DEP0024601DA

DEP0024601DA - Electron microscope equipped for photographing electron images

Info

Publication number: DEP0024601DA
Authority: DE
Inventors: Jan Bart Le Poole
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1950-12-14

Description

Bei Elektronenmikroskopen wird auf einen Fluoreszenzschirm ein stark vergrößertes, sichtbares Bild des zu untersuchenden Gegenstandes erzeugt. Häufig ist das Mikroskop außerdem zur Herstellung eines photographischen Aufnahme eingerichtet. Zu diesem Zweck wird mittels einer normalen Kamera mit Linse das Lichtbild photographiert oder aber man bringt etwa am Fluoreszenzschirm, der gegebenenfalls umgeklappt werden kann, einen photographischen Film im Vakuum der Röhre an, sodass die empfindliche Schicht des Filmes unmittelbar von Elektronen getroffen wird. Das Mikroskop ist dann mit einer Vorrichtung versehen, um den Film von außen her in den luftleeren Raum einzuführen.In electron microscopes, a highly magnified, visible image of the object to be examined is generated on a fluorescent screen. Often the microscope is also set up for the production of a photograph. For this purpose, the light image is photographed using a normal camera with a lens or a photographic film is attached to the fluorescent screen, which can be folded down if necessary, in the vacuum of the tube, so that the sensitive layer of the film is hit directly by electrons. The microscope is then provided with a device for introducing the film from the outside into the vacuum.

Die Erfindung betrifft ein auf die letztgenannte Weise ausgebildetes Mikroskop, bei dem der Film nicht in der unmittelbaren Nähe des fluoreszierenden Bildschirmes angeordnet, sondern viel dichter an die Pro- jektionslinse herangerückt wird. Die photographische Aufnahme ist bei dieser Ausbildung in Bezug auf das auf dem Fluoreszenzschirm sichbare Bild verkleinert. Der Erfindung liegt die Erwägung zugrunde, dass bei Elektronenmikroskopen die Tiefenschärfe sehr groß und mit derjenigen einer optischen Kamera vergleichbar ist, deren Linse durch eine kleine Öffnung in der Wand ersetzt ist. Verringert sich bei einem optischen System also im allgemeinen die Bildschärfe von der Bildfläche ab nach dem System zu, so bleibt beim Elektronenmikroskop die Bildschärfe bis hart an die Projektionslinse fast unverändert.The invention relates to a microscope designed in the latter way, in which the film is not arranged in the immediate vicinity of the fluorescent screen, but much closer to the pro jection lens is advanced. In this embodiment, the photographic recording is reduced in relation to the image which can be seen on the fluorescent screen. The invention is based on the consideration that in electron microscopes the depth of field is very large and comparable to that of an optical camera whose lens is replaced by a small opening in the wall. If, in an optical system, the image sharpness generally decreases from the image surface towards the system, in the electron microscope the image sharpness remains almost unchanged up to the projection lens.

Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Mikroskop erzielt man den Vorteil, dass die Belichtungszeit sehr viel kürzer werden kann als beim Photographieren des Lichtbildes in gleicher Größe mittels eines optischen Systems oder bei direkter Photographie mit dem Film in unmittelbare Nähe des Bildschirmes. Im letztgenannten Fall entsteht zwar ein viel größeres Bild, aber dieses braucht eine viel größere Menge Filmmaterial. Die Tatsache, dass das photographische Bild verkleinert ist, bildet keinen Nachteil; denn man kann die Photographie mittels eines optisches Vergrößerungssystem besehen und gegebenenfalls projizieren. Um dabei die Bildschärfe nicht zu verkleinern, wird man vorzugsweise einen feinkörnigen Flim verwenden. Dieser ist zwar weniger empfindlich als ein grobkörniger Film, aber infolge der größeren Helligkeit in einem Bündelschnitt, der in einem kleineren Abstand als der Bildschirm von der Projektionslinse liegt, wird dieser Nachteil reichlich eingebracht.The microscope designed according to the invention has the advantage that the exposure time can be much shorter than when photographing the light image in the same size by means of an optical system or when photographing directly with the film in the immediate vicinity of the screen. In the latter case, the result is a much larger picture, but this requires a much larger amount of film material. The fact that the photographic image is reduced does not constitute a disadvantage; because the photograph can be viewed by means of an optical magnification system and, if necessary, projected. In order not to reduce the sharpness of the image, it is preferable to use a fine-grain film. Although this is less sensitive than a coarse-grained film, but due to the greater brightness in a beam section which is at a smaller distance than the screen from the projection lens, this disadvantage is amply introduced.

Der Vorteil der verkleinerten Photographie wird wichtig bei Verkleinerung des erwähnten Abstandes bis zur Hälfte und nimmt bei weiterer Verkleinerung zu, bis der Abstand etwa ein Fünftel des ursprünglichen beträgt. Bei weiterer Verkleinerung stößt man auf bauliche Schwierigkeiten und es zeigt sich, dass dies nicht soviel Vorteile mehr liefert wegen des einsetzenden Bildschärfeverlustes und der stärkeren Vergrößerung, die nachher beim Besehen des Bildes erforderlich ist.The advantage of the reduced photograph becomes important when the above-mentioned distance is reduced by half, and increases with further reduction until the distance is about a fifth of the original. With further reduction in size one encounters structural difficulties and it turns out that this no longer offers so many advantages because of the loss of image sharpness that sets in and the greater magnification that is required afterwards when viewing the image.

