DE758116C - Zweistufiges Elektronenmikroskop mit Objektivlinse und Projektionslinse und einem zwischen Objektivlinse und Projektionslinse angeordneten Zwischenbildschirm - Google Patents

Description

• Zweistufiges Elektronenmikroskop mit Objektivlinse und Projektionslinse und einem zwischen Objektivlinse und Projektionslinse angeordneten Zwischenbildschirm In Elektronenmikroskopen bewirkt der Elektronenstrahl gewöhnlich die Abbildung eines Objekts mit Hilfe zweier Elektronenlinsen (Objektivlinse und Projektionslinse) auf einem Leuchtschirm. Bei diesen Anordnungen ist es bekannt, das Zwischenbild der ersten Vergrößerungsstufe mit Hilfe eines zwischen der Objektivlinse und der Projektionslinse angeordneten Zwischenbildleuchtschirms betrachtbar zu machen. Zur Betrachtung dieses Zwischenbilds sind in der Wand des Elektronenmikroskops entsprechende Schaulöcher vorgesehen. Beim Arbeiten mit derartigen: Elektronenmikroskopen wird vielfach wechselnde Vergrößerung angewendet. Es ist in diesem Fall sehr erwünscht, die tatsächlich benutzte Vergrößerung in jedem Fall einfach und rasch bestimmen zu können. Im allgemeinen genügt die Genauigkeit der Angabe, die sich aus dein geeichten Abstand des Objekts vom Objektiv ergibt; in vielen Fällen ist jedoch eine noch höhere Genauigkeit erforderlich.
• Zur direkten Bestimmung der Vergrößerung wird bisher folgendermaßen verfahren: Auf dem Zwischenhildleuchtschirm ist eine Millimeterteilung eingeritzt, an der der Durchmesser des helleuchtenden Bilds der Objektträgerblende abgelesen werden kann. Da der Durchmesser der Blende bekannt ist, läßt sich die Vergrößerung der ersten Vergrößerungsstufe leicht ermitteln. Die zweite mit der Projektionslinse erzielte Vergrößerung bleibt beim Arbeiten mit dem Elektronenmikroskop im allgemeinen fest eingestellt und läßt sich nachträglich leicht auf der fotografischen Platte ermitteln.
• Das bisher übliche Verfahren, die Vergrößerung der ersteh Stufe zu ermitteln, ist dann nicht genau, «renn mit geringeren Vergrößerungen gearbeitet wird oder der Durchmesser der Objektträgerblende sehr klein ist, so daß der Durchmesser des Zwischenbilds nur wenig, beispielsweise a min, beträgt. Durch die Anordnung der vorliegenden Art erhält man dadurch ein einfaches Mittel, auch unter solchen Verhältnissen schnell die Vergrößerung dieser ersten Stufe zu ermitteln, daß erfindungsgemäß mit dem Elektronenmikroskop ein lichtoptisches Vergrößerungssystem derart -zusammengebaut wird, daß damit die durch die Obiektivlitise erzielte Vergrößerung auf einem dem Zwischenbildleuchtschirm zugeordneten Maßstab abzulesen ist. Das lichtoptische System wird vorzugsweise ein. zweilinsiges sein, also sozusagen ein schwach vergrößerndes Mikroskop; man kann auch eine Fernrohrlupe verwenden.
