DE956615C - Elektronenlinse - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 24. JANUAR 1957

S 35412 VIIIcIzig

Elektronenlinse

An die Objektivlinsen von Elektronenmikroskopen für hohes Auflösungsvermögen sind sehr große Anforderungen in bezug auf mechanische Bearbeitung, Zentrierung der Linsenbohrungen zueinander und bei magnetischen Linsen auch in bezug auf die magnetische Homogenität des verwendeten Materials zu stellen. Um eine optimale Zentrierung der Polschuhbohrungen bei magnetischen Linsen bzw. der Elektrodenbohrungen bei elektrischen Linsen zueinander zu erreichen, war es bisher üblich, diese wesentlichen Linsenteile durch Gewinde oder in einer sonst geeigneten Weise fest miteinander zu verbinden und die Bohrungen auf der Drehbank in einer Einstellung zu drehen. Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenlinsen und zielt darauf ab, für die Teile, die für die Linsenwirkung in erster Linie in Betracht kommen, also für die Elektroden bzw. für die Polschuhe, eine solche Anordnung zu ermöglichen, daß die Linsen möglichst frei von axialem Astigmatismus und gut zentriert sind. Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß die rotationssymmetrisch ausgebildeten Teile der Linse (Elektroden bzw. Polschuhe), zwischen denen sich das Linsenfeld ausbildet, in einer Hülse mit festem Abstand so zusammengesetzt sind, daß noch bestehende Symmetriefehler der Teile ohne weitere mechanische Maßnahmen durch ein Verdrehen der Teile

relativ zueinander innerhalb der als Führung dienenden Hülse gegeneinander zu kompensieren sind. Durch diese angewendete Möglichkeit der Verdrehung der Linsenteile gegeneinander hat man nunmehr ein leichtes Mittel, diejenige Relativlage der Linsenteile gegeneinander durch Experiment festzustellen, in welcher die Linse möglichst frei von axialem Astigmatismus ist.

Es ist bei elektrostatischen Linsen bekannt, zur

ίο Kompensation von Fehlern gegensinnige Deformationen der Fokussierung einzuführen. Diese Deformationen bestehen darin, daß Abstands- und Formänderungen, z. B. Ovalisieren oder Schlitzen, an den äußeren Elektroden einer Linse vorgenommen werden. Bei der Justierung dieser mit künstlichen Fehlern versehenen Linsenteile ist auch die gegenseitige Verdrehung solcher Teile in Betracht gezogen. Im Gegensatz dazu gibt die vorliegende Bauart die Lehre, die Einzelteile der Linse so rotationssymmetrisch wie möglich herzustellen und etwa dann noch bestehende Symmetriefehler der Teile durch Relativverdrehen zu kompensieren. Das wesentliche technische Mittel zur einfachen Durchführung der Verdrehung ist dabei die drehbare Anas Ordnung der Linsenteile in einer Hülse. Bei der vorliegenden Anordnung ist also im Gegensatz zur bekannten Einrichtung nicht daran gedacht, künstliche Fehler an den Linsenteilen durch, mechanische Eingriffe zu schaffen. Von besonderer Bedieutung ist die Erfindung für magnetischeLinsen, denn Versuche haben ergeben, daß bei diesen die Verbiegung der elektronenoptischen Achse in viel größerem Maße durch Inhomogenität des Polschuhmaterials als durch mangelnde mechanische Zentrierung der Linse hervorgerufen wird. Die aus der Inhomogenität des Polschuhmaterials herrührenden Fehler lassen sich aber nicht durch die Verfeinerung der Herstellungsmethoden beim Drehen der Polschuhe beseitigen, so daß hier die vorliegende Einrichtung eine wesentliche Abhilfe bringt.

Bei einer magnetischen Elektronenlinse mit einem Polschuhkörper, der aus mindestens zwei die beiden Pole bildenden Polschuhen und! einem dazwischen angeordneten unmagnetischen Stück besteht, und der in eine entsprechende Bohrung des Magnetkörpers einsetzbar ist, wird man die erwähnten Teile des Polschuhkörpers relativ zueinander verdrehbar in einer Hülse anordnen. Man kann dann also beispielsweise den oberen Polschuh gegenüber dem unteren Polschuh schrittweise um jeweils einen bestimmten Winkelbetrag verdrehen und durch Untersuchung der Linse im elektronenmikroskopischen Strahlengang feststellen, welche der Relativlagen die günstigste ist. Bei der Hülsenanordnung der vorliegenden Art wird man zweckmäßig die Linsenteile in der jeweils eingestellten Relativlage diurch eine Verschraubung gegeneinander und in der Hülse festhalten.

