DE2149108C3

DE2149108C3 - Einrichtung zur VergröBerungseinstellung eines Elektronenmikroskops

Info

Publication number: DE2149108C3
Application number: DE2149108A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. Dr.Rer.Nat. Mueller; Volker Rindfleisch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1975-05-15
Also published as: NL7209350A; JPS4843261A; GB1394102A; DE2149108B2; US3757117A; DE2149108A1

Description

Zur Verstellung der Vergrößerung eines in einem Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, erzeugten Bildes können die Ströme der in den Strahlengang des Korpuskularstrahls eingeschalteten elektromagnetischen Linsen nacheinander einzeln verändert werden. Diese Verstellung wird häufig über ein jeder Linse zugeordnetes, ohnehin zur Konstanthaltung des Linsenerregungsstromes vorgesehenes Stellglied vorgenommen, dem eine dem Hrregungsstrom proportionale Kegelspunnung sowie unterschiedliche Erregungsströme bewirkenden Steuerspannung zugeführt werden. Eine hierfür geeignete Steuer- und Regeleinrichtung für den Linsensirom ist beispielsweise aus dem PHILIPS BULLETIN analy-

tical equipment, Juli 1969, Seiten 11 und 12, bekannt.

Durch Variation der Steuerspannungen lassen sich Veränderungen der Vergrößerungswerte vornehmen.

Im praktischen Betrieb hat sich gezeigt, daß man

in vielen Fällen mit einer vergleichsweise geringen

ίο Anzahl von Vergrößerungsstufen auskommt, deren zugeordnete Vergrößerungswerte jedoch möglichst genau reproduzierbar sein sollten.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vergrößerungseinstellung eines Elektronenmikro-

»5 skops mit den Elektronenstrahl beeinflussenden elektromagnetischen Linsen, deren Erregungsstrom über ein Stellglied regelbar ist, wobei dem Stellglied eine dem Erregungsstrom proportionale Regelspannung sowie unterschiedliche Erregungsströme bewirkenden

>° Steuerspannungen über eine Einstellvorrichtung ugeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung dieser Art so weiterzubilden, daß ein Programm einer bestimmten Anzahl von beliebig ansteu-

erbaren Vergrößerungsstufen durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Einstellvorrichtung einen digitalen Zähler enthält, in dessen Eingang Fortschaltimpulse eingespeist werden und dessen Ausgang über einen als Festwertspeicher wirkenden Digital-Digital-Umsetzer mit einem das Stellglied steuernden Digital-Analog-Umsetzer verbunden ist. Der digitale Zähler schafft in Verbindung mit dem Digital-Digital-Umsetzer die Voraussetzung für ein Programm einer bestimmten Anzahl von Vergrößerungsstufen, die beliebig ansteuerbar sind. Mit besonderem Vorteil ist der digitale Zähler ein Vor-Rückwärtszähler, so daß eine Ansteuerung des das Programm enthaltenden Fest-

wertspeichers sowohl nach größeren als auch nach kleineren Vergrößerungswerten ermöglicht wird.

Bei einer Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung ist der Eingang des digitalen Zählers mit die Fortschaltimpulse schaltenden Tasten verbunden. Durch die von Hand bedienbaren Tasten wird der digitale Zähler schrittweise betätigt; dabei wird ein vorbestimmtes im Festwertspeicher fixiertes Programm über den Digital-Analog-Umsetzer in eine das Stellglied steuernde Analogspannung umgesetzt. Als Fortschaltimpulse werden bevorzugt Einzeümpulse eingespeist.

Um die jeweils gewählten Vergrößerungsstufen erkennbar zu machen, ist bei der Erfindung eine mit dem digitalen Zähler über einen als Festwertspeicher wirkenden Digital-Digital-Umsetzer verbundene Anzeigeeinrichtung vorgesehen. Ein besonderer Vorteil hinsichtlich der Auswertung dieser Anzeige ergibt sich, wenn die Anzeigevorrichtung die Vergrößerung oder Beugungslängen anzeigende Ziffern aufweist.

Wenn bei einem Elektronenmikroskop mehrere elektromagnetische Linsen zur Beeinflussung des Korpuskularstrahles vorhanden sind, so hat es sich als ungünstig erwiesen, die Vergrößcrungseinstellung so vorzunehmen, daß jede Linse im Intervall vom ge-

⁶S ringsten bis zum höchsten Erregungsstrom betrieben wird, bis die nachfolgende Linse in der gleichen Weise angesteuert wird. Dies führt zu Verzerrungen bereits bei geringen Vergröfterungswerten. Besser dagegen

ist es, alle zur Vergrößerungseinstellung vorgesehenen Linsen gemeinsam zu betreiben und zu steuern.

Sofern bei einem Elektronenmikroskop, bei dem die Einrichtung gemäß der Erfindung zum Einsatz gelangen soll, mehrere Linsen zur Beeinflussung des Korpuskularstrahl vorgesehen sind, ist der Ausgang des digitalen Zählers mit mindestens einem weiteren Digital-Digital-Umsetzer und einem diesem nachgeschaiteten Digital-Analog-Umsetzer verbunden, der ein weiteres Stellglied für eine weitere Linse steuert. Dami' ist es möglich, mehl ere zur Vergrößerungseinstellung vorgesehene Linsen gemeinsam zu betreiben und anzusteuern.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist bei der Einrichtung zur Vergrößerungseinstellung eines Elektronenmikroskops mit dem digitalen Zähler ein weiterer Digital-Digital-Umsetzer verbunden, dessen Ausgang Signale zur Steuerung der Empfindlichkeit bei der Einstellung der die Fokussierung oder die Objektverstellung bestimmenden Teiie des Mikroskops bereitstellt.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Figur zeigt in einem schematischen Prinzipschaltbild eine Einrichtung zur Vergrößerungseinstellung eines Elektronenmikroskops. Zur Beeinflussung des Elektronenstrahls des Elektronenmikroskops sind elektromagnetische Linsen Ll, Ll und Li vorgesehen, deren Ströme über Stellglieder Sl, Sl, S3 regelbar sind. Dabei kann die Linse Ll eine Kondensorlinse, die Linse Ll eine Beugungslinse und die Linse L3 eine Zwischenlinse sein. Die Stellglieder Sl bis S3 sind gleichartig ausgebildet und bestehen je aus einem Leistungsverstärker L mit einem vorgeschalteten Differenzverstärker D. Im Stromkreis der Linsen Ll bis Li liegen einerseits die Leistungsverstärker L und andererseits Meßwiderstände M, an denen je eine den Erregungsströmen proportionale Regelspaiinung abgegriffen und den Eingängen £1, El, Ei der Stellglieder Sl bis S3 zugeführt wird. Die Eingänge El, El, Ei sind mit einer Einstellvorrichtung verbunden.

Die Einstellvorrichtung enthält einen digitalen Zähler 1, der als Vor-Rückwärts/.ähler ausgebildet ist. In die Eingänge 2, 3 des digitalen Zählers 1 werden über Leitungen 4,5 Fortschaltimpulse eingespeist, die mittels Tasten 6, 7 eines Bedienungspultes 8 geschaltet werden. Der Zähler 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel fünfstufig ausgebildet und kann deshalb mit

2' = 32 Schritten

geschaltet werden. Die Ausgänge 9. bis 13 des digitalen Zählers 1 sind mit als Festwertspeicher wirkenden Digital- Digital-Umsetzerri 14,15,16 verbunden. In diesen Digital-Digital-Umsetzern ist ein den Linsen Ll bis L3 zugehöriges individuelles Stromsteuerprogramm fixiert. An den Ausgängen der Digital-Digital-Umsetzer 14 bis 16 stehen entsprechend dem jeweils eingestellten Schritt des Zählers digitale Signale zur Verfügung, die über nachgeschaltete Digital-Anaiog-Umsetzer 17, 18 und 19 in analoge Spannungswerte überführt werden. Der Ausgang 20 des Digital-Analog-Umsetzers 17 ist mit dem Eingang £1, der Ausgang 21 des Digital-Analog-Umsetzers 18 mit dem Eingang £2 und der Ausgang 22 des Digital-

^!5 Analog-Umsetzers 19 mit dem Eingang El· elektrisch leitend verbunden.

