DE1925330B1

DE1925330B1 - Korpuskularstrahlgeraet mit Informationsspeicherung

Info

Publication number: DE1925330B1
Application number: DE19691925330
Authority: DE
Inventors: Engel Dr Albrecht
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-05-16
Filing date: 1969-05-16
Publication date: 1970-10-22
Also published as: NL7000522A; US3774042A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Korpuskularstrahlgerät zeichnet, daß der Speichereinrichtung eine Diskrimi-

mit einer Einrichtung zur gesteuerten Speicherung natoranordnung zugeordnet ist, die selbsttätig die

von korpuskularoptisch gewonnenen Informationen Speicherung verhindert, sobald die Güte der Speiche-

über ein Präparat; vgl. die britische Patentschrift rung unzulässig beeinflussende Inkonstanzen von Be-

955 505 und die USA.-Patentschrift 3 137 791. 5 triebsgrößen des Korpuskularstrahlgerätes auftreten.

Beispielsweise bei Elektronenmikroskopen nimmt Bei diesen Betriebsgrößen kann es sich also, wie

man in aller Regel eine fotografische Speicherung bereits bemerkt, um die Beschleunigungsspannung

der beispielsweise durch Durchstrahlung eines Präpa- eines Kathodensystems oder die Vorspannung der

rates mittels des Elektronenstrahles erzeugten korpus- Steuerelektrode gegenüber der eigentlichen Kathode

kularoptischen Bilder vor, zumal gerade bei Hoch- io oder auch um die Erregerströme magnetischer Linsen

auflösungsuntersuchungen eine längere Zeit zur Ge- bzw. die Erregerspannungen elektrostatischer Linsen

winnung visuell sichtbarer Bilder erforderlich ist. Die handeln. Aber auch mechanische und thermische

Erfindung erstreckt sich jedoch auch auf andere Störvorgänge lassen sich durch geeignete Meßwert-

Korpuskularstrahhnikroskope, wie Ionenmikroskope geber feststellen und im Sinne einer Verhinderung

und Elektronenbeugungseinrichtungen, die ebenfalls 15 des Speichervorganges im Rahmen der Erfindung

bestimmte Informationen über ein Präparat zu ge- auswerten.

winnen gestatten. Ferner ist die Erfindung auch dann Die Diskriminatoranordnung kann auf unterschied-

mit Vorteil anwendbar, wenn statt einer fotogra- üche Weise wirken. Beispielsweise kann sie derart

fischen Speicherung eine Registrierung auf einem ausgebildet sein, daß sie nach Auftreten der Inkon-

anderen Speichermaterial, beispielsweise einem 20 stanzen eingeleitete Speichervorgänge unterbindet.

Magnetband, erfolgt. Es ist dann also nicht möglich, neue Speichervor-

Bekanntlich hängt die Bildauflösung in einem gänge auszulösen. Eine andere bevorzugte Ausbil-

Korpuskularstrahlgerät und damit die Güte der dung der Diskriminatoranordnung besteht darin, daß

Speicherung der in dem Gerät gewonnenen Informa- sie beim Auftreten der Inkonstanzen laufende Spei-

tionen über das Präparat in großem Maße von der 25 chervorgänge unterbricht. Selbstverständlich läßt sich

Konstanz verschiedener elektrischer und mecha- auch eine Diskriminatoranordnung schaffen, die

nischer Einflußgrößen ab. Wesentliche Einflußfak- beide Eigenschaften in sich vereint,

toren sind beispielsweise die Beschleunigungsspan- Im einzelnen wird die Diskriminatoranordnung

nung des Kathodensystems des Korpuskularstrahl- ein in einem Anregestromkreis der Speichereinrich-

gerätes oder die Erregerströme bzw. -spannungen 30 tung liegendes Betätigungsglied enthalten, das wäh-

korpuskularoptischer Linsen, wie sie zur Fokussie- rend der Dauer des Auftretens der Inkonstanzen die

rung des Korpuskularstrahles auf das jeweilige Prä- Speicherung verhindert. Es ist aber auch mögüch,

parat und zur Erzeugung des vergrößerten Bildes, die Diskriminatoranordnung so auszubilden, daß sie

