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Anordnung zur Regelung der Linsenbrennweite einer magnetostatischen
Polschuhlinse Bei Korpuskularstrahlapparaten, insbesondere Elektronenmikroskopen,
ist es bekannt, magnetostatische Linsen anzuwenden. Diese Linsen müssen, sofern.
man. darauf Wert legt, ihre Brennweite zu regeln, mit mechanischen Einrichtungen
versehen sein, die den, magnetischen Flüß zu beeinflussen gestatten. Die bekannten
Einrichtungen dieser Art sind bisher meist so aufgebaut, daß, nur eine Regelung
der Linsenbrennweite in bestimmten Grenzen möglich ist, und zwar so, daß die Brennweite
nur bis zu einem gewissen Grade geschwächt werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Linsenbrennweite
einer magnetostatischen Polschuhlinse und zielt darauf ab, die Regelanordnung so
durchzubilden, daß die Brechkraft der Linse in der einen Endlage nahezu. bis auf
den, Wert Null zurückgeht, so daß die Linse in dieser Lage praktisch ausgeschaltet
ist. Eine solche Ausschaltung der Linse ist von besonderer Bedeutung insbesondere
dann, wenn es sich beispielsweise um ein Elektronenmikroskop handelt, das so eingerichtet
ist, daß man mit ihm wahlweise entweder übermikroskopische Aufnahmen oder Elektronenbeugungsaufnahmen
machen. kann. Bei der zuletzt genannten Betriebsweise kommt es nämlich dann unter
Umständen darauf an, die Linsenwirkung der im Strahlengang verbleibenden magnetostatischen
Linsen auszuschalten. Erfindungsgemäß wird die geschilderte Aufgabe dadurch gelöst,
daß den feststehend angeordneten Polschuhen ein sie konzentrisch umgebender, einen
Teil des Magnetkreises bildender Regelkörper zugeordnet ist, der in der Achsrichtung
verstellbar ist. Das Polschuhsystem einer solchen Linse bleibt also beim Regelvorgang
fest stehen, was für die Ausbildurig
des Feldes im wirksamen Linsenbereich
günstig ist, während die Regelung. dem ringförmig die Polschuhe umgebenden Regelkörper
übertragen ist. Die Anordnung wird vorzugsweise so ausgeführt, daß der Regelkörper
sich in der einen Endlage an einen einen Teil :des Magnetkreises bildenrden Gegenkörper
anlegt, so das: die Linse in dieser Lage praktisch kurzgeschlossen ist. Dieser Gegenkörper
kann ein mit dem Polschuh fest verbundenes Stück sein; es ist aber auch möglich,
ihn ebenso wie den Regelkörper axial verstellbar zu machen. Eine vorteilhafte Ausführungsform
dieser Form ergibt sich, wenn man den Gegenkörper gegenläufig zum Regelkörper axial
verschiebbar macht, so d.aß sich die Enden des Regelkörpers und des Gegenkörpers
in der dem Kurzschluß der Linse zugeordneten Endlage in einer Ebene berühren, die
dem Mittelbereich zwischen den beiden Polschuhen zugeordnet ist. Bei einer solchen
Anordnung kann der symmetrische Aufbau der magnetostatischen Linse in jeder Reglerstellung
erhalten bleiben. Die Bewegungen des Regelkörpers und gegebenenfalls auch des Gegenkörpers
könnten durch eine einfache geradlinige Verschiebebewegung gegeben sein, man kann
aber auch die Axialverstellung durch eine Schraubbewegumg durchführen. In diesem
Falle ergibt sich eine besonders einfache Anordnung des Verstellantriebes, wenn
das Schraubgewinde so bemessen wird, daß etwa eine Viertelumdrehung des Regelkörpers
bzw. des Gegenkörpers ausreichend ist, um aus der einen in die andere Endlage zu
gelangen. Die Verstelleinrichtung läßt sich mit Vorteil dann weiterhin so aufbauen,
daß die Schraubbewegung durch eine nur in axialer Richtung bewegliche, durch die
Vakuumwand hindurchgeführte Verstellstange hervorgerufen wird, die an einen exzentrischen
Angriffspunkt am Regelkörper bzw. am Gegenkörper angreift. An diesen Körpern wird
man weiterhin Rückstellfeäern anwenden, die diese Körper beim Rückführen der Verstellstange
in die eine Endlage, vorzugsweise in die Kurzschlußlage, verstellen.
