DE901325C

DE901325C - Magnetostatische Polschuhlinse

Info

Publication number: DE901325C
Application number: DES11273D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Bodo V Borries; Dr-Ing Karl Kuepfmueller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1943-01-15
Filing date: 1943-01-16
Publication date: 1954-01-11

Description

Die bekannten magnetostatischen, mit Polschuhen ausgerüsteten Linsen werden bisher meist so ausgeführt, daß die Permanentmagnete am äußeren Linsenmantel angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit, sehr große Permanentmagnetstäbe anzuwenden. Die Erfindung zielt darauf ab, eine permanentmagnetische Elektronenlinse zu schaffen, bei der man mit kleineren, besonders gut ausnutzbaren Magneten arbeiten kann. Erfindungsgemäß wird ein Magnet, gegebenenfalls werden zwei rohrförmige drehsymmetrische Magnete verwendet, wobei diesen Magneten den magnetischen Kreis nach außen herum schließende, die äußere Linsenummantelung bildende Rückschlußeisen zugeordnet werden. Dadurch, daß auf diese Weise die Permanentmagnete in möglichst großer Nähe des Linsenfeldes selbst angeordnet sind, kann man zu einer sehr guten Ausnutzung der Magnete kommen und hat überdies die Möglichkeit, die Magnete selbst wesentlich kleiner als bisher zu bemessen. Man kann unter Umständen die Permanentmagnete sogar selbst als Polschuhe verwenden. Andere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung bestehen darin, daß an den rohrförmigen Magneten besondere Polschuhe befestigt werden. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn man mit sehr hoher Sättigung im Polschuhmaterial arbeiten will, um hohe Maximalfeldstärken im Spalt zu erzeugen. Eine einfache Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn man den Eisenkreis der Linse durch einen äußeren Mantelteil und zwei quer zur Strahlrichtung liegende Deckelteile bildet,

wobei an dem einen Teil der obere Polschuh und am gegenüberliegenden anderen Deckelteil ein als Träger des anderen Polschuhs dienender rohrförmiger Permanentmagnet verwendet wird. In diesem Fall kann die Linse also mit einem einzigen rohrförmigen Permanentmagnet hergestellt werden. Eine andere Ätisführungsform, bei der zwei Permanentmagnete zur Anwendung kommen, ergibt sich, wenn je ein Polschuh an einem der beiden rohrförmigen Permanentmagnete angeordnet ist und diese beiden Magnete an zwei quer zur Stralilrichtung liegenden Teilen des äußeren Eisenkreises der Linse befestigt sind, wobei diese Teile außen durch einen vorzugsweise zylindrischen Mantelteil des Rückschlußeisens verbunden sind.

Um auch bei einer permanentmagnetischen Linse die Polschuhe leicht auswechseln zu können, wird man bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den oder die rohrförmigen Permanentmagnete in einem auswechselbaren Einsatzkörper haltern, der auch die beiden Polschuhe enthält und in eine Bohrung des das Rückschlußeisen bildenden Linsenkörpers einsetzbar ist. Man hat auf diese Weise also einen leicht auswechselbaren Einsatzkörper, der sowohl die Polschuhe als auch die Permanentmagnete enthält. Für die Magnetisierung der Permanentmagnete wird man in den Linsenkörper eine ringförmige verlorene Wicklung einbauen.

Die Zeichnungen zeigen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein magnetostatisches Projektiv für ein Elektronenmikroskop dargestellt. Mit 1 und 2 sind zwei rohrförmige, symmetrisch zur Strahlachse liegende Permanentmagnete bezeichnet. Der obere Permanentmagnet 1 ist am Deckel 3, der untere am Deckel 4 des Linsenkörpers befestigt. Mit 5 ist die äußere zylindrische Ummantelung der Linse bezeichnet. An den einander zugekehrten Enden der beiden Permanentmagnete sind die Polschuhe 6 und 7 der Linse befestigt. In den vom magnetischen Eisenkreis umschlossenen Ringraum ist für die Magnetisierung der beiden Permanentmagnete eine· Erregerwicklung 8 eingebaut, die als verlorene Wicklung im Linsenkörper verbleibt. In Fig. 2 ist für diese Linse die Feldstärke längs der Achse aufgezeichnet.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall kann es sich beispielsweise um die Objektivlinse eines Elektronenmikroskops handeln. Soweit die Einzelteile mit denen in Fig. 1 übereinstimmen, sind hier die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der obere Polschuh 6 ist bei dieser Linse unmittelbar am Deckel 3 befestigt, während der untere Polschuh 7 oben an dem Permanentmagnet 9 befestigt ist. Dieser Permanentmagnet sitzt auf dem Deckel 4 des äußeren Eisenkreises. Bei dieser Linse ist der wirksame Linsenbereich nach oben hin unsymmetrisch verschoben, um in an sich bekannter Weise die Möglichkeit zu schaffen, mit der Objektpatrone möglichst nahe an den wirksamen Linsenbereich heranzukommen. Dementsprechend ist bei dieser Ausführungsform nur ein einziger Permanentmagnet 9 angewendet. Fig. 4 zeigt für diese Linse den Verlauf der Feldstärke längs der Strahlachse.

In Fig. 5 ist für eine Projektivlinse ein magnetostatischer auswechselbarer Einsatzkörper im Längsschnitt dargestellt. Mit 11 und 12 sind die beiden Deckel des Rückschlußeisens dieser Linse bezeichnet. Zwischen diesen Teilen ist das unmagnetische Zwischenstück 13 eingesetzt. Die innere Bohrung 14 des Linsenkörpers ist schwach konisch ausgebildet. Sie dient zur Aufnahme des auswechselbaren Einsatzkörpers. Dieser Einsatzkörper besteht aus einem unmagnetischen Mittelstück 15, mit dessen oberem und unterem Ende die beiden magnetischen Teile 16 und 17 verschraubt sind. Die Teile 16 und 17 passen genau in die konische Bohrung 14 des Linsenkörpers. Mit 18 und 19 sind die beiden Polschuhe des Projektivs bezeichnet. Dem oberen Polschuh ist der rohrförmige Permanentmagnet 20, dem unteren der entsprechende Permanentmagnet 21 zugeordnet. Mit 22 ist ein Ring aus unmagnetischem Material bezeichnet, der den Abstand zwischen den beiden Polschuhen 18 und 19 bestimmt. Die Teile 18 bis 21 werden durch die beiden äußeren, aus permeablem Material bestehenden Schrauben 23 und 24 festgehalten, die in die innere Bohrung der permeablen Teile 16 und 17 geschraubt sind. Sämtliche Einzelteile des dargestellten Projektiveinsatzes sind durch strahlsymmetrische Paßflächen genau gegeneinander festgelegt und so durch das bloße Zusammensetzen dieser Teile einwandfrei zentriert.

Man kann die Erfindung bei allen Korpuskular-Strahlapparaten anwenden, die mit magnetostatischen Linsen arbeiten. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung sind mit magnetostatischen Linsen ausgerüstete Elektronenmikroskope. ■

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetostatische Polschuhlinse, gekennzeichnet durch die Verwendung eines, gegebenenfalls auch zweier rohrförmiger strahlsymmetrischer Magnete und ihnen zugeordneter, den Magnetkreis nach außen herum schließender Rückschlußeisen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkreis der Linse durch einen äußeren Mantelteil und zwei quer zur Strahlrichtung liegende Teile gebildet wird, wobei an dem einen Teil der obere Polschuh und am gegenüberliegenden Teil ein als Träger des anderen Polschuhes dienender rohrförmiger Permanentmagnet dient.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Polschuh an einem rohrförmigen Permanentmagnet angeordnet ist und daß die beiden Magnete an zwei quer zur Strahlrichtung liegenden Teilen des äußeren Eisenkreises der Linse befestigt sind, die ihrerseits außen durch einen Mantelteil des Rückschlußeisens verbunden sind.

4. Anordnung nach Anspruch ι oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der

oder die rohrförmigen Permanentmagnete in einem auswechselbaren Einsatzkörper gehaltert sind, der auch die beiden Polschuhe enthält und in eine Bohrung des das Rückschlußeisen bildenden Linsenkörpers einsetzbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Linsenkörper zur Magnetisierung der Permanentmagnete eine verlorene Wicklung eingebaut ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5677 12.