DE69310630T2

DE69310630T2 - Beobachtung von Phaseninformation und Interferenzvorrichtung dafür

Info

Publication number: DE69310630T2
Application number: DE69310630T
Authority: DE
Inventors: Junji Endo; Qing Xin Ru; Akira Tonomura
Original assignee: Hitachi Ltd; Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2013-08-12
Also published as: EP0583162A1; JP3285157B2; JPH0728000A; DE69310630D1; US5446589A; EP0583162B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Beobachten von Phaseninformationen und eine Interferenzvorrichtung hierfür, und insbesondere ein Verfahren zum Beobachten von Phaseninformationen unter Verwendung von Wellen mit schwer aufzuspaltender Amplitude wie beispielsweise Elektronenstrahlen und eine Interferenzvorrichtung zum Beobachten der Phaseninformationen.
Bisher war zum Beobachten des Bildes eines sehr kleinen Phasenobjekts die Elektronenstrahlholographie bekannt und wurde verwendet. Das Prinzip wird nachfolgend kurz unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Wie gezeigt, tritt eine ebene Elektronenwelle mit hoher Kohärenz entlang der optischen Achse, an deren einer Seite eine Probe 2 angeordnet ist, ein. Die Elektronenwelle durchläuft die Probe 2, so daß die Wellenfront in eine von der Probe 2 modulierte Objektwelle und eine Referenzwelle, die nicht durch die Probe 2 läuft, getrennt werden kann. Diese Wellen werden anschließend durch ein Elektronenobjektiv 3 fokussiert, um ein Bild auf einer dazwischen geordneten Bildformationsfläche 5 zu erzeugen. Wenn ein Elektronenbiprisma 4 zwischen dem Objektiv 3 und der zwischengeschalteten Bildformationsfläche 5 vorgesehen ist, wird die Objektwelle, die an einer Seite eines zentral angeordneten Filaments läuft, und die Referenzwelle an der anderen Seite über die optische Achse gebogen und einander auf der Bildformationsfläche 5 überlagert, so daß sie Interferenzstreifen bilden, welche anschließend durch eine Elektronenlinse 6 vergrößert werden, um sie auf einem fotografischen Film aufzuzeichnen, wodurch ein Hologramm 7 erzeugt wird. Auf dem auf diese Weise herstellten Hologramm 7 wird die Phase der mittels der Elektronenlinsen räumlich vergrößerten Objektwelle in Form einer Interferenzstreifenversetzung aufgezeichnet. Die aufgezeichnete Phase der Objektwelle kann beispielsweise durch die Interferenz zwischen den Wellenfronten eines optisch rekonstruierten Hologramms 7 und ebenen Wellen gemessen werden. Alternativ kann das Elektronenstrahlhologramm zum Auslesen digitalisiert werden, so daß die Phase der aufgezeichneten Objektwelle durch rechnerisches Transformieren der Auslesedaten gemessen werden kann.
Wie in Fig. 4 gezeigt, kann ein anderes Hologramm durch Verwendung dreier Kristalle 11, 12 und 13 erzielt werden. Ein einfallender Elektronenstrahl 11 wird mittels des Kristalls 11 gebeugt, um ihn in eine positive Beugungswelle erster Ordnung und eine negative Beugungswelle erster Ordnung durch Amplitudentrennung zu trennen. Diese positiven und negativen Beugungswellen erster Ordnung werden anschließend einer negativen und positiven Beugung erster Ordnung durch den Kristall 12 unterworfen, so daß eine der gebeugten Wellen auf den Kristall 13 durch eine Probe 2 fällt und die andere auf den Kristall 13 durch ein Vakuum trifft. Anschließend werden sie erneut einer - und + - Beugung erster Ordnung unterworfen, laufen durch die Elektronenlinsen 13 und interferieren auf einer Beobachtungsoberfläche 15 in überlagerter Weise, wodurch ein Hologramm gebildet wird.
Die Elektronenstrahlholographie gemäß Fig. 3, die auf einer Wellenfronttrennung beruht, besitzt breite praktische Anwendung, birgt jedoch einige Probleme. Da das Interferenzstreifenmuster selbst keine direkte Darstellung der Phasenverteilung einer Probe liefert, ist es nötig, die gleichphasige Verteilung der Probe von dem Interferenzstreifenmuster entweder durch optische Techniken oder rechnerisch zu rekonstruieren. Um eine Wellenfronttrennung zu erzielen ist es also erforderlich eine Elektronenstrahlquelle mit hoher Kohärenz zu verwenden. Ferner ist es erforderlich einen Vakuumbereich, durch welchen die Referenzwellen laufen, unmittelbar benachbart zur Position der zu beobachtenden Probe zu schaffen. Jedoch haben nicht wenige Proben unscharfe Profile; mit anderen Worten sind diese für eine ideale Messung nicht gut geeignet.
