daß in den Energieanalysator 69 nur jeweils diejenigen Strahlen des Elektronenstrahles gelangen, die eine Zeile, Spalte oder Linie χ = const, des Präparates 6 durchsetzt haben.

Als Energieanalysator ist in diesem Ausführungsbeispiel eine elektrostatische Linse mit sehr großer chromatischer Aberration verwendet, die bewirkt, daß der durch die Spaltblende 68 hindurchgehende Strahl entsprechend der Energie der einzelnen Elektronen längs der Zeichenebene auseinandergezogen wird. Man erhält also das Energiespektrum 70 des von der Präparalspalte kommenden Elektronenstrahles, wobei die Ablenkung um so kleiner ist, je größer die Energie E des Elektrons, d. h. je kleiner die Energiedifferenz bzw. der Encrgieverlust AE ist, den das Elektron im Präparat erlitten hat.

Dieses Energiespektrum 70 wird nun wiederum mittels einer nur schematisch angedeuteten Schwarzweiß-Fernsehkamera 2 abgetastet, so daß die Kamera eine Signalspannung u (x, y, Δ E) an den nachgeschalteten Signal-Farbumsetzer 18 abgibt, der in der bereits beschriebenen, Weise den Farbmonitor 19 steuert. Das Ablenksystem der Kamera 2 für die }--Richtung bildet den zweiten Teilder ersten Abtasteinrichtung.

Verständlicherweise wird man, wie durch die Linien 74, 75 und 76 angedeutet, die verschiedenen Abtastvorgänge miteinander synchronisieren. Zu diesem Zweck gibt der Sägezahngenerator 66, der einen üblichen Aufbau besitzt, drei Sägezahnspannungen S^e, S_x und Sy für die durch den Index jeweils angedeutete Abtastrichtimg ab. Während als Steuersignal für den Umsetzer 18 in den F i g. 1 bis 3 das Detektorsignal u diente, ist dies hier das zeitabhängige Signal Si/.;, das die Kamera 2 so steuert, daß nur Korpuskeln einer bestimmten Energie zum Detektor gelangen, und das, wie noch beschrieben wird, alle Kanäle des Umsetzers 18 nacheinander in Betrieb setzt.

Wie durch den Verlauf der drei sägezahnförmigen Signale schematisch angedeutet, sind die Ablastfrequenzen für die .v- und ^'-Richtung wesentlich größer gewählt als für die zl/f-Richlung. Man kann dadurch erreichen, daß während nur geringer Änderungen von SjE alle x- und j'-Werte des Präparates daraufhin »abgefragt« werden, wieviele Elektronen sie mit einer Energie durchgelassen haben, deren Wert durch den jeweiligen Wert von Sje bestimmt ist. Das Ergebnis sind Signale 1/ (.v, y, Δ E), die im Umsetzer 72 konstante, den jeweiligen Energiewert oder -bereich kennzeichnende Spannungen modulieren; die modulierten Spannungen sind die Ausgangsspannungen R, G und D des Umsetzers 18. Erfolgt dagegen die Δ ZT-Abtastung mit höherer Frequenz als die x- und j'-Abtastung, so läßt sich das Energiespektrum der einzelnen Präparatstcllen gewinnen.

Man erkennt, daß außer der ersten Abtasteinrichtung, die zur Auswahl eines bestimmten Präparatbereiches dient und das Ablenksystem 32 enthält, eine weitere Abtasteinrichtung zur diskreten Erfassung einzelner Punkte des Energiespektrums 70 erforderlich ist.

Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind verständlicherweise viele Abänderungen möglich. So ist in F i g. 5 eine Ablenkung des Energiespeklrums relativ zu einem Detektor vorgesehen, und zur Auswahl des jeweils erfaßten Präparatpunktes dient wiederum ein in zwei zueinander senkrechten Richtungen wirkendes Ablenksystem.

Von der Anordnung nach F i g. 4 sind in F i g. 5 die Kathode 3, der Kondensor 5, das mit Koordinatenbezeichnungen versehene Präparat 6, das Objektiv 7, das Projektiv 8 und der Energieanalysator 69 übernommen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist zwischen Kondensor 5 und Präparat 6 des Ablenksystem 32 geschaltet, das in der an Hand F i g. 2 erläuterten Weise aufgebaut ist. Es gestattet also, bestimmte Präparatstcllen koordinatenmäßig, d. h. mit bestimmten x- und j-Werten, auszuwählen.

Demgemäß gelangt in den Energieanalysator 69 nur die jeweils von einem Punkt des Präparates 6 kommende Strahlung, so daß der Analysator 69 jeweils das Energiespektrum 81 nur eines Präparatpunktes entwirft.

Das Spektrum 81 wird auf der Lochblende 82 entworfen, die in Abhängigkeit von der durch das elektrostatische Ablenksystem 83 (zweite Abtasteinrichtung) bewirkten periodischen Querverschiebung des Spek-

ums 81 nur einen Teil desselben in den als Elektronenuffänger ausgebildeten Detektor 84 gelangen läßt. >er Detektor kann beispielsweise ein Halbleiterdelek- >r sein. Als Ausgangssignal wird eine Spannung u v, y, Δ E) dem'aus der Anordnung nach F i g. 4 überommenen Umsetzer 18 zugeführt, der entsprechende pannungcn R, G und B dem Farbmonitor 19 zuführt. Wie durch den gemeinsamen Sägezahngenerator 66 ngedcutet, sind die verschiedenen Ablenksysteme viederum synchronisiert.

F i g. 6 zeigt ebenfalls ein Anwendungsbeispiel der irfmdung zur farbigen Darstellung eines Energiepektrums, jedoch handelt es sich hierbei um das inergiespektrum einer Strahlung, die nicht mit der las Präparat beaufschlagenden Strahlung identisch st. Beispielsweise in einem Elektronenmikroskop mil .Zusatzeinrichtungen zur Röntgenmikroanalysc wird /on der Kathode 3 ausgehend mittels des Kondensors 5 ier Elektronenstrahl 4 auf das Präparat 6 gelenkt, wobei das wiederum in zwei zueinander senkrechten Richtungen wirkende Ablenksystem 32 den Auflreffpunkt des Strahles bestimmt. Der bestrahlte Präparatpunkt emittiert die Röntgenstrahlung γ, die einem Energieanalysator in Gestalt des Röntgenspcktrographcn 95 zugeführt wird, der die Aufspaltung nach der Wellenlänge und damit der Energie der Röntgenstrahlen vornimmt. Hinter der Lochblende 96 befindet sich der im Sinne der beiden Pfeile bewegbar gelagerte Detektor 97, der demgemäß eine Signalspannung u (x, y, Εγ) an den nachgeschalteten Umsetzer 1 abgibt. Der Farbmonitor ist mit 1 bezeichnet.

Dieselbe Aufgabe könnte man auch ohne Verwendung eines Spektrographen lösen, wenn man einen Detektor verwendet, der in Abhängigkeit von der Röntgenstrahlung verschiedene Impulshöhen erzeugt und dem ein Impulshöhendiskriminator nachgeschaltet ist. Dieser kann Speicherkanäle ansteuern, die dann abgefragt werden; jedem Speicher ist eine besondere Farbe zugeordnet. Da sich die Energiewerte der abgegebenen Röntgenstrahlen nämlich wesentlich stärker unterscheiden können als die von gestreuten Elektronen, ist eine Energieanalyse der Röntgenstrahlen auch noch hinter dem Detektor durch elektronische Impulshöhenanalyse möglich. Die Farbsteuerung erfolgt hier durch die Steuerung der Impulshöhendiskriminierung oder die Abfrage eines Mehrkanalspeichers. F i g. 7 zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung in dem Fall, daß der auf eine zu untersuchende Stelle des Präparates 6 auf treffende Elektronenstrahl 4 dort eine Röntgenstrahlung)' auslöst und außer dieser der das Präparat durchsetzende Elektronenstrahl el, der gestreute Elektronenstrahl el und der reflektierte Elektronenstrahl <?3 in Farben umgesetzt werden sollen. Demgemäß sind vier getrennte Detektoren 102 bis 1.05 vorgesehen, die die in F i g. 7 bezeichneten verschiedenen Signalspannungen u an nachgeschaltete Signal-Farbumsetzer 106 bis 109 abgeben. Die Umsetzer sind in Abweichung von den bisherigen Ausführungsbeispielen ohne Torschaltungen aufgebaut, enthalten aber je einen Farbwähler. Hierbei ist angenommen, daß das Verhältnis der abgegebenen Spannungen R, G und B für jeden der vier Umsetzer 106 bis 109 konstant ist, aber derart unterschiedlich gewählt ist, daß die Chrominanz die einzelnen Strahlungsarten (Detektoren) kennzeichnet. Dagegen soll jeweils die Lunimanz, also die Summe der drei Spannungen, abhängig von der von dem jeweiligen Detektor erfaßten Strahlungsintensität sein.

Die Ausgänge der Umsetzer 106 bis 109 für jeweils eine der drei Farbkomponenten sind in Additionsstufen 110 bis 112 zusammengeschaltet, so daß an den mit den Eingängen des nachgeschalteten Farbmonitors verbundenen Ausgängen der drei Additionsstufen jeweils die Summe der einer der drei Farben zugeordneten Teilspannungen aller vier Umsetzer (z. B. Ry j Al I- Rl -\- Ri) erscheint. Man hat dann ein Bild, das mit einem Blick die Strahlstärke und die bevorzugte Art der Strahlung bei dem jeweiligen Präparat erkennen läßt.

In den folgenden Figuren sind Einzelheiten des Gerätes dargestellt. F i g. 8 zeigt einen Stgnal-Farbumselzer für den Fall, daß die Amplitude der von dem nicht dargestellten Detektor abgegebenen, die Intensität des Strahles nach Durchsetzen einer Präparatstelle wiedergebenden Signalspannung u in vier Bereiche unterteilt wird und entsprechend diesen Bereichen sowie entsprechend der jeweiligen Signalspannung 11 innerhalb der einzelnen Bereiche die Ausgangslcitimgcn r, g und b des Umsetzers an Spannungen R, G und B gelegt werden. Diese Spannungen sollen also hinsichtlich ihres Verhältnisses den jeweiligen Amplitudenwert der Spannung // und damit den jeweiligen Wert beispielsweise der Intensität der von einem bestimmten Präparatpunkt durchgclasscncn Elcktronenstrahlung wiedergeben, während in diesem Ausführungsbeispiel ihre Summe, also die Luminanz, konstant ist.

Jeder der Amplitudenbereiche enthält einen Kanal 110 bis 113, wobei jedem dieser Kanäle bis auf den letzten ein Koinzidenzgatter 114, 115 bzw. 116 zugeordnet ist. Der Ausgang dieses Koinzidenzgatters führt auf einen elektronischen Schalter 117, 118 bzw. 119, der auch als Farbwähler bezeichnet wird, da die Ausgangsleitungen der verschiedenen Farbwählcr in sich von Kanal zu Kanal ändernder Folge mit zwei der Ausgangslcitungen r, g und b des Umsetzers verbunden sind.

Auf den Farbwähler 120 des letzten Kanals 113 wird später eingegangen.

Den Eingang jedes der vier Kanäle bildet ein Spannungsumsetzer 121, 122, 123 bzw. 124. Dabei ist angenommen, daß die Eingangsspannung ;/, also die Signalspannung, von einem bestimmten Spannimgswert abgezogen wird. Dieser Spannungswert ist Null bei dem Umsetzer 121; die Spannungswerte der folgenden Kanäle vergrößern sich jeweils um den fest vorgegebenen Wert u_Q.

Wie ersichtlich, besitzt jedes Koinzidenzgatter zwei Eingänge, von denen der erste, im Falle des Galters 114 mit 125 bezeichnete mit dem eigenen Kanal und der zweite, im Falle des Gatters 114 mit 126 bezeichnete mit dem Ausgang des Spannungsunisctzers (hier: 122) des unmittelbar benachbarten Kanals (hier: I'll) verbunden ist. Das bedeutet im Zusammenhang mit der Auslegung der Gatter, daß diese den elektronischen Schalter (hier: 117) an ihrem Ausgang nur dann betätigen, wenn ihre beiden Eingänge Spannungen bestimmter Polarität enthalten. Betrachtet man weiter den Fall des Gatters 114, so muß zur Betätigung des elektronischen Schalters 117 der erste Eingang 125 negatives und der zweite Eingang 126 positives Potential erhalten. Das ist nur innerhalb eines bestimmten Amplitudenbereichs der Signalspaniuing 11 der Fall, nämlich dann, wenn der Spannungsumsctzer 121 eine negative Spannung abgibt und außerdem die Signalspaunung 1/ kleiner als die

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Kanal:	110	"ο	W₀	< w	11	U	*B=¹I₃*	W₀
	Il	B	= W	<	2 M₀
w<	i/o — u	G	¹J	—	"θ	ihrem	An-
G =	112			"o	— W
R =	< μ < 3 IZ₀	U	>3		113
	ί/ — 2 ;/₀	R	= C	»0
2 »ο:	3·ΐ/₀ — u
η	Kanäle HO		bis 112 bewirken
ß==				bei
Die

17 18

feste Spannung ι/₀ ist, also die Ausgangsspannung des umsetzer in Fi g. 8, die eine Spannungsdifferenz ab-Spannungsumsetzers 122 positiv ist. Das Entsprechende gaben, jetzt zu echten Amplitudendiskriminatoren 130 gilt für die Koinzidenzgatter 115 und 116. Zusammen- bis 138 ausarten, denen sowohl die jeweilige Steuergefaßt ergeben sich für die elektronischen Schalter in spannung S_AE als auch eine feste Vergleichsspännung den verschiedenen Kanälen folgende Ansprechbedin- S vl bis v9 zugeführt werden. Nur in den Fällen, in gungen und folgende Spannungen an den Ausgangs- denen die Steuerspannung größer als die Vergleichsleitungen: spannung ist, gibt der jeweilige Diskriminator ein

positives Potential an den mit ihm verbundenen Eingang des jeweiligen Koinzidenzgatters 140 bis 147 ab. ίο 139 ist ein Koinzidenzgatter, zur Prüfung der Schaltung. Die andere Bedingung für das Leitendwerden jeweils eines der Koinzidenzgatter, d.h. die andere Bereichsgrenze, wird wiederum durch Abgreifen der Ausgangsspannung des Diskriminators in dem jeweils 15 unmittelbar benachbarten Kanal gewonnen.

D'^e Farbwähler sind in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß ihre elektronischen Schalter nicht mehr eine die Signalspannung u enthaltende Span_nung R', G' und B' an die Ausgangsleitungen r, g und b sprechen, daß auf jeweils zwei der Alisgangsleitungen 20 legen, sondern daß, wie an Hand eines Beispiels in r, g und b des Umsetzers je eine Spannung gelangt, F i g. 12 noch zu erläutern ist, die die Signalspannung die die Ausgangsspannung des eigenen Spannungs- _und die die Ausgangsspannung führenden Stromkreise Umsetzers bzw. des Spannungsumsetzers in dem un- galvanisch getrennt sind. Betrachtet man F i g. 12, so mittelbar benachbarten Kanal enthält. Hierdurch enthält der Farbwähler jedes der Kanäle drei Potentiowird die in F i g. 9 dargestellte Kennlinie, d. h. die 25 meter 150, 151 und 152, die alle parallel über den geAbhängigkeit der Spannungen R, G, B von der Si- meinsamen elektronischen Schalter 153 in den Farbgnalspannung u, erzielt. An der Abszisse sind außer Wählern 154 bis 163 (vgl. F i g. 10) liegend an eine den Werten der vorgegebenen Spannung it₀ auch die feste Spannung U geschaltet sind. Der elektronische Bezeichnungen der zugeordneten Kanäle angegeben. Schalter 153 bewirkt also in diesem Ausführungsbei-Betrachtet man den Kanal 110, so beeinflußt er bei 30 spiel, daß alle drei Ausgangsleitungen/·, g und b an seinem Ansprechen nur die Spannungen R und B, und eine feste Spannung gelegt werden, deren Höhe mittels zwar wird mit steigender Signalspannung u die Span- der Potentiometer 150 bis 152 frei wählbar ist. Man nung C größer, dagegen infolge der Differenzbildung hat also je Spannungswähler drei Einstellknöpfe und in dem Spannungsumsetzer 122 des unmittelbar be- kann die Zuordnung beliebig treffen. Diese Spannachbarten Kanals die Spannung R kleiner. Das Ent- 35 nungen R', G' und ß', die entsprechend dem sägezahnsprechende läßt sich für die anderen Kanäle zeigen, förmigen Verlauf von S_JE und der Einstellung der so daß sich insgesamt die Kennlinie nach F i g. 9 und Farbwähler auf den Leitungen r, g und b erscheinen, die obige Tabelle ergeben. werden dann entsprechend dem jeweiligen Wert der

Einen Sonderfall nimmt der Kanal 113 ein. Bei ihm Detektorspannung u moduliert (vgl. F i g. 13).
wird keine die Signalspannung u enthaltende Span- 40 Verständlicherweise können in den Schaltungen nung auf die Ausgangsleitungen r, g und b gegeben, noch zusätzliche Glieder vorgesehen sein. Beispielssondern bei seinem Ansprechen schaltet der Färb- weise enthält jeder Kanal in F i g. 8.— mit Ausnahme wähler 120 auf jede; dieser drei Ausgangsleitungen des in der Figur untersten — einen Polaritätsumsetzer

eine konstante Spannung, die den Wert , z/₀ hat. _TT ^ls, . ; _. ^ ,, , ...

3 45 Um bei der Einstellung der verschiedenen Spannun-

Demgemäß ist der Amplitudenbereich dieses Kanals gen der Spannungswandler 154 bis 163 in F i g. 10

dadurch gekennzeichnet, daß die Chrominanz den sicherzustellen, daß eine bestimmte Reihenfolge des

Wert 1 besitzt. Ansprechens gewahrt ist, sind Koinzidenzgatter 180

F i g. 9 läßt ferner erkennen, daß bei allen Signal- bis 187 mit Anzeigeorganen 188 bis 195 vorgesehen,

spannungen // die Summe der Ausgangsspannungen 50 die dann ansprechen, wenn die Spannungen zwischen

R, G und B konstant ist, also die Luminanz L konstant den Ausgängen von Diskriminatoren aufeinander-

blcibt. folgender Kanäle eine bestimmte Polarität haben, die

Ein Ausführungsbeispiel für einen Signal-Farb- anzeigt, daß die Reihenfolge gestört ist.
umsetzer für den Fall der beispielsweise an Hand Weiterhin können, wie in F i g. 8 angedeutet, F i g. 4 erläuterten Energie-Farbumsetzung zeigt Fig. 55 Normierungsschaltungen 200 bis 204 vorgesehen sein, K). Diese Anordnung dient zur Darstellung der in die das von dem jeweiligen Spannungsumsetzer abge-F i g. H wiedergegebehen Kennlinie, wobei angenom- gebene Signal zwecks eindeutiger Ansteuerung des men ist, daß die einzelnen Amplitudenbereiche der nachfolgenden Koinzidenzgatters in ein Ja-Nein-Eingangsspannung Λ'.ικ durch entsprechende Dirnen- Signal umformen.

sionierung der Kanäle unterschiedlich groß sind. Man 60 Die hier aus Spannungsumsetzer bzw. Amplitudenerkennt, daß innerhalb der einzelnen Bereiche keine diskriminator und Koinzidenzgatter bestehenden Tor-Unterscheidung zwischen einzelnen Werten der Ein- schaltungen können auch anders gebildet sein, sofern gangsspannung gemacht wird. Sowohl das Verhältnis sie nur die amplitudenabhängige Kanalauswahl sicherder von den Farbwählcrn abgegebenen Spannungen stellen.

R', G' und B' als auch die Luminanz ändern sich hier 65 Die F i g. 13 und 14 zeigen zwei weitere Ausfüh-

von Bereich zu Bereich; an den Bereichsgrenzen treten rungsbeispiele der Erfindung für den Fall der Um-

Spannungssprüngc auf. Setzung der Energien der Korpuskeln in Farben.

Dies wird dadurch erzielt, daß die Spannungs- Gemeinsam sind beiden Anordnungen die Kathode 3,

las Kondensorsystem 5, das Präparat 213, das mittels ler Objektivlinse 7 und der Projektivlinse 8 vergrößert ibgebildet wird, der Detektor 84 unterhalb der Lochblende 82, der Signal-Farbumsetzer 18 sowie der an jie Ausgangsleitungen r, g und ■ b angeschlossene rarbmonitor 19.

In beiden Fällen enthält der Umsetzer 18 einen jigentlichen Umsetzer 220, der den an Hand F i g. 10 Oeschriebenen Aufbau besitzt und drei Farbspannungen JS', G' und R' erzeugt, deren Höhen, wie bei der Beschreibung der F i g. 10 erläutert wurde, den jeweils »abgetasteten« Energiebereich kennzeichnen. Diese Spannungen werden jeweils einem Modulator 221, 222 bzw. 223 zugeführt, der einen an sich bekannten Aufbau besitzt und in dem die genannten Spannungen in Abhängigkeit von dem jeweiligen. Wert der vom Detektor 84 angegebenen Signalspannung u moduliert werden. Vorzugsweise wird man in diesen Modulatoren 221 bis 223 eine Produktbildung, beispielsweise u ■ R', vornehmen; die Produktspannung, im Beispiel R, ist dann die Ausgangsspannung des Umsetzers 18.'

Betrachtet man nun zunächst F i g. 13, so ist unterhalb des Projektivs 8 das Ablenksystem 83 zur Ablenkung des Elektronenstrahles in x-Richtung vorgesehen. Es bildet zusammen mit dem in Strahlrichtung vor dem Detektor 84 angeordneten Ablenksystem 32, und zwar zusammen mit den Spulen desselben, die erste Abtasteinrichtung zur Festlegung der A'-^-Koordinaten des jeweils interessierenden Präparatpunktes.

Zwischen den beiden Abtasteinrichtungen 83 und 32 ist der Energieanalysator 69 angeordnet, der wiederum ein durch die Spaltblende 227 begrenztes Energiespektrum auf der Lochblende 82 entwirft.

Die Δ Ε-Ablenkung wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die elektrostatischen Ablenkplatten des Ablenksystems 32 vorgenommen.

Mit 66 ist ein dem Sägezahngenerator 66 in F i g. 4 entsprechender Sägezahngenerator bezeichnet; die verschiedenen Verbindungsleitungen zwischen diesem und Ablenksystemen deuten die Synchronisierung der Abtastvorgänge an.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 14 besteht der Energieanalysator aus dem Umlenksystem 230 für den Elektronenstrahl, dem in Richtung des umgelenkten Strahles liegenden, auf einem bestimmten Potential befindlichen elektronenoptischen Spiegel 231 als erstem Filter sowie einem ebenfalls potentialgesteuerten Drahtnetz 232 als zweitem Filter. Das Potential des Spiegels 231 ist mittels des in diesem Ausführungsbeispiel vier sägezahnförmige Steuerspannungen erzeugenden Sägezahngenerators 233 so gewählt, daß er nur diejenigen Elektronen zurückwirft und in den Bereich der Elektrode 232 gelangen läßt, deren Energie kleiner als ein Wert E-\- AE ist. Das Elektronenfilter 232 erhält ein derart gewähltes Steuersignal Sb, daß es nur diejenigen Elektronen durchläßt, deren Energie größer als der Wert E ist. Daher erfaßt der Detektor 84 nur diejenigen Elektronen, die innerhalb des Energiebereiches Δ Ε liegen. Statt des Signals Se könnte dem Umsetzer 218 auch das proportionale Signal Se~\-je zugeführt werden.

Unter einem Detektor soll auch eine Anordnung verstanden werden, die zusätzlich zu dem eigentliehen Detektor einen diesem angepaßten Verstärker enthält, also z. B. ein Halbleiterdetektor mit ladungsempfindlichem Verstärker.

Die Erfindung kann auch bei Beugungsgeräten Anwendung finden. Die Anordnungen nach den F i g. 8 und 10 können sowohl zur Intensitäts- als auch zur Energieerfassung Anwendung finden.

Claims

Patentansprüche:

1. Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit Mitteln zur farbigen Wiedergabe von ein zu untersuchendes Präparat charakterisierenden Eigenschaften einer von- dem Präparat kommenden Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine die von verschiedenen Präparatstellen kommenden Strahlen zeitlich nacheinander erfassende erste Abtasteinrichtung (2) mit einem Strahlungsdetektor (11) zur Umwandlung der ihm jeweils zugeführten Strahlung in ein von den das Präparat (6) charakterisierenden Eigenschaften dieser Strahlung abhängiges elektrisches Signal (w) enthalten, daß ferner ein für dieses Signal (m) vorgesehener Signalausgang des Detektors (11) mit einem Eingang eines elektronischen Signal-Farbumsctzers (18) verbunden ist, der mehrere Kanäle (110 bis 113) mit Torschaltungen (114 bis 116, 121 bis 124) und auf die einzelnen Torschaltungen folgenden Farbwählern (117 bis 120) enthält, von denen jeweils ein Farbwähler, der durch den Wert des jeweiligen Signals (m) oder durch den jeweiligen Momentan wert eines zeitabhängigen Steuersignals (Sje) mittels der Torschaltungen (114 bis 116, 121 bis 124) ausgewählt ist, drei allen Farbwählern (117 bis 120) gemeinsame, den Farben Rot, Grün und Blau zugeordnete Ausgangsleitungen (r, g, b) des Umsetzers (18) an Spannungen (R, G, B) legt, deren jeweilige Höhen dem jeweiligen Signal (u) zugeordnet sind, und daß die drei Ausgangsleitungen (r, g, b) des Umsetzers mit Eingängen eines synchron mit dem Betrieb der ersten Abtasteinrichtung (2) gesteuerten Farbmonitors (19) in Verbindung stehen.

2. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (2) eine den Querschnitt des vom Präparat (6) kommenden Korpuskularstrahles in eine elektrische Ladungsverteilung umwandelnde Speicherplatte (19) sowie eine Kathode (12) zur Erzeugung einer Elektronenstrahlsonde (13) enthält, die, gesteuert durch Ablenkmittel (15, 16), die Ladungsverteilung ablastet und sie dabei in die elektrischen Signale (w) umwandelt.

3. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung eine an sich bekannte Schwarzweiß-Fernsehkamera (2) ist.

4. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung Mittel (32) zur Erzeugung von periodischen Relativbewegungen zwischen Detektor (52) und abzutastendem Querschnitt des vom Präparat (6) kommenden Korpuskularstrahles enthält.

5. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen Antrieb zur Bewegung des Detektors (97) relativ zum feststehenden Korpuskularstrahl quer zur Achse desselben enthalten.

6. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel an sich bekannte Ablenksysteme (32) für den Korpuskularstrahl sowie diese mit periodischen Spannungen bzw. Strömen speisende Spannungsquellen (56) enthalten.

7. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenksysteme (32) zwischen Präparat (6) und Detektor (52) auf den vom Präparat (6) kommenden Korpuskularstrahl einwirkend angeordnet sind.

8. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Untersuchungen mit eingeschalteten Abbildungslinsen (7, 8) des Korpuskularstrahlgerätes die Ablenksysteme (32) zwischen der in Strahlrichtung ersten Abbildungslinse (8) und dem Detektor (52) angeordnet sind.

9. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung an sich bekannte Ablenksysteme (34) ,enthält, die in StrahlrichUing vor dem Präparat (6) den dieses beaufschlagenden Korpuskularstrahl derart ablenkend angeordnet sind, daß von verschiedenen Praparatstcllen zeitlich nacheinander kommende Korpuskularstrahl dem Detektor (30) zügeführt werden.

K). Korpiiskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (11) ein von der Intensität (J) der von jeweils einer Präparatstelle kommenden Korpuskularstrahlung abhängiges elektrisches Signal, vorzugsweise einen elektrischen Strom von durch die Strahlungsintensität (J) bestimmter Höhe, an einen mit allen Torschaltungcn (114 bis 116, 121 bis 124) verbundenen Eingang des Umsetzers (18) abgibt und die Torschaltungcn das Signal in Abhängigkeit von seinem ,Wert jeweils einem Farbwähler zuführen.

11. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur farbigen Wiedergabe des Energiespektrums (70) der von jeweils einer Präparatstelle kommenden Korpuskularstrahlung in Strahlrichtung hinter dem Präparat (6) ein Energieanalysator (69), der durch -Ablenkung der einzelnen Korpuskeln in Abhängigkeit von ihrer Energie (E) ein Energiespektrum (70) erzeugt, sowie eine zweite Abtasteinrichtung (2) angeordnet sind, die Mittel zur Abtastung des Energiespektrums (70) enthält, denen das zeitabhängige Steuersignal (S.α·) oder ein diesem zeitproportionales Abtastsignal zugeführt wird, so daß zum Detektor jeweils nur Korpuskeln mit bestimmten. Energiewerten gelangen, daß das zeitabhängige Steuersignal (Sie) ferner einem mit allen Kanälen verbundenen Eingang des Umsetzers zugeführt wird und in durch seinen zeitlichen Amplitudenverlauf bestimmter Folge die Farbwähler (155 bis 163) betätigt, die dadurch verschiedenen Energiebereichen (JE) zugeordnet sind, und daß im Zuge der allen Farbwählern (155 bis 163) gemeinsamen drei Ausgangsleitungen (r, g, b) des Umsetzers Modulationsglieder (221 bis 223) angeordnet sind, denen die elektrischen Signale (u) des Detektors zugeführt werden und die als Ausgangsspannungen (R, G, B) des Umsetzers (18) die ihnen von den Farbwählern zugeführteil, den jeweiligen flnergiebereieh kennzeichnenden Spannungen (/?', G', B') nach dem jeweiligen Wert des elektrischen' Signals (ti) entsprechender Amplitudenmodulation abgeben.
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12. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenksysteme (32) der ersten Abtasteinrichtung auf einen das Präparat (6) beaufschlagenden Elektronenstrahl einwirkend und der Energieanalysator (95) im Wege einer von dem bestrahlten Präparat (6) emittierten Röntgenstrahlung (γ) angeordnet sind.

13. Korpiiskularstrahlgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieanalysator ein Röntgenspektrometer (95) ist.

14. Korpuskularstrahlgcrät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, .daß die Mittel einen Antrieb zur Bewegung des Detektors (97) relativ zum Energiespektrum quer zur Achse des Korpuskularslrahlcs (γ) enthalten.

15. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel an sich bekannte Ablenksysteme (83) für den Korpuskularstrahl enthalten, die zwischen dem Energieanalysator (69) und dem Detektor (84) angeordnet sind.

16. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abtasteinrichtung (2) eine das Energiespektrum (70) in eine elektrische Ladungsverteilung umwandelnde Speicherplatte sowie eine Kathode zur Erzeugung einer Elektronenstrahlsonde enthält, die, gesteuert durch Ablenkmittel, die Ladungsverteilung abtastet und sie dabei in die elektrischen Signale (11) umwandelt.

17. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abtasteinrichtung eine an sich bekannte Schwarzweiß-Fernsehkamera (2) ist.

18. Korpiiskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung vor dem Energieanalysator (69) im Strahlengang eine Spaltblende (68) liegt, deren Spaltweite unter Berücksichtigung der jeweiligen Vergrößerung im Hinblick auf die gewünschte Auflösung bemessen ist.

19. Korpuslcularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Detektor (84) eine Lochblende (82) angeordnet ist.

20. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Energiespektrum (70) auf einem Durchsichtleuchtschirm entworfen ist.

21. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieanalysator mit der zweiten Abtasteinrichtung in der Weise kombiniert ist, daß beiden zwei korpuskularstrahloptische Filter (230, 231; 232) zugeordnet sind, von denen das in Strahlrichtung erste Filter (230, 231) nur solche Korpuskeln zum zweiten Filter (232) gelangen läßt, deren Energie unterhalb des oberen Grenzwertes (E + Δ E) des jeweiligen Energiebereichs (ΔΕ) liegt, während das zweite Filter (232) nur solche Korpuskeln zum Detektor (84) gelangen läßt, deren Energie oberhalb des unteren Grenzwertes (E) des jeweiligen Energiebereichs (AE) liegt, und daß beide" Filter (230, 231; 232) auf entsprechend den beiden Grenzwerten (E-|- ΔΕ, E) unterschiedlichen Potentialen

(Se + ΔΕ, Se) liegen, die dem zeitabhängigen Steuersignal (Se) zeitproportional verlaufen.

22. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filter durch eine Umlenkeinrichtung (230) für den Korpuskularstrahl in Richtung auf einen seitlich angeordneten korpuskularstrahloptischen Spiegel (231) sowie diesen Spiegel gebildet ist.

23. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Filter durch eine gelochte Elektrode (232) gebildet ist.

24. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren von demselben Präparat (6) kommenden, verschiedene Richtungen aufweisenden Korpuskularstrahlungen (γ, el bis e3) im Wege von zumindest zwei dieser Strahlungen je ein Detektor (102 bis 105) mit nachfolgendem, unter Verzicht auf Torschaltungen mit je einem Farbwähler aufgebautem Signal-Farbumsetzer (106 bis 109) vorgesehen ist, und daß der Wert des Verhältnisses der Spannungen (R, G, B) der drei Ausgangsleitungen (r, g, b) jedes Umsetzers (106 bis 109) den jeweiligen Detektor (102 bis 105) angibt und die Summe der drei Spannungen (R, G, B) dem jeweiligen Signal (ιη>, u\, ui, w3) eindeutig zugeordnet ist, oder umgekehrt.

25. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleilungen der Umsetzer (106 bis 109) über eine Mischstufe (110, 111, 112) für jeweils eine Farbe mit den Eingängen eines gemeinsamen Farbmonitors verbunden sind.

26. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß Detektoren (102 bis 105) für eine von dem Präparat (6) bei Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl (4) emittierte Röntgenstrahlung (γ) und/oder für eine von dem Präparat durchgelassene (el) und/oder eine an dem Präparat gestreute Elektronenstrahlung (el) und/oder für an dem Präparat rückgestreute Elektronen (e3) vorhanden sind.

27. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale Ströme oder Spannungen (m) mit von den das Präparat charakterisierenden Eigenschaften der Korpuskularstrahlung abhängigen Amplitudenwerten sind, und daß die einzelnen Kanäle (110 bis 113) des Umsetzers eine Zuordnung zu einzelnen Bereichen der Amplitudenwerte sicherstellend ausgelegt sind.

28. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest mehrere Bereiche lückenlos aneinandcrgrenzen (11).

29. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (110 bis 113) nur für besonders interessierende Bereiche von Amplitudenwerten vorgesehen sind.

30. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche unterschiedlich groß sind.

31. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltungcn (114 bis 116, 121 bis 124) Koinzidenzgatter (114 bis 116) enthalten, die in einem Betätigungskreis eines elektronischen Schalters (117 bis 120) des auf die jeweilige Torschaltung folgenden Farbwählers liegen, die ferner einen ersten (125) mit dem jeweiligen Kanal (110) und einem zweiten (126) mit einem unmittelbar benachbarten Kanal (111) verbundenen Eingang besitzen, und die den Schalter (117) im Sinne der Anlegung von Spannungen (R, G) an Ausgangsleitungen (r, g) des Umsetzers dann betätigen, wenn an beiden Eingängen (125, 126) Spannungen vorbestimmter Polaritäten liegen.

32. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 10 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale (m) einem mit allen Kanälen (110 bis 113) des Umsetzers verbundenen Eingang desselben als Spannungen (//) unterschiedlicher Ainplitudenwertc (Signalspannungen) zugeführt werden und daß der jeweils betätigte elektronische Schalter (117) an Ausgangsleitungen (/·, g) des Umsetzers die jeweilige Signalspannung (in enthaltende Spannungen (R, G) anlegt.

33. Korpuskularstrahlgcrät nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (110 bis 113) eingangsseitig einen Spannlingsumsetzer (121 bis 124) enthält, der die Differenz zwischen einer festen Spannung (0, u₀, 2u₀, 3i/₀) und der dem Eingang jeweils zugefiihrten Spannung (11; S.^e) bildet, daß ferner der Ausgang jedes Spannungsumsetzers (121 bis 123) — mit Ausnahme des Spannungsumsetzers (124) in dem Kanal (113) für den niedrigsten oder höchsten Bereich — mit dem ersten Eingang (125) des Koinzidcnzgatters (114) in demselben Kanal (110) und dem zweiten Eingang des Koinzidcnzgatters (115) in dem unmittelbar benachbarten Kanal (111) verbunden ist, daß weiterhin die festen Spannungen von Kanal zu Kanal betragsmäßig einsinnig steigend derart gewählt sind, daß die Differenzspannung in demselben Kanal (110) ihre Polarität wechselt, sobald die dem Eingang jeweils zugeführte Spannung einen Wert annimmt, der außerhalb des dein unmittelbar benachbarten Kanal (111) zugeordneten Bereichs (u_o—u) liegt, und daß das Koinzidenzgatter (115) in dem unmittelbar benachbarten Kanal (111) bei dieser Polarität der Spannung an seinem zweiten Eingang gesperrt ist.

34. Korpuskularstrahlgcrät nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Spannungen von Kanal zu Kanal um gleiche Beträge (U₀) steigen.

35. Korpiiskularstrahlgerät nach den Ansprüchen 30 und 33, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Spannungen von Kanal zu Kanal um unterschiedliche Beträge steigen.

36. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die eindeutige Zuordnung der Höhen der Spannungen: (R, G, B) der drei Ausgangsleitungen (/■, g, b) zu der dem Eingang jeweils zugeführleu Spannung (11) in der Weise getroffen ist, daß für die verschiedenen Amplitudenwerte der zugeführten Spannung (u) die Summe der drei Spannungen (R, G, B) der Ausgangsleitungen (r, g, />) konstant, aber ihr Verhältnis unterschiedlich ist.

37. Korpuskularstrahlgciät nach den Ansprüchen 32 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter (117 bis 119) bei ihrem Ansprechen die in dem Spaniuingsumsct/.er (114) ihres Kanals (110) erzeugte Differenzspaniuing

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(—«), gegebenenfalls nach Polaritätsumkehr (170), an Ausgangsleitungen (ζ. B. r, g) des Umsetzers legen.

38. Korpiiskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der elektronischen Schalter (117) bei seiner Betätigung Spannungen (R, G) an weniger als alle drei Ausgangsleitungen (r, g, b) des Umsetzers anlegt.

39. Korpiiskularstrahlgerät nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der elektronischen Schalter (117) bei seiner Betätigung die in dem Spannungsumsetzer (121) seines Kanals (HO) und die in dem Spannungsumsetzer (122) des unmittelbar benachbarten Kanals (111) erzeugte Differenzspannung (—u, u_o—u) nach Polaritätsumkehr (170) einer dieser Spannungen (—u) an je eine der drei Ausgangsleitungen [r, g) legt.

40. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der elektronischen Schalter (154 bis 163) bei seiner Betätigung an die drei Ausgangsleitungen (r, g, b) des Umsetzers von der dem Umsetzer jeweils zugeführten Spannung (w, S_ae) unabhängige, konstante, in einem den jeweiligen Bereich (Δ E) bestimmenden Verhältnis stehende Spannungen (R', G', B¹) legt.

41. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbwähler (154 bis 163) je ein Potentiometer (150 bis 152) für jede der drei Ausgangsleitungen (r, g, b) des Umsetzers enthalten und die drei Potentiometer jedes Farbwählers über den zugeordneten elektronischen Schalter (153) an einer konstanten Spannung (U) liegen.

42. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 41 mit farbiger Wiedergabe des Energiespektrums, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Abtastung des Energiespektrums (81) so viel größer als die Frequenz der Ablenksysteme (80) der ersten Abtasteinrichtung gewählt ist, daß jeweils das Energiespektrum einer Präparatstelle wiedergegeben wird.

43. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 41 mit farbiger Wiedergabe des Energiespektrums, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Abtastung des Energiespektrums (81) so viel größer als die Frequenz der Ablenksysteme (32) der ersten Abtasteinrichtung gewählt ist, daß jeweils das Energiespektrum einer Präparatzeile wiedergegeben wird.

44. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 41 mit farbiger Wiedergabe des Energiespektrums, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Abtastung des Energiespektrums (81) so viel kleiner als die Frequenz der Ablenksysteme (32) der ersten Abtasteinrichtung gewählt ist, daß jeweils das Energiespektrum des ganzen Präparates wiedergegeben wird.

45. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbmonitor ein Lichtstrahlschreiber ist, der einen in seiner Farbe von den Ausgangsspannungen des Umsetzers abhängigen Lichtstrahl erzeugt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen