DE2542360C2 - Korpuskularstrahlgerät mit einem Goniometer - Google Patents
Korpuskularstrahlgerät mit einem GoniometerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Korpuskulargerät mit einem Objekthalter (Goniometer), der mindestens
zwei Freiheitsgrade der Translation und mindestens einen Freiheitsgrad der Rotation hat, und einem
Steuergerät, das bei einer Rotation des Objekthalters dessen Translationskoordinaten selbsttätig derart korrigiert,
daß ein bestimmter Objektpunkt seine Lage im Gerät beibehält. Unter Rotation eines Objektpunktes ist
dabei sowohl eine Drehung, d. h. eine Kreisbewegung um eine Achse senkrecht zur Qbjcklcbene, als auch eine
Kippung, d. h. eine Kreisbewegung um eine Achse in der Objektebene, zu verstehen.
Ein Korpuskularstrahlgerät der eingangs genannten Art ist in Gestalt eines Elektronenmikroskops aus der
US-PS 37 27 051 bekannt. Das Goniometer ist dabei als Doppelkipp-Goniometer ausgebildet. Bei diesem ist das
Objekt in einem Rahmen, der in einer Ebene senkrecht ziyn Elektronenstrahl verschiebbar ist, kardanisch mit
zwei Kippachsen aufgehängt. Die erste der beiden Achsen verläuft in Richtung einer Translationskoordinatenachse,
während die zweite Achse senkrecht zur ersten und um diese drehbar angeordnet ist. Das
bekannte Goniometer erlaubt eine Bewegung des
ίο Objekts mit vier Freiheitsgraden. Der der dritten
Translationskoordinate (in Richtung der Achse des Mikroskops) entsprechende fünfte Freiheitsgrad wird
durch eine Brennweitenänderung der Objektivlinse simuliert
>s Bei dem bekannten Elektronenmikroskop enthält das
Steuergerät ein Rechenglied, in das die Momentanwerte der Translationskoordinaten und der Kippwinkel
eingegeben werden. Das Rechenglied berechnet die bei einer Kippung notwendigen Korrekturen der Objektlage,
steuert die Antriebe für die Translation und ändert die Brennweite der Objektivlinse in der erforderlichen
Weise. Die Korrekturen werden exakt berechnet. Dies erfordert einen nicht unerheblichen Aufwand. So ist es
beispielsweise nötig, elektrische Spannungen zu erzeugen, die einem Produkt aus vier trigonometrischen
Funktionen der Kippwinkel proportional sind.
Neben dem aus der obengenannten US-Patentschrift bekannten Doppelkipp-Goniometer gibt es weitere
Ausführungsformen von Objekthaltern der eingangs genannten Art. An dieser Stelle sind z. B. Kipp-Dreh-Goniometer,
etwa nach der FR-PS 21 02 553, zu nennen. Darunter sind Objekthalter zu verstehen, bei denen das
Objekt auf einem Drehteller gelagert ist. Dieser ist in einem Rahmen gehalten, der in einer Ebene senkrecht
zum Korpuskularstrahl verschoben werden kann und der um eine Achse kippbar ist. Diese Kippachse verläuft
in Richtung einer Koordinatenachse. Wollte man auch bei diesem Goniometer die Steuerung der Korrektur
der Translationskoordinaten im Falle einer Rotation in der beschriebenen, exakten Weise vornehmen, so wäre
auch dort die Berechnung von Produkten trigonometrischer Funktionen erforderlich. Der Aufwand hierzu
wäre ebenfalls groß.
Ferner ist es bei einem Korpuskularstrahlgerät mit einem Objekthalter, der zwei Freiheitsgrade der
Translation und einen Freiheitsgrad der Rotation hat, bekannt, die Translationsbewegungen und die Rotation?bewegung
schrittweise mittels impulsgesteuerter Schrittmotoren vorzunehmen (DT-AS 16 14 528). Mhtels
voreinstellbarer Impulszähler können dabei die Koordinaten von Objekteinzelheiten direkt angesteuert
werden und es kann damit die Kompensation einer bei der Rotationsbewegung auftretenden Objektwanderung
erleichtert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Korpuskularstrahlgerät der eingangs genannten Art die
Steuerung der Rotation des Objekts so vorzunehmen, daß die Korrektur der Translationskoordinaten vereinfacht
ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Steuerung der Rotationsbewegung
schrittweise mit so kleinen Schrittwinkeln erfolgt, daß die einem Schrittwinkel entsprechende Translationsbewegi.ing
des Obiektpunktes als geradlinig anzu-'•s
sehen ist, daß die Steuerung zur Korrektur der Translationskoordinaten ebenfalls schrittweise vor dem
nächsten Rotationsschritt erfolgt und daß die Schrittweiten zur Korrektur der Translationskoordinaten
ioear abhängig von deren Momentanwerten und dem totationsschrittwinkel gewählt sind.
Zum näheren Verständnis der Erfindung seien zunächst die Fig. la und Ib betrachtet, in denen ein
Doppelkipp-Goniometer bzw. ein Kipp-Dreh-Goniometer schematisch dargestellt sind. Bei beiden Goniometern
ist das Objekt O um zwei zueinander senkrechte Achsen R 1 und R 2 rotierbar. Eine der beiden Achsen
_ die Achse Π 1 in den F ig. la und Ib — befindet sich
in der Objektebene. Die zweite Achse (R2 in Fig. la
bzw. Ib) ist senkrecht zur ersten gelegen. Sie verläuft im
Falle des Doppelkipp-Goniometers im ungekippten Zustand ebenfalls in der Objektebene. Damit kann das
Objekt in diesem Fall um zwei Achsen gekippt werden. Die zugehörigen Kippwinkel sind mit α und β is
bezeichnet
Im Falle des KApp-Dreh-Goniometers (F i g. 1 b) zeigt
die zweite Achse in Richtung der Flächennormalen des Objektes O. Das Objekt kann hier gekippt (Kippwinkel
φ) und gedreht (Drehwinkel φ) werden.
Zur Beschreibung der Bewegungsvorgänge wird ein orthogonales Koordinatensystem mit den Achsen χ, γ
und ζ benutzt Diese Achsen sind in bezug auf das Objekt O festgelegt; ihr Ursprung fällt mit dem
Schnittpunkt der Rotationsachsen RI1 R 2 der Goniometer
zusammen. Die y-Achse verläuft beim Doppelkipp-Goniometer in Richtung der Achse (R 2) für den
Kippwinkel ß, beim Kipp-Dreh-Goniometer in Richtung der Kippachse (R 1) für den Winkel ψ. Die z-Achse
ist parallel zur Richtung des Korpuskularstrahls, der den zu untersuchenden Objektbereich bestrahlt; sie steht in
den F i g. la und Ib senkrecht zur Zeichnungsebene.
