Magnetlinse für elektronenoptische Geräte, insbesondere Elektronenmikroskope
Es ist bekannt, bei elektronenoptischen Geräten, beispielsweise bei Elektronenmikroskopen,
Magnetlinsen zu verwenden, bei denen auf dem eigentlichen Magnetkörper ein Polschuhsystem
lösbar befestigt ist. Diese Magnetlinsen werden dabei vielfach so ausgeführt, daB
das Polschuhsysbem selbst wiederum mehrteilig ist. Es besteht dann nämlich aus dem
eigentlichen inneren Polschuh und einem Polschuhträger. Man hat .bisher das lösbare
Polschuhsystem und diese Einzelteile des Systems durch Verwendunig von Langgewinden
befestigt. Diese Langgewinde haben. den Nachteil, daß sie nur so ungenau geschnitten
werden können, daB der durch diese Gewinde gebildete Luftspalt ungleichmäßig und
nicht reproduzierbar war. Das hat zur Folge, daB die so hergestellte Magnetlinse
Felder mit starkem Astigmatismus erzeugt. Bei elektromagnetnschen Linsen hat man
ferner früher zwischen den Spulen und den sie verbindenden Tuben GummIflachdichtungen
verwendet, welche das Gerät unstarr
machten und zur Folge hatten,
daß die Gleichachisigkeit der Einzelteile des Elektronenmikroskops zu wünschen übrig
ließ.Magnetic lens for electron optical devices, in particular electron microscopes
It is known that in electron optical devices, for example in electron microscopes,
To use magnetic lenses, with which a pole shoe system on the actual magnetic body
is releasably attached. These magnetic lenses are often designed in such a way that
the pole shoe system itself is in turn made up of several parts. It then consists of the
actual inner pole piece and a pole piece carrier. So far you have the solvable
Pole shoe system and these individual parts of the system by using long threads
attached. These have long threads. the disadvantage that they only cut so imprecisely
that the air gap formed by these threads is uneven and
was not reproducible. As a result, the magnetic lens produced in this way
Generates fields with strong astigmatism. With electromagnetic lenses one has
also earlier between the coils and the tubes connecting them with flat rubber seals
used which the device is inflexible
made and resulted in
that the Gleichachisigkeit of the individual parts of the electron microscope leaves something to be desired
let.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Magnetlinse, beispielsweise
elektromagnetisch erregte Linse, für elektronenoptische Geräte zu schaffen, die
ein streng rotationssymmetrisches und streng koaxiales Magnetfeld hervorbringt.
Ferner ist es Aufgäbe der Erfindung, die bei solchen, Linsen verwendeten Polschuhsysterne
schnell und genau austauschbar zu gestalten. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß das Pols:chuhsystem und der Magnetkörper mit konischen Paßflächen
ineinandergesetzt sind. Wenn es sich um Anordnungen handelt, bei denen: das Polschühsystem
mehrteilig ausgeführt ist, wird man gemäß der weiteren Erfindung auch die Einzelteile
eines solchen Polschuhsystems so ausbilden, daß sie mit Hilfe von konischen Paßflächen
ineinandergesetzt und auch so leicht ausgetauscht werden können. Durch die Verwendung
der konischen Paßflächen, die durch Schleifen sehr genau konzentrisch bearbeitet
werden können; ist nunmehr die sichere Gewähr gegeben, daß .man ein genau rotationssymmetrisches
Linsensystem und dementsprechend auch ein genau symmetrisches Feld erhält. Bei Elektronenmikroskopen
mit mehreren Spulen kann man gemäß der weiteren Erfindung .die gleichachsige Lage
der Einzelteile des Mikroskops dadurch erzwingen, daß die Einzelteile, also z. B.
die Spu.lenkörper und die Verbindungstuben, ebenfalls mit Hilfe konischer Paßfiächen
ineinandergesetzt werden. Auf diese Weise kommt man zu einer starren Anordnung,
bei der die Gleichachsigkeit der Einzelteile sichergestellt ist.The object of the invention is to provide a magnetic lens, for example
electromagnetically excited lens, for electron-optical devices to create the
produces a strictly rotationally symmetrical and strictly coaxial magnetic field.
