DE1614694C - Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit axial verschiebbarem Objekt - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Korpuskularstrahlgerät mit einer Objektivlinse, einer Objektpatrone und Antriebsmitteln, durch die das Objekt relativ zu einem die Objektpatrone haltenden Teil des Gerätes, insbesondere einem Objekttisch, in Richtung der Achse der Objektivlinse bewegbar ist, wobei die Antriebsmittel so dimensioniert sind, daß der Bewegungsbereich des Objektes die Strecke zwischen der vorderen und der hinteren Brennebene der Objektivlinse einschließt.

Eine derartige Einstellung der axialen Objektlage ist in erster Linie bei Elektronenmikroskopen, aber auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten, wie lonenmikroskopen oder Beugungsgeräten, häufig erwünscht. Die axiale Bewegbarkeit des Objektes kann beispielsweise dazu dienen, daß Objekt bewußt in verschiedenen Ebenen zu bringen, um unterschiedliche Untersuchungen durchzuführen; man kann in dieser Form aber auch eine Justierung der Ebene des Objektes relativ zu der Fokussierungsebene einer Linse vernehmen.

Nach einem im Hauptpatent angegebenen Ausführungsbeispiel weist die Objektpatrone zwei konzentrische, in die Bohrung der Objektivlinse in Achsrichtung hineinragende Hohlzylinder auf, die aus unmagnetischem Material bestehen und von denen der innere das Objekt hält, femer trägt der innere Hohlzylinder auf seinem Außenmantel eine in Achsrichtung verlaufende Zahnreihe, die mit einem in dem äußeren Hohlzylinder in Achsrichtung gelagerten Ritzel oder einer Spindel zusammenwirkt, das bzw. die mit einem Getriebe in Verbindung steht, von dem zumindest ein Teil in den die Objektpatrone haltenden Teilen des Gerätes, insbesondere einem Objekttisch, gelagert ist. Dieses äußere Teil wird also in der Regel der Patronenkonus sein, der zum Einsetzen der schleusbaren Patrone in einen Objektverstelltisch dient.

Die Erfindung betrifft die Verbesserung der Antriebsmittel des Korpuskularstrahlgerätes nach dem Hauptpatent.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß im äußeren Teil ein gabelartiger Hebel um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, die in einer zur Objektivlinsenachse senkrechten Ebene liegt, und daß der Hebel mit seinem gabelartigen Bereich das innere Teil teilweise umgreifend mit Stiften auf dem Umfang des inneren Teiles in Eingriff. Dabei wird der Vorteil des Vorsehens von zumindest zwei ring- oder zylinderartigen Teilen, nämlich die Möglichkeit des Vermeidens von über den Umfang der Objekpatrone hinausragenden und den Schleusvorgang behindernden Bauelementen, beibehalten.

Der Hebel kann auch die «enannten Stifte durch

gabelartige Ausbildung der beiden Enden seines gabelartigen Bereiches umgreifen. Man hat dann also praktisch eine doppelt gabelartige Ausbildung dieses in den Innenraum des inneren Teiles hineinragenden Bereiches des Hebels.

Es sei an dieser Stelle eingefügt, daß die ring- oder zylinderartigen Teile auch nach Art von konzentrisch angeordneten Rohren ausgebildet und zusammengesetzt sein können, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich.

Zur Gewinnung einer definierten Ruhelage des Objektes in axialer Richtung ist es zweckmäßig, eine Druckfeder mit ihrem einen Ende auf eine Auflage an dem äußeren Teil und mit ihrem anderen Ende auf einer Auflage an dem Hebel oder dem inneren Teil aufliegend anzuordnen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient die Druckfeder zugleich als Gegenfeder für den Hebel während seiner Betätigung, so daß dieser auf das innere Teil nur während der Verschiebung desselben in einer Richtung eine bewegende Kraft ausübt, während die Bewegung des inneren Teiles in der anderen Richtung unter der Wirkung der Druckfeder erfolgt.

Das im Bereich des äußeren Teiles liegende Ende des Hebels wird man eine bezüglich der Schwenkachse exzentrische Angriffsfläche für einen Betätigungsstößel bilden lassen, der in an sich bekannter Weise über vakuumdichte Durchführungen mit einem außerhalb des Gehäuses des Korpuskularstrahlgerätes befindlichen Drehknopf od. dgl. in Verbindung steht.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist außer dem äußeren Teil und dem diesem gegenüber drehgesicherten inneren Teil ein drittes ring- oder zylinderartiges Teil in koaxialer Anordnung vorhanden, das ein mit einem Außengewinde auf dem inneren Teil zusammenwirkendes Innengewinde aufweist und einen äußeren Zahnkranz trägt, der mit einem parallel zur Objektivlinsenachse in dem äußeren Teil drehbar gelagerten Zahnrad in Eingriff steht. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird also die Drehbewegung eines Zahnrades durch das dritte ring- oder zylinderartige Teil umgesetzt in eine Verschiebebewegung des inneren Teiles.

Man wird das Zahnrad drehfest auf einer Achse lagern, die ihrerseits in dem äußeren Bauteil gehalten ist und ein weiteres Zahnrad für den Angriff eines Drehtriebes in ebenfalls drehfester Anordnung trägt.

In Fig. 1 und 2 ist in einem senkrecht und in einem horizontal gelegten Schnitt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegebenen, während

F i g. 3 eine Variante der Erfindung unter Verwendung von drei ring- oder zylinderartigen, koaxial angeordneten Teilen der Patrone darstellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 enthält die allgemein mit 1 bezeichnete Objektpatrone zwei koaxial bezüglich der Achse 2 der Objektivlinse angeordnete etwa ring- oder zylinderartige Teile 3 und 4, von denen das zuletzt genannte Teil mittels einer rüsselartigen Fortsetzung bei 5 das zu Untersuchtende Objekt einklemmt. In den figürlich dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um Objektpatronen zur Röntgenmikroanalyse, so daß das Objekt bei 5 unter einem von 90° abweichenden Winkel vom Elektronenstrahl beaufschlagt wird. Die Erfindung läßt sich aber verständlicherweise auch bei normaler Objektlage ohne Änderung anwenden.

Das äußere Teil 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel identisch mit dem Patronenkonus, mit dem die Patrone 1 in einen nicht dargestellten Objekttisch bekannten Aufbaues eingesetzt ist, der auf der Tischauf lagefläche 6 quer verschiebbar liegt. Die Tischauflagefläche 6 bildet einen Bestandteil des oberen Objektivlinsen-Polschuhes 7; der untere Polschuh dieser Linse ist nicht dargestellt. Man erkennt, daß das bei 5 befindliche Objekt im Spalt 8 der Objektivlinse gehalten ist.

Im äußeren Teil 3 ist mittels der Schwenkachse 9 der in seinem linken Bereich gabelartig ausgebildete Schwenkhebel 10 gelagert, der, wie insbesondere F i g. 2 erkennen läßt, mit seinem gabelartigen Bereich 11, 11' das innere Teil 4 teilweise umgreift. Die Enden 11, 11' der Gabel sind ihrerseits gabelartig ausgebildet, so daß sie Stifte 12 und 13 mittels Ausnehmungen 14 und 14' aufnehmen.
, Bei Betätigung des gabelartigen Hebels 10 mittels des in an sich bekannter und daher nicht dargestellter Weise durch die Vakuumwand des Gerätes hindurchgeführten Betätigungsstößels 15 wird das innere Teil 4 relativ zum äußeren Teil 3 in Richtung nach unten verschoben. Dies geschieht gegen die Wirkung der Druckfeder 16, deren Enden einerseits auf der Auflagefläche 17 des inneren Teiles 4 und andererseits auf der Auflagefläche 18 des äußeren Teiles 3 aufliegen. Diese Druckfeder dient außer zur Rückstellung nach erfolgter Bewegung des inneren Teiles 4 mittels des Hebels 10 auch zur Sicherstellung der in F i g. 1 dargestellten Ruhelage des Objektes.

Die weitere Druckfeder 19 spielt in diesem Zusammenhang keine Rolle; sie verspannt lediglich- die Blende 20 mit den ihr zugeordneten Teilen, indem sie das plattenartige Teil 21 gegen eine Auflage an dem Einsatz 22 drückt; außerdem klemmt sie bei 5 einen Objektträger ein.

Im oberen Teil der F i g. 1 besitzt die Patrone das Gewindeteil 23, das zum Angriff einer Schleuseneinrichtung dient.

Es sei bemerkt, daß gegebenenfalls die verschiedenen Bauteile aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein können, um Fertigungsschwierigkeiten zu vermeiden.

Diente bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 als Antriebsmittel der hinsichtlich der Auflagefläche für den Betätigungsstößel 15 exzentrisch ausgebildete Hebel 10, so verwendet die Ausführungsform nach F i g. 3 als Antriebsmittel das Zahnrad 30, das drehfest auf der Drehachse 31 angeordnet ist, die ihrerseits in dem wiederum den Patronenkonus bildenden äußeren Teil 32 gelagert ist. Außer diesem äußeren Teil und dem inneren Teil 33, das bei 34 wiederum in schräger Lage das Objekt einklemmt und mittels des Ansatzstückes 35 an dem äußeren Teil 32 an einer Drehung gehindert wird, ist das dritte ebenfalls konzentrisch zur Objektivachse 36 angeordnete ringartige Teil 37 vorhanden. Dieses ringartige Teil 37 steht mit seinem äußeren Zahnkranz 38 in Eingriff mit dem Zahnrad 30, so daß es an Drehungen der Welle 31 teilnimmt, die auf diese Welle mittels eines geeigneten äußeren Antriebs über das drehfest auf ihr angeordnete weitere Zahnrad 39 übertragen werden.

