Pierwszenstwo: Opublikowano: 22.111.1965 (P 108 022) 10.VIII.1968 55834 KI. 42 h, 38 MKP GH02 d Cfa^TELNIA Urzedu Polento*- hUklij lampom' »• Twórca wynalazku: mgr inz. Andrzej Cielecki Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Fizyki), Warszawa (Polska) Sposób analizy optycznej krysztalów pólprzewodnikowych lub innych preparatów mikroskopowych i urzadzenie do wykonywania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób analizy op¬ tycznej krysztalów pólprzewodnikowych lub in¬ nych preparatów mikroskopowych i urzadzenie optyczne do wykonywania tego sposobu.Znane dotychczas sposoby analizy optycznej i urzadzenia do przeprowadzania tych sposobów polegaja przede wszystkim na wykorzystaniu ukla¬ du z plamka przeszukujaca, na zastosowaniu sy¬ stemu siatkowego lub na wykorzystaniu ukladu mozaikowego.Uklad z plamka przeszukujaca charakteryzuje sie zastosowaniem ruchomych elementów optycznych, na przyklad obracanych lub przesuwnych zwier¬ ciadel, soczewek lub pryzmatów, umozliwiajacych chwilowe ustalania malego pola obserwacji obra¬ zu, przeznaczonego do jego zamiany na drgania elektryczne. Pole to stanowi czesc calego obrazu, przeszukiwanego za pomoca dowolnej krzywej przeszukiwania. Krzywa przeszukiwania w tym przypadku ma ksztalt okregu kola, cykloidy, krzy¬ wej rastrowej lub innej krzywej. Po przeanalizo¬ waniu calego pola podlegajacego obserwacji cykl przeszukiwania powtarza sie.Najczesciej stosowanym dotychczas sposobem jest jednak siatkowy system ukladów przeszuku¬ jacych, polegajacy na wykorzystaniu istotnego elementu, jaki stanowi siatka, skladajaca sie z przezroczystych i nieprzezroczystych oczek. Siatke te umieszcza sie przed elementem swiatloczulym, w poblizu plaszczyzny ogniskowej ukladu optycz¬ nego, a przez odpowiednie ruchy siatki uzyskuje sie konieczna modulacje swiatla.Stosowanym równiez sposobem analizy optycz¬ nej jest tak zwany system mozaikowy, opieraja- 5 cy sie na ukladzie mozaikowym, skladajacym sie z okreslonej liczby elementów swiatloczulych, ulo¬ zonych na pewnej powierzchni. Na powierzchnie te rzuca sie caly obraz swietlny, a analize obrazu przeprowadza sie na drodze elektrycznej. Uklady 10 takie stosuje sie obecnie w telewizyjnych lam¬ pach obrazowych nadawczych, na przyklad typu ortikon lub vidikon.Sposób wedlug wynalazku i urzadzenie do wy¬ konywania tego sposobu opiera sie wprawdzie na 15 wykorzystaniu ukladu z plamka przeszukujaca, jednak zasada dzialania tego ukladu jest zupelnie inna. Sposób wedlug wynalazku nie sluzy bowiem do fotografowania dowolnych, makroskopowych obiektów, lecz polega na zastosowaniu fotografii 20 mikroskopowej, umozliwiajacej ogladanie lub fo¬ tografowanie struktury wewnetrznej lub po¬ wierzchniowej malych elementów, zwlaszcza krysztalów pólprzewodnikowych lub innych pre¬ paratów mikroskopowych. 25 Istota wynalazku polega na unieruchomieniu ukladu optycznego soczewek, pryzmatów lub zwierciadel w stosunku do obudowy przyrzadu oraz na trwalym sprzezeniu tego ukladu ze zród¬ lem swiatla i detektorem, a ponadto na przeszuki- 30 waniu obrazu przez element swietlny, to jest przez 5583455834 3 4 plamke swietlna, za pomoca „zorganizowanego ru¬ chu" samego obiektu fotografowanego, na przy¬ klad plaskorównoleglej plytki przezroczystego krysztalu. „Zorganizowany ruch" polega na ta¬ kim ruchu preparatu, który umozliwia analize optyczna punkt po punkcie interesujacej czesci lub calosci tego preparatu. Ruch ten odbywa sie wedlug scisle okreslonej powtarzajacej sie cyk¬ licznie krzywej.Sposób analizy optycznej wedlug wynalazku i urzadzenie do wykonywania tego sposobu umoz¬ liwiaja „rozlozenie czasowe" fotografowanego ob-? razu na elementarne punkty o odpowiedniej jas¬ nosci, przy czym celem tego „rozlozenia" jest uzyskanie mozliwosci kolejnego przesylania pun¬ któw obrazu droga elektromagnetyczna na odle¬ glosc, podobnie jak w telewizji i w innych syste¬ mach. Przez „rozlozenie czasowe" obrazu umozli¬ wia sie. równiez zamiane punktów swietlnych ob¬ razu na drgania elektryczne, za pomoca czulej punktowo fotokomórki.Sposób wedlug wynalazku i urzadzenie do prze¬ prowadzania