DE3030930A1

DE3030930A1 - Electron microscope image amplifier - uses angled fibre optic plate in beam connected to amplifier and optical viewer

Info

Publication number: DE3030930A1
Application number: DE19803030930
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr. 7923 Königsbronn Gütter; Manfred Dr. 7080 Aalen Menzel
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1980-08-16
Filing date: 1980-08-16
Publication date: 1982-03-11
Also published as: JPS5755047A; NL8103519A

Abstract

The amplification system (15) is attached to the microscope in the region of the final image lens (10) and image screen (12). The centre of the final image can be observed by eye (14) when enlarged by an optical lens system (13). The main amplifying system consists of a fibre optic plate (17) with a high aperture and having an oblique surface (16) at the input side forming angle of 45 degrees to the axis of the corpuscular beam path. Where the beam strikes the fibre optic plate, a high resolution reflex optical screen couples the beam to an image intensifier (18) whose output can be observed via an optical viewer (13') by the naked eye (14'). The system (15) is so constructed that it can be swung into the beam path of the microscope, and allows a larger section of image to be observed, with excellent contrast, while keeping interference with the beam itself to a minimum.

Description

Korpuskularstrahlgerät mit BildverstärkerCorpuscular beam device with image intensifier

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildbetrachtung in korpuskularstrahloptischen Geräten. Zu den korpuskularstrahWoptischen Geräten gehören bekanntlich ELektronen und Ionenmikroskope.The invention relates to a device for viewing images in corpuscular beam optics Devices. As is known, the corpuscular beam / optical devices include electrons and ion microscopes.

Bei korpuskularstrahLoDptischen Geräten besteht insbesondere bei biomedizinischen Präparaten oft die Notwendigkeit, beim Absuchen des Objektes nach interessanten Stellen, die Strahlungsbelastung möglichst klein zu halten.In the case of corpuscular beam / optic devices, there is in particular biomedical devices Preparations often the need when searching the object for interesting Places to keep the radiation exposure as low as possible.

Aufgrund der geringen Lichtausbeute der bekannten Leuchtstoffe entsteht dann durch die zum Absuchen des Objektes verringerte Intensitat des Korpuskularstrahles ein Bild geringer Helligkeit, auf dem Objektdetails nicht mehr ausreichend erkennbar sind. Mit Hitfe bildverstärkender Mittet ist es jedoch möglich, die Bildhelligkeit genügend weit anzuheben.Because of the low luminous efficacy of the known phosphors arises then by the reduced intensity of the corpuscular beam for searching the object an image of low brightness on which the details of the object are no longer sufficiently recognizable are. However, it is possible to adjust the image brightness with the help of an image-enhancing center to raise enough.

Es ist bekannt, für diesen Zweck das Leuchtschirmbild mit einer Fernsehkamera (z.B. Superorthikon)aufzunehmen und über ein Sichtgerät wiederzugeben. In der DE-AS 14 39 277 befindet sich für diesen Zweck die Fluoresienzschicht des Endbildleuchtschirmes auf der Lichteintrittsf-Läche einer Faseroptik, deren Lichtaustrittsfläche die Photoleitfähigkeitsschi-cht einer Fernsehaufnahmeröhre trägt. In diesem Falle ist mindestens noch die Lichteintrittsfläche der Faseroptik im Hochvakuum des Elektronenmikroskopes angeordnet.It is known to use the fluorescent screen with a television camera for this purpose (e.g. Superorthikon) and play it back on a viewing device. In the DE-AS 14 39 277 is the fluorescent layer of the end screen for this purpose on the light entry surface of a fiber optic, the light exit surface of which forms the photoconductivity layer a television pickup tube. In this case there is at least the light entry surface the fiber optics arranged in the high vacuum of the electron microscope.

Bei einer anderen, in der DE-PS 16 14 247 beschriebenen, Anordnung befindet sich hinter dem aus dem Strahlengang klappbaren Endbildleuchtschirm ebenfalls eine Faseroptik mit Leuchtschirm und Bildelektrode der Fernsehaufnahmeröhre.In another, described in DE-PS 16 14 247, arrangement is also located behind the end screen, which can be folded out of the beam path a fiber optic with fluorescent screen and picture electrode of the television pickup tube.

In der GB-PS 14 25 181 ist ein Elektronenmikroskop beschrieben, bei dem der Endbildleuchtschirm eine zentrale öffnung hat. Die durch diese öffnung tretenden Korpuskularstrahlen treffen auf eine Faserplatte mit Leuchtschirm, an die eine Fernsehkamera angeschlossen ist.In GB-PS 14 25 181 an electron microscope is described in which the end screen has a central opening. Those passing through this opening Corpuscular rays hit a fiber plate with a fluorescent screen to which a television camera is attached connected.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Endbildleuchtschirm direkt von oben aus der normalen Betrachtungsrichtung über einen-Bitdverstärker zu beobachten.Another option is to use the end screen directly Observed from above from the normal viewing direction via a bit amplifier.