Der Mittelpunkt des untersuchten Objektbereiches U besitze die Koordinaten X0, yo, z0 innerhalb des
genannten Koordinatensystems. Ferner seien die beiden
Rotationswinkel α und β beim Doppelkipp-Goniometer bzw. der Rotationswinkel ψ beim Kipp-Dreh-Goniometer
dann gleich Null, wenn das Objekt O senkrecht zur Richtung des Korpuskularstrahls liegt.
Es wird angenommen, daß die ausgewählte Stelle x0,
yo, Zo des Objekts anfangs in der optischen Achse des
Korpuskularstrahlgerätes liegt. Nach Durchführung einer Rotationsbewegung um einen kleinen Winkel Δα.
bzw. Δβ befindet sich die ausgewählte Objektstelle im allgemeinen nicht mehr in der optischen Achse. Um sie
in das Beobachtungsfeld des Mikroskops zurückzuführen, ist es erforderlich, eine Korrektur der Translationskoordinaten durchzuführen Die Korrekturschrittweiten
Axk, Ayk, Azk in x-, y-, z-Richtung ergeben sich für
begrenzte Kippwinkel mit guter Näherung beim Doppelkipp-Goniometer zu
\xk= - | Ιλ · y„ sin /,' | + '/·'·'ο | (I) |
'Λ= - | I λ · y{) tan \ | (2) | |
Iz,= - | Ιλ ■ W1 cos /ί - | - l/f - -Vn. | (3) |
l*k = 1V "V1) -cos.,·-
ΆΆ - - i</ -(V11COSv
ΆΆ - - i</ -(V11COSv
) sin i
SS
Die entsprechenden Korrekturschrittweiten der Tranlationskoordinaten bei einer Rotation des Objekts
um den Winkel Δ·ψ bzw. Δψ ergeben sich für das (>υ
Kipp-Dreh-Goniometer zu
\zk --= \>i ■ y„ ■ sin ,,· 1 I ,,.·*„. (6)
Man erkennt, daß in den ein/einen Korrekturschritten
weder Produkte noch Differenzen trigonometrischer Funktionen vorkommen.
Führt man die Steuerung zur Korrektur der Translationskoordinaten schrittweise vor dem nächsten
Rotationsschritt durch, so kann der Korrekturfehler bei Durchschreiten auch großer Rotationswinkel klein
gehalten werden. Unter Korrekturfehler ist dabei der Unterschied zwischen der bekannten, exakten Korrektur
der Translationskoordinaten und der erfindungsgemäßen — infolge der Annäherung einer Kreisbewegung
durch eine lineare Bewegung — näherungsweisen Korrektur dieser Koordinaten zu verstehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Korpuskularstrahlgerätes weist zwischen dem
Steuergerät und dem Objekthalter ein Servosystem auf. Dieses besteht aus einem Sollwertgeber, einem
Regelverstärker, einem Gleichstrommotor und einem mit dem Objekthalter gekoppelten Istwertgeber, der die
Ist-Koordinaten des Objekthalters zum Regelverstärker zurückführt; der Sollwertgeber kann dabei mit
Vorteil ein Integrator sein, der die Soll-Koordinaten speichert. Ein derartiges Servosystem ermöglicht die
Bewegung, des Objekts mit variabler Schrittweite und erlaubt darüber hinaus, auch kleinste Objektbewegungen
durchzuführen.
Verwendet man, wie erwähnt, einen Integrator als Sollwertgeber, so kann es insbesondere bei langen
Ruhezeiten vorkommen, daß dieser seinen Inhalt von selbst verändert. Ein derartiger Integrator besitzt
nämlich einen Speicher, z. B. einen Kondensator, der sich im Laufe der Zeit entladen kann. Dies hätte jedoch
eine unerwünschte Veränderung des Sollwertes zur Folge.
Das Servosystem würde diese Veränderung auf das Objekt übertragen und eine unerwünschte Objektverstellung
durchführen. Zur Vermeidung einer derartigen Erscheinung kann man zwischen dem Istwert- und
dem Sollwertgeber eine schaltbare Verbindung vorsehen, bei deren Schließung der Inhalt des Sollwertgebers
auf die Ausgangsgrößen des Istwertgebers festgelegt ist. Die Verbindung ist während der Ruhezeit, in der der
Sollwert nicht verstellt wird, geschlossen. Möchte man die Lage des Objekts verändern, so wird die Verbindung
zwischen Soll- und Istwertgeber unterbrochen. Servosystem kann dann die Objektverstellung durchführen.
Bei dem erfindungsgemäßen Korpuskularstrahlgerät wird die Korrektur der Translationskoordinaten schrittweise
gesteuert. Bei Aufeinanderfolgen von mehreren Rotationsschritten, z. B. bei Durchschreiten eines
größeren Kippwinkels, kann die Rotationsschrittfrequenz größer als die Korrekturschrittfrequenz sein. Das
bedeutet, daß die Translationskoordinaten nicht vor dem jeweils nächsten Rotationsschritt korrigiert werden
können. Die Folge davon ist ein Auswandern des untersuchten Objektbereiches aus dem Beobachtungsfeld des Korpuskularstrahlgerätes. Zur Vermeidung
dieses Vorganges kann es von Vorteil sein, Mittel ■■orzusehen, durch die bei Überschreitung einer
vorgegebenen Differenz zwischen Soll- und Istwert das Steuergerät stillgelegt wird. Das Servosystem bekommt
damit die Möglichkeit, den Istwert auf den Sollwert einzustellen. Erst danach ist es wieder möglich, den
Sollwert zu verstellen und eine gewünschte Objektbewegung vorzunehmen.
Es kann ferner von Vorteil sein, die Schrittwinkel von der Vergrößerung abhängig zu wählen. Der bei einer
Rotation des Objekts auftretende Korrekturfehler ist
um so größer, je größer einerseits der Schriüwinkel und
andererseits die gewählte Vergrößerung ist. Man wird daher die Steuerung der Schrittwinkel so vornehmen,
daß sie mit steigender Vergrößerung kleiner werden. Auf diese Weise kann der resultierende Gesamtfehler
für das vom Korpuskularstrahlgerät entworfene Bild näherungsweise konstant gehalten werden.
Anhand der F i g. 2 bis 8 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
F i g. 2 zeigt einen als Kipp-Dreh-Goniometer ausgebildeten
Objekthalter eines Korpuskularstrahlgerätes, z. B. eines Elektronenmikroskops I1 dessen Strahl längs
einer Achse A verläuft, in stark vereinfachter Form. Das Goniometer G besteht aus einem stabförmigen
Objekthalter 4, in dem das Objekt 3 auf einem Drehteller 2 gelagert ist. Der Objekthalter 4 ist an dem
dem Korpuskularstrahl abgewandten Ende in einem nicht dargestellten Lager gehalten. Der Drehteller 2 ist
durch eine Transmission 8 um seine Mittelachse drehbar. Diese Drehung entspricht dem Drehwinkel φ.
Die Transmission 8 ist ein endloser Metalldraht, der durch eine Rolle 9 angetrieben ist. Die Rolle 9 wiederum
besitzt an ihrer Unterseite ein Zahnrad 10, das durch eine Spindel 11 angetrieben werden kann. Zum Antrieb
der Spindel 11 ist ein mit dem Objekthalter 4 drehsicher
verbundener Motor 12 vorgesehen; ihre Stellung ist durch ein mit diesem verbundenes Drehpotentiometer
13 abgenommen und als Istwert für den Drehwinkel φ an das in F i g. 3 gezeigte Steuergerät weitergegeben.
Der Objekthalter 4 ist seinerseits um seine Längsachse 14 kippbar. Dazu dient ein an seinem hinteren Ende
vorgesehenes Zahnrad 15, in das eine Spindel 16 eingreift. Die Spindel 16 ist ebenfalls durch einen Motor
17 angetrieben; ihre Stellung ist über ein weiteres Drehpotentiometer 18 abgegriffen und als Istwert des
Kippwinkels ψ an das Steuergerät von Fig.3 weitergegeben.
Neben der Kipp- und Drehbewegung des Objektes 3 kann dieses in x-,y- und z-Richtung bewegt werden. Die
y-Richtung verläuft dabei parallel zur Richtung der Längsachse 14 des Objekthalters 4, d. h. der Achse für
den Kippwinkel ψ. Die z-Richtung gibt die Richtung der Achse A des Elektronenmikroskops 1 an. Der Ursprung
des rechtwinkligen raumfesten Koordinatensystems x,y, ζ liegt im Schnittpunkt der Achse 14 mit der Mittelachse
des Drehtellers 2.
Der Objekthalter 4 greift mit seiner Spitze 6 in ein Lager 7 ein. Das Lager 7 befindet sich in einer Platte 19,
die in einem U-förmigen Rahmen 20 gehalten ist. Die Platte 19 kann durch einen Winkclhcbel 21 nach oben
und unten, d. h. in z-Richtung, bewegt werden. Dazu ist die Platte 19 an ihrer Hinterseitc in zwei parallel
zueinander in z-Richtung verlaufenden Längslagern 43 geführt. Der Winkelhebel 21 wird durch einen Motor 22
bewegt. Dieser dreht eine Gewindebuchse 23. In die Buchse 23 greift eine unverdrehbare Spindel 25 ein, die
in Richtung der y-Achse verläuft und auf den Winkelhebcl 21 drückt. Am Finde der Spindel 25
befindet sich wiederum ein Drchpotcntiomclcr 24, das deren Stellung und damit die z-Koordinatc des Objektes
3 abgreift und an das Steuergerät von F i g. 3 weitergibt.
Die Bewegung des Objekts in ,v-Richtung wird ähnlich
zu der Bewegung in /■ Richtung durch einen Motor 26 vorgenommen. Dieser dreht eine Spindel 28, die in eine
Gewindebuchse 27 eingreift. Die Buchse 27 sitzt fest auf einer Platte 41, die an einer Seitenfläche des Rahmens
20 anliegt. Zwischen dem Rahmen 20 und der Platte 41 sind zwei Liingslagcr 42 vorgesehen, die in y-Richlung
verlaufen. Der Rahmen 20 ist damit gegenüber der Platte 41 in dieser Richtung beweglich. Die Spindel 28
bewegt den Rahmen 20 entgegen der Wirkung von Druckfedern 29, die an der der Spindel 28 gegenüberlies
genden Seite des Rahmens 20 angeordnet sind.
Zur Bewegung des Objektes 3 in y-Richtung ist ein Motor 30 vorgesehen. Dieser dreht eine Gewindebuchse
31, in die eine unverdrehbare Spindel 32 eingreift und die auf eine Stirnfläche 33 des Rahmens 20 drückt.
ι ο Federn 34 an der der Stirnfläche 33 gegenüberliegenden
Seite des Rahmens 20, von denen eine dargestellt ist, halten diesen im Gleichgewicht. Die Stellung der
Spindeln 32 und 28 wird durch mit den Motoren 26,28 verbundene Drehpotentiometer 35 bzw. 40 abgegriffen
und an das Steuergerät von F i g. 3 als Istwert für die y- bzw. x-Koordinate des Objektes 3 weitergegeben.
F i g. 3 zeigt das Steuergerät S zur Bewegung des Objektes 3 mit drei Freiheitsgraden der Translation,
d. h. Bewegung des Objekts in Ar-, y- und z-Richtung, sowie mit zwei Freiheitsgraden der Rotation, d.h.
Kippung bzw. Drehung des Objekts um den Winkel ψ bzw. φ, in der in F i g. 2 gezeigten Weise. Der
Kippwinkel φ besitzt den Wert Null, wenn das Objekt 3 senkrecht zur Achse des Mikroskops liegt; die vor einer
Drehung um den Winkel φ gegebene Objektlage entspricht dem Drehwinkel Null.
Das Steuergerät S besitzt eine Korrektur-Elektronik K, die anhand von F i g. 6 beschrieben ist, sowie in
untereinander gleicher Weise gestaltete Einstelleinrichtungen Ex, Ey, Ez, Εψ, Εφ. Diese liefern an ihren
Ausgängen ax, ay, az, ay, ay Verstellimpulse für eine schrittweise Verschiebung des Objekts um den Wert Ax,
Ay bzw. Az in Richtung einer der Koordinatenachsen x, y und ζ sowie eine schrittweise Rotation des Objekts um
einen Winkel Ay bzw. Αφ. Die Schrittwinkel 4ψ und Αφ
sind so klein gewählt, daß die diesem Winkel entsprechende Bewegung des Objektes 3 als linear
anzusehen ist.
