JPS63154962A - Focus adjustment of cryogenic ultrasonic microscope - Google Patents
Focus adjustment of cryogenic ultrasonic microscopeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、極低温超音波顕微鏡の焦点調整方法に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a focus adjustment method for a cryogenic ultrasound microscope.
（従来の技術）
極低温超音波顕微鏡の焦点調整は、超音波伝播媒体とし
ての液体ヘリウムの中で、音響レンズと試料との位置関
係を調整することであるが、この焦点調整を行う方法と
して、従来、マイクロメーターによりブツシュロッドを
介して音響レンズを上下方向へ変位させる方法が知られ
ている。(Prior art) Focus adjustment of a cryogenic ultrasound microscope involves adjusting the positional relationship between the acoustic lens and the sample in liquid helium as an ultrasound propagation medium. Conventionally, a method is known in which an acoustic lens is vertically displaced via a bushing rod using a micrometer.
（ＪＩ！明が解決しようとする問題点）上記焦点調整方
法は、マイクロメーターによる調整量を伝達する伝達系
の支点が、マイクロメーター近傍にあり、このため調整
上望ましからぬ横振動もブツシュロットにより音響レン
ズに伝えられてしまうという問題点がある。また、超流
動状態にある液体へリウエムが、ブツシュロットを伝っ
て上昇するということも問題点である。(Problem that JI! Ming is trying to solve) In the above focus adjustment method, the fulcrum of the transmission system that transmits the amount of adjustment by the micrometer is near the micrometer, so lateral vibrations that are undesirable for adjustment are also a problem. There is a problem in that the signal is transmitted to the acoustic lens by Schrodt. Another problem is that the liquid helium, which is in a superfluid state, rises along the Bushrot.
焦点調整方法としては、他に、圧電素子の電圧による伸
び縮みを利用する方法も考えられるが、変位量が小さい
ため、微調性以外には使用できない。Another possible focus adjustment method is to use the expansion and contraction of a piezoelectric element due to voltage, but since the amount of displacement is small, it cannot be used for anything other than fine adjustment.
それ故、本発明の目的は、被調整体たる試料もしくは音
響レンズへの振動伝達がなく、液体ヘリウムの上昇の間
開もない、新規な焦点調整方法の提供にある。Therefore, it is an object of the present invention to provide a novel focus adjustment method that does not transmit vibrations to the sample or acoustic lens that is the object to be adjusted, and that does not cause any gap in the rise of liquid helium.
（問題点を解決するための手段） 以下、本発明を説明する。(Means for solving problems) The present invention will be explained below.
本発明の焦点調整方法は、極低温超音波顕微鏡において
、試料と音響レンズとの相対的な位置関係を調整するこ
とにより焦点調整を行う方法であって、以下に述べるご
とき特徴を有する。The focus adjustment method of the present invention is a method of adjusting the focus in a cryogenic ultrasound microscope by adjusting the relative positional relationship between the sample and the acoustic lens, and has the following features.
試料もしくは音響レンズは、支持体に支持されて液体ヘ
リウム中に配備されるが、その支持体は、液体ヘリウム
を中ば満たした匣体内に可動に設けられる。支持体の一
部は、液体ヘリウムの液面上に突出しており、この突出
した部分に１以上の、ガス受け部が設けられる。The sample or the acoustic lens is supported by a support and placed in liquid helium, and the support is movably provided in a casing partially filled with liquid helium. A portion of the support protrudes above the surface of the liquid helium, and one or more gas receiving portions are provided in this protruding portion.
ガス・受け部には、圧力を調整できる低温ガスが吹きつ
けられるようにされ、この低温ガスの圧力を調整するこ
とで、支持体の変位を調整することにより、焦点調整が
行なわれる。A low-temperature gas whose pressure can be adjusted is blown onto the gas receiving portion, and by adjusting the pressure of the low-temperature gas, the displacement of the support is adjusted, thereby performing focus adjustment.
（作 用）
このように、本発明では、被調整体を支持する支持体に
、調整のためのエネルギーがガスによす伝達され、機械
的な伝達でないので横振動が被調整体へ伝達されない。(Function) In this way, in the present invention, the energy for adjustment is transmitted to the support body that supports the body to be adjusted through the gas, and since the transmission is not mechanical, lateral vibration is not transmitted to the body to be adjusted. .
また、エネルギー伝達がガスで行なわれるため、支持体
の上部は、伝達系と機械的には断絶しており、液体ヘリ
ウムは、せいぜい支持体上部までしか上昇し得ない。Furthermore, since energy transmission is performed by gas, the upper part of the support is mechanically disconnected from the transmission system, and liquid helium can rise only to the upper part of the support at most.
（実施例） 以下、具体的な実施例に即して説明する。(Example) Hereinafter, description will be given based on specific examples.
第１図に示す実施例において、符号１４は匣体を示す。In the embodiment shown in FIG. 1, reference numeral 14 indicates a housing.
この匣体１４は、液体ヘリウムによってなかば満されて
いる。液体ヘリウムの液面を符号ＬＳで示す。This enclosure 14 is partially filled with liquid helium. The liquid level of liquid helium is indicated by the symbol LS.
支持体１０は、シリンダー状であって上部に、受け皿状
のガス受け部１０Ａが固装され、ダイアフラムばね１２
Ａ、 １２Ｂ、 １２Ｃ，１２Ｄ等により、４方を、匣
体１４に係止されている。The support body 10 has a cylindrical shape, has a saucer-shaped gas receiving part 10A fixedly attached to the upper part, and has a diaphragm spring 12.
A, 12B, 12C, 12D, etc. are secured to the case 14 on four sides.
被調整体としての、試料Ｓは支持体１０の下端面に固定
的に支持され１図示されない保持体に保持された音響レ
ンズＬを液体ヘリウム中で対向している。A sample S as an object to be adjusted is fixedly supported on the lower end surface of a support 10 and faces an acoustic lens L held by a holder (not shown) in liquid helium.
このようにして、支持体１０と試料Ｓとはダイアフラム
ばね１２Ａ等と、液体ヘリウムによる浮力により支持さ
れて、匣体１４の内部で実質的に上下方向へのみ可動と
なっている。In this way, the support 10 and the sample S are supported by the diaphragm spring 12A and the like and by the buoyancy of liquid helium, and are substantially movable only in the vertical direction inside the casing 14.
ガス受け部１０Ａの上部には、匣体１４の上部板に固装
されたガス管１６の端部が近接しているが、このガス管
１６の端部はガス受け部１０Ａとは非接触である。The end of a gas pipe 16 fixed to the upper plate of the casing 14 is close to the upper part of the gas receiving part 10A, but the end of the gas pipe 16 is not in contact with the gas receiving part 10A. be.
匣体１４の上部板には、注入口１８が設けられ、ガス管
１６に連結している。この注入口１８からはガスがガス
管１６内に注入しうるようになっているが、注入される
ガスの圧力は、コック等、図示されない調整手段によっ
て調整できるようになっている。An injection port 18 is provided in the upper plate of the housing 14 and is connected to a gas pipe 16. Gas can be injected into the gas pipe 16 from this inlet 18, and the pressure of the injected gas can be adjusted by an adjustment means (not shown) such as a cock.
匣体１４の上部板にはまた、排気管２０が設けられ、図
示されない排気部と、国体内部とを連結している。An exhaust pipe 20 is also provided on the upper plate of the casing 14, and connects an exhaust section (not shown) to the inside of the national polity.
注入されるガスは低温ガスであって、充分に冷却された
３１（ｅ、 ４１１０等である。The gas injected is a low temperature gas, such as sufficiently cooled 31(e, 4110, etc.).
さて、低温ガスが注入されないとき、支持体１０、従っ
て試料Ｓの位置は平行位置にあり、この平行位置では、
支持体１０．試料Ｓに作用する重力と、支持体、試料に
作用する浮力、ダイアフラムばねの弾性力とが釣合って
いる。Now, when low temperature gas is not injected, the position of the support 10 and therefore the sample S is in a parallel position, and in this parallel position,
Support 10. The gravitational force acting on the sample S, the support, the buoyant force acting on the sample, and the elastic force of the diaphragm spring are balanced.
低温ガスが、注入口１８から注入されると、注入された
低温ガスは、ガス管１６を通って、支持体１０のガス受
け部１０Ａに吹きつけられる。これにより支持体１０は
、低温ガスからの圧力を受け、この圧力と重力とが、浮
力２弾性力と新たに釣合う位置まで下方へ移動し、試料
Ｓと音響レンズＬどの間の距離が縮まる。注入される低
温ガスの圧力を変化させれば、支持体１０が低温ガスか
ら受ける圧力が変化し、試料Ｓの、音響レンズＬに対す
る位置が変化するから、このことを利用して焦点調整を
行うことができる。なお、注入された低温ガスは、ガス
受け部１０Ａに吹きつけられたのち、排気管２０を通っ
て排気部へ排気される。When the low temperature gas is injected from the injection port 18, the injected low temperature gas passes through the gas pipe 16 and is blown onto the gas receiving portion 10A of the support 10. As a result, the support body 10 receives pressure from the low-temperature gas, and moves downward to a position where this pressure and gravity are newly balanced with the buoyancy force 2 and the elastic force, and the distance between the sample S and the acoustic lens L is reduced. . If the pressure of the injected low-temperature gas is changed, the pressure that the support 10 receives from the low-temperature gas will change, and the position of the sample S with respect to the acoustic lens L will change, so this can be used to adjust the focus. be able to. Note that the injected low-temperature gas is blown onto the gas receiving section 10A, and then is exhausted to the exhaust section through the exhaust pipe 20.
焦点調整の途中において、ガス管１６に振動が生じても
、ガス管１６と支持体１０とは接触していないので、支
持体１０への振動伝達はなく、試ｆ−＋ Ｓへの振動伝
達もない。また、液体ヘリウムは超流動しても、支持体
１１０の上部までしか上昇しない。Even if vibration occurs in the gas pipe 16 during focus adjustment, since the gas pipe 16 and the support 10 are not in contact with each other, the vibration is not transmitted to the support 10, but is transmitted to the sample f-+S. Nor. Furthermore, even if liquid helium becomes superfluid, it only rises to the top of the support 110.
ガス受け部１０Ａ、ガス管１６の加工は高精度を要しな
い。Machining of the gas receiving portion 10A and the gas pipe 16 does not require high precision.
第１図に示した実施例では、支持体１０の移動の自由度
が実質的に上下方向のみに限られているので、焦点５１
整は、試料Ｓと音響レンズＬどの間の距はを調整するこ
とのみが可能である。In the embodiment shown in FIG.
It is only possible to adjust the distance between the sample S and the acoustic lens L.
第２図に示す実施例は、上記実施例にない２つの特徴を
有している。すなわち、第１に、試料Ｓと音響レンズＬ
どの間の距離の調整に加え、試料Ｓの鉛直軸に対する傾
きをも調整できること、第２に、試料の交換が容易であ
ることである。The embodiment shown in FIG. 2 has two features not found in the embodiments described above. That is, first, the sample S and the acoustic lens L
In addition to adjusting the distance between the two, the inclination of the sample S with respect to the vertical axis can also be adjusted. Secondly, the sample can be easily replaced.
この実施例において、支持体は、支持部材２２Ａ。In this embodiment, the support is support member 22A.
２２Ｂにより構成されている。22B.
支持部材２２Ｂは中空シリンダー状であって、ダイアフ
ラムばね１２Ｅ、 １２Ｆ、 １２Ｇ、 １２１（等に
より国体１４Ａの内壁部に患架され、上下方向に移動可
能であるとともに、鉛直軸に対して傾きうるようになっ
ている。この支持部材２２Ｂの上端部の液体ヘリウム液
面ＬＳから突出した部分には、４個のガス受け部２２１
．２２２．２２３．２２４が、第２図（ＩＩ）に示すよ
うに、軸対称の十字型に固装されている。The support member 22B has a hollow cylindrical shape, and is suspended on the inner wall of the National Athletic Meet 14A by means of diaphragm springs 12E, 12F, 12G, 121 (etc.), and is movable in the vertical direction and tilted with respect to the vertical axis. Four gas receiving portions 221 are provided at the upper end of the support member 22B in a portion protruding from the liquid helium surface LS.
．． 222, 223, and 224 are fixed in an axially symmetrical cross shape, as shown in FIG. 2 (II).
支持部材２２Ｂとともに支持体を構成する支持部材２２
Ａは、シリンダー状であって、支持部材２２Ｂに嵌脱自
在に稿嵌する。被調整体たる試料Ｓは、この支持部材２
２Ａの下端面に固定され、支持部材２２Ａを支持部材２
２Ｂに嵌入係合させることによって、音響レンズＬと対
向する。Support member 22 that constitutes a support body together with support member 22B
A has a cylindrical shape and is removably fitted into the support member 22B. The sample S, which is the object to be adjusted, is attached to this support member 2.
The support member 22A is fixed to the lower end surface of the support member 2A.
By fitting and engaging with 2B, it faces the acoustic lens L.
支、持部材２２Ａの、支持部材２２Ｂへの着脱により試
料交換を容易に行うことができる。Sample exchange can be easily performed by attaching and detaching the support member 22A to and from the support member 22B.
さて、４個のガス受け部２２１．２２２．２２３．２２
４には、国体１４Ａの上部板に一端部を固定されたガス
管１６Ａ、 １６Ｂ、 １６Ｃ，１６Ｄの各他端部が、
非接触に近接している。第２図（１）で、ガス管１６Ｂ
は、ガス管１６０の影になっている。Now, the four gas receiving parts 221.222.223.22
4, each of the other ends of gas pipes 16A, 16B, 16C, and 16D, one end of which is fixed to the upper plate of the national body 14A,
Proximity to non-contact. In Fig. 2 (1), gas pipe 16B
is in the shadow of the gas pipe 160.
これらガス管１６Ａ、 １６１３．１６Ｃ，１６０には
、それぞれ、注入口１８Ａ、 １８Ｂ、 １８Ｃ，１８
０（第２図（１）で、注入口１８Ｂは注入口１８Ｄの影
になっている）が、連結し、それぞれ、十分に冷却され
た３１１ｅ、 ４１１ｅ等を低温ガスとして各ガス管に
注入できるようになっており、各注入口から注入される
低温ガスの圧力はそれぞれ調整可能となっている。These gas pipes 16A, 1613.16C, 160 have injection ports 18A, 18B, 18C, 18, respectively.
0 (in Figure 2 (1), the injection port 18B is in the shadow of the injection port 18D) are connected, and sufficiently cooled 311e, 411e, etc. can be injected into each gas pipe as a low-temperature gas. The pressure of the low-temperature gas injected from each injection port can be adjusted individually.
また、注入された低温ガスは、排気管２０Ａにより排気
部へ排気できるようになっている。Further, the injected low-temperature gas can be exhausted to an exhaust section through an exhaust pipe 20A.
すると、各注入口１８Ａ、 １８Ｂ、 １８Ｃ，１８０
から等圧の低温ガスを注入すると、ガス管１６Ａ、 １
６Ｂ、 １６Ｃ。Then, each injection port 18A, 18B, 18C, 180
When low-temperature gas of equal pressure is injected from the gas pipes 16A, 1
6B, 16C.
１６Ｄから、ガス受け部２２１．２２２．２２３．２２
４に吹きつけられるガスの圧力も等しく、支持体は下方
へ移動する。ガス圧の調整により、試料Ｓと音響レンズ
Ｌとの間の距離を調整できる。また、各ガス管に°注入
する低温ガスの圧力を変えることにより。From 16D, gas receiver 221.222.223.22
The pressure of the gas blown onto 4 is also the same, and the support moves downward. By adjusting the gas pressure, the distance between the sample S and the acoustic lens L can be adjusted. Also, by changing the pressure of the cold gas injected into each gas pipe.
支持体に水平軸のまわりのモーメントを作用させること
ができ、これによって試料Ｓの鉛直軸に対する傾きを調
整できる。A moment about the horizontal axis can be applied to the support, thereby adjusting the inclination of the sample S with respect to the vertical axis.
