Электронный микроскоп

ОВИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 843025(51)М. Кл. Н 0,т 37/26 Гоаудврстввнный комитет СССР по делам нзвбретвннй н открытий(53) УД 3( 621. 385. ,833(088.8) Дата опубликования описания 30.06,81(71) Заявитель 54) ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП н ронь м ч нуюлики ре тоия Изобретение относится к электр ой микроскопии и может быть испо овано при разработке просвечивающих электронных микроскопов, в то исле и с растровыми приставкамиИзвестен просвечивающий электр ый микроскоп, содержащий осветитсистему, объективную линзу, с объектов, устройства наблюден гистрации изображения 11 . Однако этот микроскоп обладаетнедостаточно высокой разрешающей способностью, не позволяющей производить исследования структур на ато 15 марком уровне. Зарегистрированное нафотопластинке изображение анализиру.ется на оптическом анализаторе внеэтого микроскопа, после чего производится соответствующая фокусировка его,Наличие промежуточной ступени анализа изображения (на фотопластинке) .дает дополнительные ошибки, ухудшающие разрешение. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является элект ный 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.Разрешающая способность известного микроскопа находится на высоком уровне за счет наличия в нем элек тронно-оптической системы формирования н увеличения изображения со второй отклоняющей системой, позволяющих производить анализ изображения непосредственно в самом микроскопе И,Однако входящая в состав микроскопа диафрагма, представляющая диск с одним осевым отверстием,не может обеспечить высокое разрешениетак как при требуемом для этой цели малом диаметре отверстия диафрагмыснижается уровень сигнала на выходедатчика электронов из-за уменьшенияколичества электронов, проходящих вединицу времени через это отверстие.Цель изобретения - повышение разрешающей способности электронногомикроскопа.Укаэанная цель достигается тем,что в электронном микроскопе, содержащем осветительную систему, объективную линзу, отклоняющую систему,систему формирования и увеличенияизображения, диафрагму и датчик электронов, подключенный к блоку обработки сигнала, выход которого соединенс генератором развертки, в диафрагмевыполнены сквозные отверстия, равномерно расположенные по линии направления сканирования в количестве про)порциональном уровню сигнала датчикаи обратно пропорциональном квадратудиаметра отверстий,На фиг, 1 приведена схема электронного микроскопа; на фиг. 2 и 3 - ва"рианты выполнения отверстий в диафрагме.Электронный микроскоп содержитрасположенные по его оптической осиосветительную систему 1, формирующуюэлектронный луч 2, столик 3 объектов)объективную линзу 4, подключенную кисточнику 5 питания, отклоняющую систему 6 с генератором 7 развертки, закоторой расположена дополнительнаясистема 8 формирования и увеличенияизображения, состоящая из несколькихлинз, неподвижная диафрагма 9 со сквозными отверстиями 10 одинакового диаметра равномерно расположенными полинии, совпадающей с направлениемсканирования изображения. В качестведиафрагмы 9 могут быть использованымикроканальные пластины и стекловолоконные диски. За неподвижной диафрагмой 9 расположен датчик 11 электронов, содержащий сцинтиллятор и фотоэлектронный умножитель. Выход датчика 11 электронов соединен со вхо-,дом блока 12 обработки сигнала, выход 50которого и генератор 7 развертки:электрически соединены общими. цепямисинхронизации.Электронный микроскоп работаетследующим образом.Сформпрованный осветительной системой 1 электронный луч 2 освещаетисследуемый объект, расположенный на столике 3 объектов. Объективная линза 4 и дополнительная система 8 формирования и увеличения изображения , формируют увеличенное изображение объекта в плоскости диафрагмы 9. Анализируемые участки сформированного изображения сканируются последовательно относительно всех отверстий 1 О диафрагмы 9 с помощью отклоняющей системы 6, подключенной к генератору 7 развертки. Сканирование анализируемых участков изображения относительно отверстий производится с постоянной скоростью, обусловленной расположением отверстий, находящих ся на одинаковом расстоянии, по линии, совпадающей с направлением сканирования. При этом в зависимости от расположения отверстий оно производится по прямой линии или по окружности.При сканировании электронное изображение раскладывается на элементы,величина которых определяется диаметром отверстий 10 в диафрагме 9 иобщим увеличением электронно-оптический системы. Так как разрешающаяспособность электронного микроскопаулучшается с уменьшением диаметрадиафрагмы 9 при. постоянном увеличении его электронно-оптической системы,диаметр отверстий диафрагмы 9 выполняется, исходя из предельной разрешающей способности микроскопа(приведенное значение) с учетом егоувеличения М., т.е с):сР.М,Электроны, прошедшие отверстия10 диафрагмы 9, попадают на датчик11, который формирует аналоговый сигнал (ток 1), пропорциональный количеству электронов, приходящихся наэлемент изображения в плоскости ди-афрагмы 9. При этом аналоговый сигналдля всех пространственных структур изображения, имеющих пространственный период гармонических решеток(на которые может быть разложено изображение), кратный расстоянию междуотверстиями диафрагмы, приобретаетмаксимальное значение, так как пропорционален числу отверстий диафрагмы и и площади отверстия. Таким образом, число отверстий выбирается из соотношения и в М 1/д где 1 - коэффициент пропорциональности, определяющий чувствительность датчика электронов.8430 формула изобретения Полученный аналоговый сигнал подается на вход блока 12 обработкисигнала, в котором сигнал усиливается и анализируется пр частотам анализатором, представляющим набор электрических фильтров, работающих на определенном диапазоне частотАналиэируемый спектр частот исследуемогообъекта, отображенный на экране индикатора, позволяет точно определить 10разрешающую способность микроскопа,фокусировку изображения, астигматизм,сферическую аберрацию, причем. получаемый спектрчастот более удобендля обработки вследствие увеличения 15амплитуды сигнала и уменьшения шумового фона за счет изменения соотношения сигнал/шум, пропорциональноговеличине 1 Гй. Сигнал с выхода анализатора блока 12 обработки сигнала 20даее поступает на исполнительное устройство, формирующее сигнал управления, Соединение блока 12 обработкис генератором 7 развертки обеспечивает синхронную со сканированием обработку изображения объекта,Вследствие повышения величины суммарного сигнала на выходе датчикаэлектронов электронного микроскопавозможно. разложение электронного изоб 10ражения объекта на элементы, соот ветствующие предельному разрешениюсовременных просвечивающих электронных микроскопов (0,1 нм), Анализ икоррекция изображения непосредствен 25 6но в самом микроскопепозволяет не только повысить его разрешение, но и способствуют повышению процента выхода фотоснимков электронного изображения объекта с гарантированным разрешением. Электронный микроскоп, содержащийосветительную систему, объективнуюлинзу, отклоняющую систему, системуформирования и увеличения изображения, диафрагму и датчик электронов,подключенный к блоку обработки сигнала, выход которого соединен с генератором развертки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности микроскопа, в диафрагме выполнены. сквозные отверстия, равномерно расположенные по линии направления сканирования, в количестве, пропорциональномуровню сигнала датчика и обратно пропорциональном квадрату диаметра отверстий.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Хоке П. Электронная оптика и1электронная микроскопия . М . , Мир1 9 7 4 , с . 2 1 .2 . Авторское свидетельство СССРВ 5 24 258, кл . Н О 1 ,1 37 / 26 , 1 9 75 ( прототип) .843025 4 ЬьУ Фг,Составитель В Гаврюшин Лежнина Техред А.Ач Корректо 1 кто ро Заказ 5139 ВН1 атент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 иал Тираж 784 ИИПИ Государственног делам изобретени 5, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д, 4/5