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Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale ergeben sich aus den
im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen. In Fig. i a und i b ist schematisch
im Querschnitt und perspektivisch eine Regelanordnung nach der Erfindung dargestellt,
bei der ein Regelkörper mit einer geradlinigen axialen Verstellbewegung angewendet
wird. Mit i ist ein zylindrischer Topfmagnet bezeichnet, der oben den Nordpol' und
unten den Südpol der magnetostatischen Linse bildet. Am Deckel 2 ist mit Hilfe der
Bügel 3, ,4 der obere Polschuh 5 der Linse befestigt. Der untere Polschuh 6 ist
am Deckel festgemacht. Den oberen Polschuh 5 umgibt ein Regelkörper 8, der in der
Achsrichtung von oben nach unten geradlinig verstellbar ist. Dieser Regelkörper
besitzt nach außen ragende Nasen. 9,
io, die sich in den Schlitzen i 1, 12
des kragenförmigen Teiles 13 auf und ab bewegen können. Mit 14 und 15 sind Gegenfedern
bezeichnet, die den Regelkörper 8 in die obere Endlage drücken. Entgegen der Wirkung
dieser Federn kann der Regelkörper mit Hilfe der Verstellstange 16 nach unten gedrückt
werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dem unteren Polschuh 6 ein Gegenkörper
17 zugeordnet, der - fest mit diesem Polschuh verbunden ist. Die Teile 6 und 17
können auch aus einem Stück hergestellt sein. In :der unteren Endlage des Regelkörpers
8 legt sich dessen untere Fläche 18 gegen, die Anlagefläche i9 des Teiles 17, wodurch
sich der gewünschte Kurzschluß der Linse ergibt. Mit geringfügigen Änderungen kann
die dargestellte Ausführung auch so abgewandelt werden, daß auch der Gegenkörper
17 in entsprechender Weise .gegenläufig zum Körper 8 axial verstellbar ist, so daß
sich die Flächen 18 und i9 in der Kurzschlußendlage der Linse in einer Ebene berühren,
die dem mittleren Bereich der Linse zugeordnet ist.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Regelkörper
und ein ihm zugeordneter Gegenkörper durch eine Schraubbewegung axial verstellbar
gemacht sind, ist in Fig. 2 a und 21> dargestellt. Soweit die Einzelteile mit denen
des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen
verwendet. Dem oberen Polschuh 21 ist hier ein Regelkörper 22 und dem unteren Polschuh
23 ein entsprechender Gegenkörper 24 zugeordnet. Die Körper 22 und 24 besitzen an
ihren nach außen gewendeten Teilen je einen Schlitz 25 bzw. 26. In diese Schlitze
greifen Verstellstifte 27 bzw. 28 ein, die bei ihren Bewegungen den Regelkörper
22 und den Gegenkörper 2q., welche mit Gewinde auf den zugeordneten Polschuhen sitzen,
verdrehen und dadurch die gewünschte Axialbewegung durchführen. Diese Gewinde sind
so bemessen, daß etwa eine Viertelumdrehung im Uhrzeigersinn der Teile 22 und- 2:I
ausreicht, um. sie aus der dargestellten oberen Endlage, in der die Linse die kürzeste
Brennweite hat, bis in die andere Endlage zu überführen, in der die Linse praktisch
kurzgeschlossen: ist. Die gewünschte Regelbewegung wird mit Hilfe eines Bügels 29
und einer damit sam:m.enarbeitenden Schubstange 3o durchgeführt. DieseBügelkonstruktion
ermöglicht es, mit einer einzigen Schubstange beide Teile 22 und 24 in dem gewünschten
Drehsinn aufeinander bzw. voneinander weg zu verstellen. Der Bügel 29 wird durch
eine Feder 31 normalerweise in der Lage gehalten, die dem Kurzschluß der Linse entspricht.
Durch Vorschieben der Schubstange 3o in Richtung des Pfeiles 32 erfolgt die Bewegung
der Körper 22 und 24. im Sinne einer allmählichen Vergrößerung der Brechkraft der
Linse. Durch eine Feder 33 wird der Körper 22 gegen den Bügel 29 abgestützt, um
den zwischen dem Schlitz 25 und dein Stift 27 gegebenen toten Gang auszuschalten;
eine entsprechende Feder 34 ist dem Körper 2.4 zugeordnet.