Der Aufbau der Einstelleinrichtungen Ex ... Εφ sei
anhand der Einstelleinrichtung Ea; verdeutlicht. Die
Einstelleinrichtung Ea- ermöglicht eine Fein- und eine
Grobverstellung des Objekts in positiver und negativer Richtung. Sie besteht aus einem Geber Gx, einer
Pulselektronik PEx, einem weiter unten beschriebener Hilfsschalter Hx sowie einem Addierglied Ax.
Der Aufbau der Elemente der Einstelleinrichtung Ex
ist anhand von Fig.4 zu erkennen. Der Geber Gt
steuert die Pulselektronik PEx. Er besteht aus cinerr Schalter mit zwei Drehknöpfen DKf, DKg, die übei
so Leitungen /+, f- bzw. g+, g- Pulsgeber PGf bzw
PGg ansteuern. Die Pulsgeber liefern bei Ansteueruni über die Leitung f+ bzw. g+ einen Impuls positive
Polarität für eine Vorwärtsbewegung des Objekts, bc Ansteuerung über die Leitung f- bzw. g- einen Impul
ss negativer Polarität für eine Rückwärtsbewegung de
Objekts.
Die Ausgangsimpulsc der Pulsgeber werden entspre chend der gewählten Vergrößerung des Mikroskop
moduliert. Im vorliegenden Fall sind drei Modulation;
do arten entsprechend drei vorgegebenen Vergrößerung:
bereichen des Mikroskops gewählt. Dazu sind jedci der Pulsgeber Pulslängenmodulatoren L 1, L 2, L 3 bz\
LA, L5, /.6 nachgeordnet, die in Abhängigkeit von d(
eingestellten Vergrößerung geschaltet sind. Die Modi
(..s latoren L\ ... 1.6 strecken einen eingehenden Impu
um den Faktor 1,4, Ib, 16,64,128.
Die Schaltung der Modulatoren IA, 1.4 bzw. 1.2, L
bzw. Λ3, /.6 erfolgt jeweils synchror. mit Hilfe vt
Relais r I1 rl, r3,denen Schließerkontakte 5 1, .92 ... 56
zugeordnet sind. Die Relais rl. r2 bzw. r3 sind dann
erregt, wenn die Vergrößerung im Bereich größter, mittlerer bzw. kleinster Vergrößerung liegt. Auf diese
Weise ist dafür gesorgt, daß die Verstellschritte des Objekts um so kleiner sind, je größer die Vergrößerung
des Mikroskops ist.
Die Ausgangsimpulse der Pulslängenmodulatoren L 1 ... L 6 werden über einen Polaritätswähler Px geführt,
an die Additionseinrichtung Ax entsprechend ihrer Polarität über Leitungen Ix+ und Ix- weitergegeben
und dort über einander gleiche elektrische Widerstände W an den Ausgang ax der Einstelleinrichtung Ex
gegeben. Der Polaritätswähler Px weist zwei Relais Rx+, Rx- auf, deren Erregerleitungen r+, r- mit den
Leitungen f+ und g+ bzw. f— und g- verbunden sind.
Die Relais schalten Schließerkontakte sx+ bzw. sx-, die zwischen den Pulslängenmodulatoren Ll ... L3
bzw. L 4... L 6 und den Leitungen Ix+, Ix- vorgesehen
sind.
Ein Beispiel möge die Wirkungsweise der Einstelleinrichtung Ex verdeutlichen. Die Vergrößerung des
Mikroskops liege im mittleren Bereich. Die Schließerkontakte 5 2 und 5 5 sind daher geschlossen. Zur
Durchführung einer Feinverstellung des Objekts in Vorwärtsrichtung wird der Drehknopf DKf aus der
Ruhelage in die andeutungsweise gezeigte Position gebracht. Er steuert damit den Pulsgeber PGf über die
Leitung f+ an. Dieser liefert einen Impuls positiver Polarität, der durch den Pulslängenmodulator L 2 um
den Faktor 4 gedehnt wird. Der Ausgangsimpuls des Pulslängenmodulators L 2 wird über die Leitung Ix+, in
der der Schließerkontakt sx+ geschlossen ist, an den Ausgang qx gegeben.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß anstelle des die beiden Drehknöpfe DKf und DKg aufweisenden
Schalters auch ein drehbarer Pulsgeberschalter verwendet werden kann, wie er als lnkrementengeber bei
Werkzeugmaschinen eingesetzt wird.
Die von den Einstelleinrichtungen Ex ... Εφ gelieferten Impulse für eine schrittweise Vor- bzw.
Rückwärtsbewegung des Objekts werden an Servosysteme
Sx, Sy, Sz, 5ψ, Sy weitergegeben. Die
Servosysteme sind untereinander gleich. Ihr Aufbau ist
in Fig. 5gezeigt.
F i g. 5 zeigt das Servosystem Sx. Es besitzt einen
Integrator Ix, einen Differenzverstärker Dx, einen Operationsverstärker Ox sowie einen Motor. Dieser
Dcwegt über ein nachgeschaltetes Getriebe das Objekt
in der gewünschten Weise. Der Motor bzw. das Getriebe des Scrvosystems entspricht den Teilen 26
bzw. 27, 28 VDii F i g. 2. Das Servosystem umfaßt ferner
das Drehpotcntiometer 40, d. h. den Istwertgeber für die x-Koordinate des Objekts. Das Ausgangssignal des
Drehpotentiometers 40 ist auf den Differenzverstärker Dx gegeben. Ferner ist es auf eine nicht dargestellte
Anzeigeeinrichtung ΛΛ/χ fürdic A--Koordinaie sowie auf
die Korrektur-Elektronik /C(Fi g. 3) geführt.
Die Wirkungsweise des Servosysienis Sx ist folgende:
Der Integrator Ix wirkt als Sollwertgeber. Er gibt eine dem Sollwert xs der .v-Koordinate entsprechende
Spannung an den Differenzverstärker Dx weiter. Auf diesen Verstärker ist ferner der Istwert xi der
.ν-Koordinate gegeben. Stimmen nun Sollwert .v.v und
Istwert xi nicht überein, so erzeugt der Differcn/ver
stärker Dx eine von Null verschiedene Ausgangsspannung.
