SU982117A1

SU982117A1 - Коллектор светового излучени

Info

Publication number: SU982117A1
Application number: SU813298540A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Васильевич Сапарин; Сергей Константинович Обыден
Priority date: 1981-05-21
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-12-15

Description

,(54) КОЛЛЕКТОР СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1

Изобретение относитс к растровой электронной микроскопии и может быть использовано в устройствах анализа светового катодопюминесцентного излучени исследуемых объектов.

Известны коллекторы светового излучени , в которых производитс разделение светового потока от точечного источника с помощью разветвл ющихс светово- ,д дов и зеркала l3

Недостатком таких коллекторов вл етс неоднозначность соотношени световых потоков на выходах коллектора и нера-г циональное использование фотоприемнвков jj из-за малого отношени сигнал/шум.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущкослъ вл етс коллектор светового излучени дл растрового электронного микроскопа, содержащий со- 20 биракндее зеркало, в фокусе которого размешен исследуемый объект, световод с ответвлени ми, приемный торец которого расположен в ттоскоста, перпендикул р . ной направлению полного светового потока , и фотоприемники С 2 .

Этот коллектор содержит попуэллипсоидальное зеркало, которое собирает лучи и направл ет их на приемный торец световода . Излучение на выходе такого коплектора имеет сложное пространственное распределение, поэтому трудно произвести оценку разделени светового потока на кансдый из (})отоприемников. Вследствие этого не обеспечиваетс правильна цветопередача изображеьш и необходима точность анализа.,

Целью изобретени вл етс повьпиение точности анализа исследуемых объектов.

Указанна цель достигаетс тем, что в коллекторе светового излучени , содержащем собирающее зеркешо, световод с сугветвленй ми, приемный торец которого расположен в плоскости, перпендикул рной направлению полного светового потока, и фотоприемники, зеркало выполнено в форме параболоида, ось которого совпадает с электронно-оптической осью, а торец 3 .682 световода размещен в сечении параболоида , удаленном от его вершины на рассто ние, не менее фокусного, и разделен на секторы по коггачеству ответвлогай световода, причем площади секторов обратно пропорциональны чувствительиост м фотоприемников. На фиг. 1 схематически представлено предлагаемое устройство, разрез, на фиг. 2 то же, поперечный разрез. Электронный луч 1 и отверстие 2 дп его прохода имеют ось, совпадающую с осью парабопоида, образующего собирающее зеркало 3. Исследуемый объект 4 размещен в фокусе зеркала 3. Позшш мт 5 и 6 обозначены, соответственно, ход световых лучей и фокус зеркала. В сечении параболоида за объектом установлен световод с ответвлением 7. Со стороны приемного торца световода ответвлени св заны обоймой 8, образу круг, плоскость которого расположена в перпендикул рном к, оси параболоида сечении и занимает всю его площадь. Торец световода разделен на сектора 9, площади ко . торых (Si, SjLi- SH ) наход тс в задан ной пропоршга, а их сумма где R - радиус круга.- iКоллектор работает следующим образом . Тонкий электронный луч 1 попадает на объект 4 и вызывает катодопюминесцентное излучение. Размер области выс вечивани в образце весьма мал (не более нескольких дес тков микрон), поэтому источник можно считать точечньп по отнощению к размерам всей системы. Объект 4 располагаетс таким образ им, чтобы точка падени электронного луча 1 совпадала с фокусом 6 параболоида. Световое излучение, выход щее из образца, отражаетс от параболического зеркала, и, поскольку источник света находитс в фокусе, отраженное излучение от параболической поверхности зеркала представ л ет собой параллельный пучок света. Распределение светового потока в пучке симметрично относительно оси параболоида , котора совпадает в нащем случае с направлением оси электронного луча 1. Отраженное световое излучение улавливаетс волоконными световодами 7. Световой поток, попадаюитй в ответвление све товод)а с номером , пропорШюнален его площади S-i и равен Oi 0o(5i. полный световой поток, идущий с образца Таким образом, производитс .разделение светового потока на Vt-частей в пропорции , определ емой соотношени ми площадей секторов торца световода. Форма торца со стороны фотоприемника не играет принципиальной роли, так как предполагаетс , что весь световой поток каждого световода попадает на свой фотоприемник (фотоумножитель). Соотношение площадей секторов приемного торца выбираетс следуквшсм образом . Например, дл трех фотоумножителей (ФЭУ) Ф, ф,, ф, снабженных светофильтрами основных цветов с максимумами чувствительности на длинах волн | , Д, , У выбираютс рабочие напр жени , со- ответствук дие допустимсллу темновому току EJ, , EI. Огфедел йтс -катодные чувствительности ФЭУ дл длин волн Д,., л, Я OKI -ki соответствен ли . l)r но, анодные чувствительности Q- , JQJ выбранных напр жений. Тогда соотношени плсацадей секторов должны рав- нмтьс соотношени пм суммарных чувствительностей ФЭУj 5,.SxSvPK,3c,;)-r-OKi3c,iT (к,Эа,г1 Дп псмтучени цветных катодс номинесцентных изображений можно использовать фотоумножители ФЭУ-1 Об, обладающие высокой чувствительностью в широкой области спектра, снабженные светофильтрами с максимумами полос пропускани ца длинах волн )l.;, 450 нм, Я./.| 550нм, 610 нм. Такие характеристики светофготьтров соответствуют колориметрическим координатам. При этом надо учесть завв симсють относительной катодной чувствительности от длины волны света: Э 6,9, ; 1 0,5, 3fe. 0,4. В случае использо вани одинаковых ФЭУ дл трех каналов (з й-2. -о г Д отношени площадей секторов имеем: 9-f в. в з 0,4:0,8:1. Дл ФЭУ-51 имеем соответственно 0,95, Зк4 0,65, t),t- 0,45 и : i- 5э 0,5:0,7:1. С помощью описанного коллектора в растровом электронном микроскопе типа Стереоскан были получены цветные катодолюминесцентные снимки с различных образцов в реальных цветах в обычном и в режиме стробоскопии. В качестве объектов использовались как люлданофоры , так и слабосвет пшес объекты биологического происхождени . Во всех случа х дл коллектора эффективность сбора излучени составл ла свьппе 9О%, отношение сигнал/шум было не менее 2О при ускор к аем напр жении 20кВ и токе луча .

Claims

Форм-ул а изобретения

Коллектор светового излучения для растрового электронного микроскопа, со-_чдержащий собиравшее зеркало, световод с ответвлениями, приемный торец которого расположен в плоскости, перпендикулярной направлению певшего светового потока, и фотоприемники, отличающийся ю тем. что, с цеЬью повышения точности анализа, зеркало выполнено в форме параболоида, ось которого совпадает с электронно-оптической осью, а торец световода размещен в сечении параболоида,.

J

6 удаленном дт его вершины на расстояние , не менее фокусного,- й разделен на сектора по количеству ответвлений световода, причем площади секторов обратно пропорциональны ч^вствительностям фсТгоприемников.