Die Amplitudentrennungstechnik gemäß Fig. 4 besitzt kaum praktische Anwendung, teilweise deshalb, da es schwierig ist, irgendeinen reinen Kristall zu erhalten, der sich wie theoretisch erwartet verhält, und teilweise deshalb, da es sehr schwierig ist eine kristallographische Orientierung zu erreichen.
Aus dem Artikel von G.Ade in Optik 66(1) 1983, Seiten 35-56 ist eine Vorrichtung für die elektronenmikroskopische Fourier-Holographie bekannt, welche drei Linsensysteme und einen einzelnen Streufilm umfaßt, um ein Hologramm einer Probe zu erzeugen.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf die oben genannten Situationen ist es ein erstes Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Beobachten von Phaseninformationen unter Verwendung von Elektronenstrahlen mit mittels einem Halbspiegel schwierig zu trennender Amplitude und eine Interferenzvorrichtung zum Beobachten von Phaseninformationen zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird das oben genannte Ziel mittels eines Verfahrens zum Beobachten von Phaseninformationen wie in Anspruch 1 angegeben erreicht.
In diesem Fall ist es wünschenswert, daß die Probe an einer Position angeordnet wird, wo eine geradlinig durch den Streufilm auf der Einfallseite laufende Wellenkomponente konvergiert, und beide Interferenzmuster an einer Position detektiert werden, die bezüglich der Anordnung der Probe bezüglich eines zweiten Linsensystems korrespondierend koordiniert ist.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Interferenzvorrichtung für die Phaseninformation einer Probe in Form von Interferenzstreifen angegeben, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
Zwei Streufilme, die in der Lage sind, einfallende Wellen zufallsbedingt zu streuen,
ein erstes Linsensystem, das zwischen den beiden Streufilmen angeordnet ist, um ein Bild des einen Streufilms auf dem anderen Streufilm zu erzeugen,
ein zweites Linsensystem, um auf einer Beobachtungsfläche das Bild einer Probe zu bilden, die in einer Position zwischen den beiden Streufilmen angeordnet ist, in der eine durch einen Streufilm gerade durchgehende Komponente durch das erste Linsensystem oder einen Teil davon gebündelt wird, und
eine Einrichtung zum Aufzeichnen eines Interferenzmusters, das auf der Beobachtungsfläche gebildet wird.
Wenn Elektronenstrahlen als einfallende Wellen verwendet werden, ist es wünschenswert, daß amorphe Filme als Streufilme verwendet werden.
Gemäß der Erfindung, bei der zwei Streufilme, die in der Lage sind, einfallende Wellen zufallsbedingt zu streuen, mit einer zwischen diesen angeordneten Probe korrespondierend koordiniert sind, wird ein erster Interferenzmuster, das sich aus durch beide Streufilme laufenden Wellen ergibt, detektiert, ein zweites Interferenzmuster wird detektiert, während die Probe zwischen den Filmen entfernt ist und bei Bedingungen, die den oben genannten ähnlich sind, und die Differenz zwischen den detektierten Interferenzmustern oder die Summe oder das Produkt davon wird berechnet, so daß die gleichphasigen Streifen der Probe direkt beobachtet werden können.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden im Detail offensichtlich und ergeben sich im Detail anhand der Beschreibung.
Die Erfindung umfaßt die Konstruktionsmerkmale, die Kombinationen von Elementen, und die Anordnung von Teilen, was in der nachfolgenden Konstruktion veranschaulicht wird, und der Erfindungsgedanke wird in den Ansprüchen angegeben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Prinzips der erfindungsgemäßen Überwachung von Phaseninformation.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht eines modifizierten Beispiels.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Prinzips einer konventionellen Elektronenstrahlholographie unter Verwendung von Elektronenbiprismen.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Prinzips einer konventionellen Elektronenstrahlholographie, die durch Amplitudentrennung unter Verwendung von Kristallen erzielt wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden wir nun das erfindungsgemäße Verfahren zum Beobachten von Phaseninformation und die Interferenzvorrichtung zum Beobachten von Phaseninformation erläutern.