Bei einer Ansteuerung des Zählers 1 mittels Einzelimpulsen wird so jeder Linse L ein bestimmter, für jeden Schritt des Zählers 1 spezifischer Stromwert zugeführt, der den Kennlinien aller Linsen im Hinblick auf eine möglichst verzerrungsfreie Abbildung optimal angepaßt werden kann.

Mit dem digitalen Zähler 1 ist ferner ein als Festwertspeicher dienender Digital-Digital-Umsetzer TS verbunden, der eine Ziffernanzeigevorrichtung 24 steuert. Der Digital-Digital-Umsetzer 23 enthält in digitaler Form das Summenprogramm der Digital-Digital-Umsetzer 14 bis 16 hinsichtlich der Vergrößerung und steuert die Anzeigeeinrichtung 24, die bevorzugt Ziffern aufweist, welche die Vergrößerungsoder Beugungslängen anzeigen.

Cs ist möglich, daß der Digital-Digital-Umsetzer 23 oder aber auch ein weiterer Festwertspeicher an seinem Ausgang Signal abgibt zur Steuerung der Empfindlichkeit bei der Einstellung derjenigen Teile des Mikroskops, die die Fokussierung oder die Objektverstellung bestimmen. Im ersten Fall wirkt das Ausgangssignal auf den Fokussierungsstrom der Objektivlinse, während im zweiten Falle das Ausgangssi-

*° gnal auf den Antrieb eines Objekttisches oder anderer Präparatverstellmittel einwirkt.

Durch Anwendung der Erfindung läßt sich eine Bedienungsvereinfachung bei einem Elektronenmikroskop bei gleichzeitiger Steigerung der Reproduzierbarkeit der einstellbaren Vergrößerungswerte erzielen. Ferner kann eine in Beugungslängen geeichte Anzeigevorrichtung vorgesehen werden, die die für viele Fälle vorteilhafte Möglichkeit eröffnet, Messungen am in das Elektronenmikroskop eingebrachten Präparat vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Vergrößerungseinstellung eines Elektronenmikroskops mit den Elektronenstrahl beeinflussenden elektromagnetischen Linsen, deren Erregungsstrom über ein Stellglied regelbar ist, wobei dem Stellglied eine eiern Erregungsstrom proportionale Regelspannung sowie unterschiedliche Erregungsströme bewirkende Steuerspannungen über eine Einstellvorrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung einen digitalen Zähler (1) enthält, in dessen Eingang Fortschaltimpulse eingespeist werden und dessen Ausgang über einen als Festwertspeicher wirkenden Digital-Digital-Umsetzer (14,15,16) mit einem das Stellglied (Sl, 52, S3) steuernden Digital-Analog-Umsetzer (17, 18, 19) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Zähler (1) ein Vor-Rückwärtszähler ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (2,3) des digitalen Zählers (1) mit die Fortschaltimpulsc schaltenden Tasten (6, 7) verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fortschaltimpulse Einzeümpulse eingespeist werden.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, gekennzeichnet durch eine mit dem digitalen Zähler (1) über einen als Festwertspeicher wirkenden weiteren Digital-Digital-Umsetzer (23) verbundene Anzeigeeinrichtung (24).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (24) die Vergrößerung oder Beugungslängen anzeigende Ziffern aufweist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daC der Ausgang des digitalen Zählers (1) mit mindestens einem weiteren Digital-Digital-Umsetzer (14, 15,16) und einem diesem nachgeschalteten Digital-Analog-Umsetzer (17, 18, 19) verbunden ist, der ein weiteres Stellglied (51, 52, 53) für eine weitere Linse (Ll, Ll, L3) steuert.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem digitalen Zähler (1) ein weiterer Digital-Digital-Umsetzer verbunden ist, dessen Ausgangssignal zur Steuerung der Empfindlichkeit bei der Einstellung der die Fokussierung oder die Objektverstellung bestimmenden Teile des Mikroskops dient.