Beugungsdiagramm.es od. dgl. Anwendung finden. ein in einem Anregestromkreis der Speichereinrich-

Aber auch andere Einflüsse können die Güte der 35 tung liegendes Betätigungsglied sowie ein Zeitglied

Speicherung erheblich verschlechtern. Dem Fach- enthält, das das Betätigungsglied beim Auftreten der

mann auf diesem Gebiet ist beispielsweise die ther- Inkonstanzen für eine vorgegebene Zeit im die

mische Drift des Präparates bekannt, die auf ein Speicherung verhindernden Sinn einschaltet oder

fehlendes Wärmegleichgewicht und damit eine sich aber verzögert nach Abklingen der Inkonstanzen

ändernde Temperaturdifferenz innerhalb des Präpa- 40 wieder abschaltet.

rates oder in mit dem Präparat verbundenen Teilen Während bei der erstgenannten Ausführungsform

des Gerätes zurückzuführen ist. Auch mechanische also die Zeit der Verhinderung der Speicherung iden-

Erschütterungen des Korpuskularstrahlgerätes sowie tisch ist mit der Zeitdauer des Auftretens der Inkon-

Störfelder, die sich in den Bereich des Korpuskular- stanzen, erfolgt bei der zweiten Ausführungsfonn

Strahles infolge unzureichender Abschirmung er- 45 zunächst unabhängig von der Dauer des Auftretens

strecken, sind unter den die Güte der Speicherung der Inkonstanzen für eine vorgegebene Zeitdauer

unzulässig beeinflussenden Inkonstanzen von Betriebs- eine Verhinderung von Speichervorgängen. Bestehen

großen im Sinne der Erfindung zu verstehen. nach Ablauf dieser Zeitdauer die Inkonstanzen noch,

In aller Regel sind derartige Inkonstanzen nicht so kann erneut der Speichervorgang für die vorge-

dauernd vorhanden. So sind die elektrischen Be- 50 gebene Zeitspanne unterbunden werden,

triebswerte des Korpuskularstrahlgerätes nach einer Speziell auf die fotografische Registrierung der

Einlaufzeit — sofern nicht erneute Schaltvorgänge korpuskularoptisch gewonnenen Bilder abgestellt ist

auftreten — weitgehend als konstant anzusehen, und eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die

auch die thermische Drift ist praktisch beendet, Speichereinrichtung einen Belichtungsverschluß ent-

wenn nach einer durch die Konstruktion insbeson- 55 hält, in dessen Anregestromkreis das Betätigungsglied

dere der Präparathalterung bestimmten Zeit ein ther- der Diskriminatoranordnung liegt. Hier erfolgt also

misches Gleichgewicht vorhanden ist. Ebenso klingen eine Belichtung nur dann, wenn Inkonstanzen der

störende mechanische Erschütterungen oder Fremd- Betriebsgrößen entweder überhaupt nicht vorhanden

felder ab, anderenfalls müssen Maßnahmen grand- sind oder sich innerhalb eines Bereiches bewegen, in

sätzlicher Art zur Beseitigung der Störeinflüsse ge- 60 dem sie keine untragbaren Qualitätsverschlechterun-

troffen werden. gen bei der fotografischen Registrierung verursachen.

Die Erfindung geht von dieser Tatsache aus und Bei kinematografischer Speicherung wird man stellt eine Lösung der Aufgabe dar, trotz Auftretens auch dem Filmtransportantrieb ein Betätigungsglied derartiger Störeinflüsse die Speicherung der korpus- der Diskriminatoranordnung zuordnen. Hier wird kularoptisch gewonnenen Informationen über ein 65 ein weiterer Vorteil der Erfindung deutlich, der in Präparat mit einer durch die Auslegung des Gerätes einer fühlbaren Ersparnis an Registriermaterial begegebenen Qualität sicherzustellen. Das Korpus- steht. Während man früher unabhängig von dem kularstrahlgerät ist erfindungsgemäß dadurch gekenn- Auftreten der beschriebenen Inkonstanzen fotogra-

fische Aufnahmen beispielsweise elektronenmikroskopisch vergrößerter Präparateinzelheiten herstellte und dann die besten zur Auswertung heraussuchte, trifft man jetzt unter Vermeidung dieses großen Aufwandes an Fotomaterial diese Auswahl vorher durch Wahl eines bestimmten Zeitpunktes für die Registrierung.