Auch gegenwärtig ist eine Elektronenbiprisma zur Erzeugung von Elektronenstrahlinterferenzstreifen unerläßlich. Bei der Erfindung jedoch schlagen wir vor, Interferenzstreifen durch Verwendung zweier amorpher Filme anstelle von oder ohne Rückgriff auf derartige Elektronenprismen zu erzeugen. Ein amorpher Film wird verwendet, um einen Elektronenstrahl in Objekt- und Referenzwellen zu trennen, und der andere wird verwendet, um diese beiden (Objekt- und Referenz-) Wellen zur Interferenz wieder zusammenzuführen. Genauer ist die Objektwelle eine Komponente, die mittels des ersten amorphen Films gestreut wird und anschließend geradlinig durch den zweiten amorphen Film läuft, wohingegen die Referenzwelle eine Komponente ist, die geradlinig durch den ersten amorphen Film geht und anschließend mittels des zweiten amorphen Films gestreut wird. Linsen zusammen mit der Probe sind an geeigneten Positionen zwischen dem ersten und zweiten amorphen Film angeordnet, wobei die gleichphasige Streuung der Probe direkt beobachtet werden kann.
In der folgenden Beschreibung werden wir das Prinzip der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 erläutern. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden die amorphen Streufilme A1 und A2 zusammen mit drei Elektronenlinsen B1, B2 und B3 verwendet, von denen jede eine Brennweite f besitzt. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist die Elektronenlinse B1 hinter dem amorphen Film A1 und mit eine Entfernung f von diesem angeordnet, und die Probe ist in der hinteren Fokalfläche derselben angeordnet. In gleicher Weise ist die Elektronenlinse B2 hinter der Probe und in einer Entfernung f von dieser angeordnet, und der amorphe Film A2 ist in der hinteren Fokalfläche derselben lokalisiert. In ähnlicher Weise ist die Elektronenlinse B3 hinter dem amorphen Film A2 und in einer Distanz f von diesem angeordnet, und die Beobachtungsfläche C ist durch die hintere Fokalfläche der Elektronenlinse B3 definiert. Die amorphen Filme A1 und A2 sind deshalb miteinander konjugiert koordiniert, und die Beobachtungsfläche C stellt eine Fläche dar, auf welcher das Bild der Probe erzeugt wird.
Bei dieser Anordnung sei nun angenommen, daß ein einfallender Elektronenstrahl 1 auf den amorphen Film A1 trifft. Die Komponente des Strahls, die geradlinig durch den Film A1 ohne gestreut zu werden läuft, wird durch die Elektronenlinse B1 auf eine Punkt (Referenzpunkt) auf der Probenoberfläche gebündelt. Anschließend divergiert diese Komponente erneut mit der Phase dieses Punktes, gelangt zum amorphen Film A2, der auf der Bildfläche des amorphen Films A1 liegt, wo sie in alle Richtungen gestreut wird, und wird mittels der Elektronenlinse B3 auf der Observationsfläche C, die die Bildfläche der Probe 2 ist, zusammen zurückgebracht. Diese Komponente wird zur Referenzwelle. Die Komponente, die auf den amorphen Film A1 trifft und in alle Richtungen gestreut wird, wird durch die Elektronenlinse B1 auf die Probenoberfläche zurückgebracht, gelangt zur Elektronenlinse B2 mit der Phasenverteilungsinformation der Probe 2, wo sie auf den amorphen Film A2 gebündelt wird, läuft geradlinig durch den Film A2 und wird mittels der Elektronenlinse B3 auf die Beobachtungsfläche C zusammen zurückgebracht. Diese Komponente wird zu einer Objektwelle. Eine Unterkomponente, die gerade durch beide amorphen Filme A1 und A2 läuft, konvergiert auf einen Punkt auf der Beobachtungsfläche, wie durch die durchgezogene Linie angegeben. Eine weitere Unterkomponente, die von beiden amorphen Filmen A1 und A2 gestreut wird, kann infolge ihrer geringen Intensität vernachlässigt werden.
Die oben genannten Referenz- und Objektwellen interferieren auf der Beobachtungsfläche C, so daß ein Zufallsinterferenzmuster - bei welchem eine Phasendifferenz jedes Punktes auf der Probe bezüglich der Phase des Referenzpunktes durch eine Zufallsphasenverteilung hervorgerufen durch die amorphen Filme A1 und A2 moduliert wird - auf der Beobachtungsfläche C auftritt, und anschließend aufgezeichnet wird.