Bei Anwendung der Anordnung für magnetische Polschuhlinsen kann die erwähnte Hülse aus ferromagnetischem Material sein, da die Feldstärken im Linsenspalt so hoch sind, daß das magnetische Material stark übersättigt wird und eine dünnwandige Eisenhülse nicht zu magnetischem Kurzschluß führt. Man wird die Hülse selbst zusammen mit den darin festgelegten Polschuhen auch noch zusätzlich in der Bohrung des Magnetkörpers drehbar anordnen. Man kann dann einmal die einzelnen Polschuhe gegeneinander und außerdem noch den gesamten zusammenhängendenPolschuhkörper gegenüber dem Erregersystem verdrehen und hat auf diese Weise eine gute Möglichkeit, die günstigste Relativlage der Polschuhe im System zu ermitteln. Die Abweichungen von der Rotationssymmetrie des Feldes werden durch die einzelnen Linsenteile, also beispielsweise durch die Polschuhteile hervorgerufen. Durch das Drehen der Polschuhteile gegeneinander lassen sich Verbiegungen der Linsenachse und axialer Astigmatismus der Linsen um einen erheblichen Betrag reduzieren. Bei groben Materialfehlern in einem der Linsenteile braucht nur- dieser Teil ausgewechselt zu werden, und es ist nicht wie bisher unter Umständen das ganze Polschuhsystem mit der hochwertigen Blendenverstellvorrichtung wertlos. Die Einzelteile der Hülsensysteme können als einfache Drehteile mit großer Präzision! hergestellt werden.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur schematisch ein Polschuhsystem für die Objektivlinse eines magnetischen Objektivs dar- ga gestellt. Die- zum Eisenkreis gehörigen übrigen Teile sind in der Figur fortgelassen. Mit 1 ist die Polschuhhülse bezeichnet, 2 ist der Objektpolschuh, 3 ein nichtmagnetisches Zwischenstück, das in üblicher Weise als Abstandhalter dient und 4 der untere Polschuhteil. Die Teile 2, 3 und 4 sind in der Hülse konzentrisch eingesetzt und können relativ zueinander und) zur Hülse verdreht werden. Mit Hilfe eines Schraubringes 5 kann man diese Teile gegeneinander und in der Hülse festhalten. Man kann dieErfindung auch anwenden bei Linsenanordnungen, bei denen einem Erregersystem zwei zueinander in Reihe liegende durch Polschuhe gebildete Linsenspalte zugeordnet sind. In diesem Falle wird man in einer Hülse zwei oder gegebenenfalls mehrere Polschuhpaare einsetzbar machen, deren Einzelteile relativ zueinander verdreht werden können.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: uo

1. Elektronenlinse, dadurch gekennzeichnet, daß die rotationssymmetrisch ausgebildeten Teile der Liüse (Elektroden bzw. Polschuhe), zwischen denen sich das Linsenfeld ausbildet, in einer Hülse mit festem Abstand so zusammengesetzt sind, daß noch bestehende Symmetriefehler der Teile ohne weitere mechanische Maßnahmen ,durch ein Verdrehen der Teile relativ zueinander innerhalb der als Führung dienenden Hülse gegeneinander zu kornpensieren sind.

2. Magnetische Elektronenlinse nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Polschuhkörper, der aus mindestens zwei die beiden Pole bildenden Polschuhen und einem dazwischen angeordneten unmagnetischen Stück

besteht und in eine entsprechende Bohrung des Magnetkorpers einsetzbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der die Linsenteile in der jeweils eingestellten Relativlage zueinander feststellbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Linse durch eine Verschraubung gegeneinander und in der Hülse feststellbar sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus ferromagnetischem Material besteht.

6. Anordnung· nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Hülse zwei oder mehrere Polschuhpaare einsetzbar sind, deren Einzelteile relativ zueinander zu verdrehen sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse zusammen mit den darin festgelegten Polschuhen in der Bohrung des Magnetkorpers drehbar angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 765 153, 840421.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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