Bereits oben war eine Ausbildung der Erfindung angegeben worden, bei der beim Auftreten störender Inkonstanzen bereits laufende Speichervorgänge unterbunden werden. In weiterer Ausgestaltung dieser Erfindungsvariante kann ein die Belichtungszeit bestimmender Zeitkreis vorhanden sein und die Diskriminatoranordnung den Funktionsablauf desselben während der Unterbrechung der Speichefvorgänge unterbrechen. Dann wird also die vorbestimmte Belichtungszeit gleichsam aus einzelnen Zeitintervallen zusammengesetzt, in denen beste Abbildungsund Registrierungsbedingungen im Korpuskularstrahlgerät herrschen. .. ao ^ Die Figur dient zur näheren Erläuterung der Er- ψ findung für den Fall eines mit einer Einrichtung zur fotografischen Registrierung versehenen Elektronenmikroskops.

Von dem Elektronenmikroskop, dessen Aufbau an sich wohlbekannt ist, sind nur die hier interessierenden Teile angedeutet. Der Elektronenstrahl 1 wird von der Kathode 2 emittiert und durchsetzt, in der Regel nach Bündelung durch Kondensorlinsen, das Präparat 3. In Strahlrichtung hinter dem Präparat finden sich die Objektivlinse 4 und die Projektiv-Iinse5. Letztere erzeugt ein vergrößertes scharfes Bild des durchstrahlbaren Präparates 3 in der Ebene des Filmmaterials 6. Zur Begrenzung der Belichtungszeit dient der Belichtungsverschluß 7, der in an sich bekannter Weise aus zwei schwenkbaren Verschlußhälften aufgebaut ist. Zur Betätigung des Verschlusses ist der Magnet 8 vorgesehen.

Es sind nun die Maßnahmen getroffen, um beim Auftreten die Qualität des Speichervorganges beeinflussender Inkonstanzen der Beschleunigunsgspannung U und des Objektivlinsenstromes / die Regi-( strierung auf dem fotografischen Material 6 zu unterbinden. Zu diesem Zweck ist eine Diskriminatoranordnung vorgesehen, die als wesentliche Bestand- teile für jede der hinsichtlich ihrer Konstanz zu überwachenden Betriebsgrößen eine Diskriminatorschaltung-Dl bzw. Z) 2 bekannten Aufbaues enthält. Diesen Diskriminatorschaltungen werden in diesem Ausführungsbeispiel von den ReglernRl für die Beschleunigungsspannung bzw. R 2 für den Linsenstrom die Schwankungsgrößen der Beschleunigungsspannung bzw. des Linsenstromes zugeführt. Diese mit Δ U und ΔΙ bezeichneten Größen werden in den Diskriminatorschaltungen D1 und D 2 mit vorgegebenen Werten verglichen, so daß die Diskriminatorschaltungen D1, Ό 2 einem Zeitglied Γ1 dann Signale zuführen, wenn die Schwankungen Δ U und ΔΙ außerhalb eines zulässigen Bereiches liegen.

Die beschriebene Diskriminatoranordnung enthält ferner das Betätigungsglied S, das auch als Sperrglied betrachtet werden kann und im Stromkreis des Betätigungsmagneten 8 für den Verschluß 7 liegt. Sind die entsprechenden Kontakte des Sperrgliedes S, wie dargestellt, geschlossen, so erfolgt bei Betätigung der Auslösetaste A für eine von dem Zeitglied Γ 2 bestimmte Zeit eine Belichtung des Fotomaterials 6. Signalisiert dagegen die eigentliche Diskrrminatoränordnung das Vorliegen störender Inkonstanzen, so legt das Sperrglied S seinen im Stromkreis des Magneten 8 liegenden Kontakt um und unterbindet dadurch die Einleitung eines neuen Registrierungsvorganges im Mikroskop bzw. unterbricht einen bereits laufenden Registriervorgang.

Damit nach genügender Dämpfung der Inkonstanzen Δ U und ΔI die Belichtung des Filmmaterials 6 für die erforderliche Zeit erfolgt, wirkt die Diskriminatoranordnung über das in seiner Funktion noch zu beschreibende Zeitglied Ti nicht nur auf das Sperrglied S, sondern auch auf das Zeitglied Γ2 ein, so daß dessen Funktionsablauf während - der Unterbrechung der Belichtung des Fötomateriäls 6 ebenfalls unterbrochen wird.

- In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Diskriminatoranordnung das Zeitglied Tl, das dazu dient, eine während der Sperrung des -Verschlusses 7 durch das Sperrglied S' ausgelöste Registrierung nach -einer vorgegebenen Zeit Verzögert freizugeben. Im Prinzip könnte das Zeitglied auch so ausgelegt sein, daß es unabhängig von der Dauer des Auftretens der Inkonstanzen die Registrierung jeweils für eine vorgegebene Zeit unterbindet.

Mit Z ist eine Glühlampe als Signalgeber bezeichnet, in dessen Stromkreis ebenfalls ein Kontakt des Sperrgliedes S liegt, so daß die Unterbindung der Registrierung in diesem Ausführungsfall optisch signalisiert wird. Verständlicherweise könnte hier auch ein akustischer Signalgeber Verwendung rinden.

Die Schwankungsgrößen Δ U und ΔI können auch den entsprechenden Betriebsgrößen direkt entnommen werden. Besonders zweckmäßig ist es, durch geeignete Auswahl einer oder mehrerer der zur Erzeugung von Sperrsignalen herangezogenen Betriebsgrößen sicherzustellen, daß die für die Registrierung günstigsten Zeiten ausgewählt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer Einrichtung zur gesteuerten Speicherung von korpuskularoptisch gewonnenen Informationen über ein Präparat, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung eine Diskriminatoranordnung zugeordnet ist, die selbsttätig die Speicherung verhindert, sobald die Güte der Speicherung unzulässig beeinflussende Inkonstanzen von Betriebsgrößen des Korpuskularstrahlgerätes auftreten.

2. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgrößen die Erregerströme oder -spannungen korpuskularoptischer Linsen sind.

3. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße die Beschleunigungsspannung eines Kathodensystems ist.

4. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskriminatoranordnung derart ausgebildet ist, daß sie nach Auftreten der Inkonstanzen eingeleitete Speichervorgänge unterbindet.

5. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß di&

Diskriminatoranordnung derart ausgebildet ist, daß sie beim Auftreten der Inkonstanzen laufende Speichervorgänge unterbricht.

6. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskrirninatoranordnung ein in einem Anregestromkreis der Speichereinrichtung Hegendes Betätigungsglied enthält, das während der Dauer des Auftretens der Inkonstanzen die Speicherung verhindert.

7. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das die Diskriminatoranordnung ein in einem Anregestromkreis der Speichereinrichtung liegendes Betätigungsglied sowie ein Zeitglied enthält, das das Betätigungsglied beim Auftreten der Inkonstanzen für eine vorgegebene Zeit im die Speicherung verhindernden Sinne einschaltet.

8. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine solche zur fotografischen Speicherung der korpuskularoptisch gewonnenen Bilder ist und einen Belichtungsverschluß enthält, in dessen Anregestromkreis das Betätigungsglied liegt.

9. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei kinematografischer Speicherung auch dem Filmtransportantrieb ein Betätigungsglied der Diskriminatoranordnung zugeordnet ist.

10. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 5 und Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Belichtungszeit bestimmender Zeitkreis vorhanden ist und die Diskriminatoranordnung den Funktionsablauf desselben während der Unterbrechung der Speichervorgänge unterbricht.

11. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Signalgeber vorgesehen sind, die die Verhinderung der Speicherung anzeigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen