DE1023531B

DE1023531B - Vorrichtung zur Belichtungsmessung bei Elektronenmikroskopen

Info

Publication number: DE1023531B
Application number: DEA21409A
Authority: DE
Inventors: Orvar Dahle; Birgit Dahle; Hans Pedersen
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1953-11-04
Filing date: 1954-10-26
Publication date: 1958-01-30
Also published as: US2879394A; SE162049C1; GB758240A; FR1111424A

Description

DEUTSCHES

Elektronenmikroskope sind gewöhnlich nicht mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der richtigen Belichtungszeit bei der Aufnahme eines photographischen Bildes ausgerüstet, sondern diese Zeit muß entweder geschätzt werden oder durch Vergleich der Lichtstärke des Fluoreszenzbildes mit einer regelbaren Vergleichslichtquelle bestimmt werden. Da das Schätzen ohne irgendein Hilfsmittel schwierig ist und oft zu einer ungleichmäßigen Belichtung führt, so ist auch bereits zwecks Bestimmung der Belichtungszeit in den Endbildleuchtschirm eine Auffangelektrode so eingebaut, daß sie von Strahlen getroffen wird, die zur Erzeugung des Endbildes auf der photographischen Platte beitragen. Diese bekannte Lösung bedingt aber, daß der Endbildleuchtschirm abklappbar ausgebildet sein muß, und hat auch weiterhin den Nachteil, daß auf dem Leuchtschirm ein verhältnismäßig dunkler Ring erscheint, da die Auffangelektrode vom übrigen Belag des Leuchtschirmes einen verhältnismäßig großen Abstand haben muß.

Eine einfachere Lösung des Problems erhält man gemäß der Erfindung dadurch, daß der ganze Fluoreszenzbelag des Bildschirmes isoliert eingebaut und über eine Strommeßanordnung mit Erde verbunden ist, und daß dadurch der auf dem Bildschirm auftreffende Elektronenstrom als Maß für die Fähigkeit des Elektronenstrahls, den p'hotographischen Film zu schwärzen, zu verwenden ist. Für die Messung des Elektronenstromes, der von der Größenordnung 10~⁹ bis 10"~¹⁰ Amp. ist, müßte man ein sehr empfindliches Spiegelgalvanometer verwenden. Das kann aber bei der vorliegenden Meßanordnung dadurch vermieden werden, daß zweckmäßig der Fluoreszenzbelag über einen sehr hochohmigen Widerstand in der Größenordnung von 10¹⁰ Ohm mit Erde verbunden ist, so daß der sich auf mehrere Volt belaufende Spannungsabfall des Schirmstromes mit einer Verstärkeranordnung gemessen werden kann, an deren Ausgangskreis entweder ein Meßinstrument oder ein magisches Auge oder irgendeine andere Anzeigevorrichtung zur Bestimmung der geeigneten Schirmstromstärke angeschlossen ist.

In dem Fall, wo der Fluoreszenzbelag durchsichtig ist und also als Belag auf Glas ausgeführt ist, kann die Leitfähigkeit des Belags so gering sein, daß eine störende Zeitverzögerung der Anzeige auftritt. Das kann dadurch vermieden werden, daß das Glas außerdem mit einer sehr dünnen leitenden Schicht versehen ist, beispielsweise aus Gold. Diese Schicht kann so dünn gemacht werden, daß die Lichtintensität des Schirmes nicht wesentlich herabgesetzt wird. Der leitende Belag ergibt auch gleichzeitig den Vorteil, daß eine stör ende Aufladung des Schirmes vermieden wird, die sonst eine beträchtliche Unscharfe ergeben könnte.

Vorrichtung zur Belichtungsmessung
bei Elektronenmikroskopen

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska

Aktiebolaget,
Västeräs (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
Gießen, Bismarckstr. 43

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 4. November 1S53

Orvar Dahle, Birgit Dahle und Hans Pedersen,

Västeräs (Schweden),
sind als Erfinder genannt worden

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden, in der

Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsformen und.
Fig. 3 ein Schaubild des Schirmstromes, der Belichtungszeit und der Schwärzung zeigen.

Der Anschluß 1 in Fig. 1 ist für den Anschluß des Fluoreszenzschirmes bestimmt und über einen hochohmigen Widerstand 2 mit Erde verbunden. Der von dem Schirmstrom verursachte Spannungsabfall im Widerstand 2 wird dem Gitter eines Elektronenrohres, beispielsweise, wie gezeigt, dem Gitter der einen Hälfte 3 einer Doppeltriode, zugeführt. Die Kathode der Rohrhälfte 3 ist mit einem sehr großen Kathodenwiderstand 4 verbunden zur Erzielung eines kleinstmöglichen Gitterstromes. Um einen geeigneten Arbeitspunkt für das Elektronenrohr wählen zu können, ist ein Spannungsteiler 5, 6 angeordnet, der an Plus- und Minuspotential bei 7 bzw. 8 angeschlossen ist.

Die Kathodenspannung der Rohrhälfte 3 wird der anderen Hälfte 9 der Doppeltriode zugeführt, deren Kathode ebenfalls mit einem Kathodenwiderstand 10 verbunden ist. Ein Gleichstrominstrument 11 ist als Ausgangsinstrument zwischen der Kathode der Rohrhälfte 9 und einem Spannungsteiler 12 angeschlossen. In dem Instrument 11 erhält man einen Ausschlag, der dem Elektronenstrom nach dem Fluoreszenzschirm bei 1 proportional ist.

Gemäß der Ausführungsform in Fig. 2 wird der Elektronenverstärker nicht nur zur Abgabe eines ge-

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Claims

eigneten Schirmstromes verwendet, sondern außerdem als Belichtungsmesser direkt durch Anschluß eines ÄC-Kreises, bestehend aus einem Widerstand 13 und einem Kondensator 14. Mit Hilfe eines Umschalters 15 kann entweder nur der hochohmige Widerstand 2 oder dieser Widerstand zusammen mit dem i?C-Kreis an das Gitter der Rohrhälfte 3 angeschlossen werden. Wenn der Umschalter 15 in der in der Figur gezeigten Stellung steht, dient das Instrument, wie vorher beschrieben, als Belichtungsmesser. Nachdem die Messung erfolgt ist, wird ein photographischer Film in den Weg des Strahlenbündels eingeführt, und wenn die Belichtung erfolgen soll, legt man den Umschalter 15 in die obere Lage gemäß der Figur, und der Anschlußpunkt 1 erhält augenblicklich das gleiche Potential wie der Punkt 16 zwischen den Widerständen 6' und 6", was bei passender Bemessung einen Ausschlag bis zum letzten Skalenstrich im Instrument 11 oder noch etwas darüber hinaus zur Folge haben soll. In dem Maße, wie der Kondensator 14 über den Widerstand 13 aufgeladen wird, steigt die Spannung im Punkt 1 .gegen Null, wobei der Ausschlag des Instrumentes gleichzeitig nach Null sinkt. Wenn der RC-Krds 13, 14 richtig bemessen ist, kann man die gewünschte Schwärzung des Filmes erzielen, wenn die Belichtung in dem Augenblick unterbrochen wird, wo der Instrumentzeiger auf dem Weg nach Null den Skalenstrich passiert, der während der Belichtungsmessung erreicht worden ist. Eine Voraussetzung für das richtige Arbeiten der Vorrichtung ist, daß dieser Skalenstrich innerhalb des Bereichs der Skala liegt, wo das Produkt aus Schirmstrom und Belichtungszeit als konstant angesehen werden kann. Ein solcher Bereich kann erhalten werden, nachdem der Schirmstrom eine im wesentlichen lineare Funktion ist und die Kurve der Belichtungszeit wenigstens teilweise als eine Hyperbel betrachtet werden kann. Gewöhnlich liegen die verwendbaren Ausschläge im Instrument zwischen 25 und 75% des Höchstwertes der Skala. Dieses Verhältnis ist in Fig. 3 gezeigt, wo der Schirmstrom / und die Belichtungszeit t sowie das Produkt aus diesen Größen, nämlich die Schwärzung S, als Funktion des Skalenausschlages α aufgetragen wird, unter der Voraussetzung, daß der RC-Kr us in geeigneter Weise bemessen ist. Die Kurve für die Schwärzung hat, wie ersichtlich, ein verhältnismäßig flaches Maximum, und man kann bei der Belichtung gemäß diesem Verfahren erreichen, daß die Schwärzung zwischen weniger als ± 10% schwankt bei Schirmstrom änderung· im Verhältnis 1 :3. Der Widerstand 13 in Fig. 2 ist an sich nicht notwendig, sondern eine geeignete Zeitkonstante kann statt dessen auch erzielt werden dadurch, daß der Kondensator 14 nur über den hochohmigen Widerstand 2 aufgeladen wird. Wenn indessen der Widerstand 13 mit einer Größe von ungefähr ein Hundertstel des Widerstandes 2 ausgeführt wird, kann man mit der gezeigten Vorrichtung eine herabgesetzte Empfindlichkeit der Belichtungsmessung erhalten, was von Bedeutung sein kann beim Abtasten von Bereichen mit leeren Rasterlöchern in dem zu untersuchenden Präparat. PA TEN T A X.S P RUCH F.:

1. Vorrichtung zur Belichtungsmessung bei photographischen Aufnahmen mit einem Elektronenmikroskop, dadurch gekennzeichnet, daß der ganze isoliert eingebaute Fluoreszenzbelag des Bildschirmes über eine Strommeßanordnung mit Erde verbunden ist und daß dadurch der auf dem Bildschirm auftreffende Elektronenstrom als Maß für die Sdnvärzungsfähigkeit des Elektranenbündels zu verwenden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßanordnung einen hochohmigen, von dem Schirmstrom durchflossenen Widerstand enthält und daß der am Widerstand entstehende Spannungsabfall einem Elektronenrohrverstärker zugeführt ist und an einer an diesen angeschlossenen Anzeigevorrichtung angezeigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitabhängige, durch die Änderung des Ladezustandes eines Kondensators erzeugte Spannung vorgesehen ist, die nach vollendeter Belichtungsmessung den Spannungsabfall des Schirmstromes über dem genannten hochohmigen Widerstand ersetzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenrohrverstärker mit einem Ausgangsiustrument versehen ist und 'laß die für die Belichtungsmessung verwendete zeitabhängige Spannung ein solches Vorzeichen , hat, daß der Zeiger des Instrumentes bei der Zeitmessung sich in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung der steigenden Schirmstromstärke bei der Belichtungsmessung bewegt, und daß die Zeitabhängigkeit und Größe der zeitabhängigen Spannung so bemessen ist, daß eine geeignete Schwärzung erhalten wird, und die Belichtung in dem Augenblick unterbrochen wird, wo der Zeiger den Skalenstrich passiert, auf den sich der Zeiger bei der Belichtungsmessung innerhalb des Bereiches der Skala eingestellt hatte, in dem das Produkt aus Schirmstrom und Belichtungszeit als konstant zu betrachten ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung S 11569 VIII c/219.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen