JPH0537397Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は電子顕微鏡等に使用される超電導レン
ズの改良に関する。

［従来の技術］ 近時、かかる装置に用いられる超電導レンズと
しては、第３図に示すような構造のものが使用さ
れている。図中、１は対物レンズ用の超電導コイ
ルで、このコイルは円板状のステージ２の下面に
支持枠３を介して取付けられている。４は前記コ
イル１を包囲するように配置されたシールドケー
スで、ケースは外筒５ａとその上下に取付けられ
る上蓋５ｂ、下蓋５ｃとこの各蓋に夫々取付けら
れ、かつ電子線光軸Ｚに沿つて配置される上筒体
５ｄ、下筒体５ｅとから構成されると共に、上筒
体５ｄと下筒体５ｅとの間にギヤツプ６が形成さ
れる。また、このケース４は例えばNb−Sn、
Nb−Ti系などの超電導材料から形成されてい
る。

前記ステージ２はケース４のギヤツプ６の部分
に置かれ、また、その内部には光軸Ｚと直交する
方向に沿つて貫通穴７が形成されている。この貫
通穴７の左側からは試料８を保持した試料ホルダ
９が水平移動可能に装着され、また、反対の右側
からは絞り板１０を取付けた絞り保持体１１が水
平移動可能に装着されている。

１２は前記コイル１及びケース４を超電導状態
まで冷却するための液体ヘリウム１３を収納する
冷却槽であり、この冷却槽の外周は図示しないが
液体ヘリウム及び液体窒素を夫々収納した副冷却
槽によつて熱シールドされている。また、液体ヘ
リウム１３がケース４内に導入されるようにこの
ケースの上蓋５ｂやステージ２には夫々多数の穴
１４が形成してある。１５は前記ケース４を冷却
槽１２に押圧、固定するための押圧体である。

１６ａ，１６ｂは電子通路に沿つて配置された
ライナーチユーブで、夫々のチユーブは前記ステ
ージ２の貫通穴７に接続されている。

尚、前記ステージ２の貫通穴７と対向する前記
ケース４の外筒５ａ及び冷却槽１２部分には夫々
連通穴１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂが形成し
てあり、これらの穴を通して試料ホルダ９や絞り
保持体１１が挿入される。また、図示しないが各
ステージ２、外筒５ａ及び冷却槽１２に形成した
各貫通穴７及び連通穴１７ａ，１７ｂ，１８ａ，
１８ｂを光軸Ｚに対して軸対称となすために、こ
れらの穴に対して光軸Ｚ上で直交する方向に夫々
貫通穴及び連通穴が形成してある。

このような構成において、ケース４が冷却され
て超電導状態に保たれるとマイスナー効果が生じ
てケース４は完全反磁性化するため、コイル１か
ら発生する磁場はこのケース４によつてシールド
されるので、ギヤツプ６部分にレンズ磁場が形成
される。このようになせば、従来のように磁性体
のヨークを用いてレンズ磁場を形成する方式のも
ののように、ヨークが磁気飽和現象を起して磁場
強度が上らなくなるということがなく、非常に強
い磁場強度を得ることができる利点を有してい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、その半面Nb−Sn系の超電導材
料においては脆くて加工がしにくい問題がある。
そのため、ケース４（外筒５ａ）の試料ホルダ９
が貫通する部分における液体ヘリウム１３のシー
ルにおいては外筒５ａにはシールのための複雑な
加工を施すことができない。そこで、外筒５ａに
は単に連通穴１７ａをあけるだけで、実際のシー
ルはこの穴にリング１９ａを挿入し、このリング
の両側をステージ２の連通穴７及び冷却槽１２の
連通穴１８ａに夫々溶接にて固定することにより
行つている。尚、絞り板１０が導入される側や試
料の挿入方向に対して直交する方向に形成した連
通穴部分にも同様にリング１９ｂ…が夫々溶接に
より固定されている。

このようなシール方法ではケース４が破損した
場合、このケースのみを交換することができず、
ステージをも無駄にしなければならない。

本考案は上述したような不都合を解決するため
に、ステージを無駄にすることなくケースを交換
することを可能にすると共に、レンズ内部及び外
部からの磁場の漏洩を抑えて良好なレンズ特性を
保障し得る超電導レンズを提供することを目的と
している。

そのため本考案は、超電導コイルを超電導材料
からなる筒状のシールドケースにて包囲すること
により超電導コイルから発生する磁場をシールド
して光軸上におかれた試料部分にレンズ磁場を形
成するようになした超電導レンズにおいて、前記
シールドケースの外筒は試料を光軸と直交する方
向から挿入する位置で、かつその挿入方向に沿つ
て上筒体と下筒体に２分割されており、該上筒体
と下筒体は接合面で互いに接合されており、前記
接合部の各部における磁場漏洩を抑えるため該上
筒体と下筒体のうちの一方の筒体の接合面は他方
の筒体の接合面に向けて凸部となつていると共
に、該他方の筒体の接合面は該凸部に嵌合する凹
部となつている超電導レンズを特徴としている。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示す要部拡大斜視
図であり、同図ににおいて第２図と同一番号のも
のは同一構成要素を示す。

即ち、本実施例においてはケース４の外筒５ａ
を連通穴１７ａ，１７ｂの位置で２分割、つまり
外筒を試料（絞り板）を光軸Ｚと直交する方向か
ら挿入する位置で、かつその挿入方向に沿つて２
分割することを特徴とする。

このようにケース４の外筒５ａを２分割すれ
ば、このケースが破損した場合においてもシール
ド用のリング１９ａ，１９ｂ…をステージ２及び
冷却槽１５に溶接、固定した状態で破損したケー
スを用意に分解、取外しできると共に、新しい分
割された外筒をリングに対して上下方向から挟み
ながら組立てることができる。

尚、前述の実施例のように分割した外筒５ａの
分割面を互いに平面となした場合には加工上の問
題から接合面に隙間ができ、また、この隙間は全
周上にわたつて均一でないため、その隙間から磁
場が漏れて非対称のレンズ磁場が形成される可能
性がある。さらに、この隙間を通して外部磁場が
漏洩する。そこで、第２図ａ乃至第２図ｅに分割
した外筒５ａの接合部の一部断面図を示すように
各分割面に互いに対応する凹凸を形成し、これら
を嵌合させて接合するようになせば、外部及び内
部からの漏洩磁場を防止することができる。

［考案の効果］ 以上詳述したように本考案においては、ステー
ジを無駄にすることなく破損したケースを容易に
交換することができる。また、逆にステージが破
損した場合においてもケースを無駄にすることな
く使用することができるため、経費が節減を図る
ことができる。さらに、装置の組立に際しても、
シールド用のリングを溶接、固定した後、ケース
の組立てを行えばよいため、溶接作業が行い易く
なる等、組立作業が非常に容易となる。

また本考案においては、前記接合部の各部にお
ける磁場漏洩を抑えるため前記上筒体と下筒体の
うちの一方の筒体の接合面は他方の筒体の接合面
に向けて凸部となつていると共に、該他方の筒体
の接合面は該凸部に嵌合する凹部となつているた
め、外筒の内部からの外部への磁場の漏洩と外部
から内部への磁場の漏洩を抑えることができるた
め、外筒を分割したにもかかわらず、レンズ磁場
分布の対称性を維持してレンズ特性を良好なもの
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す要部拡大斜視
図、第２図は本考案で使用される分割された外筒
接合部分の一部断面図、第３図は従来例を示す断
面図である。 １……超電導コイル、２……ステージ、４……
シールドケース、５ａ……外筒、５ｂ……上蓋、
５ｃ……下蓋、５ｄ……上筒体、５ｅ……下筒
体、６……ギヤツプ、７……貫通穴、８……試
料、９……試料ホルダ、１０……絞り板、１１…
…絞り保持体、１２……冷却槽、１３……液体ヘ
リウム、１４……穴、１５……押圧体、１６ａ，
１６ｂ……ライナーチユーブ、１７ａ，１７ｂ，
１８ａ，１８ｂ……連通穴、１９ａ，１９ｂ……
リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 超電導コイルを超電導材料からなる筒状のシー
   ルドケースにて包囲することにより超電導コイル
   から発生する磁場をシールドして光軸上におかれ
   た試料部分にレンズ磁場を形成するようになした
   超電導レンズにおいて、前記シールドケースの外
   筒は試料を光軸と直交する方向から挿入する位置
   で、かつその挿入方向に沿つて上筒体と下筒体に
   ２分割されており、該上筒体と下筒体は接合面で
   互いに接合されており、前記接合部の各部におけ
   る磁場漏洩を抑えるため該上筒体と下筒体のうち
   の一方の筒体の接合面は他方の筒体の接合面に向
   けて凸部となつていると共に、該他方の筒体の接
   合面は該凸部に嵌合する凹部となつていることを
   特徴とする超電導レンズ。