Der Operationsverstärker Ox bewegt dann den Motor 26 solange, bis Ist- und Sollwert übereinstimmen.
d. h. an beiden Eingängen des Differenzverstärkers Dx die gleiche Spannung anliegt. Der Differenzverstärker
liefert in diesem Fall ein Ausgangssignal Null.
Das Servosystem Sx ist mit einer schaltbaren Verbindung vx des Integrators (Sollwertgeber) Ix mit
dem Drehpotentiometer 40 (Istwertgeber) versehen. Die Verbindung vx ist ein Öffnerkontakt eines Relais
Vx. Sie ist während einer Ruhezeit, d. h. dann, wenn das Objekt nicht bewegt wird, geschlossen. Der Sollwert X5
ίο ist damit stets auf den Istwert xi eingestellt. Eine
Entladung des Integrators Ix und die damit verbundene unerwünschte Veränderung des Sollwertes während
einer Ruhezeit ist damit verhindert.
Soll nun das Objekt in x-Richtung bewegt werden,
d. h. gelangt ein Verstellimpuls über die Eingangsleitung Ix auf den Integrator Ix, so wird das Relais Vx durch
einen Pulsgeber px während dessen Eigenzeit erregt. Die Verbindung vx wird damit unterbrochen. Der
Istwert xi der Objektlage kann nun verändert werden.
Die Eigenzeit des Pulsgebers px ist größer als die Zeit gewählt, die zur Umsetzung des Verstellimpulses in
einen Bewegungsschritt des Objekts erforderlich ist.
Im Servosystem Sx ist ferner eine schaltbare Verbindung vx'zwischen dem Operationsverstärker Ox
und dem Motor 26 vorhanden. Diese Verbindung ist entgegengesetzt zu der Verbindung vx geschaltet. Sie
bietet eine zusätzliche Gewähr dafür, daß die Objektlage während der Ruhezeiten durch äußere Einflüsse nicht
verändert wird. Unter diesen Einflüssen sind neben der genannten Entladung des Integrators Ix auch Änderungen
der Ausgangsleistung des Differenzverstärker Dx bzw. des Operationsverstärkers Ox infolge von inneren
Temperaturgängen zu nennen.
Die Einstelleinrichtungen Ex ... Εφ enthalten
Hilfsschalter Hx ... Ηφ mit jeweils zwei Öffnerkontakten
zwischen den Pulselektroniken PEx... ΡΕφ und den
zugeordneten Addierglicdern ,4x... Λφ. Die Hilfsschaller
dienen dazu, bei einer zu schnellen Änderung eines Sollwertes dem Eingang des Integrators des zugeordneten
Servosystems so lange zu unterbrechen, bis der Istwert dem Sollwert angeglichen ist. Für das Servosystem
Sx bedeutet das z. B. folgendes: Folgen die Verstell- bzw. Korrekturimpulse Ax, Axk zu schnell
hintereinander, d.h., ist eine Objektverstcllung in
4S x-Richtung nicht vor Auftreten des nächsten Verstcll-
bzw. Korrekturimpulses am Eingang des Integrators Av ausgeführt, so werden die beiden Öffnerkontakte /7x4
hx— des Hilfsschalters Hx betätigt. Dazu ist ein
Komparator Kox am Ausgang des Differenzverstärken
so Dx vorgesehen, der den Absolutwert des Ausgangssi
gnals dieses Verstärkers mit einer vorgegebenen fesler
Spannung vergleicht und der den Öffnerkontakten /?x4
hx— zugeordnete Relais erregt. Dies geschieht dann wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärker!
ss betragsmäßig größer oder gleich der vorgegebener Vergleichsspannung ist. Unterschreitet das Ausgangs
signal des Differenzverstärkers Dx die Vcrgleiehsspan nung, d. h., ist die Objektbewegung fast vollstänclij
ausgeführt und der Istwert xi dem Sollwert xs wiede
(.., angenähert, so fallen die den Öffnerkontakten zugeord
noten Relais ab; die Kontakte werden geschlossen, ein Verstellung des Sollwertes xsist dann wieder möglich.
F.s sei an dieser Stelle erwähnt, daß mit HiHe de Komparator ff ox auch eine Sicherung gegen zu groß
(.., Schrittweiten gegeben ist. Bei diesen liegt da Ausgangssignal des Differenzverstärker ebenfalls übe
einem vorgegebenen Wert. Auch in diesem Fall wird di F.ingani; des Sollwertgebers Av unterbrochen, ei 11 /
großer Verstellschritt kann daher nicht durchgeführt werden.
Bei einer definierten Bewegung des Objekts wandert der betrachtete Objektpunkt gegenüber dem Auftreffpunkt
des Elektronenstrahls aus. Darüber hinaus kann er sich bei einer Kippung oder Drehung bzw. im
gekippten Zustand bei einer Bewegung in ^-Richtung in seiner Lage hinsichtlich des Brennpunktes der Objektivlinse
verändern. Das Bild auf dem Leuchtschirm des Elektronenmikroskops gibt dann nicht mehr denselben
Objektausschnitt wie vorher wieder und ändert sich darüber hinaus in seiner Schärfe. Zur Vermeidung dieser
unerwünschten Erscheinungen ist das Steuergerät 5 mit einer Korrektur-Elektronik K versehen, die eine
Korrekturbewegung des Objekts noch vor dem nächsten Bewegungsschritt veranlaßt.
Die in Fig.3 schematisch gezeigte Korrektur-Elektronik
K für das Kipp-Dreh-Goniometer G von F i g. 2 ist in F i g. 6 dargestellt. Sie weist Multiplikationsglieder
60 ... 63 sowie Pulsmultiplizierer 77, 70 ... 74 auf, die in der dargestellten Weise geschaltet sind. In die
Korrektur-Elektronik K sind die Istwerte xi,yi, zi, ψ/der
Translationskoordinaten λ\ y und ζ bzw. des Kippwinkels
φ über Leitungen 51 ... 54 eingegeben (vgl. F i g. 3). Ferner werden die Impulse zur Kippung und Drehung
des Objekts um einen Winkelschritt A\\i bzw. Αφ sowie
zur Bewegung um einen Schritt Ax entsprechend ihrer Polarität über Leitungen 75 + , 75-, 76 + , 76-, 55 + ,
55- in die Elektronik K eingegeben. Die Plus-Zeichen an den Leitungen symbolisieren eine Vorwärtsbewegung,
die Minus-Zeichen eine Rückwärtsbewegung des Objekts.
Die Elektronik weist ferner Rechenglieder Rs, Rc, Rt auf, in die der Istwert ψ; des Kippwinkels ψ eingegeben
ist. Die Rechenglieder bilden die trigonometrischen Funktionen Sinus, Cosinus und Tangens dieses Winkels.
Die trigonometrischen Funktionen können im Bereich zwischen ±45° durch folgende Näherungen
ausreichend genau ersetzt werden:
sin(v) = ν-0,16
cos)!/·) = I -0,48 ■
tan(v) = ψ + 0,43
cos)!/·) = I -0,48 ■
tan(v) = ψ + 0,43
(7)
(8)
(9)
(8)
(9)
Der Winkel ψ erscheint im Bogenmaß.
Ausgehend von den Gleichungen (7) bis (9) sind innerhalb f!cr Korrektur-Elektronik von Fig. 3 Multiplikationsglieder
Q und Ku vorgesehen, die in der dargestellten Weise mit der Eingangsleitung 54 für den
aktuellen Wert des Kippwinkels ψ verbunden sind. Das Multiplikationsglied Q berechnet das Quadrat, das
Multiplikationsglied Ku die dritte Potenz des Kippwinkels ip. Zur Berechnung des Sinus des Kippwinkels ψ ist
der Ausgang des Multiplikationsgliedes Ku mit dem Wert 0,1b multipliziert — das dafür vorgesehene
Multiplikationsglied ist mit 113 bezeichnet — und auf
den Subtraktionseingang eines Subtraktionsgliedcs 111 gegeben. Der andere Eingang dieses Gliedes steht mit
der Leitung 54 in direkter Verbindung. Am Ausgang dieses Gliedes ergibt sich eine Spannung, die dem Sinus
des Kippwinkels ψ entspricht.
Das Rcchenglied Rc ist ähnlich dem Rechenglied Rs
aufgebaut. Es besteht aus einem Subtraktionsglied 110, auf dessen Subtraktionseingang das mit dem Faktor 0,48
multiplizierte Ausgangssignal des Multiplikationsglicdes O - das dafür verwendete Miiltiplikationsglied ist
mit 114 bezeichnet — gegeben ist. An dem anderen
Eingang des Subtraktionsgliedes 110 liegt eine Einheitsspannung an. Die dafür verwendete Spannungsquelle
trägt das Bezugszeichen 115.
Das Rechenglied Rt für den Tangens des Kippwinkels
ψ besteht aus einem Additionsglied 112, auf das die den-Kippwinkel
ψ entsprechende Spannung und das mil dem Faktor 0,43 multiplizierte Ausgangssignal des
Multiplikationsgliedes Ku — die hierfür verwendete Multiplikationseinrichtung ist durch die Zahl 11t
gekennzeichnet — gegeben sind. Eine dem Tangens de; Kippwinkels entsprechende Spannung liegt am Aus
gang der Summationseinrichtung 117 vor.
Die Wirkungsweise der Korrektur-Elektronik se zunächst anhand einer Vorwärtsdrehung des Objekt·
um den Winkel Δφ verdeutlicht. Der Winkelschritt Aq
macht eine Korrekturbewegung des Objekts ir .«■-Richtung um den Schritt Axk = Aq>
■ y ■ cos ψ erforderlich (vgl. die eingangs genannte Gleichung [4]). Dazt
wird der dem Winkelschritt Δφ entsprechende Impuk
über die Leitung 75+ an den Pulsmultiplizierer 7C gegeben. In diesen ist ferner eine Spannung eingegeben
die dem Ausdruck y ■ cos ψ proportional ist. Dazu isi
der Istwert der y-Koordir.ate sowie der Cosinus de; Kippwinkels ψ in das Multiplikationsglied 60 gegeben
Der Pulsmultiplizierer 70 erzeugt dann einen Span nungsimpuls, der dem Ausdruck Δφ ■ y ■ cos ψ ent
spricht. Dieser Impuls ist auf ein Additionsglied Ax gegeben, dessen Ausgangssignal über eine Leitung 8C
auf die Additionseinrichtung Ax (Fig. 3 und 4) unc damit auf den Integrator des Servosystems Sx gegeber
ist. Das Servosystem Sx führt eine Lageänderung de< Objekts um den Wert Axk durch.
Die dem Drehwinkel Δφ entsprechende Korrektui
der y-Koordinate um den Wen
Ayk = -Δφ ■ (χ ■ cosip + * ■ sin ψ) (vgl. Gleichung [5J
wird entsprechend durchgeführt. Dazu ist der deir Wmkelschritt Δφ entsprechende Impuls auf der
Pulsmultiplizierer 72 gegeben. Dieser ist ferner mit einei Spannung beaufschlagt, die dem Ausdruck
x- cosip +z- simp entspricht. Diese Spannung wire
mit Hilfe der Multiplikationsglieder 62 und 63 erzeugt In das Multiplikationsglied 62 ist dabei der Istwert dei
x-Koordinate und der Cosinus des Kippwinkels ψ. in da: Multiplikationsglied 63 der Istwert der z-Koordinate
sowie der Sinus des Kippwinkels ψ eingegeben. Die Ausgänge der Multiplikationsglieder 62, 63 sind auf ein
Summationsglied /^'gegeben, dessen Ausgang mit dem Pulsmultiplizierer 72 verbunden ist. Der Ausgang des
Pulsmultipli/.icrcrs 72 liefert einen Korrekturimpuls der
Lange Ayk über eine Leitung 81 an die Additionscinrichlung
Ay und damit an das Servosystem Sy für die y-Verstellung (vgl. F ig. 3,4).
Um bei einer Drehung um den Winkel Αφ eine
Scharfeändcrung des Mikroskopbildes zu vermeiden wird ferner ein Korrekturschritt Azk des Objekts in
^-Richtung der Größe Δφ ■ y ■ sin φ (vgl. Gleichung [6]]
veranlaßt. Dazu ist der Impuls für den Drehwinkel Aq.
auf den Pulsmultiplizierer 74 gegeben, an dem eine Spannung ansteht, die dem Ausdruck y ■ sin ψ proportional
ist. Diese Spannung wird in dem Multiplikationsglied 61 erzeugt. Der Ausgang des Pulsmultiplizierers 74
ist aur ein Additionsglied /^'gegeben. Dieses steht über
eine Leitung 82 mit der Additionseinrichtung A/. vor
dem Servosystem S/. für die z-Verstcllung in Verbindung
(vgl. F ig. 3); damit wird das Objekt um Azk
bewegt.
Bei einer Kippung des Objekts um den Winkel Δ·ψ
werden entsprechend den ein£>an„>
irnnannicn Glei-
chungen (4) bis (6) Korrekturbewegungen in χ- und z-Richtung durchgeführt. Zur Korrektur in x-Richtung
wird eine Spannung, die dem Ausdruck — Δ'ψ · ζ proportional ist, an das Additionsgüed Ax' gegeben.
Diese Spannung wird durch den Pulsmultiplizierer 71 erzeugt, in den der Momentanwert der z-Koordinate
sowie der Impuls für die Kippung um den Winkel Δ'ψ gegeben werden. Zur Korrektur in z-Richtung wird ein
Signal auf die Additionseinrichtung Az gegeben, das dem Ausdruck Δ'ψ ■ χ entspricht. Dieses Signal wird in
dem Pulsmultiplizierer 73 erzeugt, in den der impuls für die Winkeländerung um Δ·ψ sowie eine Spannung
eingegeben wird, die dem Istwert xientspricht.
Wird das gekippte Präparat in x-Richtung um einen Betrag Δχ bewegt, so ändert sich, wie erwähnt, die
Schärfe des Bildes des Elektronenmikroskops. Der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls liegt in diesem Fall
nicht mehr in der Ebene des als flächenhaft angenommenen Objekts. Um eine derartige Schärfeänderung zu
vermeiden, ist innerhalb der Korrektur-Elektronik von F i g. 6 der Pulsmultiplizierer 77 vorgesehen, in den der
Impuls für die Translationsbewegung Δχ sowie der Tangens des Kippwinkels ψ gegeben werden. Das
Ausgangssignal des Pulsmultiplizierers 77 ist auf das Summationsglied Az' gegeben. Die Korrektur-Elektronik
veranlaßt in diesem Fall eine Translationsbewegung des Objekts in z-Richtung um den Wert Δχ ■ tan ψ und
kompensiert damit die Schärfeänderung infolge des Translationsschrittes Δχ.
Häufig kommt es vor, daß die Kippachse — sie trägt in F i g. 2 das Bezugszeichen 14 — sich nicht mit der
Drehachse des Objekts — in Fig.2 senkrecht zum
Drehteller 2 — schneidet. Die Abweichung der beiden Achsen kann dadurch ausgeglichen werden, daß in dem
Korrekturschritt für die y-Richtung (entsprechend Gleichung [5]) ein zusätzlicher Term aufgenommen
wird, der dem Ausdruck — Δψ ■ dA entspricht. Der
Wert dA ist dabei gleich dem Abstand der beiden Achsen voneinander. Dieser Term wird in der
Korrektur-Elektronik K mit Hilfe eines einstellbaren Widerstandes 120 erzeugt, an dem eine konstante
Spannung anliegt und der mit dem Additionsgüed Ay'in Verbindung steht.
Fig.7 zeigt einen Pulsmultiplizierer, wie er in der
Korrektur-Elektronik K Verwendung findet (Elemente 70... 74,77). Er besteht im wesentlichen aus zwei Relais
83, 84, die Schließerkontakte 85, 86 in elektrischen Leitungen 87, 88 betätigen. Die Leitungen 87, 88 bilden
Verzweigungen einer Leitung 89, die den Eingang e mit
dem Ausgang ,(des Pulsmultiplizierers verbindet. In der
Leitung 87 ist ferner ein Invertierglied 90 vorgesehen.
Mit Hilfe des Pulsmultiplizierers kann ein Impuls />
erzeugt werden, der nach Länge und Höhe veränderlich ist. Die Länge des Impulses ρ ist durch die Länge τ eines
Impulses ;' bestimmt, der auf das Relais 83 bzw. S4 gegeben wird. Die Höhe des Impulses ρ ist durch die
Größe der am Eingang e anstehenden Spannung Uc festgelegt. Der Impuls ρ mit der Pulsflächc Uc · r steht
am Ausgang :i an. Die Polarität des Impulses ρ ist
dadurch bestimmt, daß der Impuls / entweder auf das Relais 84 (p besitzt dann positive Polarität) bzw. das
Relais 83 gegeben wird; in dem zuletzt genannten Fall besitzt der Impuls ρ negative Polarität.
Zwei Beispiele mögen die Wirkungsweise des Pulsmultiplizierers von F i g. 7 verdeutlichen.
Es sei zunächst der Pulsmultiplizierer 70 (F i g. b)
betrachtet. Dieser liefert bei Durchführen eines Winkelschrittcs \±)Δψ einen Korrekturimpuls der
Größe {±)Δψ ■ y · cos ψ. Die dem Wert y-cosip
entsprechende Spannung liegt an seinem Eingang an; sie ist durch das Multipiikationsglied 60 gegeben. Der
dem Winkelschritt (±)4φ entsprechende Impuls ist auf
das dem Relais 84 (83) entsprechende Relais des Pulsmultiplizierers 70 gegeben. Am Ausgang steht dann
der genannte Korrekturimpuls an.
Der Pulsmultiplizierer 71 liefert bei einem Winkelschritt der Größe (±)Αψ einen Korrekturimpuls der
ic Größe( + )Z· Δ'ψ. Dazu ist, wie in F i g. 6 dargestellt, die
dem Istwert der z-Koordinate entsprechende Spannung auf den Eingang und der dem Winkelschritt (±>4ψ
entsprechende Impuls auf das dem Relais 83 (84) von F i g. 7 entsprechende Relais des Pulsmultiplizierers 71
gegeben. Der Korrekturimpuls mit der Größe (T)Z- Δ'ψ steht am Ausgang des Pulsmultiplizierers 71
an.
Eine Korrektur-Elektronik K' für ein Doppelkipp-Goniometer,
das der Korrektur-Elektronik K von F i g. 6 entspricht, ist in F i g. 8 gezeigt. Das zugehörige
Steuergerät ist entsprechend dem Steuergerät von F i g. 3 aufgebaut. Es besitzt im Falle des Doppelkipp-Goniometers
Einstelleinrichtungen zur Bewegung des Objekts in x-, y-, z-Richtung mit Schrittweiten von Δχ,
ι s Ay, Δζ sowie zur Kippung des Objekts um Winkelschritte
Δοί und Δβ. Die den Bewegungsschritten entsprechenden
Impulse sind auf Servosysteme gegeben, die den Einstelleinrichtungen zugeordnet sind. Die Servosysteme
entsprechen den Servosystemen Sa ... Sq> von
F i g. 3.