Man fragt sich, ob es Zweck hat, den Fluoreszenzschirm weiter von der Projektionslinse anzuordnen, als an der für die Photographie günstigsten Stelle. Diese Frage muss bejaht werden. Die Einstellung des Bildes erfolgt durch die Beobachtung mit dem Auge und man kann in dem Maße schärfer einstellen, als das wahrgenommene Bild größer ist. Wenn das Bild nun bereits hinreichend scharf ist in einer Ebene, die zwei oder mehrmals weiter als die Filmebene von der Linse entfernt ist, so ist es gewiss in der letztgenannten Ebene. Zwar kann man einen in der Filmebene angeordneten Bildschirm mittels eines optischen Vergrößerungssystems beobachten, aber dies erfordert zusätzlicheOne wonders whether there is any point in placing the fluorescent screen further from the projection lens than in the most favorable position for photography. This question must be answered in the affirmative. The image is adjusted by observing it with the eye and the adjustment can be made sharper to the extent that the perceived image is larger. If the image is now sufficiently sharp in a plane that is two or more times further away from the lens than the plane of the film, then it is certainly in the latter plane. It is true that a screen arranged in the film plane can be observed by means of an optical magnification system, but this requires additional ones

Hilfsmittel und hat auch den Nachteil, dass man immer in einen Tubus sehen muss, was bei Beobachtung mit dem unbewaffneten Auge nicht erforderlich ist.Aid and also has the disadvantage that you always have to look into a tube, which is not necessary when observing with the naked eye.

Es kommt beim erfindungsgemäß ausgebildeten Mikroskop also darauf an, dass der Fluoreszenzschirm an einer Stelle angeordnet ist, die zur direkten Beobachtung am günstigsten ist, und der photographische Film an einer Stelle, die besser zur direkten Photographie geeignet ist.In the microscope designed according to the invention, it is important that the fluorescent screen is arranged at a location that is most favorable for direct observation, and the photographic film at a location that is better suited for direct photography.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Elektronenmikroskopes nach der Erfindung im Schnitt dargestellt.In the drawing, an embodiment of an electron microscope according to the invention is shown in section.

Das entlüftete Entladungsgefäß 1 enthält einen Elektronenerzeuger 2. Magnetische Linsen sind mit 3, 4 und 5 bezeichnet, von denen die letztgenannte die Abbildungs- oder Projektionslinse ist. Auf der rechten Seite endet das Gefäß in einem sich stark erweiternden Teil 6, auf dessen schwach gewölbten Boden der Fluoreszenzschirm 7 angeordnet ist. Der Abstand d(sub)2 dieses Schirmes von dem Mittelpunkt 8 der Projektionslinse 5 ist derart gewählt, dass auf dem Bildschirm ein möglichst großes, aber trotzdem scharfes Bild des zwischen den Linsen 3 und 4 anzuordnenden Gegenständen 9 erzielbar ist.The vented discharge vessel 1 contains an electron generator 2. Magnetic lenses are denoted by 3, 4 and 5, the latter of which is the imaging or projection lens. On the right-hand side, the vessel ends in a strongly widening part 6, on the slightly curved bottom of which the fluorescent screen 7 is arranged. The distance d (sub) 2 of this screen from the center 8 of the projection lens 5 is selected such that the largest possible, but nevertheless sharp image of the objects 9 to be arranged between the lenses 3 and 4 can be achieved on the screen.

An der Wand des Gefäßes ist ein Schacht 10 befestigt, durch den das Innere des Gefäßes zugänglich ist. Durch gut abschließende Mittel, wie z.B. Gummistreifen, wird Lufteintritt verhindert. Ein Behälter 11, der einen photographischen Film enthält, kann durch diesen Schacht in das Gefäß 1 gesteckt werden, wobei die Abdichtungsmittel beiseite Gedrückt werden, aber sich gut schließend an den behälter anschmiegen. Die hierbei in das Gefäß 1 eindringende Luft wird durch eine Rohrleitung 12, die an eine dauernd betätigte Pumpvorrichtung angeschlossen ist, sofort abgesaugt. Der Abstand d(sub)1 des Filmes von dem Mittelpunkt 8 der Abbildungslinse beträgt etwa ein Fünftel des Abstandes d(sub)2. Das Bild auf dem Film ist also linear fünf Mal verkleinert in Bezug auf das Fluoreszenzbild auf dem Schirm 7, aber die Elektronendichte in der Filmebene ist wenigstens das 25-fache derjenigen in der Ebene des Bildschirmes 7.A shaft 10 is attached to the wall of the vessel through which the interior of the vessel is accessible. Air can be prevented from entering by means of well-sealed means, such as rubber strips. A container 11 containing a photographic film can pass through this shaft can be inserted into the vessel 1, the sealing means being pushed aside, but clinging tightly to the container. The air that penetrates into the vessel 1 is sucked off immediately through a pipe 12 which is connected to a continuously operated pumping device. The distance d (sub) 1 of the film from the center 8 of the imaging lens is approximately one fifth of the distance d (sub) 2. The image on the film is thus linearly reduced five times with respect to the fluorescent image on the screen 7, but the electron density in the plane of the film is at least 25 times that in the plane of the screen 7.

Mit einem photographischen Film ist in der vorstehenden Beschreibung im allgemeinen ein Träger mit einer photographisch empfindlichen Schicht gemeint, gleichgültig, ob er eine Glasplatte oder ein biegsames Band oder ein biegsames Blatt, z.B. aus Celluloid, ist.In the foregoing description, a photographic film generally means a support having a photographically sensitive layer, regardless of whether it is a glass plate or a flexible tape or a flexible sheet, for example made of celluloid.

Claims

Electron microscope, which is set up for photographing the electron image, characterized in that it contains a device to mount a photographic film in the electron beam at a distance from the center of the imaging lens, which is preferably one fifth, but at most half, the distance of the fluorescent screen from the center of the imaging lens.