SU843025A1 - Электронный микроскоп - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ МЖРОСКОП

Изобретение относитс  к электронной микроскопии и может быть использовано при разработке просвечивающих электронных микроскопов, в том числе и с растровыми приставками. Известен просвечивающий электронный микроскоп, содержащий осветитель ную систему, объективную линзу, столик объектов, устройства наблюдени  и регистрации изображени  Dl Однако этот микроскоп обладает недостаточно высокой разрешающей спо обностью, не позвол ющей производить исследовани  структур на атомарном уровне.Зарегистрированное на фотопластинке изображение анализиру .етс  на оптическом анализаторе вне этого микроскопа, после чего производитс  соответствующа  фокусировка его.Наличие промежуточной ступени ан лиза изображени  (на фотопластинке) ;дает дополнительные ошибки ухудщающие разрешение. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  электронный микроскоп,содержащий осветительную систему, объектйвную линз.у, отклон ющую систему, систему формировани  и увеличени  изображени , диафрагму и датчик электронов, подключенный к блоку обработки сигнала, выход которого соединен с генератором развертки . Разрешающа  способность известного микроскопа находитс  на высоком уровне за счет наличи  в нем электронно-оптической системы формировани  и увеличени  изображени  со второй отклон ющей системой, позвол ющих производить анализ изображени  непосредственно в самом микроскопе i, Однако вход ща  в состав микроскопа диафрагма, представл юща  диск с одним осевым отверстием не может обеспечить высокое разрешение так как при требуемом дл  этой цели ма .лом диаметре отверсти  диафрагмы снизкаетс  уровень сигнала на вькоде датчика электронов из-за уменьшени  количества электронов, проход щих в единицу времени через это отверстие,

Цель изобретени  повышение разрешающей способности электронного микроскопа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в электронном микроскопе, содержащем осветительную систему, объективную линзу, отклон ющую систему, систему формировани  .и увеличени  изображени , диафрагму и датчик эл ектронов , пoдклIOчeJ ный к блоку обработ ки сигнала, вьгход которого соединён с генератором развертки, в диафрагме выполнены сквозные отверсти , равномерно расположенные по линии -напра пени  ска шровани  в количестве, про порциональном уровню сигнала датчика и обратно пропорциональном квадрату диаметра отверстий.

На фиг. 1 приведена схема электроного микроскопа; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнени  отверстий в диафрагме .

Электронный микроскоп содержит расположенные по его оптической оси осветительную систему 1, формирующую электронный луч 2, столик 3 объектов объективнз о линзу 4, подключенную к источнику 5 питани , отклон ющую систему 6 с генератором 7 развертки, за которой расположена дополнительна  система 8 формировани  и увеличени  изображени , состо ща  из нескольких линз, неподвижна  диафрагма 9 со сквными отверсти ми 10 одинакового диаметра , равномерно расположеннь1ми по линии, совпадающей с направлением ска1шрсвани  изображени . В качестве Диафрагмы 9 могут быть использованы микроканальные пластины и стекловолоконные диски. За неподвижной диафрагмой 9 расположен датчик 11 электронов , содержаищй сцинтилл тор и-фотоэлектронный ут-шожитель. Выход датчика 11 электронов соединен со входом блока 12 обработки сигнала, выхо которого и генератор 7 развертки: электрически соединены общими цеп ми синхронизации.

Электронньш микроскоп работает следующим образом.

Сформированный осветительной системой 1 электронный луч 2 освещает исследуемый объект, расположенный на

столике 3 объектов. Объективна  лин за 4 и дополнительна  система 8 формировани  и увеличени  изображени  / формируют увеличенное изображение объекта в плоскости диафрагмы 9. Анализируемые участки сформированного изображени  сканируютс  последовательно относительно всех отверстий 10 диафрагмы 9 с помощью отклон ющей системы 6, подключенной к генератору 7 развертки. Сканирование анализируемых участков изображени  относительно отверстий производитс  с посто нной скоростью, обусловленной расположением отверстий, наход щих- с  на одинаковом рассто нии, полинии , совпадающей с направлением сканировани . При этом в зависимости от расположени  отверстий оно производитс  по пр мой линии или по окружности .