Ferner steht das Teil 37 über sein Innengewinde 40 mit dem Außengewinde 41 auf dem inneren Teil 33 in Verbindung, so daß, da durch das Teil 35 in Verbindung mit der Ausnehmung 42 in dem inneren Teil

33 dieses an einer Drehung gehindert wird, die Drehbewegung der Welle 31 in eine Verschiebebewegung des inneren Teiles 33 in Richtung der Achse 36 umgesetzt wird.

Um ein Spiel in den Gewinden 40 und 41 unwirksam zu machen, ist die Druckfeder 43 vorhanden, die wiederum auf einem tellerartigen Tragglied 44 für eine Blende 45 aufliegt, die gesamte Anordnung in Richtung nach unten verspannt und bei 34 das Objekt einklemmt. Das obere Teil 46 der Objektpatrone ist mit dem äußeren Teil 32 fest verbunden.

Wiederum ragt das Objekt bei 34 in den Spalt 47 der Objektivlinse hinein, von der auch in F i g. 3 nur der obere Polschuh 48 erkennbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

i 614694 Patentansprüche:

1. Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer Objektivlinse und einer Objektpatrone, die zwei einander zumindest teilweise umgebende ring- oder zylinderartige Teile aus unmagnetischem Material in koaxialer Anordnung enthält, von denen das innere Teil das Objekt hält und durch in dem äußeren der beiden Teile gelagerte Antriebsmittel in Richtung der Objektivlinsenachse relativ zu dem äußeren Teil derart verschiebbar ist, daß der Bewegungsbereich des Objektes die Strecke zwischen der vorderen und der hinteren Brennebene der Objektivlinse einschließt, nach Patent 1 514595, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Teil (3) ein gabelartiger Hebel (10) um eine Schwenkachse (9) schwenkbar gelagert ist, die in. einer zur Objektivlinsenachse (2) senkrechten' Ebene liegt, und daß der Hebel (10) mit seinem gabelartigen Bereich (11, 11') das innere Teil (4) teilweise umgreifend mit Stiften (12, 13) auf dem Umfang des inneren Teiles (4) in Eingriff steht.

2. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (10) auch die Stifte (12, 13) durch gabelartige Ausbildung (14) der beiden Enden (11, 11') seines gabelartigen Bereiches umgreift.

3. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (16) mit ihrem einen Ende auf einer Auflage (17) an dem äußeren Teil (3) und mit ihrem anderen Ende auf einer Auflage (18) an dem Hebel oder dem inneren Teil (4) aufliegend angeordnet ist und das innere Teil (4) in einer definierten Ruhestellung zu halten sucht.

4. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (16) zugleich als Gegenfeder für den Hebel (10) während seiner Betätigung dient.

5. Korpuskularstrahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bereich des äußeren Teiles (3) liegende Ende des Hebels (10) eine bezüglich der Schwenkachse (9) exzentrische Angriffsfläche für einen Betätigungsstößel (15) bildet.

6. Korpuskularstrahlgerät, insbesondere Elektronenmikroskop, mit einer Objektivlinse und einer Objektpatrone, die zwei einander zumindest teilweise umgebende ring- oder zylinderartige Teile aus unmagnetischem Material in koaxialer Anordnung enthält, von denen das innere Teil das Objekt hält und durch in dem äußeren der beiden Teile gelagerte Antriebsmittel in Richtung der Objektivlinsenachse relativ zu dem äußeren Teil derart verschiebbar ist, daß der Bewegungsbereich des Objektes die Strecke zwischen der vorderen und der hinteren Brennebene der Objektivlinse einschließt, nach Patent 1 514 595, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem äußeren Teil (32) und dem diesem gegenüber drehgesicherten (35, 42) inneren Teil (33) ein drittes ring- oder zylinderartiges Teil (37) in koaxialer Anordnung vorhanden ist, das ein mit einem Außengewinde (41) auf dem inneren Teil (33) zusammenwirkendes Innengewinde (40) aufweist und einen äußeren Zahnkranz (38) trägt, der mit einem parallel zur Objektivlinsenachse (36) in dem äußeren Teil (32) drehbar gelagerten Zahnrad (30) in Eingriff steht.

7. Korpuskularstrahlgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (30) drehfest auf einer Achse (31) gelagert ist, die ein weiteres Zahnrad (39) für den Angriff eines Drehtriebes in ebenfalls drehfester Anordnung trägt.