DE943548C - Elektronenmikroskop mit zwei permanentmagnetisch erregten Abbildungslinsen - Google Patents

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Anordnung zur Veränderung der Brennweite einer magnetischen, insbesondere permanentniagnetischen Elektronenlinse, wie sie in KoTpuskularstrahlapparaten, insbesondere Elektronenmikroskopen od. dgl., zur Anwendung kommen. Beim Hauptpatent sindim wirksamen Linseinbereich liegende Teile des Magnetsystems zur Brennweitenregelung mecha,-nisch verstellbar. Das ist beim Ausführungsbeispiel des Hauptpatents so durchgeführt, daß unter Vakuum in der Achsrichtung verschiebbare axialsymmetrische Polschuheinsätze angewendet sind. Diese Polschuheinsätze bestehen dabei jeweils aus einem Körper, der aus zwei permeablen Teilen besteht, zwischen denen ein Abstandsstück aus unmagnetischem Material angeordnet ist. Dieser einheitliche Einsatzkörper kann dabei aus dem einen Polschuh der Linse heraus in seine Betriebelage verstellt werden, in welcher das eine permeable Stück mit dem einen und das andere permeable Stück mit dem anderen Polschuh in Berührung kommt. Dadurch, daß mehrere derartige Polschuh-

einsatzkörper, die teleskopartig ineinander geschoben sind, zur Anwendung kommen, kann man mit dieser Konstruktion in verschiedenen Stufen die Polschuhform verändern und damit die Linsenbrennweite grobstufig regeln.

Die Erfindung betrifft ein mit zwei permanentmagnetisch erregten Abbildungslinsen ausgerüstetes Elektronenmikroskop, bei dem, wie beim Hauptpatent, im wirksamen Linsenbereich, liegende Teile

ίο des Magnetsystems zur Brennweitenregelung mechanisch verstellbar sind.

Erfindungsgemäß ist zur kontinuierlichen Regelung der Brennweite einer der beiden- Abbildungslinsen der der anderen Abbildungslinse zugewendete Polschuh bzw. ein Teil davon in der Achsrichtung kontinuierlich verstellbar. Auf diese Weise kommt man zu einer besonders einfachen, nicht elektrischen, kontinuierlichen, Brennweitenregelung beim Elektronenmikroskop. Die Erfindung kommt beispielsweise in Betracht zur Scharfeinstellung beim Objektiv und zur Veränderung der Vergrößerung beim Projektiv. Dadurch, daß für die Brennweitenregelung dies Objektivs dbr dem Projektiv zugewendete Polschuh kontinuier-

Hch verstellbar ist, wird sichergestellt, daß der Polschuh des Objektivs, an den üblicherweise das Objekt anliegt, nicht mitbewegt wird. Das bietet den Vorteil, daß die Objektversrfcellvorrichtungen in der auch sonst üblichen Weise ganz einfach ausgeführt werden können, während bei Anordnungen, die mit beweglichen, dem Objekt zugewendeten Polschuhen arbeiten würden, sich ein wesentlich verwickelterer Aufbau der mechanischen Verstellvorrichtungen für das Objekt und für den Polschuh

ergeben würde. Dadurch, daß das Objekt bei der Erfindung einem unbeweglichen, Polschuh zugeordnet werden kann, läßt sich auch wesentlich einfacher eine während der Untersuchung gegen Erschütterungen .unempfindliche Objekthalterung erreichen. Die Polschuhbewegung beim Projektiv ermöglicht es in, einfacher Weise, eine kontinuierliche Veränderung der Endbildvergrößerung einzustellen, und wenn man diia Erfindung beim Objektiv und beim Projektiv anwendet, erhält man eine Linsenkombination, bei der sowohl die Scharfstellung als auch die Vergrößerungs regelung mit einfachen mechanischen Mitteln durchgeführt werden kann und die als einheitlicher, nach außen hin Streufeldfreier Linsenkörper ausgeführt werden kann.

Um die gewünschte kontinuierliche Veränderung der Polschuhform zu erreichen, kann man einein Linsenpolschuh bzw. einen Teil eines Polschuhes mit einer äußeren zylindrischen. Gleitfläche' in einer entsprechenden zylindrischen Bohrung dies den Polschuh tragenden magnetischen Teils bzw. in einer zylindrischen Bohrung des feststehenden Polschuhteils der Linse kontinuierlich hin: und her beweglich anordnen. Der bewegliche Polschuh bzw. der bewegliche Polschuhteil kann dabei auf seiner dem wirksamen Linsenbereich abgewendeten Seite eine, seitliche Zahnstange tragen, mit der ein Zahnrad zusammenarbeitet, das durch einen aus dem Apparat nach außen hin geführten Drehschliff gedreht werden kann. Auf diese Weise kann man die Linsenbrennweite während des Betriebes beliebig fein regeln. Wenn man die Erfindung beim Objektiv anwendet, wird man mit Vorteil nur einen Teil des Polschuhes beweglich ausgestalten, so daß sich bei diesen Bewegungen nur eine geringfügige! Beeinflussung des Feldes ergibt, man erhält dann eine sehr große Regelgenauigkeifc Bei Anwendung der Erfindung am Projektor wird man mit Vorteil den einen ganzen Polschuh axial verschiebbar anordnen.

