DE895350C

DE895350C - Elektronenmikroskop

Info

Publication number: DE895350C
Application number: DES6973D
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Neubert; Hans Schuchmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-11-06
Filing date: 1938-11-06
Publication date: 1953-11-02
Also published as: US2247524A; FR870411A

Description

Elektronenmikroskop Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenmikroskope, bei denen ein Bestrahlungsapparat einen Elektronenstrahl erzeugt, der durch eine Elektronenlinse, z. B.. eine Magnetspule, auf ein zu vergrößerndes Objekt gelenkt wird und mittels einer oder mehrerer zur Vergrößerung dienender Elektronenlinsen (Objektivlinse, Projektionslinse) die Abbildung des Objekts bewirkt. Während man bisher bei derartigen Elektronenmikroskopen bei den zur Vergrößerung dienenden Linsen mit einer jeweils konstanten wirksamen Öffnung gearbeitet hat, sind erfindungsgemäß einer zur Vergrößerung dienenden Elektronenlinse, also z. B. der Objektivlinse und/oder Projektionslinse, je mehrere Blenden verschiedenen Durchmessers zugeordnet, die durch von außen her zu betätigende Einstellmittel während des Betriebes ausgewechselt und wirksam gemacht werden. Derartige einstellbare Blenden sind in verschiedenster Beziehung von Vorteil. Bei der Objektivspule empfiehlt sich beispielsweise die Anwendung einer kleinen Blende zur Steigerung der Kontraste und zur Herstellung von Dunkelfeldbildern. Hat man nun aber nur eine ganz kleine Blende, so ist die richtige Einstellung des vom Bestrahlungsapparat erzeugten Elektronenstrahles so nämlich, daß er durch diese Blende hindurchf'ällt, sehr schwierig. Hier bringt die Erfindung, welche es gestattet, für das Einstellen des Elektronenstrahles nacheinander fortschreitend zu immer kleineren Blendendurchmessern überzugehen, eine sichere Einstellmöglichkeit. Es gibt auch viele Fälle, in denen für die Objektivspule eine verhältnismäßig große Blendenöffnung erwünscht ist. Alle diese Überlegungen zeigen, daß die Anwendung der Erfindung in bez,ug auf die verstellbaren Blenden bei der Objektivlinse von erheblicher Bedeutung ist.
Ähnliches gilt auch für die Projektionslinse. Hier läßt sich durch Wahl verschiedener Stromdurchleitung leicht eine verschiedene Vergrößerung einstellen, wobei es besonders vorteilhaft ist, daß dadurch die Gesamtvergrößerung geändert wird, ohne daß durch diese Verstellung die erste Stufe geändert wird; der Korrektionsz.ustand des Objektivs bleibt also ungeändert. Man bestimmt nun die Projektionsvergrößerung, indem man die Größe des endgültigen Bildes in Beziehung setzt zur Größe der Blende in der Projektionslinse. Geht man daher zu kleinen Projektionsvergrößerungen über, so muß man eine größere Blende in die Projektionsspule setzen, damit die ganze Fläche des endgültigen Bildes ausgeleuchtet wird. Verwendet man sehr hohe Projektionsvergrößerungen, so bedarf es umgekehrt einer kleinen Blende, damit deren Rand noch auf der photographischen Platte sichtbar bleibt. Da man beim praktischen Mikroskopieren oft schnell beim. gleichen Objekt die Vergrößerung ändern will, muß eine Auswechselung der Blende in der Projektionsspule während des Betriebes möglich sein.
Für die praktische Ausführung der Erfindung ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. So kann man beispielsweise die einzelnen jeweils einerLinse zugeordneten Blenden je mit einer besonderen Einstellvorrichtung ausrüsten. Die einzelnen Blenden können dann dadurch wirksam gemacht werden, daß sie in den Strahlengang des Elektronenmikroskops hineingeklappt werden, wobei zum Antrieb der Blenden beispielsweise Schnurrollen oder Bowdenzüge dienen können. Eine besonders einfache praktische Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch dadurch, daß eine einzige von außen her verstellbare Blendenscheibe verwendet wird, in welcher sich die einzelnen jeweils einer Linse zugeordneten Blendenlöcher befinden. Man kann eine solche B.lendenscheibe beispielsweise drehbar oder geradlinig quer zur Richtung des Elektronenstrahles verschiebbar anordnen. In dem zuletzt genannten Fall kann man beispielsweise eine Blendenscheibe anwenden, die in einer Schwalbenschwanzführung geradlinig hin und her verschiebbar ist. Eine solche Blendenscheibe kann man durch einen Spindelantrieb von außen her verstellen; man hat dabei in einfacher Weise die Möglichkeit einer sehr genauen Einstellung der Blendenöffnung relativ zum Strahl. Um die jeweils richtige gewünschte Lage der Blendenöffnung relativ zum Strahl sicher einzustellen, ist es vorteilhaft, am Blendenscheibenantrieb Arretierungsmittel vorzusehen, die so, ausgebildet sind, daß sie die Scheibe jeweils genau in der Lage halten, in welcher die Blendenöffnung richtig zur Wirkung kommt. Man kann das Erreichen dieser jeweils richtigen Lage an der von. außen her zu betätigenden Einstellschraube auch fühlbar machen und hat so die Gewähr dafür, daß beim Verstellen der Blende jeweils die neue Lage leicht aufgefunden wird.
In den Fig. i und 2 sind als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Längs- und ein Querschnitt durch eine Projektionslinse eines Elektronenmikroskops dargestellt. Die Spule selbst besteht aus zwei Teilen i und 2, die durch eine Messingscheidewand 3 voneinander getrennt sind. In dieser Messingscheidewand ist ein Kühlwasserkanal q. vorgesehen. Zwischen den Polschuhen 5 und 6 ist eine kreisförmige Scheibe 7 angeordnet, die eine Reihe von Blendenöffnungen mit verschiedenem Durchmesser besitzt. Diese Scheibe ist in einem Körper 8 drehbar gelagert, der mit einer Schraube g in- der aus der Figur ersichtlichen Weise am Polschuhträger befestigt ist. Zum Antrieb der Blendenscheibe dient ein Kegelradgetriebe, das aus den beiden Kegelrädern io und i i besteht. Das Kegelrad i i wird von einer Antriebswelle 12 aus verdreht, die außen einen Bedienungshandgriff 13 trägt. Das mittlere Zwischenstück 1q. der Welle 12 ist als Dichtungskonus ausgebildet und in die Messingscheidewand 3 eingesetzt.
Die Kegelräder io und ii werden vorzugsweise verschieden groß gewählt, um eine möglichst genaue Einstellung der jeweils wirksam zu machenden Blende zu ermöglichen. Man kann die beiden Kegelräder io und i i axial verstellbar einrichten, um eine genaue Zentrierung des Blendenantriebs zu ermöglichen. An Stelle der in der Figur dargestellten kreisförmigen Scheibe 7, welche die einzelnen Blendenlöcher 15 besitzt, kann man diese Scheibe auch als ein Kreissegment ausführen, da die einzelnen Blendenöffnungen nur sehr kleinen Durchmesser haben und verhältnismäßig eng nebeneinander angeordnet sein können.
Wenn man die in der Figur dargestellte Ausführungsform bei einer Objektivspule anwendet, empfiehlt es sich, den Antrieb der Blende von der Zwischenbildseite her vorzunehmen.
Abweichend von der .in den Figuren dargestellten Ausführungsform kann man die einer Projektionsspule zugeordneten Einzelblenden auch so ausführen, daß sie in ihrer Betriebsstellung jeweils an verschiedenen dem Durchmesser entsprechenden Stellen in dem Strahlengang eingeschaltet sind, und zwar so, daß das Verhältnis der Abstände des Bildeis und der Blende von. der Hauptebene der Linse etwa gleich dem Verhältnis der Größen des Bildes und der Blende ist.

