Elektronenmikroskop mit zweistufiger Abbildung, insbesondere ein Elektronenmikroskop
hoher Auflösung (Übermikroskop), und mit einem Übersichtsbild geringer Vergrößerung
(Zwischenbild) In einem zweistufigen Elektronenmikroskop, besonders also in einem.
Elektronenmikroskop hoher Vergrößerung (Übermikroskop), besteht das Bedürfnis, außer
dem hochvergrößerten Bild der zweiten Stufe noch ein Bild geringer Vergrößerung
zu haben, welches einerseits eineBestimmung des gewähltenBildausschnitts ermöglicht,
andererseits durch die Bezugnahme auf spezielle Einzelheiten die Vergrößerung zu
bestimmen gestattet. Es ist bereits bekannt, zu diesem Zwecke das Zwischenbild auf
einem. in der Zwischenbildebene befindlichen Leuchtschirm sichtbar zu machen. Diese
Anordnung erweist sich jedoch beim praktischen Gebrauch des Elektronenmikroskops
(Übermikroskops) als äußerst unzweckmäßig, da bei der großen Länge des Mikroskops
eine gleichzeitige Beobachtung des Bildes der ersten Stufe und desjenigen der zweiten
Stufe nicht möglich ist, Man kann nicht erreichen, daß der Beobachter, der das Bild
der zweiten Stufe betrachtet, ohne seinen Platz zu wechseln, auch das Bild der ersten
Stufe sehen kann. Die Erfindung will diesen in der Praxis erheblichen Mangel beseitigen,
indem sie davon abgeht, daß das Zwischenbild beobachtet wird.Electron microscope with two-stage imaging, in particular an electron microscope
high resolution (over microscope), and with an overview image of low magnification
(Intermediate image) In a two-stage electron microscope, especially in one.
A high magnification electron microscope (super microscope) exists, besides
the high-magnification image of the second stage is still a lower-magnification image
which, on the one hand, enables the selected image section to be determined,
on the other hand, by referring to specific details, the enlargement increases
determine permitted. It is already known to use the intermediate image for this purpose
one. to make visible the luminescent screen located in the intermediate image plane. These
However, the arrangement is found in practical use of the electron microscope
(Over microscope) as extremely inexpedient because of the great length of the microscope
simultaneous observation of the image of the first stage and that of the second
Stage is not possible, one cannot reach the observer who is the picture
of the second stage, without changing its place, also looks at the image of the first
Level can see. The invention aims to eliminate this deficiency, which is considerable in practice,
by assuming that the intermediate image is observed.
Es ist bereits eine Anordnung zur Beobachtung der im Strahlengang
eines Elektronenmikroskops mit zwei oder mehr elektronen@
optischen Vergrößerungsstufen auftretenden
elektronenoptischen Bilder torgeschlagen
«-orden. bei der an den Stellen der Bilder
mit einem oder mehreren Löchern versehene
Leuchtschirme. die als Marstab ausgebildet
sein können, vorgesehen sind. Bei dieser An-
ordnung können die Auffangschirme gegebe-
nenfalls wahlweise durch Klappen in den
Strahlengang gebracht oder aus ihm entfernt
,werden, um nur mit dem Objektiv arbeiten
zu können.
Gemäß der Erfindung bildet eine zwischen
der Linse der ersten Stufe und der Zwischen-
bildeb2ne angebrachte Hilfslinse ein Bild so
in die Leuchtschirmebene ab, daß die engste
Stelle des die Abbildung vermittelnden
Strahlenganges in der nun ausgeschalteten
Linse der zweiten Stufe liegt.
Die gleiche Wirkung läßt sich erzielen,
wenn nach der Erfindung eine zwischen der
Linse der ersten Stufe und der Zwischenbild-
ebenA angebrachte Hilfslinse bei ausgeschal-
teter Linse der ersten Stufe ein gegenüber
dem Gegenstand vorzugsweise i : i abgebil-
detes Hilfsbild in der Zwischenbildebene ent-
wirft, «,-elches alsdann die Linse der zweiten
Stufe auf den Leuchtschirm abbildet.