上記実施例は、いずれも試料を支持体に支持させ、音響
レンズに対して焦点調整を行ったが、支持体に音響レン
ズを支持させて、試料に対して焦点調整を行うようにし
てもよい。In all of the above embodiments, the sample was supported on a support and the focus was adjusted on the acoustic lens, but the acoustic lens may be supported on the support and the focus on the sample was adjusted. .
また、上記の説明から明らかなように、ガス受け部に吹
きつけられる低温ガスの圧力は支持体に対し下方に向け
て作用するから、低温ガスの吹き付けの行なわれないと
きに、試料と音響レンズとの間の距離が合焦距離より長
くなるように設定することは当然である。Furthermore, as is clear from the above explanation, the pressure of the low-temperature gas blown onto the gas receiver acts downward on the support, so when the low-temperature gas is not blown, the pressure between the sample and the acoustic lens It is natural to set the distance between the two and the focal length to be longer than the focusing distance.
（発明の効果）
以上、本発明によれば、極低温超音波顕微鏡の新規な焦
点調整方法を提供できる。この方法は上述の如く構成さ
れているから、焦点調整の際、被調整体たる試料もしく
は音響レンズが、エネルギー伝達系の横振動の影響を受
けない。また、液体ヘリウムの超流動による上昇の問題
がない。また。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a novel focus adjustment method for a cryogenic ultrasound microscope can be provided. Since this method is configured as described above, during focus adjustment, the sample or acoustic lens, which is the object to be adjusted, is not affected by the transverse vibration of the energy transfer system. Furthermore, there is no problem of rising liquid helium due to superfluidity. Also.
調整装置の組立精度もさほどの高精度を要求されない。The assembly accuracy of the adjustment device is not required to be very high.
第１図は、本発明の１実施例を説明するための図、第２
図は、別実流側を説明するための図である。
Ｓ・・・・試料、Ｌ・・・・前影レンズ、１０・・・・
支持体、１０Ａ・・・・・ガス受け部、１２Ａ、 １２
Ｂ、 １２Ｃ，＋２０・・・・ダイアフラムばね、１４
・・・・国体、１６・・・・ガス管、１８・・・・注入
口、２ｏ・・・・排気口。
るＩFIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a diagram for explaining the separate actual flow side. S...sample, L...front lens, 10...
Support body, 10A... Gas receiving part, 12A, 12
B, 12C, +20...Diaphragm spring, 14
...National polity, 16...Gas pipe, 18...Inlet, 2o...Exhaust port. I
Claims (1)
対的な位置関係を調整することにより焦点調整を行う方
法であって。 匡体内に可動に設けられ、試料もしくは、音響レンズを
支持する支持体の、液体ヘリウム液面上にある部分に１
以上のガス受け部を設け。 上記ガス受け部に、圧力を調整できる低温ガスを吹き付
け、上記低温ガスの圧力を調整することにより、支持体
の変位を調整することを特徴とする、極低温超音波顕微
鏡における焦点調整方法。[Scope of Claim] A method for adjusting focus in a cryogenic ultrasonic microscope by adjusting the relative positional relationship between a sample and an acoustic lens. 1 on the part of the support that is movably provided in the casing and supports the sample or the acoustic lens that is above the liquid helium surface.
Provide a gas receiving part as described above. A method for adjusting a focus in a cryogenic ultrasonic microscope, characterized in that a low temperature gas whose pressure can be adjusted is sprayed onto the gas receiving part, and displacement of a support is adjusted by adjusting the pressure of the low temperature gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61303270A JPS63154962A (en) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Focus adjustment of cryogenic ultrasonic microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61303270A JPS63154962A (en) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Focus adjustment of cryogenic ultrasonic microscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154962A true JPS63154962A (en) | 1988-06-28 |
Family
ID=17918936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61303270A Pending JPS63154962A (en) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Focus adjustment of cryogenic ultrasonic microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63154962A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4989454A (en) * | 1988-06-20 | 1991-02-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanning apparatus for a scanning microscope |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61303270A patent/JPS63154962A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4989454A (en) * | 1988-06-20 | 1991-02-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanning apparatus for a scanning microscope |
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