tego sposobu wyjasnione sa blizej na przykladzie, uwidocznionym na zalaczonym sche¬ matycznym rysunku.Urzadzenie sklada sie ze zródla swiatla 1 i fo¬ tokomórki 6 miedzy którymi sa umieszczone ukla¬ dy optyczne 2 i 5 oraz dwa filtry F. Miedzy filt¬ rem F a ukladem optycznym 2 porusza sie bada¬ ny preparat 4, którego ruch jest zsynchronizowa¬ ny z synchrogeneratorem 11 na drodze mechanicz- no-elektrycznej 13. Ponadto urzadzenie zawiera druga fotokomórke 8 wraz z ukladem optycznym 7 i filtrem F. Fotokomórki 8 i 6 sa polaczone od¬ powiednio poprzez wzmacniacze 10 i 9 z synchro¬ generatorem 11, na wyjsciu którego wlaczona jest lampa obrazowa 12.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace.Z chwila wyslania strumienia swietlnego przez zródlo swiatla 1, strumien ten odbija sie od ref¬ lektora R, przechodzi przez nieruchomy uklad op¬ tyczny 2 i skupia sie w postaci plamki swietlnej 3 na preparacie mikroskopowym 4, którego struk¬ ture wewnetrzna lub obraz powierzchniowy pod¬ daje sie badaniu. W przypadku badania struktury wewnetrznej preparatu 4, strumien swietlny sku¬ piony w postaci plamki swietlnej 3 przenika przez preparat 4 i kierowany jest przez uklad optyczny 5, soczewkowy lub zwierciadlany, do punktowego detektora majacego postac fotokomórki 6. W przy¬ padku natomiast badania struktury powierzchnio¬ wej preparatu 4, strumien swietlny odbija sie od preparatu 4 w plamce swietlnej 3 i skupia sie przez uklad optyczny 7 na drugim detektorze, ma¬ jacym równiez postac fotokomórki 8. Po skupie¬ niu sie strumienia swietlnego na preparacie mi¬ kroskopowym 4, preparat ten wprowadza sie w „zorganizowany ruch wybierajacy", polegajacy na wybieraniu liniowym lub miedzyliniowym, stoso¬ wanym w kineskopach lamp telewizyjnych, gdzie strumien elektronowy „pisze" na ekranie linie, jedna pod druga. W sposobie wedlug wynalazku ruch rastrowy zaznacza sie jednak linia przery¬ wana na preparacie 4, przy czym ruch ten nie wywoluje wedrujacej plamki swietlnej 3, lecz umozliwia przesuwanie preparatu 4 w polu jej widzenia. „Zorganizowany ruch wybierajacy", w jaki wprowadza sie preparat 4, przeprowadza 5 sie za pomoca znanego urzadzenia, dzialajacego na zasadzie mechanicznej, elektromagnetycznej lub innej. Strumien swietlny przechodzacy w czasie ruchu preparatu 4 przez jego wnetrzne jest czes¬ ciowo pochlaniany przez rózne defekty krystalo¬ graficzne, napotykane w tym preparacie. W ten sposób powstaje zmiana natezenia swiatla (modu¬ lacja), która indukuje kolejno w fotokomórce 6 impulsy elektryczne, pochodzace od odpowiednich defektów krystalograficznych preparatu 4. Podob¬ nie jest przy analizie powierzchni preparatu 4.W czasie ruchu preparatu 4 zmienia sie wskutek natrafiania plamki swietlnej 3 na defekty po¬ wierzchniowe wspólczynnik obicia swiatla od po¬ wierzchni preparatu 4. W tym przypadku stru¬ mien swietlny dochodzacy do fotokomórki 8 pod¬ lega modulacji i wywoluje w fotokomórce 8 im¬ pulsy elektryczne. Na drodze optycznej moga byc ustawiane równiez inne elementy optyczne, na przyklad filtry "lub polaryzatory F, umozliwiajace badanie naprezen wewnetrznych w badanym pre¬ paracie 4. Te elementy optyczne moga byc umiesz¬ czone pomiedzy zródlem swiatla 1 i ukladem op¬ tycznym 2 oraz pomiedzy fotokomórka 8 a ukla¬ dem optycznym 7, a ponadto pomiedzy prepara¬ tem 4, a ukladem optycznym 5.Odtwarzanie obrazów struktury wewnetrznej lub powierzchniowej badanego preparatu 4 odby¬ wa sie w znany sposób na drodze telewizyjnej w ukladach elektronicznych standartowych na lam¬ pie kineskopowej o ekranie z dluga poswiata czasu.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku wyposazone jest dlatego w dwa wzmac¬ niacze wizji 9 i 10, wzmacniajace impulsy obu fo¬ tokomórek 6 i 8 oraz w polaczony z nimi synchro- generator 11, sprzezony z ekranem lampy obrazo¬ wej 12.Ruch mechaniczny preparatu 4 jest wiec zsyn¬ chronizowany na drodze mechaniczno-elektrycz- nej 13 z urzadzeniem telewizyjnym, odtwarzaja¬ cym obraz, podczas gdy do przesuwania prepara¬ tu mikroskopowego 4 w polu widzenia obiektywu mikroskopu optycznego stosuje sie ruch statys¬ tyczny. PL