PL180420B1 - Układ do przetwarzania sygnałów w mikroskopie skaningowym - Google Patents

Abstract

1 . Ikdad do przeW/irzornia sygnałów w mikroskopie skaningowymwyposażony w zespół odtwarzania profili zawierający dwa detektory połączone z wejściami układu odejmującego i wejściami układu dodającego, których wyjścia połączone są poprzez układ dzielący z wejściem układu całkującego sterowanego ze źródła impulsów synchronizujących, znamienny tym, że ma dwa zespoły odtwarzania profili (I) i (II), których wyjścia są połączone z wejściami układu dodającego (5), przy czym drugi zespół odtwarzania profilf(II), którego wejścia połączone sąz parą detektorów (C i D) reagujących na nachylenie powierzchni w kierunku prostopadłym do linii skanowania ma układ całkujący (9) połączony z układem próbkującym (10).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do przetwarzania sygnałów· w mikroskopie skaningowym w celu otrzymania sygnału odwzorowującego topografię powierzchni.

Z komunikatu: T. Czepkowski, Analogowa obróbka sygnałów dla odtwarzania profilu powierzchni w SEM, VIII konferencja Mikroskopii Elektronowej Ciała Stałego, Wrocław— Szklarska Poręba, 20-23.04.1993. znany jest układ przetwarzania sygnałów w mikroskopie skaningowym, nazywany zespołem odtwarzania profili, wyposażony w dwa detektory reagujące na pochylenie badanej powierzchni w płaszczyźnie skanowania linii, to jest płaszczyźnie xz. Wyjścia obu detektorów połączone są z wejściami układu odejmującego oraz sumującego, których wyjścia połączone są z wejściami układu dzielącego, połączonego dalej z wejściem układu całkującego. Na wyjściu układu całkującego, sterowanego ze źródła impulsów synchronizacji linii, otrzymuje się sygnał odwzorowujący profil badanej powierzchni wzdłuż linii skanowania. Zobrazowanie profilu, czy też rodziny profili powierzchni następuje na ekranie monitora mikroskopu skaningowego, pracującego w trybie modulacji „Y”, lub na ekranie oscyloskopu.

Niedogodność znanego układu przetwarzania sygnałów w mikroskopie polega na tym, że umożliwia przetwarzanie sygnałów tylko dwóch detektorów reagujących na pochylenie powierzchni w płaszczyźnie skanowania linii. W tym przypadku otrzymuje się profil powierzchni wzdłuż linii skanowania w formie dwuwymiarowej funkcji z(x) o stałej wartości na początku każdej linii (z=const. dlax=0). Nie ma zatem możliwości w pełni trójwymiarowego odtworzenia topografii powierzchni gdy jej wysokość z zmienia się zarówno w kierunku x jak i y.

Istota układu polega na tym, że ma dwa zespoły odtwarzania profili, których wyjścia są połączone z wejściami układu dodającego. Drugi zespół odtwarzania profili, którego wejścia połączone są z parą detektorów reagujących na nachylenie powierzchni w kierunku prostopadłym do linii skanowania ma układ całkujący połączony z układem próbującym lub układem próbkująco-pamiętającym.

Próbkowania dokonuje się na początku każdej linii skanowania dzięki czemu drugi zespół odtwarzania profili ustala wartość początkową każdego profilu odtwarzanego przez zespół pierwszy.

Zaletą zastosowania układu do przetwarzania sygnałów w mikroskopie skaningowym według wynalazku jest możliwość otrzymania na wyjściu układu sygnału odwzorowującego topografię badanej powierzchni w sposób trój wymiarowy, to jest uwzględniający modulację powierzchni wzdłuż linii skanowania jak i w kierunku do nich prostopadłym.

180 420

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu do przetwarzania sygnałów w mikroskopie skaningowym, wyposażonego w dwie pary detektorów reagujących na pochylenie badanej powierzchni.

Układ do przetwarzania sygnałów w mikroskopie skaningowym składa się z dwóch zespołów odtwarzania profili I i II. Zespół odtwarzania profili wzdłuż linii skanowania I ma dwa detektory A, B połączone z wejściami układu odejmującego 1 i z wejściami układu dodającego 2, których wyj ścia połączone sąpoprzez układ dzielący 3 z wej ściem układu całkuj ącego 4 sterowanego ze źródła impulsów synchronizujących L1.

Drugi zespół odtwarzania profili w kierunku prostopadłym do linii skanowania II ma dwa detektory C i D połączone z wejściami układu odejmującego 6 i z wejściami układu dodającego 7, których wyjścia połączone sąpoprzez układ dzielący 8 i układ próbkujący 10 z wej ściem układu całkuj ącego 9. Wyjścia zespołów odtwarzania profili I i II sąpołączone z wej ściami układu dodającego 5.

Korzystnym jest zamiast układu próbkującego 10 zastosować układ próbkująco pamiętający 10.

Układ do przetwarzania sygnałów działa w sposób następujący. Sygnały z detektorów A i B, reagujących na pochylenie powierzchni w kierunku skanowania linii i wchodzących w skład zespołu odtwarzania profili I, sąodejmowane w układzie odejmującym 1 i sumowane w układzie dodającym 2. Następnie różnica sygnałów dzielona jest przez ich sumę w układzie dzielącym 3, którego wyjście jest połączone z wejściem układu całkującego 4, gdzie następuje całkowanie ilorazu sygnałów w okresie skanowania linii. Układ całkujący 4 jest zerowany na początku każdej linii impulsem sterującym podanym na wejście L1. Na wyjściu układu całkującego otrzymuje się sygnał odwzorowujący profil powierzchni wzdłuż linii.

Drugi zespół odtwarzania profili IIjest wyposażony w detektory C i D reagujące na pochylenie powierzchni w kierunku prostopadłym do linii skanowania. Wyjścia tych detektorów C i D połączone są z wejściami układu odejmującego 6 i układu dodającego 7, i dalej z układem dzielącym 8, który dzieli sygnał różnicowy przez sumaryczny. Sygnał wyjściowy układu dzielącego 8 jest próbkowany na początku każdej linii przez układ próbkuj ący 10 i całkowany w układzie całkującym 9. Na wejście L2 podawany jest impuls sterujący próbkowaniem a na wejście R impuls zerujący układ całkujący 9 po zmianie kadru. Wyjścia układów całkującego 4 i całkującego 9, stanowiących końcowe stopnie zespołów odtwarzania profili I i II, połączone są z wejściami układu dodającego 5. Na wyjściu WY układu dodającego 5 otrzymuje się sumę sygnałów odwzorowujących profile wzdłuż linii skanowania i w kierunku do niej prostopadłym, a więc sygnał odwzorowujący topografię powierzchni w trzech wymiarach.

180 420

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do przetwarzania sygnałów w mikroskopie skaningowym wyposażony w zespół odtwarzania profili zawierający dwa detektory połączone z wejściami układu odejmującego i wejściami układu dodającego, których wyjścia połączone są poprzez układ dzielący z wejściem układu całkuj ącego sterowanego ze źródła impulsów synchronizujących, znamienny tym, że ma dwa zespoły odtwarzania profili (I) i (II), których wyjścia są połączone z wejściami układu dodającego (5), przy czym drugi zespół odtwarzania profili (II), którego wejścia połączone są z parą detektorów (C i D) reaguj ących na nachylenie powierzchni w kierunku prostopadłym do linii skanowania ma układ całkujący (9) połączony z układem próbkującym (10).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ma układ całkujący (9) wyposażony w co najmniej jeden układ próbkuj ąco-pamiętający (10).