It is also an object of the invention, the pole shoe systems used in such lenses
quickly and precisely interchangeable. These objects are in accordance with the invention
solved in that the pole: shoe system and the magnet body with conical mating surfaces
are nested. When it comes to arrangements where: the pole shoe system
is made in several parts, according to the further invention, the individual parts will also be used
train such a pole shoe system that they with the help of conical mating surfaces
nested and can also be easily exchanged. By using
the conical mating surfaces, which are machined very precisely concentrically by grinding
can be; there is now a sure guarantee that .man an exactly rotationally symmetrical
Lens system and, accordingly, also receives an exactly symmetrical field. With electron microscopes
with several coils you can .die equiaxed position according to the further invention
force the items of the microscope by the fact that the items, so z. B.
the coil body and the connecting tubes, also with the help of conical fitting surfaces
are nested. In this way one arrives at a rigid arrangement,
in which the alignment of the individual parts is ensured.
In der Figur ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Querschnitt
durch einen Teil eines Elektronenmikroskops dargestellt. Mit i ist der Objektschleusenkörper
bezeichnet, welcher ein durchbohrtes Hahnküken nach Patent 659 092
zur Aufnahme
des zu untersuchenden Objekts besitzt. 3 ist die Einschleusöffnung für das Objekt.
Der obere, den Bestrahlungsapparat und gegebenenfalls eine Kondensorlimse aufnehmende
Teil ist in der Figur nicht dargestellt. Der Elektronenstrahl fällt durch die CSffnung
q. auf das Objekt. Mit 5 ist eine Objektivspule bezeichnet, die zur Abbildung des
zu .beobachtenden Objekts dient. Diese Objektivspule besitzt einen oberen Deckel
6 und einen unteren, .mit einem konischen Schliff versehenen Hals 7, der in einen
erstsprechend .bemessenen konischen Schliff der feststehenden Vakuumwand 8 paß@t.
Die Wand 8 bildet den Verbindungstubus zu der in der Figur nicht dargestellten Projektionslinse.
Mit g sind Abschirmzylinder bezeichnet, die dazu dienen, äußere magnetische Störfelder
von dem durch den inneren Zylinder fallenden Elektronenstrahl fernzuhalten. Der
abbildende Elektronenstrahl fällt von oben nach unten durch den mittleren Abschirmzylinder
auf den in der Figur nicht dargestellten Fluoreszenzschirm.As an exemplary embodiment of the invention, the figure shows a cross section through part of an electron microscope. The object sluice body is designated by i, which has a pierced cock plug according to patent 659 092 for receiving the object to be examined. 3 is the entry opening for the object. The upper part, which accommodates the irradiation apparatus and possibly a condenser lens, is not shown in the figure. The electron beam falls through the opening q. on the object. 5 with an objective coil is designated, which is used to image the object to .beobachtenden. This objective reel has an upper cover 6 and a lower neck 7 which is provided with a conical cut and which fits into a correspondingly dimensioned conical cut of the stationary vacuum wall 8. The wall 8 forms the connection tube to the projection lens, not shown in the figure. Shielding cylinders are designated by g, which serve to keep external magnetic interference fields away from the electron beam falling through the inner cylinder. The imaging electron beam falls from top to bottom through the central shielding cylinder onto the fluorescent screen, not shown in the figure.
Zum Einstellen eines bestimmten, zu untersuchendenBildausschnittes
ist eine Re@lativbeweglichkeit zwischen dem die Objektivspule 5 enthaltenden" feststehenden
Teil und dem O.bjektivträger vorgesehen. Zur Verstellung dienen Einstellschrauben
ro, die in Haltern i i auf- und abgeschraubt werden können. Die Verstellbewegung
wird durch einen Hebel 12 auf einen im Schleusenkörper i fest verschraubten Druckkörper
13 übertragen. Mit 1q. ist ein dem Druckkörper 13 gegenüberliegender
federnder Halter bezeichnet. Zur Abdichtung der zwischen den beiden relativ zueinander
beweglichen Teilen i und 6 frei bleibenden ringförmigen bffnung,ditent eine -Gummischeibe
15, die durch einen Druckring 16 in ihrem äußeren Bereich gegen die Platte 6 und
durch seinen Druckring 17 in ihrem inneren Bereich gegen den ringförmigen,
fest mit dem Schleusenkörper i verbundenen Flansch 18 gedrückt wind. Zum Festpressen
der Druckringe 16 und 17, die durch entsprechende Nasen gegen Verdrehung gesichert
sind. dienen zwei mit Gewinde versebene Ringe ig, 2o. Durch die sich nicht drehenden
Druckringe 16 und 17 wird beim Anpressen eine drehende Zerrung des Gummis vermieden.