Claims

PATENTANSPRUCIiE: i. Elektronenmikroskop, bei dem ein Bestrahlungsapparat einen Elektronenstrahl erzeugt, der durch eine Elektronenlinse, z. B. eine Magnetspule, auf ein zu vergrößerndes Objekt gelenkt werden kann und mittels einer oder mehrerer zur Vergrößerung dienender Elektronenlinsen (Objektivlinse, Projektionslinse) die Abbildung des Objekts bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß einer zur Vergrößerung dienenden Elektronenlinse, also z. B. der Objektivlinse und/oder Projektionslinse, je mehrere Blenden verschiedenen Durchmessers zugeordnet sind, die durch von außen her zu betätigende Einstellmittel wirksam gemacht werden.
2. Elektronenmikroskop nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen jeweils einer Linse zugeordneten Blenden je eine besondere Einstellvorrichtung besitzen.
3. Elektronenmikroskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Blenden dadurch wirksam gemacht werden, daß sie in den Strahlengang des Elektronenmikroskops hineingeklappt werden, wobei zum Antrieb beispielsweise Schnurrollen oder Bowdenzüge dienen. q..
Elektronenmikroskop nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Blendenscheibe, in welcher sich die einzelnen jeweils einer Linse zugeordneten Blendenlöcher befinden.
5. Elektronenmikroskop nach Anspruch q., gekennzeichnet durch eine drehbar angeordnete Blendenscheibe.
6. Elektronenmikroskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Dichtungskonus versehene Antriebswelle die Blendenscheibe über ein Kegelradgetriebe antreibt.
7. Elektronenmikroskop nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kegelräder zur Einstellung der Blenden axial verschiebbar sind. B.
Elektronenmikroskop nach Anspruch q., gekennzeichnet durch eine in einer Führung, z. B. einer Schwalbenschwanzführung, geradlinig hin und her verschiebbare Blendenscheibe. g.
Elektronenmikroskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenscheibe durch einen Spindelantrieb verstellt wird. io.
Elektronenmikroskop- nach Anspruch q. oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Blendenscheibenantrieb Arretierungsmittel vorgesehen sind, um die Scheibe jeweils genau in der Lage zu halten, in welcher die Blendenöffnung richtig zur Wirkung kommt. ii.
Elektronenmikroskop nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungsraum der Linse durch eine nicht magnetische Scheidewand, z. B. eine Messingscheidewand, in zwei Teile unterteilt ist und daß der Dichtungskonus des Blendenantriebs durch diese Scheidewand hindurchgeführt ist.
12. Elektronenmikroskop nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewand einen Kühlwasserkanal enthält.
13. Elektronenmikroskop nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Projektionslinse zugeordneten Blenden in ihrer Betriebsstellung jeweils an verschiedenen dem Durchmesser entsprechenden Stellen in den Strahlengang eingeschaltet sind, und zwar so, daß das Verhältnis der Abstände des Bildes und der Blende von der Hauptebene der Linse etwa gleich dem Verhältnis der Größen des Bildes und der Blende ist.