Фазовый фильтр для светооптической коррекции электронно микроскопического изображения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСИОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВУ(221 Заявлено 2 С 0677 (21)2497632/18-25с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Сфез Советских Сфциалистическии Республик51)М КлгН 01 ,7 37/153 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытнй(088.8) Опубликовано 05.0979 Бюллетень Йо 33 Дата опубликоеанил описания 080979(54) ФАЗОВЫИ ФИЛЬТР ДЛЯ СВЕТООПТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОГО ИЗОБРАЯ(ЕНИЯ Изобретение относится к электронной микроскопии, в частности, к устройствам для светооптической коррекции изображений исследуемых объектов в электронном микроскопе,Известны устройства для светооптической коррекции, например, выравнивающие амплитудные фильтры (1).Данные фильтры позволяют производить коррекцию любого изображения(в том числе и микрофотографии)повеличине контраста. Существеннымих недостатком является отсутствиевозможности производить коррекциюпо устраненио инверсии контраста,снижающей информативность иэображения,Известны устройства для свето- оптической коррекции, например, зонные пластины 2), которые также не поззсляют производить достаточно полную коррекцию. Недостатком зонных ппастин является то, что при коррекции из коррэктируемого изображения полностью выадают интервалы с отрицательным контрастом. Это приводит к не:оответствию Между объектом и изображением. Наиболее близким к изобретениют .хническим решением является Фазовый дифракционный Фильтр, содержащийподложку с нанесенным на нее слоемс дифракционной решеткой, состоящейиз дифракционных полос, пространственно сдвинутых. в со"едних зонахфильтра на половину периода решетки,и позволяющий производить достаточно0 полную коррекцию как по величинеконтраста, так и по устранению инверсии контраста (3),Недостатком дифракционных Фильтровявляется то, что для каждой исправляемой микрофотографии необходиминдивидуальный фильтр, соответствующий совместному влиянию в электронном микроскопе конкретных значенийсферической аберрации и дефэкусировкк объективной линзы. Это о"ложняет операцию коррекции, увеличиваетвремя коррекции и затрудняет применение светооптического метода коррек ции, так как изготовление большогочисла индивидуальных Фильтров весьма трудоемко.Ц лью изобретения является упрощение коррекции при расширении числа 30 видов корректируемых изображений,Для этого полосы его дифракционной решетки выполнены с пространственным сдвигом, определяемым соотношением: 50 4 6уХ,ц): Х = -.В"- -- Х 1 э4 Лэ Лз Ъэ с учетом известных для данного микроскопа параметров55Со- коэффициент сферической аберрации объективной линзы;6 - угол рассеяния электроновна объекте;Лу- длина волны электронов; 60а - дефокусировка объективнойУлинзы электронного микроскопа.Пространственный период б дифракционной решетки определяется наиболь(Х Ч) =аС,Фгде У. - пространственный сдвиг полосрешетки;- пространственный периодрешетки;Ф - волновая аберрация, искажающая электронномикроскопическое изображение и соответствующая Фазовомусдвигу объективной линзы;Х 9 в координаты в плоскости фильтраСдвиг полос фильтра в пространстве соответствует фазовому сдвигу (или волновой аберрации объективной линзы электронного микроскопа. Так 2 как Фазовый сдвиг обусловлен сферической аберрацией и дефокусировкой объективной линзы, которые, в свою очередь, вызывают инверсию контраста деталей на иэображении, а коэф фициент сферической аберрации при больших увеличениях (в широком диапазоне увеличений) электронного микроскопа постоянен, то с помощью фильтра соответствующей дефокусиров,кой электронной микрофотографии на дифрактометре .можно добиться компенсации влияния фазового сдвига.На фиг.1 приведена схема Фазового Фильтра, представляющего собой стеклянную подложку 1 с нанесенной на нее З 5 эмульсией с рисунком дифракционной решетки 2; на Фиг. 2 - одна из полос дифракционной решетки 2,построенная согласно соотношениюна фиг.З показано применение фазового Фильтра для коррекции изображенийв дифрактометре.для построения фазового фильтра 45 рассчитываетя волновая аберрация %(Ху) объективной линзы электронного микроскопа, в котором получено подлежащее корректировке иэображение, по зависимости шим диаметром Э корректируемогоучастка изображения по соотношениюД: лсгде Г - фокусное расстояние оптической системы линз диФрактометра;Яс- длина волны освещающегопучка в дифрактометре, иобычно находится в диапазоне 5-10 мкм.Необходимая величина дефокусировки микрофотографии при ее коррекции д 1 с определяется по соотношениюд с: Млэ Лс где М - общее увеличение микрофотографии;а дЙ Э определяется с погрешностью 10 по оптической дифракционной картине микрофотографии.Фильтр работает следующим образом.Для коРрекции микрофотографий с помощью фазового фильтра применяется дифрактометр (см.фиг.З), который включает фазовый фильтр, источник когерентного света 3, микрообъектив 4, точечную диафрагму 5, линзу-коллиматор 6, диаФрагму поля зрения 7, исходную микрофотографию 8, линзы 9 и 10, микроскоп 11. Позициями 12 и 13 обозначены соответственно плоскости изображения в нулевом и дифрагированных пучках, Фазовый фильтр 1 и 2 устанавливают в фокальной плоскости линзы 9, где фоРмируется дифракционное изображение, а корректируемая микрофотография 8 размещается вблизи передней фокальной плоскости линзы 9, При освещении фильтра 1 и 2 когерентным освещением возникают два дифрагированных спектра, дающих иэображение 13 объекта и воспроизводящих волновую аберрацию один с положительным, а другой с отрицательным знаками. Таким образом в дифракционном пучке с отрицательной волновой аберрацией происходит компенсация влияния волновой аберрации электронного микроскопа и достигается коррекция иэображения микрофотографии,Описанный фазовый фильтр позволяет проводить коррекцию двух видов изображений, получаемых в электронном микроскопе как со стандартной апертурной диафрагмой в объективном линзе, так и с апертурной диафрагмой полуплоскостью, стсекающей половину дифракционного спектра,и может быть использован при исследованияхб 84647 Зака 5301/49 Тираж 923 ПодписиЦЛИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035,Москва, Я, Раушская наб.д.4/5 илиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная Составитель В.ВдовинРеДактоР А.Зиньковский ТехРед Н,Вабурка КоРРектоР Т,СквоРцов