Ferner kann nach der Erfindung bei Aus-
schaltung der Linse der zweiten Stufe unter
Ausnutzung der geringen Divergenz der ab-
bildenden Strahlung die Linse der ersten
Stufe, gegebenenfalls unter Änderung der
Brennweite. das Bild unmittelbar auf den
Leuchtschirm werfen. Gegebenenfalls sind
dabei die Linse der zweiten Stufe, zum'ndest
die Blenden geringer C)fnung ;. und ge-
geb°nenfalls di°Zwischenbildblende bewegbar
angeordnet, daß sie aus dem Strahlengang
zu entfernen. vorzugsweise herauszuklappen,
sind.
Es kann auch zweckmäßig sein, die An-
ordnung so auszubilden, daß eine zwischen
der Linse der zweiten Stufe und der Zwischen-
bildebene angebrachte Hilfslinse im Zusam-
menivirken mit der Linse der ersten Stufe
ein gegenüber dem Zwischenbild verkleinertes,
gegenüber dem Gegenstand vorzugsweise i : i
abgebildetes Hilfsbild entwirft. welches die
Linse der zweiten Stufe alsdann auf den l
Leuchtschirm abbildet.
Die Beobachtung des Zwischenbildleucht-
schirmes kann überdies nach der Erfindung
vermieden i:-erderi. @v°nnbei Abbildungdtircli-
strahlter oder bestrahlter Objekte zur Erzie-
lung einer genügend kleinen Divergenz zwi-
schen Objekt und Strahlerzeugungssystein
eine Hilfslinse einen in der 'Nähe des Objek-
tes liegenden Elektronenfleck derart herstellt, !
daß die durch diesen Fleck gellend-n Elektro-
nen ein Schattenbild geringer Vergrößerung
in der Zwischenbildbene entwerfen.
Bei einem Elektronenmikroskop mit zwei-
; stufiger Abbildung, insbesondere einem Elek-
3 trotrentnihroacap hoher Vergrößerung (Cber-
inikroskol). ,und mit einen #Cbersichtsbild
geringer Vergrößerung
ohne
Zwisclieiiliildleuclitscliii-iii ist ferner die Mög-
lichkeit gegeben, daß bei Ausschaltung der
Linse der ersten Stute unter Ausnutzung der
geringen Divergenz der abbildenden Strahlung
die Linse der zweiten Stufe ,vie bei der z«-ei-
lachen Abbildung die Zwischenbildel)ene auf
i den Leuchtschirm abbildet.
Der Gegenstand der Erfindung ist iiii folgen-
' den an Hand der Abbildungen nähr erläutert.
In Abb. i bedeutet G den Gegeiistaild, der
durchstrahlt oder bestrahlt «-erden kann oder
4 auch selbst zur Emission von Elektronen ge-
efgn.et sein kann. Das Bild dieses Cegen-
standeswird mit Hilfeeiner-erst-en elektrischen
oder magnetischen Linse I abgebildet. Es ent-
i steht ein Zwischctibild Z_. In der Ebene dieses
Bildes ist vielfach, aber nicht notwendiger-
weise. eine Blende B angebracht. 'Mit Hilfe
einer weiteren elektrischen oder magnetischen
Linse II wird dieses Zwischenbild in die
Ebene des zweiten Bildes, die im folgenden
kurz Leuchtschirm genannt wird und mit I_
bezeichnet ist, abgebildet. -Natürlich können
statt des Leuchtschirms im Bedarfsfalle auch
andere Auffanglektroden. wie z. B. photo-
grarhische Platten oder Abtastson(Ien, ein-
gesetzt «-erden. Eine Möglichkeit. in der
Leuchtschirmebene ein L be:-siclitst),ld zu
erhalten. besteht null darin. die Linse I der
ersten Stufe auszuschalten und wie vorli.r mit
der Linse der zweiten Stufe die Zwischen-
bildebene auf den Leuchtschirm abzubilden.
nee den hohen Spannungen, mit denen ein
Elelztroneiimil#:roslzop hoher Vergrößerung be-
trieben werden muß, ist nämlich im allgemei-
nen die Strahlung so wenig divergent, daß
praktisch in der Zwischenhildebene bei aus-
geschalteter erster Linse ein Schattenbild des
Objektes entstellt, welche: dann von der
zweiten Linse abgebildet werden kann. Das
Übersichtsbild entsteht in diesem Falle also
nur in der der Vergrößerung der zweiten
Stufe entsprechenden Vergrößerung.
Es ist möglich, zur Erzielung einer ge-
nügend kleinen Divergenz bei der Abbildung
bestrahlter oder durchstrahlter Obiekte be-
sondere Hilfsmittel vorzusehen. -Man kann
z. B. zwischen Objekt und Bestrahlungsquelle
eine Hilfslinse anordil°n. welche die von der
Strahlenquelle ausgehende Strahlung in einen
Fleck konzentriert. der in der \ ähe des
Objektes liegt. Es verläuft also die abbildende
Strahlung durch einen Punkt und entwirft,
weine dieser Punkt nicht zu nahe am Objekt
liegt. von diesem ein Schattenbild geringer
Vergrößerung in die Zwisclienbildebene.
In ähnlicher Weise kann man. die Linse der zweiten ,Stufe ausschalten
und mit der Linse der ersten Stufe das Bild unmittelbar auf den Leuchtschirm werfen.
Gegenüber dem Zwischenbild ist. dieses Leuchtschirmbild wegen der größeren Entfernung
in geringem Maße vergrößert. Diese Vergrößerung kann man durch entsprechende Änderung
der Brennweite der ersten Linse wieder kompensieren. Auch in diesem Falle wird von
der geringen Divergenz der abbildenden Strahlung Gebrauch gemacht; praktisch erscheint
auch ohne besondere Nachstellung der Linse das Bild in der Leuchtschirmebene scharf.
Allerdings wirkt hier die zweite Linse mit ihren engen Blenden oder Polschuhen als
Begrenzung des Bildfeldes. Es ist daher zweckmäßig, diese Linse oder zum. mindesten
die engen Blenden dieser Linse aus dem Strahlengang zu entfernen Zweckmäßig ist
daher, die ganze Linse bzw. die Blenden geringer Öffnung, klappbar anzuordnen. -Ist
in der Zwischenbildebene eine Blende vorgesehen, so wird auch diese zweckmäßig bei
der Herstellung des Zwischenbildes entfernt, z. B. aus dem Strahlengang geklappt.It is already an arrangement for observing the in the beam path of an electron microscope with two or more electrons @ optical magnification levels occurring
defeated electron optical images
"-medal. at the places of the pictures
provided with one or more holes
Luminous screens. who trained as a martyr
can be provided. At this
the safety screens can be provided
if necessary, optionally by flaps into the
Beam path brought or removed from it
, are going to only work with the lens
to be able to.
According to the invention, one forms between
the lens of the first stage and the intermediate
bildeb2ne attached auxiliary lens a picture like this
into the luminescent screen level that the closest
Place of the mediating figure
Beam path in the now switched off
Second stage lens is located.
The same effect can be achieved
if according to the invention one between the
First stage lens and intermediate image
Auxiliary lens that has just been attached when the
teter lens of the first stage one opposite
the object preferably i: i depicted
the auxiliary image in the intermediate image plane
throws, "- what then the lens of the second
Level on the luminescent screen.
Furthermore, according to the invention, when training
switching the lens of the second stage under
Utilization of the low divergence of the
forming radiation the lens of the first
Stage, if necessary by changing the
Focal length. the image immediately on the
Throw fluorescent screen. If applicable, are
at the same time the lens of the second stage, at least one
the apertures lower C) fnun g ; . and
If necessary, the intermediate image diaphragm can be moved
arranged that they are out of the beam path
to remove. preferably to fold out,
are.
It can also be useful to
order so that one between
the second stage lens and the intermediate
auxiliary lens attached to the image plane in
menivirken with the first stage lens
a smaller than the intermediate image,
over the object preferably i: i
illustrated auxiliary image designs. which the
Lens of the second stage then on the first
Luminous screen depicts.
The observation of the intermediate image luminous
umbrella can also according to the invention
avoided i: -erderi. @ v ° nnbei picturedtircli-
radiated or irradiated objects to educate
a sufficiently small divergence between
between object and beam generating system
an auxiliary lens near the object
tes lying electron spot in such a way!
that the electro-
a shadow image of low magnification
design in the intermediate image plane.