При сканировании электронное изображение раскладываетс  на элементы, величина которых определ етс  диаметром отверстий 10 в диафрагме 9 и общим увеличением электронно-оптический системы. Так как разрешающа  способность электронного микроскопа улучшаетс  с уменьшением диаметра диафрагмы 9 при. посто нном увеличении его электронно-оптической систем диаметр отверстий диафрагмы 9 выполн етс , исход  из предельной разрешающей способности микроскопа (приведенное значение) с учетом его увеличени  М., т.е di-d.Электроны , прошедшие отверсти  10 диафрагмы 9, попадают на датчик 11, который формирует аналоговый сигнал (ток i), пропорциональный количеству электронов, приход щихс  на элемент изображени  в плоскости ди- афраг1 а1 9. При этом аналоговый сигна дл  всех пространственных структур изображени , имеющих пространственный период гармонических решето ( на которые- может быть разложено изоражение ) , кратный рассто нию между отверсти ми диафрагмы, приобретает максимальное значение, так как пропорционален числу отверстий диафрагмы п и площади отверсти .

Таким образом, число отверстий выбираетс  из соотношени  п G: ki/d где k - коэффициент пропорциональности , определ ющий чувствительность датчика электронов. Полученный аналоговый сигнал подаетс  на вход блока 12 обработки сигнала, в котором сигнал усиливаетс  и анализируетс  пр частотам анали затором, представл ющим набор электриче .ских фильтров, работаюпцсс на оп ределенном диапазоне частот. Анализируемый спектр частот исследуемого объекта, отображенный на экране индикатора , позвол ет точно определить разрешающую способность микроскопа, фокусировку изображени , астигматизм сферическую аберрацию, причем получаемый спектр частот более удобен дл  обработки вследствие увеличени  амплитуды сигнала и уменьшени  шумового фона за счет изменени  соотношени  сигнал/шум, пропорционального величине . Сигнал с выхода анализатора блока 12 обработки сигнала даее поступает на исполнительное уст ройство, формирующее сигнал управлени . Соединение блока 12 обработки с генератором 7 развертки обеспечивает синхронную со сканированием обработку изображени  объекта. Вследствие повьшени  величины сум марного сигнала на выходе датчика электронов .электронного микроскопа возможно, разложение электронного из ражени  объекта на элементы, соответствующие предельному разрешению современных просвечивающих электронHbtx микроскопов (0,1 нм). Анализ и коррекци  изображени  непосредственно в самом микроскопепозвол ет не только повысить его разрешение, но и способствуют повышению процента выхода фотоснимков электронного изображени  объекта с гарантированным разрешением . Формула, изобретени  Электронный микроскоп, содержащий осветительную систему, объективную линзу, отклон ющую систему, систему формировани  и увеличени  изображени , диафрагму и датчик электронов, подключенный к блоку обработки сигнала , выход которого соединен с генератором развертки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности микроскопа , в диафрагме выполнены сквозные отверсти , равномерно расположенные по линии направлени  сканировани , в количестве, пропорциональном уровню сигнала датчика и обратно пропорциональном квадрату диаметра отверстий i Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Хоке П. Электронна  оптика и электронна  микроскопи . М., Мир, 1974, с. 2Г. 2.Авторское свидетельство СССР № 524258, кл. Н 01 J 37/26, 1975 (прототип ) .

Claims (2)

1. Формула, изобретения

   Электронный микроскоп, содержащий осветительную систему, объективную линзу, отклоняющую систему, систему формирования и увеличения изображения, диафрагму и датчик электронов, подключенный к блоку обработки сигнала, выход которого соединен с генератором развертки, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности микроскопа, в диафрагме выполнены сквозные отверстия, равномерно расположенные по линии направления сканирования, в количестве, пропорциональном уровню сигнала датчика и обратно пропорциональном квадрату диаметра отверстий.

   Источники информаций, принятые во внимание при экспертизе

   1. Хоке П. Электронная оптика и электронная микроскопия. М., ’’Мир, 1974, с. 21.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 524258, кл. Н 01 J 37/26, 1975 (прототип) .

   Φι/g.J