Die Figur zeigt als Ausführungsbleispiel der Erfindung einen Querschnitt durch das Abbildüngslinsensystem eines mit permanentmagnetischen Linsen arbeitenden Elektronenmikroskops. Die Konstruktion ist dabei gemäß einem früheren Vorschlag so gewählt, daß zur Erregung des Systems ein Permanentmagnet dient, der die Form einer durchbohrten radial magnetisierten Scheibe hat. Dieser Erregermagnet ist in der Fig. r mit 1 bezeichnet. Diese Magnetscheibe 1 ist in den Außenmantel 2 des Elektronenmikroskops, der aus magnetischem Material besteht, eingesetzt. In die innere Bohrung der Magnetscheibe ist der magnetische Teil 3 eingesetzt, der an seiner oberen Sietite den unteren Polschuh 4 des Objektivs und an seiner unteren Seite den oberen Polschuh 5 des Projektivs trägt. Zum. Magnetkreis des Objektivs gehört ferner das magnetische Stück6, welches den oberen Polschuh 7 des Objektivs aufnimmt. Mit 8 und 9 simd dem Objektiv zugeordnete Zwischenstücke aus· unniagnetischem Material bezeichnet. Zum Magnetkreis des Projektivs gehört die aus magnetischem Material bestehende, an den, Außenmantel 2 angesetzte Platte 10, die gleichzeitig den unteren Polschuh 11 des Projektivs bildet. Auf die Platte 10 ist ein dem Projektiv zugeordnetes Zwischenstück 12 aus unmagnetischem Material festgeschraubt, das seinerseits in der aus der Figur ersichtlichen Weise mit dem Teil 3 des Magnetsystems verschraubt ist.

Zur kontinuierlichen Regelung der Brennweite des Objektivs ist dessen unterer Polschuh zweiteilig ausgeführt. In den Polschuhteil 4 ist miämlich noch ein in der Achsrichtung kontinuierlich verstellbarer Polschuhteil 13 mit einer zylindrischen Gleitfläche eingesetzt, die in eine entsprechende zylindrische Bohrung des Teils 4 paßt. Der Polschuhteil 13 trägt an der unteren dem Objekt abgewendeten Seite eine Zahnstange 14, die mit einem Zahnrad 15 -zusammenarbeitet. Dieses Zahnrad sitzt auf einer drehbaren Achse 16, die ihrerseits in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines konischen FettschlifFs durch die äußere Vakuumwand des Mikroskops nach außen geführt ist. Durch Drehen an einem äußeren Handgriff kann man, somit den Polschuhteil 13 in der Achsrichtung hin und her bewegen und damit eine feinfühlige Einregielung der Objektivbrennweite vornehmen. Es wird nämlich auf diese Weise nur das abklingende Magnetfeld geringfügig beeinflußt.

Beim Projektiv ist der gesamte obere Polschuh 5 in der Achsrichtung kontinuierlich verstellbar an-

geordnet. Dieser Polschuh gleitet mit seiner zylindrischen Außenfläche 17 zu diesem Zweck in der zylindrischen Bohrung 18 des magnetischen Teils 3. An, seinem oberen, dem Objektiv zugewendeten Ende besitzt der Polschuh 5 eine Zahnstange 19, die mit einem Zahnrad 20 zusammenarbeitet, das an einer Achse 21 befestigt ist, die ebenfalls mit einem konischen Drehschliff von außen her beweglich ist. Auf diese Weise kann man durch Drehen des Zahnrades 20 den Polschuh 5 mehr oder weniger vom unterem Polschuh 11 entfernen und; damit die Vergrößerung, welche vom Projektiv erzielt wird, kontinuierlich regeln. Der bildseitige Brennpunkt 23 bleibt bei Verschiebung des oberen PoI-schuhes auch bei Änderung der Brennweite etwa in der gleichen, Lage, so daß die durch die unterhalb des Polschuhsystems liegende Blende 22 bestimmte Endbildgröße auch bei Änderung der Vergrößerung konstant bleibt. Durch die-Anordnung einer relativ großen Blende hinter dem Projektivsystem an. Stelle einer kleinen Zwischenbildblende vor dem Projektiv wird die Gefahr einer Blendenverschmutzung wirksam beseitigt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Mit zwei permanentmagnetisch erregten Abbildungslinsen ausgerüstetes . Elektronenmikroskop, bei dem, im wirksamen Linsenbereich liegende Teile des Magnetsystems zur Brennweitenregelung mechanisch verstellbar sind¹, nach Patent 898 217, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinuierlichen. Regelung der Brennweite einer der beiden Abbildungslinsen der der anderen Abbildungslinsie zugewendete Polschuh bzw. ein Teil davon in der Achsrichtung kontinuierlich verstellbar ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linsenpolschuh bzw. ein Polschuhteil mit eilner äußeren zylindrischen Gleitfläche in einer entsprechenden zylindrischen Bohrung des den Polschuh tragenden magnetischen. Teils der Linse kontinuierlich hin und her beweglich ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Polschuh bzw. der bewegliche Polschuhteil auf seiner dem wirksamen Linsenbereich abgewendeten Seite eine seitliche Zahnstange besitzt, mit der ein Zahnrad zusammenarbeitet, das durch einen aus dem Apparat nach' außen hin geführten Drehschliff gedreht werden kann..
4. 4. Anordnung mach Anspruch 1 oder einem der folgenden für die Objektivlinse eines Korpuskularstrahlapparates, dadurch gekennzeichnet, daß der bildseitige Polschuh zweiteilig ist und daß ein innerer Teil des Polschuhs zur Regelung der Brennweite in der Achsrichtung verschiebbar ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, für die Projektionslinse eines Koirpuskularstrahlapparates, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Objektiv'zugewendete Polschuh im magnetischen Teil des Polschuhhalters axial verschiebbar angeordnet ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß hinter demProjektivsystem eineBildfeldbegrenzungsblende angeordnet ist.

   Angezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 848 180;
   britische Patentschrift Nr. 504802.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 511 5.56