Die Korrektur-Elektronik K'des Doppelkipp-Goniometers
besitzt Pulsmultiplizierer 91 ... 97, Multiplikationsglieder 98 ... 100 sowie ein Divisionsglied 101. Die
Eingangsgrößen der Korrektur-Elektronik /('sind die
xs Istwerte der x-,y-und z-Koordinaten, der Kippwinkel <x,
β sowie die Impulse für die Bewegungsschritte Δχ, Ay,
Διχ,Δβ.
Rechenglicder Rs', Rc', Rt' bilden entsprechend den Rechengliedern von Fig.3 die trigonometrischen
Funktionen Sinus, Cosinus und Tangens des Kippwinkels ß. Der in den eingangs genannten Gleichungen (1)
bis (3) erscheinende Tangens des Kippwinkels « ist näherungsweise durch den Ausdruck 1,1 · α angenähert;
der Winkel α ist dazu über einen Vervielfacher 130 in die Korrektur-Elektronik K' eingegeben. Diese
vereinfachende Annahme gilt in einem Bereich des Winkels α von ±45° mit hinreichender Genauigkeit.
Die Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 8 ist folgende: Bei einer Kippung des Objekts um den Winkel
so Διχ liefert der Pulsmultiplizierer 96 einen Korrekturschritt
in x-Richtung der Größe — An. ■ y ■ sin/?, der
Pulsmultiplizierer 95 einen Korrekturschritt der Größe -zl(x · y ■ 1.1 · ix für eine Korrektur Ayt in y-Richtung
und der Pulsmultiplizierer 94 einen Korrekturschriu
^s von Azt = — Aoi-y-cos β in z-Richtung (vgl. die
eingangs genannten Gleichungen [1] bis [3]).
Bei einer Kippbewegung des Objekts um den Winke aß werden ebenfalls Korrekturschrittc erzeugt. Ent
sprechend den Gleichungen (1) bis (3) sind dies Schritt«
do in A- und z-Richtung. Der Schritt axt in x-Richtung is
gleich Δβ ■ /.; er liegt am Ausgang des Pulsmultiplizk·
rers 97 vor. Der Schritt Art in z-Richtung besitzt di
Grolle -Δβ ■ χ und wird durch den Pulsmultiplizierc
93 gebildet.
<>s Auch bei einem Doppelkipp-Gonionietei1 kann es ht
einem Translationsschritt zu einer Auswanderung de untersuchten Objektberciches aus dem Auftrcffpunl·
des Elektronenstrahls kommen. Der untersuchte O\
jßktbereich kann da-iit aus dem Gesichtsfeld des
Mikroskops verschwinden. Darüber hinaus kanu eine Schärfeänderung des Bildes eintreten. Zur Vermeidung
derartiger Erscheinungen liefert der Pulsmultiplizierer 92 bei einem Translationsschritt Ax einen Korrekturwert
Azk von Ax ■ tan β und der Pulsmultiplizierer 91 im
Falle eines Translationsschrittes Ay ebenfalls einen Korrekturschriu Az^ in z-Richtung; dieser Korrekturschri'.t
ist dem Ausdruck -Ay ■ 1,1 · «/cos β gleich.
Zur Kompensation des Achsenversatzes, d.h. einer nicht vorhandenen Überschneidung der Rotationsachsen
für die Kippwinkel <x und ß, ist wieder ein Korrekturelement 120 entsprechend F i g. 6 vorgesehen.
In Verbindung mit dem PulsmuHiplizierer 95 liefert dei
Widerstand 120 einen Korrekturschritt uyk in y-Rivh
tung der Größe -Δλ ■ dA in /Richtung; d.A ist dabc
wieder der Abstand der beiden Achsen voneinander.
Die Korrekturschritte «/erden an ein nicht dargestell tes Steuergerät weitergegeben, das entsprechend Fig.;
aufgebaut ist und das eine schrittweise Verstellung de Objekts in x-, y-, z-Richtung sowie eine Kippung um dei
Winkel α bzw. β ermöglicht.
Die Anwendung der Erfindung kommt neben den dargestellten Elektronenmikroskop z. B. auch be
lonenmikroskopen sowie bei elektronen- und ionenop tischen Bestrahlungsgeräten in Frage.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
- Patentansprüche:I. Korpuskularstrahlgerät mit einem C uhalter (Goniometer), der mindestens zwei Frt...eitsgrade der Translation und mindestens einen Freiheitsgrad der Rotation hat, und einem Steuergerät, das bei einer Rotation des Objekthalters dessen Translationskoordinaten selbsttätig derart korrigiert, daß ein bestimmter Objektpunkt seine Lage im Gerät beibehält, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Rotationsbewegung schrittweise mit so kleinen Schrittwinkeln (acc, Δβ, Διρ, Δφ) erfolgt, daß die einem Schriuwinkel entsprechende Translationsbewegung des Objektpunktes als geradlinig anzusehen ist, daß die Steuerung zur Korrektur der Translationskoordinaten (x, y, z) ebenfalls schrittweise vor dem nächsten Rotationsschritt erfolgt und daß die Schrittweiten (Δχ^ Δyk, Δζι) zur Korrektur der Translationskoordinaten linear abhängig von deren Momentanwerten und dem Rotationsschrittwinkel gewählt sind.
- 2. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuergerät (S) und dem Objekthalter (4) ein Servosystem (Sx, Sy, Sz, Sy>, 5qp) vorgesehen ist, das aus einem Sollwertgeber, einem Regelverstärker (Dx ... Dq>), einem Gleichstrommotor (26, 30, 22, 17, 12) und einem mit dem Objekthalter gekoppelten Istwertgeber (40,35,24,18,13) besteht, der die Ist-Koordinaten des Objekthalters zum Regelverstärker zurückführt.
- 3. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (S) in seinem Ausgangsteil einen Integrator (Ix, Iy, Ix, hp, Ιψ) enthält, der die Soll-Koordinaten speichert.
- 4. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Istwertgeber und dem Integrator eine schaltbare Verbindung (vx, vy, vz, νψ, νφ) vorgesehen ist, bei deren Schließung der Inhalt des Integrators (Ix ... /φ) auf die Ausgangsgrößen des Istwertgebers (40, 35, 24, 18,13) festgelegt ist.
- 5. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel, durch die bei Überschreitung einer vorgegebenen Differenz zwischen Soll- und Istwert das Steuergerät stillgelegt wird.
- 6. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittwinkel und Schrittweiten von der Vergrößerung abhängig sind.
Priority Applications (5)
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