• Für das Anlegen des Maßstabes an das Zwischenbild gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie z. B. Einblenden eines beleuchteten Maßstabes in den optischen Strahlengang mittels halbdurchlässigen Spiegels oder Projektion eines Maßstabes auf den Zwischenbildschirm. Besonders einfach ist die Verwendung eines Okularmikrometers, wie beim Lichtmikroskop üblich, wobei es eine besondere Erleichterung ist, wenn die Anordnung so ge- troffen wird, daß Skalenteile des Okularmikrometers direkt Millimeterbruchteile des Zwischenbilddurchmessers darstellen. Dieses Okularmikrometer kann gegebenenfalls auch an Stelle einer gewöhnlichen Teilung eine Netzteilung oder in Anpassung an die runde Form der Objektträgerblende des Elektronenmikroskops eine konzentrische Kreisteilung haben. Um die Verschiebung der Zwischen-Bilder zwecks Weitervergrößerung eines bestimmten Bildausschnitts durch die Pro:jektionsspule zu erleichtern, wird man zweckmäßigerweise auch radiale Striche auf dem mit einem Mittelloch versehenen Zwischenbildleuchtschirrn oder auch auf dem Okularmikrometer verwenden. In diesem Fäll wird man die Mitte des Olcularmikrometers mit der Mitte des Zwischenbildleuchtschirms zur Deckung bringen müssen. An Stelle eines Okularmikrometers kann auch ein Spalt- oder Fadenokular Verwendung finden, hei denen in der Bildebene des Okulars ein veränderlicher Spalt bzw. ein verschiebbarer Faden sich befindet. Die Spaltbacken oder Fäden werden an den Rand des optisch vergrößerten Zwischenbilds angelegt und ihr Abstand an z,iner außenliegenden Mikrometerteilung abgelesen. Auch hier ist es bequem, die Trommelteilung auf einfache Millimeterbruchteile des Zwischenbilds einzustellen. Da im Zwischenbild noch eine relativ hohe Elektronendichte vorhanden ist, wird man bei der Auswahl der Leuchtmasse mehr auf Kornfeinheit und Beständigkeit als auf Helligkeit achten müssen. Hier kommen nicht nur sehr feine fluoreszierende Pulver, sondern beispielsweise fluoreszierende Gläser oder sonstige geschmolzene und geschliffene Materialien in Frage, die keine Beschränkung der Auflösung durch Körnigkeit ergeben.
• Um die Erkennung der Skalenteile des Ol:ularmikrometers oder der Spaltbacken bzw. Fäden auf dem dunklen Grund in der Umgebung des hellen Zwischenbilds zu erleichtern und damit die Sicherheit der Ablesung zu erhöhen, kann man durch eine geeignete seitliche Beleuchtung der Bildebene des Okulars diese Dinge im Gesichtsfeld aufhellen.
• Da im einfachsten Fall die Achse des Mel3-inikroskops gegen die Zwischenbildebene geneigt sein wird, ist es fraglich. ob :ich eine genügende Scharfeinstellung des Tanzen Zwischenbilds erreichen läßt, jedoch werden zwei gegenüberliegende Stellen des Bildrande: scharf eingestellt werden können. so daß die Bestimmung des Durchmesser: durch Anlegen des Maßstabes möglich ist. Olr die Objektivlinse dieses Meßsysteins im Vakuumraum angeordnet werden muß, hängt von den :Ilnnessungen des Elektronenmikroskops und den gewählten Vergrößerungen von Objektiv und Okular ab. Durch Auswechselung der jedenfalls außerhalb des Vakuums liegenden Okulare wird man die Vergrößerung dem jeweiligen Zweck anpassen können.
• Will man das ganze Zwischenbild scharf sehen, was dann von Vorteil ist. wenn der Rand der Objektträgerblende infolge der Struktur des im Elektronenmikroskop untersuchten Objekts nicht überall klar erkennbar ist, so kann eine optische Umlenkung der Lichtstrahlen um einen rechten Winkel, z. 13. mittels eines Spiegels, vorgenommen werden, der oberhalb des Zwischenbildschirms irn Elektronenmikroskop angeordnet werden kann und, um die Elektronen nicht zu behindern, in der Mitte eine Öffnung hat. Zur Verbesserung der Tiefenschärfe wird man die Öffnung des Objektivs dieses Hilfsmikroskops nur so groß wählen, daß sie gegenüber der Augenapertur um das Maß der erzielten Vergrößerung erhöht ist.
