SU942189A1 - Устройство автоматической фокусировки изображени в растровом электронном микроскопе - Google Patents

Description

1

Изобретение огиосигс  к устройствем авгокГатики растровых элек1ронных микроскопов (РЭМ).

Иэвесгвд{Различные схемы и устройства автоматической фокусировки изображени  в РЭМ, использующие те или иные критерии фокусировки 1.

Их недостатком  вл етс  узкий диапазон работы разверток, в котором функционируют эти устройства.,д Наиболее близким по технической сущности к 1федлага«4ому  вл етс  устройство автоматической фокусировки, содержащее систему формировани  злектровного зонпа с дополнительной фокусиру- 5 юшей линзой и схему обратной св зи, включающую последова тельнрсоедиве& иые детектор электронов, усгшитель, ок иас ерени  и регул тор тока дополнительной линзы. БЛОК измерени  включает по- 20 лосовой фильтр высоких частот (ВЧ) и измеритель мощности. Критерием наилучшей фокусировки служит максимальна  величина указанной мощности.

Спектр видессигнала в РЭМ определ етс  длительностью кадра и числом строк в кадре. Число строк выб1фаетс  из количества элементов разлохдашш. Современный микроскоп имеет широкий выбор времени длительности кадра и числа строк в кадре, что определ ет изменение верхней граничной частоты спектра видеосигнала в широких пределах. Выделение полезного сигнала, управл ющего работой системы автофокусировки, производитс  с помошыо избирательного полосового усилител , а выбор резонансной частоты усилител  осуществл ют возможно ближе к верхней граничной частоте спектра видеосигнала С 2.

Дл  работы системы автофокуснровки, построенной на этом пргащше, в широком диапазоне длительностей кадра при возможных наборах числа строк в кадре резонансный усйЕлитель необходимо вьшолн ть перестраиваемым в широком диапазоне частот (ор дес тков горц до дес тков килогерц), что конструктивно вьшолнигь трудно, поэтому ограничиваютс  узким диапазоном работы развертки, дл  которого настроен усилитель.

Цель изобретени  - расширение диапазона рабочих режимов по длительности развертки при исследовании объектов со значительным измененном рельефа поверхности .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве фокусировки изображени  в РЭМ, содержащем систему формировани  электронного зонда с дополнительной фокусирующей линзой и последовательно соединенные детектор электронов, усилитель , блок измерени  и регул тор ток дополнительной линзы, блок измерени  выполнен в виде последовательно соединенных множительного блока и интегратора , а между усилителем и множительным €локом паралельно подключена лини  задержки.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Электронна  пушка I, конденсорна  система 2, формирующа  линза 3, дополни тельна  фокусирующа  линза 4, растрова  отклон юща  система 5 и исследуемый объект 6 расположены последовательно по ходу электронного зонда.

Детектор 7 электронов электрически соединен с усилителем 8, выход которого электрически соединен с линией 9 задержки и множительным блоком Ю, Лини  9 задержки се динена со вторым входом множительного блока IО, которы элек1рически соединен с входом интегратора 11, выход которого соединен с экстремальным регул тором 12 тока, а выход последнего соединен с дополнительной фокусирующей линз.ой 4, Индикатор 13 изображени  соединен с усилителем 8.

Устройство работает следующим образом .. .

Электронна  пушка I, ковденсорна  , система 2, формирующа  линза 3, растрова  отклон юща  система 5 с по-, мощью электронного зонда обеспечивают поэлементное разложевд1е во времени изображени  поверхности объекта 6 в виде потока вторичных электронов, в ко торых заключена информаци  о рельефе поверхности исследуемого объекта. Поток вторичных электронов преобразуетс  детектором 7 в аналоговый электрический сигнал.

Электрический сигнал с выхода детектора 7 поступает на вход предварительного усилител  8, где он усиливаетс  до уровн , необходимого дл  нормальной работы индикатора 13, с выхода предусили тел  сигнал поступает также на один из входов множительного блока 10 и вход линии 9 задержки.

Лини  9 задержки, множительный блок 10 и интегратор II образуют аналоговое решающее устройство, которое вычисл ет автокоррел ционную функцию сигнала, поступающего с выхода предварительного усилител  8.

ЕСЛИ электронное изображение сфокусировано , значение автокоррел ционной функции, т.е. сигнал на выходе интегратора II, достигает максимального значени .

При расфокусировке изображени  значение автокоррел ционной функции уменьшаетс  и выходное напр жение интегратора также уменьшаетс .

При движении первичного электонного зонда по строке различным точкам объекта соответствуют различные положени  фокусировки, при этом на высоких выступах или глубоких впадинах поверхности объекта происходит дефокусировка изображени .

При дефокусировке, т.е. при отклонении выходного напр жени  от максимального значени , на выходе экстремального регул тора 12 тока реализуетс  сигнал ошибки, который,  вл  сь рабочим ТОК.01Л- дополнительной фокусирующей лиазы , устран ет дефокусировку электронного изображени .

Таким образом, предлагаемое выполнение системы автофокусировки изображени  обеспечивает получение автокоррел ционной функции видиосигнала, котора   вл етс  его энергической характеристикой , описывающей скорость изменени  сигнала без разложени  на гармонические составл ющие. Это обсто тельство при соотве1х;твующем выборе времени коррел ции обеспечивает работу устройства автоматической фокусировки во всем диапазоне развертки растрового изображени ., получаемого в РЭМ .

Использование предлагаемого устройства позвол ет расширить ассортимент исследуемых объектов с более развитым и сложным рельефом, что обеспечивает получение информации, наиболее близкой к реальной.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство автоматической фокусировки изображени  в растровом электронном микроскопе, содержащее, систему

   формировани  электронного зонда с дополнительной фокусирующей линзой, последовательно соединенные детектор электронов , усилитель, блок измерени  и регул тор тока дополнительной фокусирующей линзы, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона рабочих режимов по длительности развертки при исследовании объектов со значительным изменением рельефа поверхности , блок измерешга вьшолнен в

   виде последовательно соединенных множительного блока и интегратора, а между усилителем и множительным блоком включена лини  задержки.

   Источники информации, прин тые во внкмавие при экспергазе

   Л. Патент Японии № 48-43953, кл.. 99 С ЗО9, опублик. 1976.
2. 2. Патент Японии № 49-22575, кл. 99 С 309, опублик. 1974 (прототип),