Anschließend wird die Probe 2 aus den Strahlenbündeln entfernt (es ist festzuhalten, daß im Falle von beobachteten dynamischen Änderungen der Probe 2 dies nach dem Auftreten solcher Änderungen zu erfolgen hat), ein phaseninformationsfreies Interferenzmuster der Probe 2, nämlich ein Zufallsinterferenzmuster bestehend nur aus einer Zufallsphasenverteilung, entstanden durch die amorphen Filme A1 und A2, wird unter den gleichen Bedingungen wie oben genannt aufgezeichnet, und durch Berechnung wird die Differenz zwischen diesem Zufallsinterferenzmuster und dem ermittelten Zufallsinterferenzmuster der Probe 2, als sich diese im Strahlenbündel befand, ermittelt, oder die Summe oder das Produkt davon.
Nachfolgend werden wir kurz die mathematischen Glieder betrachten. Für eine Wellenfrontänderung infolge des amorphen Films A1 gilt
exp (iφ&sub1;) ÷ 1 + iφ&sub1; (Filmdicke gering oder φi « 1)
Für eine Wellenfrontänderung infolge des amorphen Films A2 gilt
exp (iφ&sub2;) ÷ 1 + iφ&sub2; (Filmdicke gering, oder φ&sub2; « 1)
Für eine Wellenfrontänderung durch die Probe 2 gilt
exp (iφ&sub0;)
φ0,φ1 und φ2 stellen hier jeweils eine Funktion der Koordinaten (x, y) vertikal zur optischen Achse dar. Ferner gilt
F[φ&sub1;] = a&sub1; exp (iα&sub1;)
F[φ&sub2;] = a&sub2; exp (iα&sub2;)
F[exp (iφ&sub0;)] = Φ
wobei F eine Fouriertransformation ist.
Wird der einfallende Elektronenstrahl mit 1 gekennzeichnet, gilt
1 + iφ&sub1;
genau nach der Oberfläche des amorphen Films 1;
δ + ia&sub1; exp (iα&sub1;)
genau vor der Oberfläche der Probe 2;
δ exp (iφ&sub0; (0, 0)) + ia&sub1; exp (iα&sub1;) exp (iφ&sub0;)
genau nach der Oberfläche der Probe 2;
exp (iφ&sub0; (0, 0)) + iφi*Φ
genau vor der Oberfläche des amorphen Films A2;
{exp (iφ&sub0; (0, 0)) + iφi*Φ} (1 + iφ&sub2;)
genau nach der Oberfläche des amorphem Films A2; und
{δ exp (iφ&sub0; (0, 0)) + ia&sub1; exp (i(α&sub1;) exp (iφ&sub0;)} * {δ + ia&sub2; exp (iα&sub2;) } = δ exp (iφ&sub0; (0, 0)) + ia&sub1; exp (i(α&sub1; + φ&sub0;)) + ia&sub2; exp (i(α&sub2; + φ&sub0; (0, 0))) - {a&sub1; exp (i(α&sub1; + φ&sub0;))} * {a&sub2; exp (iα&sub2;)}
auf der Beobachtungsfläche C (die Wellenfunktion). Hier stellt δ exp (iφ&sub0; (0, 0)) den Mittelpunkt dar und kann so vernachlässigt werden. Ferner stellt [a&sub1; exp (i(α&sub1; + φ&sub0;))} * {a&sub2; exp (iα&sub2;)} die von den amorphen Filmen A1 und A2 gestreute Komponente dar und kann wiederum vernachlässigt werden, da sie klein ist.
Wenn die Probe 2 in den Strahlengang 1 gebracht wird, wird die Welle auf der Beobachtungsfläche C zu
ia&sub1; exp (i(α&sub1; + φ&sub0;)) + ia&sub2; exp (i(α&sub2; + φ&sub0; (0, 0)))
Die Intensität der Welle wird dann durch das Quadrat davon ermittelt. Dies ergibt sich zu
a&sub1;² + a&sub2;² + 2a&sub1;a&sub2; cos[α&sub1; - α&sub2; + φ&sub0; -φ&sub0; -(0,0)] (1)
Hier stellt (α&sub1; - α&sub2;) eine Zufallskomponente auf Basis der Phasen der amorphen Films A1 und A2 dar, welche räumlich zufällig gestreut; mit anderen Worten ist die Intensität dieser Komponente räumlich zufällig.
Wenn die Probe 2 aus dem Strahlengang 1 entfernt wird, besitzt die Intensität der Welle auf der Beobachtungsfläche C die Form
a&sub1;² + a&sub2;² + 2a&sub1;a&sub2; cos (α&sub1; - α&sub2;) (2)
Deshalb ergibt sich die Differenz zwischen der Intensität (1), wenn die Probe 2 vorhanden ist, und der Intensität (2), wenn die Probe nicht vorhanden ist, zu
2a&sub1;a&sub2;{cos[α&sub1; - α&sub2; + φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)] - cos (α&sub1; - α&sub2;)} = - 4a&sub1;a&sub2;sin {α&sub1; - α&sub2; +[φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)]/2} x sin {[φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)]/2}
Da a&sub1; und a&sub2; tatsächlich einheitlich sind und α&sub1; und α&sub2; zufällig sind, ist dies die Phasenverteilung der Probe 2, sin {α&sub1; - α&sub2; + [φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)]/2}, einer Zufallsmodulation sin {α&sub1; - α&sub2; + [φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)]/2} unterworfen, die eine direkte Darstellung der Phasenverteilung der Probe 2 in Form von Konturlinien (Interferenzstreifen) liefert.
Die Summe der Intensität (1), wenn die Probe 2 vorhanden ist und die Intensität (2), wenn die Probe fehlt ergibt sich zu
2(a&sub1;² + a&sub2;²) + 4a&sub1;a&sub2; cos {α&sub1; - α&sub2; + [φ&sub0; - φ&sub0; (0,0)]/2} x cos {[φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)]/2}
Die Phasenverteilung der Probe 2 wird dargestellt durch cos {[φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)]/2}
Wenngleich gering hinsichtlich der Empfindlichkeit, liefert selbst solche eine Summierung eine direkte Darstellung der Phasenverteilung der Probe 2 in Form von Konturen.
Das Produkt der Intensität (1), wenn die Probe 2 vorhanden ist und die Intensität (2), wenn die Probe 2 fehlt ergibt zu
2a&sub1;a&sub2; cos [α&sub1; - α&sub2; + φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)] x cos (α&sub1; - α&sub2;) = 2a&sub1;²a&sub2;²{cos[2α&sub1; - 2α&sub2; + 2φ&sub0; - 2φ&sub0;(0,0)] + cos{φ&sub0; - φ&sub0; (0,0)]}
Auch hier gibt cos [φ&sub0; - φ&sub0; (0, 0)] die Konturlinien der Phasenverteilung der Probe 2 an.
Es versteht sich, daß die Intensitätsverteilung bei vorhandener oder fehlender Probe 2 entweder mittel fotoelektrischer Transformation oder fotografischen Mitteln gemessen werden kann. Auch die Unterschiede zwischen den Intensitäten, oder die Summe oder das Produkt davon kann entweder elektronisch oder fotografisch berechnet werden. Festzuhalten ist, daß einige Schwierigkeiten bei der fotografischen Subtraktion auftreten. Um die Summierung durchzuführen, wird der Film einmal bei vorhandener Probe belichtet. Nach Entfernung der Probe wird der Film erneut belichtet (Doppelbelichtung), gefolgt von der Entwicklung. Um die Multiplikation durchzuführen, wird der Film belichtet und entwickelt, wenn die Probe vorhanden ist. Nach Entfernung der Probe wird ein anderer Film in ähnlicher Weise belichtet und entwickelt. Anschließend werden beide Filme übereinandergelagert um die Verteilung des transmittierten Lichtes zu erkennen.
Während die Erfindung bezüglich der Situation, in welcher die Fraunhofer Beugung gilt, beschrieben wurde, versteht es sich, daß die Erfindung auch vollständig auf den Fall zutrifft, bei dem die Fresnel-Beugung gilt. Deshalb kann eine in Fig. 2 gezeigte Anordnung zur Beobachtung anstelle der in Fig. 1 gezeigten Anordnung verwendet werden. In diesem Fall sind die amorphen Filme A1 und A2 miteinander konjugiert koordiniert, wobei eine einzelne Elektronenlinse B1 zwischen diesen angeordnet ist. Eine Probe 2 wird anschließend in der hinteren Fokalfläche der Elektronenlinse B1 angeordnet. Die Beobachtungsfläche C wird hier durch die Position definiert, an welcher eine andere Elektronenlinse B2, die hinter dem amorphen Film A1 angeordnet ist, mit der Probe 2 koordiniert ist. Die Beobachtung und Berechnung kann in gleicher Weise wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert erfolgen.
Es ist festzuhalten, daß die Streufilme A1 und A2 aus irgendeinem gewünschten Material mit einer Zufallsstreuung bestehen können. In der gesamten Beschreibung ist der Begriff "Zufall" so zu verstehen, daß durch Fourier-Transformation die Streuung hinsichtlich der Amplitude mit einer Zufallsphase konstant gemacht wird. Im Falle von Elektronenstrahlen wurde gefunden, daß ein durch Gasphasenabschaltung von beispielsweise Kohlenstoff oder Germanium in mittlerem Vakuum hergestellter amorpher Filme diesem Erfordernis relativ nahekommt und so für die Erfindung geeignet ist.
Während die Erfindung bezüglich der Verwendung von Elektronenstrahlen, deren Amplitude schwer zu trennen ist, beschrieben wurde, versteht es sich, daß die Erfindung gleichfalls auf Röntgenstrahlen, Licht, Klangwellen etc. verwendbar ist.
Gemäß der Erfindung können die gleichphasigen Streifen der Probe direkt observiert werden, wobei zwei Streufilme, die in der Lage sind, einfallende Wellen zufallsbedingt zu streuen, mit einer dazwischen angeordneten Probe konjugiert koordiniert sind, ein erstes Interferenzmuster, hervorgerufen von durch beide Streufilme laufenden Wellen, detektiert wird, ein zweites Interferenzmuster detektiert wird, während die Probe zwischen den Filmen entfernt ist und unter ähnlichen Bedingungen wie oben beschrieben, und die Differenz beider ermittelter Interferenzmuster, oder die Summe oder das Produkt davon, berechnet wird.
Die Anwendung der Erfindung auf Elektronenstahlen beinhaltet einige Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Hierunter sind:
Es besteht kein Erfordernis zur Erzeugung einer Vakuumregion für Referenzwellen (dies ist vorteilhaft für die Messung eines Magnetfeldes mit einer kontinuierlichen Streuung).
Direkte und Echtzeit-Beobachtung ist möglich (ohne dem Erfordernis einer Rekonstruktion).
Selbst mit einer nur eine geringe Kohärenz liefernden Elektronenstrahlquelle können Interferenzstreifen erhalten werden.