• Für diese Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. i schematisch ein Ausführungsbeispiel dartestellt. Mit i ist das Kathodenstrahlerzeugungssystem des Elektronenmikroskops bezeichnet. Der hier erzeugte Elektronenstrahl wird durch eine Kondensorspule 2 auf das in der Objektebene 3 angeordnete Objekt gelenkt. Der Strahl tritt dann durch die Objektivspule 4, durch die Projektionsspule 5 hindurch und bildet das Objekt auf einem Leuchtschirm 6, der im unteren Teil des Mikroskops angeordnet ist, ab. Dieser Leuchtschirm 6 kann durch in der Fig. i nicht näher dargestellte Mittel durch eine fotografische Platte ersetzt werden. Um die erste Vergrößerungsstufe sichtbar zu machen, ist in üblicher Weise zwischen der Objektivspule 4 und der Projektionsspule 5 ein Zwischenbildschirm 7 angeordnet, der eine Öffnung 8 zum Durchtritt des Elektronenstrahls hat. Zur Betrachtung dieses Zwischenbildschirms dient das aus, einem Objektiv 9 und einem Okular io bestehende lichtoptische Vergrößerungssystem. Das Bild wird mit Hilfe des Planspiegels i i vom Zwischenbild in dieses Vergrößerungssystem 9, io umgelenkt. Für den Durchtritt des Elektronenstrahls weist der Spiegel i i eine Öffnung 12 auf. Mit 13 sind die zur direkten Betrachtung des Schirms 6 dienenden Schaulöcher bezeichnet.
• Wenn man an Stelle des in Fig. i dargestellten Planspiegels i i einen Hohlspiegel 14 verwendet, kann unter Umständen die besondere Objektivlinse 9 des lichtoptischen Systems erspart werden, da der Hohlspiegel dann direkt als Objektiv dienen kann. Flor diese Ausführungsform ist in Fig. 2 schematisch der entsprechende Teil des Elektronenmikroskops dargestellt. Mit 7 ist wieder der Zwischenbildschirm bezeichnet. Das Bild dieses Schirms wird mit Hilfedes Hohlspiegels 14 auf das Okular 15 des lichtoptischen Systems umgelenkt.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zweistufiges Elektronenmikroskop mit Objektivlinse und Projektionslinse und einem zwischen Objektivlinse und Projektionslinse angeordneten Zwischenbildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Elektronenmikroskop, ein lichtoptisches Vergrößerungssystem derart zusammengebaut ist, daß damit die durch die Objektivlinse erzielte Vergrößerung auf einem dem Zwischenbildleuchtschirrn zugeordneten Maßstab abzulesen ist.
2. 2. Elektronenmikroskop nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zweilinsigen Vergrößerungssystems für die Betrachtung des Zwischenbilds.
3. 3. ElektronenmikroskopnachAnspruch i oder 2, gekennzeichnet durch einen in Strahlrichtung vor dem Zwischenbildschirm im Elektronenmikroskop angeordneten, mit einer Öffnung für den Durchtritt der Elektronenstrahlen versehenen Spiegel, der die vom Zwischenbildschirm ausgehenden Lichtstrahlen in das quer zur Richtung des Elektronenstrahls angeordnete lichtoptische Vergrößerungssystem umlenkt.
4. 4. Elektronenmikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umlenkung der vom Zwischenbild ausgehenden Lichtstrahlen ein gleichzeitig als Objektiv des lichtoptischen Systems verwendeter Hohlspiegel dient.
5. 5. ElektronenmikroskopnachAnspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um zur Ermittlung der Vergrößerung der ersten Vergrößerungsstufe einen Maßstab an das Zwischenbild zu legen.
6. 6. Elektronenmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab. auf dem Zwischenbildschirm selbst angeordnet ist.
7. 7. Elektrouenmikroskop@nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab im Zwischenbild des Hilfsmikroskops angeordnet ist. B.
8. Elektronenmikroskop nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung der Einstellung des Zwischenbilds dem Zwischenbildschirm ein radial von der Mitte des Leuchtschirms ausgehender Maßstab zugeordnet ist.
9. 9. Elektronenmikroskopnach Anspruch i oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Materials großer Kornfeinheit für die Leuchtmasse des Zwischenbildleuchtschirms. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Österreichische Patentschrift Nr. 137 611; Zeitschrift für Physik, Bd. 78, 1932, S. 336; Bd.87, 1934 S. 582; Busch und Brüche, »Beiträge zur Elektronenoptik«, Leipzig 1937, S. 5o; Brüche und Scherzer, »Geometrische Elektronenoptik«, Berlin 1934, S. 218 und 226.