With an electron microscope with two
; stepped mapping, in particular an elec-
3 trotrentnihroacap high magnification (cber-
inicroscol). , and with a #Coverview picture
low magnification
without
In the meantime, there is also the possibility of
possibility given that when the
Lens of the first mare taking advantage of the
low divergence of the imaging radiation
the lens of the second stage, as in the case of the z «-ei-
laugh out the intermediate images
i shows the luminescent screen.
The subject of the invention is iiii the following
'which is explained in detail on the basis of the illustrations.
In Fig. I, G means the opposite, the
irradiated or irradiated «- can or
4 also used to emit electrons
efgn.et can be. The picture of this
status is achieved with the help of a first electrical
or magnetic lens I. It is
i is an intermediate image Z_. In the plane of this
Image is multiple, but not necessary-
way. a panel B attached. 'With help
another electric or magnetic
Lens II is this intermediate image in the
Level of the second image, the following
is called fluorescent screen for short and with I_
is designated, shown. -Of course you can
instead of the fluorescent screen, if necessary
other collecting electrodes. such as B. photo-
Grammar plates or scanning son (Ien, a
set «-ground. A possibility. in the
Luminous screen level a L be: -siclitst), ld to
obtain. is zero in it. the lens I the
switch off the first level and press as above
the lens of the second stage the intermediate
image plane on the luminescent screen.
nee the high tensions with which one
Elelztroneiimil #: roslzop high magnification loading
must be driven is in general
The radiation diverges so little that
practically in the interdigid plane with
switched first lens a silhouette of the
Object disfigured, which: then by the
second lens can be imaged. That
In this case, an overview image is created
only in the enlargement of the second
Level corresponding to the magnification.
It is possible to achieve a good
sufficiently small divergence in the image
irradiated or irradiated objects
special aids are to be provided. -One can
z. B. between object and radiation source
an auxiliary lens anordil ° n. which of the
Radiation source outgoing radiation in one
Concentrated spot. the one near the
Object lies. So it is the imaging
Radiation through a point and drafts,
don't cry this point too close to the object
lies. of this one less shadow
Enlargement in the intermediate image plane.
Similarly, you can. switch off the lens of the second stage and use the lens of the first stage to cast the image directly onto the fluorescent screen. Opposite the intermediate image is. this fluorescent screen is enlarged slightly because of the greater distance. This enlargement can be compensated for by changing the focal length of the first lens accordingly. In this case too, use is made of the slight divergence of the imaging radiation; in practice, the image in the plane of the luminescent screen appears sharp even without special adjustment of the lens. However, here the second lens with its narrow diaphragms or pole pieces acts as a delimitation of the image field. It is therefore appropriate to use this lens or to. To remove at least the narrow diaphragms of this lens from the beam path, it is therefore expedient to arrange the entire lens or the diaphragms with a small opening so that they can be folded. -If a diaphragm is provided in the intermediate image plane, this is also expediently removed during the production of the intermediate image, e.g. B. folded out of the beam path.
Eine andere Möglichkeit zur Beobachtung des Zwischenbildes sei an
Hand der Abb. 2 beschrieben. Die Bezeichnungen haben hier dieselbe Bedeutung wie
in Abb. i. Gegenüber dem Elektronenmikroskop nach Abb. i ist hier aber noch eine
Hilfslinse H vorgesehen. Auch hier wird zur Erzeugung des Übersichtsbildes, wie
soeben beschrieben, die Linse II ausgeschaltet. Um aber zu vermeiden, daß die Elektroden
oder Polschuhe als Blenden wirken, ist die Hilfslinse 9 so eingestellt, daß der
durch sie und die Linse I erzeugte Strahlengang seine engste Stelle in der Linse
II hat. Wegen der geringen Entfernung zwischen der Linse II und der Blende B wird
dadurch praktisch zugleich erreicht, da,ß die Strahlung auch die Blendenöffnung
B ungehindert durchsetzt. Ort und Brennweite der Hilfslinse H sind dabei so eingestellt,
daß das Übersichtsbild in der Leuchtschirmebene keine zu hohe Vergrößerung aufweist.
