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Mit einem Permanentmagnetsystem arbeitende magnetische Linsenanordnung,
insbesondere aus vier Linsen bestehendes Abbildungssystem für Elektronenmikroskope
Für Korpusktilarstralilapparate. insbesondere Elektronenmikroskope, sind schon mit
Permanentmagnetsystemen arbeitende Abbildungslinsen bekannt, bei denen magnetische
Regler zur willkürlichen Änderung der Linsenbrechkraft angewendet %%"erden. Solche
Regler sind beispielsweise erforderlich, tun durch Änderung der Objektivbrechkraft
(las Bild scharf zti stellen l)zw. um durch Änderung; (leg Projektivbrechkraft die
Endbildvergrößerung zu regeln. Bei einem bekannten Regler dieser Art wird
zur Änderung des Magnetflusses eine Regelmutter verwendet, die einem Teil des Außenmantels
der Linsenanordnung zugeordnet ist, dessen Querschnitt geschwächt ist. Will man
in diesem Falle verhältnismäßig große Regeleffekte erzielen, so muß die Stelle engen
Querschnitts so gewählt werden, daß der Fluß fast ganz unterbrochen werden kann.
infolgedessen tritt in diesem Falle ein verhältnismäßig großer Streufluß nach außen
auf.
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Es sind auch schon Regler vorgeschlagen worden, bei denen ein Teil
eines Linsenpolschuhs selbst in der Achsrichtung beim Regeln hin und her bewegt
@N erden kann. In solchen Fällen muß man dann (larauf verzichten, in jeder Betriebslage
eine ganz bestimmte unveränderliche Polschuhform zu haben.
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Die Erfindung betrifft eine magnetische Linsenanordnung mit einem
Permanentmagnetsystem und mindestens einem Polschuhsystem, in dem sich das Linsenfeld
ausbildet. Erfindungsgemäß dient zur Veränderung der Linsenbrechkraft einer innerhalb
der das Polschuhsvstern und das Permanentmagnetsvstem umgebenden, mit einem Pol
dieses Magnetsvstems
verbundenen Kapsel ein durch äußere Einstellmittel
verstellbarer, zum Polschuhsystem in jeder Reglerstellung im Magnetkreis in Reihe
liegender Regelkörper. Gegenüber den eingangs erwähnten Anordnungen ist eine solche
Linse nach außen hin streufeldfrei, da der Regler nicht mit einem Querschnitt der
äußeren Kapsel der Linse zusammenarbeitet, sondern vollkommen in diese Kapsel eingebaut
ist. Da der Regler weiterhin ein von den Polschuhsystemen der Linsenanordnung völlig
unabhängiges Bauelement ist, wird bei seiner Betätigung auch in keiner Weise die
Polschuhform geändert, und der Regler braucht auch sonst in keiner Weise in den
Bereich des Polschuhsystems einzugreifen.
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Für die Ausführung der Erfindung kann man verschiedene Wege wählen.
Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn man gemäß der weiteren Erfindung
einen strahlsymmetrischen, ringförrnigen Regelkörper anwendet, der vorzugsweise
mit Zähnen versehen sein kann. Man kann den verstellbaren Regelkörper aber auch
ringförmig lassen. Diese Anordnung wird man insbesondere dann anwenden, wenn der
Regelkörper axial verschiebbar ist. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung wird man einen drehbaren Regelkörper verwenden. In diesen Fällen wird
man sowohl den verstellbaren Regelkörper als auch einen ihm zugeordneten feststehenden
Gegenkörper mit Zähnen versehen; solche Anordnungen sind dann zu empfehlen, wenn
es auf kurze axiale Baulänge des Reglers ankommt.
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Der Regelkörper und der zugeordnete feststehende Gegenkörper können
so bemessen sein, daß sie in der einen Endlage einander auf engem Abstand gegenüberstehen
bzw. sich berühren. Auch die Form derReglerzähnekann verschiedenartig gewählt sein;
man kann sie beispielsweise so gestalten, daß die einander zugekehrten Flächen der
Reglerzähne auf einem strahlsymmetrischen Zylinder liegen. Die Flächen der Reglerzähne
können aber auch abgeschrägt werden, so daß die Zähne einander in der einen Endlage
des Regelkörpers berühren.
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Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale ergeben sich aus den
in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In Fig. i ist ein Längsschnitt durch eine aus vier Polschuhlinsen
bestehende Anordnung dargestellt, die als Abbildungssystem eines Elektronenmikroskops
angewendet werden kann. Mit i ist das Polschuhsystem des Objektivs, mit 2 und 3
sind die Polsc@huhsysteme zweier Zwischenlinsen, mit 4 ist das Polschuhsystem des
Projektivs bezeichnet. Die magnetische Außenkapsel der Linsenanordnung besteht aus
den beiden Deckelteilen 5 und 6 und dem zylindrischen Mantel 7. An den Deckeln 5
und 6 sind die äußeren Polschuhe der Linsen i und 4 unmittelbar befestigt; die übrigen
Polschuhe der Linsen sitzen an den rohrförmigen, die Polschuhhalter bildenden Teilen
8, 9 und io. Die Teile 8 und io besitzen tellerförmige Ansätze ti und 12; zwischen
dem Deckel 5 und dem Ansatz i i ist ein ringförmiger Permanentmagnet 13 und zwischen
dem Ansatz 12 und dem Deckel 6 ist ein ringförmiger Permanentmagnet 14 gehaltert.