Der Ring rcg besitzt Innengewinde, das auf ein entsprechendes Gewinde des Schleusenkörpers
i geschraubt wird. Der Ring 2o besitzt Außengewinde, das in ein entsprechendes Gewinde
der Platte 6 geschraubt wird. Durch den zwischen den beiden Druckringen 16 und 17
frei bleibenden Teil des Dichtungsringes 15 ist die für die Einstellung erforderliche
relative Qüerverschiebbarkeit des Oibj-ektträgers gegenüber der Objektivspule gegeben.
Der Abstand zwischen den Ringen r9 und 2o läßt ;sich mixt .dem Auge leicht abschätzen
und dient daher zur Grobzentrierung. Der Flansch 18 besitzt den aus der Figur ersichtlichen
trapezförmigen Querschnitt, der in eine entsprechend ausgestaltete, trapezförmige
Vertiefung 2i .der Platte 6 mit genügendem Spiel paßt. Zwischen den Teilen 6 und
7 ist ein Messingring 22 eingesetzt. Der -so gebildete, in sich geschlossene Spulenkörper
ist auf der Seite der inneren Bohrung mit einer konischen Paßfläche 23 versehen,
in welche eine entsprechende konische Paßfläche eines Polschuhträgers 24 paßt. Der
Polschuhträger besteht aus den Teilen 25, 26 und 27, die in der aus der Figur ersichtlichen
Weise zusammengefaßt sind. Die Teile 25, 26 bestehen aus magnetischem Material,
während das Mittelstück 27 aus Messing hergestellt ist. In diesem Träger 24. sind
Bohrungen 2-8 vorgesehen, die die Vakuumräume oberhalb und unterhalb der Luise miteinander
verbinden. Der Polschuhträger besitzt eine innere konische Paßfläche 29, in welche
das eigentliche Polschuhstück 30 mit einer entsprechenden äußeren, konischen
Paßfläche eingesetzt ist. Das Polschuhstück 30 besteht aus dem oberen Polschuh 3i,
dem unteren Polschuh 32 und einem .dazwischen befestigten Messingring 33.A relative mobility between the fixed part containing the objective coil 5 and the objective carrier is provided for setting a specific image section to be examined Lever 12 is transferred to a pressure body 13 firmly screwed into the lock body i. A resilient holder opposite the pressure body 13 is designated by 1q. which is pressed by a pressure ring 16 in its outer area against the plate 6 and by its pressure ring 17 in its inner area against the annular flange 18 firmly connected to the lock body i Rotation are secured. Two serve with Thread offset rings ig, 2o. The non-rotating pressure rings 16 and 17 prevent rotating distortion of the rubber when it is pressed. The ring rcg has an internal thread which is screwed onto a corresponding thread of the lock body i. The ring 2o has an external thread which is screwed into a corresponding thread of the plate 6. Because of the part of the sealing ring 15 that remains free between the two pressure rings 16 and 17, the relative cross-displaceability of the lens mount relative to the lens coil required for the adjustment is provided. The distance between the rings r9 and 2o can easily be estimated by the eye and is therefore used for rough centering. The flange 18 has the trapezoidal cross-section shown in the figure, which fits into a correspondingly designed, trapezoidal recess 2i of the plate 6 with sufficient clearance. A brass ring 22 is inserted between the parts 6 and 7. The self-contained coil body thus formed is provided on the side of the inner bore with a conical fitting surface 23 into which a corresponding conical fitting surface of a pole piece carrier 24 fits. The pole shoe carrier consists of the parts 25, 26 and 27, which are combined in the manner shown in the figure. The parts 25, 26 are made of magnetic material, while the center piece 27 is made of brass. In this carrier 24 bores 2-8 are provided which connect the vacuum spaces above and below the Luise with one another. The pole shoe has an inner conical mating surface 29, in which the actual Polschuhstück 30 is used with a corresponding outer conical mating surface. The pole piece 30 consists of the upper pole piece 3i, the lower pole piece 32 and a brass ring 33 fastened in between.