Zur Beobachtung des Bildes der zweiten Stufe wird dann die Hilfslinse H wieder ausgeschaltet
und die Linse II eingeschaltet.Another possibility to observe the intermediate image is on
Hand of Fig. 2 described. The terms here have the same meaning as
in Fig. i. Compared to the electron microscope according to Fig. I, there is one more
Auxiliary lens H is provided. Here too, how to generate the overview image
just described, the lens II switched off. But to avoid that the electrodes
or pole shoes act as apertures, the auxiliary lens 9 is set so that the
through it and the lens I, the beam path produced its narrowest point in the lens
II has. Because of the small distance between the lens II and the diaphragm B.
thereby practically at the same time achieved that the radiation also the aperture
B penetrated unhindered. The location and focal length of the auxiliary lens H are set so that
that the overview image in the luminescent screen plane does not have too high a magnification.
The auxiliary lens H is then switched off again to observe the image of the second stage
and the lens II switched on.
Eine andere Möglichkeit, mittels einer Hilfslinse die erwünschte Abbildung
zu erhalten, besteht nach Abb. 3 darin, daß man durch Einschalten der Hilfslinse
im Zusammenwirken mit der Linse I ein möglichst verkleinertes Bild des Gegenstandes
in der Nähe der Zwischenbildebene entwirft. Dieses Bild kann dann wegen der vorhandenen
Tiefenschärfe praktisch mit derselben Einstellung der Linse II auf den Leuchtschirm
abgebildet werden, wie das Zwischenbild. Bei diesem Verfahren, bei dem zur Erzielung
eines Übersichtsbildes sämtliche drei Linsen eingeschaltet sind, soll das mit I
und H hergestellte Zwischenbild gegenüber dem eigentlichen Zwischenbild verkleinert,
gegenüber dem Objekt aber zweckmäßig im Verhältnis i : i abgebildet sein.Another possibility, using an auxiliary lens, the desired image
to get, consists according to Fig. 3 in that one by switching on the auxiliary lens
in cooperation with the lens I, an image of the object that is as reduced as possible
designs near the intermediate image plane. This image can then be used because of the existing
Depth of field practically with the same setting of lens II on the fluorescent screen
like the intermediate image. In this process, in which to achieve
of an overview image all three lenses are switched on, this should be marked with I.
and H produced intermediate image reduced in size compared to the actual intermediate image,
but expediently be mapped in relation to the object in the ratio i: i.
Gemäß Abb. q, wird bei sonst ähnlicher Anordnung zurr Erzielung des
Übe-rsicht.sbildes die Linse I ausgeschaltet, die Linse H eingeschaltet, so daß
diese ein kleineres Zwischenbild in der Zwischenbildebene entwirft, welches gegenüber
dem Gegenstand vorzugsweise im Verhältnis i : i abgebildet ist. Dieses kleinere
Zwischenbild wird mit Hilfe der Linse II auf den Leuchtschirm ab,-gebildet und liefert
das Übersichtsbild.According to Fig. Q, if the arrangement is otherwise similar to achieve the
Ube-richt.sbildes the lens I switched off, the lens H switched on, so that
this creates a smaller intermediate image in the intermediate image plane, the opposite
the object is preferably depicted in the ratio i: i. This smaller one
With the help of the lens II, the intermediate image is displayed, -formed and delivered on the fluorescent screen
the overview image.
Während das an Hand der Abb. i erläuterte Verfahren, in weitgehendem
Maße von der großen Tiefenschärfe der Abbildung Gebrauch macht, was bis zu einem
gewissen Grad auch bei dem Verfahren nach Abb.3 der Fall ist, liefern die Verfahren
nach Abb. 2 und 4. auch dann brauchbare Ergebnisse, wenn infolge besonderer Eigentümlichkeiten
des Strahlenganges die sonst beobachtete Tiefenschärfe nicht vorhanden ist.While the method explained on the basis of Fig. I, to a large extent
Measures of the great depth of field of the figure makes use of what up to a
To a certain extent this is also the case with the method according to Fig. 3, the methods provide
according to Fig. 2 and 4. also usable results if due to special peculiarities
of the beam path the otherwise observed depth of field is not available.