Die Polaritäten der beiden Magnete 13 und 14 sind so gewählt, daß die Außenkapsel
5, 6, 7 mit gleichnamigen Polen direkt verbunden ist.
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Für die Regelung der Objektivlinse i dient ein ringförmiger Regelkörper
15, der in Richtung des Pfeiles 16 hin und her geschoben werden kann; mit diesem
Regler wird das Bild scharf eingestellt. Zwischen dem Außenmantel 7 und dem Teil
9, befindet sich ein Drehregler 17, mit dessen Hilfe die Endbildvergrößerung kontinuierlich
verändert werden kann. Dieser Regler 17 kann bei der Erfindung verschiedene Form
haben ; drei Ausfiihrungsbeispiele hierfür sind in den Fig. 2 bis 4 schematisch
dargestellt. Diese Figuren zeigen Querschnitte längs der Linie A-.9 von Fig. i.
Im Falle der Fig. 2 sind mit dem Außenmantel 7 die Zähne i8 verbunden und mit dem
Teil 9 auf dieser» drehbare Zähne 1.9 vorgesehen. Die Zähne sind aus der in der
Figur ersichtlichen Weise abgeschrägt. In der ausgezeichneten Lage berühren die
Zähne 18, i9 einander, so daß der zu den Linsen 2, 3 hinzutretende 1lagnetfluß seinen
größten Wert hat. Das ergibt für diese leiden Linsen die höchste Brechkraft und
somit die höchste Endbildvergrößerung. Durch Drehen der Zähne i9 in der Richtung
des Pfeiles 20 kann die Brechkraft kontinuierlich bis zu einem Minimum geschwächt
und damit die Endb ldvergrößerung zu einem entsprechenden Kleinstwert verändert
werden. Die zugehörige hndlage des Reglers ist in Fig. 2 bei 21 strichpunktiert
angedeutet.
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In Fig.3 ist eine Form voii Reglerzälinen 22, 23 dargestellt, bei
der die einander zugekehrten Flächen der Reglerzähne auf einem strahlsymmetrischenZylinder
liegen. Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform sind zls Drehregler um die
Achsen 24 schwenkbare Reglerarine 25 dargestellt. Der mittlere Bereich des Polschulikörpers
9 der beiden mittleren Linsen ist durch einen vorzugsweise feststehenden Ring 4o
aus magnetischem 'Material gehaltert.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 und 6. im
Längs- und Querschnitt dargestellt. Soweit die Einzelteile mit denen in Fig. i im
wesentlichen übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Permanentmagnete
31 und 32 sind in dieseln Falle zwischen die Ansätze i i bzw. 12 und einem itn Mittelbereich
der Linsenanordnung befindlichen Drehregler 33, 34, 35 angeordnet, der dazu dient,
die Brechkraft der beiden Linsen 2 und 3 zwecks Regelung der Endbildvergrößerung
zu verändern. 36, 37 und 38, 39 sind zwei Drehregler, die dem Projektiv ,4
bzw. dem Objektiv i zugeordnet sind. Der Regler 38, 39 dient hierbei zur Scharfstellung,
während der Regler 36, 37 ebenfalls zur Regelung der E»dbildvergrößerung verwendet
werden kann.
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Wie die beschriebenen Ausführungsbeispiele erkennen lassen, läßt sich
bei Anwendung der Erfindung in besonders einfacher und vorteilhafter Weise ein aus
vier Linsen bestehendes, mit Permanentmagneten erregtes Abhildu»gssvstem für Elelztroliüii-
| in ikro>slail>e aufbauen, wobei der Regelkörper |
| eine Brücke zwischen der :@ul@enkapsel der Linsen- |
| anordnung und einem I'olschulil:örl>er bildet, der |
| den 7N\-eiteri I'olsclitili der z«eiten Linse und den |
| ersten 1'olsclitili der dritten Linse trägt. =Ulan kann, |
| wie die Beispiele zeigen, die beim Elektronenmikro-- |
| skop erforderlichen I,_instellungen (Scharfstellung |
| und Vergrößerungsregelung) in sehr einfacher |
| Weise (Itirclifiiliren und bekommt gleichzeitig eine |
| \iior(Iiiuiig. bei der ein bestimmter Endbilddurch- |
| niesser in jeder Betriebsstellung roll ausgeleuchtet |
| w ird. |
| I)ie äu13erenHandgriffe der Regler wird man vor- |
| tcilliaft mit _\nzeigeskalen verseben, die unter Um- |
| ständen gleich so geeicht sein können, daß man die |
| I?n<(1>il(l@ergr<ißerung unmittelbar ablesen kann. |
| Wie in Fig. t angedeutet ist, wird nian den Außen- |
| mantel ; mit Vorteil nielirteilig. z. B. zwei- |
| teilig, inaclien. urn (las Aufinagnetisieren der aus je- |
| t\cils einem Pernianentinagnetsysteni und dem zu- |
| geordneten 1'olsrhuhsvstem bestellenden Baueinheit |
| zu ermö glichen. In Fig. 5 ist durch die Pumplöcher |
| ,4 r deutlich gemacht, daß man bei der Anwendung |
| (Ier 1'ermanentinagnetsysteme ausreichende Evaku- |
| ierungsmüg@ichl:eiten für den Katliodenbereicli auch |
| bei Atisclilttl3 der Hocli\-aktitinil)tinil)e im Raum |
| miterhalb des letzten Projektios hat. |