DE734791C

DE734791C - Korpuskularstrahlapparat, insbesondere Elektronenmikroskop, fuer hohe Strahlspannungen mit einem in mehrere Beschleunigungsstufen mit entsprechenden Beschleunigungselektroden unterteiltem Entladungsrohr

Info

Publication number: DE734791C
Application number: DES146796D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Ruska
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-08-31
Filing date: 1941-08-31
Publication date: 1943-04-24

Description

Korpuskularstrahlapparat, insbesondere Elektronenmikroskop, für hohe Strahlspannungen mit einem in mehrere Beschleunigungsstufen mit entsprechenden Beschleunigungselektroden unterteiltem Entladungsrohr Bei Korpuskulaxstrahlapparaten, beispielsweise Elektronenmikroskopen, die mit sehr hohen Strahlspannungenarbeiten, ist es bekannt, das Entladungsrohr in mehrere Beschleunigungsstufen mit .entsprechenden Dieschleunigungselektro,den zu unterteilen und den einzelnen Elektroden die gewünschte Hochspannung mit Hilfe eines Spannungsteüers zuzuführen. Die Erfindung bezieht sich auf Korpuskularstrahlapparate dieser Art und zielt darauf ab, einen sehr gedrungenen Aufbau des Strahlerzeugungssystems auch bei Verwendung sehr hoher Spannungen zu erzielen. Zu diesem Zweck-ist erfindungsgemäß neben dem Entladungsrohr ,ein i;n entsprechend der Zahl der Beschleunigungsstufen gleiche Anzahl von Schixmkörpern unterteilter Spannungsteiler angeordnet, und in jedem der Szhirmkärper ist eine Reihe hintereinandergeschalteter hochohriger Widerstände in gleicher Höhenlage nebeneinander angeordnet, und vorn den Schirmkörpern sind kurze Verbindungsleistungen zu den Hochspannungsanschlüssen der einzelnen Elektroden geführt. Die Schirmkö.rp-er werden dabei vorzugsweise in der gleichen Höhenlage wie die Hochspannungsanschlußstellen im Entladungsrohr angeordnet. Es gelingt auf -diese Weise, die bei sehr hohen Spannungenerforderliche Vielzahl von Spanmingsteilerwiderständen so anzuordnen, daß ihr Raumbedarf in :axialer Länge ohne weiteres der axialen Länge des Entladungsrohres angepaßt werden kann. Dabei kommt man mit ganz kurzen Anschlußleitungen zwischen den .einzelnen Elektroden des Entladungsrohres und den Spannungsteileranschlüssen :au"s.
Als Schirmkörper werden vorzugsweise stark abgeplattete Hohlkugeln verwendet, üi deren Inneres die jeweils einem Schirmkörpier zugeordneten Widerstände nebeneinanderliegend angeoTdnet werden. An den Enden der Widerstandsreihen in den einzelnen Schirmkörpern werden bei der praktischen Ausgestaltung des vorliegenden Korpuskulanstrahlapparates als Durchführungen ausgebildete Verbindungsleitungen angeordnet, die senkrecht nach oben oder unten jeweils zum benachbarten Schirmkörper führen. Die Mitte der Widerstandsreiben in den einzelnen Schirmkörpern wird zweckmäßig mit dem zugehörigen Schirmkörper verbunden. Am oberen Ende des Entladungsrohres und des Spannungsteilers empfiehlt es sich, einen gemeinsamen großen Schirmkörper anzuordnen, der die Hvizqu.elle und Vorspannungsquelle der Glühkathode mit der Welineltel.ektrode und die zugehörigen Meßgeräte und Schalter enthält. Um denn Strahlerzeugungssyst.em einen ,guten Halt zu -:eben, wird man für den Korpuskularstrahl.apparat, beispielsweise das EIelztronenmikro,skop, :ein kräftiges Trägerstativ verwenden und das Entladungsrohr mit dem Spannungsteiler oben auf dem Dach dieses Stativs aufbauen. U m Querverschiebungen des Strahlerzeugungssystems zur optischen Achse des Mikroskops durchführen zu können, kann man das Entladungsrohr oben auf dem Dach des Mikroskopstativs auf einem Kreuzschlitten anordnen.
Die Figuren zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein für sehr hohe Betriebssparinungen bestimmtes Elektronenmikro,skop. Mit i äst das Stativ des senkrecht stehend angeordneten Mikroskops bezeichnet. Auf einem Tisch 2 des Stativs ist das elektro,nenoptische System 3 aufgebaut. Mit q. ist das Dach des Stativs bezeichnet. An diesem Dach ist das Entladungsrohr 5 und ein zugeordneter Spannungsteiler 6 durch Schrauben befestigt.-Das Entladungsrohr hat eine größere Anzahl von Beschleunigungselektroden, die mit 7 bis 16 bezeichnet sind. Die Elektroden 8 und 9, i o und i i, 12 und 13, i q. und 15 sind dabei jeweils leitend miteinander verbunden und haben die gemeinsamen Hochspamiu:ngsanschlüsse i 7 bis 2o.