Claims

1. Verfahren zum Beobachten von Phasen informationen, umfassend die Schritte des Anordnens zweier Streufilme (A1, A2), die in der Lage sind, einfallende Wellen zufallsbedingt zu streuen mit einer Probe (2) und einem ersten Linsensystem (B1), die zwischen den Filmen angeordnet sind, derart, daß die Filme konjugiert bezüglich des genannten ersten Linsensystems koordniniert sind,

Erfassen eines ersten Interferenzmusters, das von Wellen ausgeht, die durch beide Streufilme übertragen wurden,

Erfassen eines zweiten Interferenzmusters, während die Probe zwischen den beiden Filmen entfernt ist, unter Bedingungen, die im übrigen ähnlich mit den vorstehenden sind, und

Errechnen der Differenz zwischen den beiden erfaßten Interferenzmustern oder der Summe oder des Produkts davon, wobei die Phaseninformation der Probe als Interferenzstreifen beobachtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Probe in einer Position angeordnet ist, in der eine Wellenkomponente, die gerade durch den Streufilm hindurchgeht, auf der einfallenden Seite konvergiert, und beide Interferenzmuster in einer Position (C) erfaßt und gemessen werden, die konjugiert mit dem Ort der Probe in Bezug auf ein zweites Linsensystem (B2, B3) koordiniert ist.

3. Interferenzvorrichtung zum Beobachten der Phaseninformation einer Probe als Interferenzstreifen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

zwei Streufilme (A1, A2), die in der Lage sind, einfallende Wellen (1) zufallsbedingt zu streuen,

ein erstes Linsensystem (B1), das zwischen den beiden Streufilmen angeordnet ist, um ein Bild des einen Streufilms (A1) auf dem anderen Streufilm (A2) zu erzeugen,

ein zweites Linsensystem (B2, B3) um auf einer Beobachtungsfläche (C) das Bild einer Probe (2) zu bilden, die in einer Position zwischen den beiden Streufilmen angeordnet ist, in der eine durch einen Streufilm gerade durchgehende Komponente durch das erste Linsensystem oder einen Teil davon gebündelt wird, und

eine Einrichtung zum Aufzeichnen eines Interferenzmusters, das auf der Beobachtungsfläche gebildet wird.

4. Interferenzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einfallenden Wellen Elektronenstrahlen sind und die Streufilme aus armorphen Filmen gebildet sind.