Neben dem Entladungsrohr ist der Spannungsteiler 6 angeordnet, der im wesentlichen aus den Schirmkörpern 2 i bis 25 zusammengesetzt ist. Düse Schirmkörper 22 bis 25 sind auf Halter 26 .aufgelegt, die an einem gemeinsamen Stativ 27 befestigt sind. Von den Schirmkörpern 22 biss 25 führen kurze waagerecht liegende Verbindungsleitungen 28 bis 31 zu den jeweils in gleicher Höhenlage befindlichen Hochspannungsansehlußstellen 17 biss 2o des Entladungsrohrs. Der untere Teil des Entladungsrohres und des Spannungsteilers ist durch einen großen Schlrmkörper 32 nach außen hin abgeschirmt. Am oberen Ende des Entladungsrohres und des Spannungsteilers ist ein gemeinsamer Schirmkörper 33 vorgesehen, der die Heizquelle und Vorspannungsquelle 34. der Glühkathode, zugdiörige M ßgeräte 35 und Schalter 36 enthält.
-In den einzelnen Schirmkörpern ist jeweils eine Reihe hintereinandergeschalteter Widerstände 37 in gleicher Höhenlage angeordnet. Von den Enden der Widerstandsreihen in den einzelnen Schirmkörpern führen als Durchführungen ausgebildete Verbindungsleitungen 38 bis .12 senkrecht nach oben oder unten jeweils zum benachbarten Schirmkörper. Die Mitte der Widerstandsreihen ist jeweils mit dem zugehörigen Schirmkörper verbunden (Fig.2).
Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch den Schirmkörper 22. Der Schirmkörper selbst ist als starb abgeplattete Hohlkugel aus;gebildet. In ihm sind hachohmige Widerstände ,13 bis 52 in der aus der Fig.2 ersichtlichen Weise angeordnet. Diese Widerstandsreihen sind mit Hilfe der Verbindungsstücke 53 und 54. in Reihe geschaltet. Die Teile 55 und 56 bilden die Mitte der Widerstandsreihe. Diese sind senkrecht leitend mit dem Metall des Schirmkörpers 22 verbunden. Fig. 3 zeigt eine Einzelansicht der Haltevorrichtung für die Widerstände 52, ,19. Die Widerstände ruhen auf einem Sockel 57-, der aus Isoliermaterial besteht und unten am Schirmkörper 22 ist. Mit 58 ist ein Halter bezeichnet, der mit Hilfe der Schraube 59 auf dem Sockel festgeschraubt werden kann, so daß die Widerstände festgeklemmt sind.
Fig. 4. zeigt :einen vergrößerten Teilschnitt durch die- beiden einander benachbarten Schirmikörper 22 und 23. Hier sind die metallischen Enden 6o der Widerstandsreihen durch rohrförmige kurze Verbindungsstücke 6 i miteinander verbunden. Die Rohre 6 i sind mit einer Hülse 62 zusammengefügt. Um eine gute spannungssichere Durchführung zu erzielen, sind an den Stellen, an denen die Rohre 6 1 durch die entsprechenden öffnungen der Schirmkörper hindurchgeführt sind, Isolatoren 63, 6.1 in der aus der Fig. q. ersichtlichen Weise verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Korpuskularstrahlapparat, insbesondere Elektronenmikroskop, für hohe Strahlspannungen mit einem in mehrere Beschleunigungsstufen mit entsprechenden Beschleunigungselektroden unterteiltem Entladungsrohr und mit der Zuführung der Hochspannung mit Hilfe eines Spannungsteilers, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Entladungsrohr ein in entsprechend der Zahl der Beschleunigungsstufen. gleiche Anzahl von Schirmkörpern unterteilter Spannungsteiler angeordnet ist, und daß in jedem der S chinnkörper eine Reihe hintereinandergeschalteter hochohmiger Widerstände in gleicher Höhenlage neheneinander angeordnet sind und von dein Schirmkörpern kurze Verbindungsleitungen zu den H,o-chspanmumgsanschliissen der einzelnen Elektroden geführt sind.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmkörper jeweils in der gleichen Höhenlage wie die Hochspannungsanschlußstellen im Entladungsrohr liegen.
3. Ano.rdnu b nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirmkörper als stark abgeplattete Hühlkugeln ausgebildet sind. q..
Anordnung nach Anspruch 1, 2 öder 3, dadurch gekennzeichnet, daß von. den Einden der Widerstandsreihen in den einzelnen Schirnil-,ärpern als Durchführungen ausgebildete Verbindungsleitungen senkrecht nach oben ;oder unten jeweils zum benachbarten Schirmkörper führen.
5. Anordnung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Widerstandsreihen in den einzelnen Schirmkörpern jeweils mit dem zugehörigen Schirmkörper verbunden ist.
6. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich am höchsten Punkt des Entladungsrohres und des Spannungsteilers ein gemeinsamer Schirmkörper befindet, der die Heizquelle und Vo@rspannungsquelle der Gliihkath-o-de mit der Wehneltelektro,de und die zugehörigen Meßgeräte und Schalter enthält.
7. Anordnung nach Anspruch i Moder .einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Diach des Mikroskopstativs das Entladungsrohr mit dem Spannungsteiler aufgebaut ist. B. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsrohr auf einem Kreuzschlitten angeordnet ist, um Querverschiebungen des Strahlerzeugungäsystems zur optischen Achse des Mikroskops durchführen zu können.