Alle diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß nur ein kleiner Teil des korpuskularstrahl optischen BiLdes beobachtet werden kann. Das ist inbesondere beim Suchen geeigneter Präparateausschnitte für photographische Aufnahmen störend.All of these devices have the disadvantage that only a small part of the particle beam optical image can be observed. That is in particular annoying when looking for suitable specimen sections for photographic recordings.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein großer Bildausschnitt eines korpuskularstrahl optischen Bildes mit gutem Kontrast beobachtet werden kann, während die Strahlungsbetastung des Objektes klein gehalten wird.The present invention is based on the object of a device to create, with the help of which a large image section of a corpuscular beam optical Image with good contrast can be observed while scanning radiation of the object is kept small.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Korpuskularstrahlengang zwischen der letzten Abbildungslinse und dem Endbildleuchtschirm ein im Vakuum einschwenkbares System zur Erzeugung und Verstärkung eines außerhalb des Gerätes beobachtbaren korpuskularstrahloptischen Objektbildes angeordnet ist.According to the invention, the object is achieved in that in the corpuscular beam path between the last imaging lens and the end screen a system that can be swiveled in a vacuum to generate and amplify an outside of the device observable corpuscular beam optical object image is arranged.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das System aus einer Faseroptik, die auf der einen Seite mit einem Anschliff von ca. 45° zur Achse des Korpuskularstrahlgerätes versehen ist. Auf dieser Seite befindet sich ein Durchsichtleuchtschirm. Die andere Seite der Faseroptik hat vorzugsweise einen senkrechten Anschliff; an ihr wird ein geradsichtiger Bildverstärker angekoppelt. In diesem Fall wird das Ausgangsbild des Bildverstärkers durch ein separates Betrachtungsgerät beobachtet.The system exists in an advantageous embodiment of the invention from a fiber optic, which on one side with a bevel of approx. 45 ° to the Axis of the corpuscular beam device is provided. On this page is a translucent screen. The other side of the fiber optic preferably has one vertical bevel; a straight image intensifier is coupled to it. In this case, the output image of the image intensifier is passed through a separate viewing device observed.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ebenfalls ein System einschwenkbar, daß aus einer Faserplatte mit Durchsichtleuchtschirm und einen geradsichtigen Bildverstärker besteht. Für die Beobachtung des Bildverstärkerausganges wird in diesem Falle das gleiche Betrachtungsgerät wie für die Beobachtung des Endbildleuchtschirmes verwendet. Mit Hilfe eines optischen Um-lenksystemes wird dabei erreicht, daß die Gegenstandsweite und die Richtung der optischen Achse des Betrachtungsgerätes für beide Beobachtungsarten gleich sind, so daß beim Wechsel der Beobachtungsart keine Veränderungen am Betrachtungsgerät notwendig sind.In another embodiment of the invention, there is also a system Swivel-in that consists of a fiberboard with a translucent screen and a straight-through one Image intensifier consists. To observe the image intensifier output, in in this case the same viewing device as for viewing the end screen used. With the help of an optical deflection system it is achieved that the Object distance and the direction of the optical axis of the viewing device for Both types of observation are the same, so that when changing the type of observation, none Changes to the viewing device are necessary.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 und 2 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel,bei dem ein zusätzliches Betrachtungsgerät benutzt wird; Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbei spiel, bei dem das gleiche Betrachtungsgerät wie zur normalen Endbildschirmbeobachtung benutzt wird.In the following the invention with reference to Figures 1 and 2 of the attached Drawings explained in more detail. There show Fig. 1 an embodiment in which a additional viewing device is used; Fig. 2 shows a further embodiment game that uses the same viewing device as normal end screen viewing is used.

In Fig. 1 ist mit 10 die schematisch dargestellte letzte Abbildungslinse eines Elektronenmikroskopes bezeichnet 11 ist der normale Endbildleuchtschirm und 12 die Filmebene für photographische Aufnahmen. Das Zentrum des Endbildes kann vom Auge 14 durch das Betrachtungsgerät 13 vergrößert beobachtet werden. In diesen bekannten Aufbau eines Elektronenmikroskopes ist erfindungsgemäß das System 15 in den Korpuskularstrahlengang einschwenkbar.In Fig. 1, 10 is the last imaging lens shown schematically of an electron microscope, 11 is the normal final phosphor screen and 12 the film plane for photographic recordings. The center of the final image can be from Eye 14 can be observed enlarged by the viewing device 13. In these well-known According to the invention, the structure of an electron microscope is the system 15 in the corpuscular beam path pivotable.

Es besteht aus einer Faserplatte 17 mit hoher Apertur, die in diesem Fatt auf der Eingangsseite einen schrägen Anschliff besitzt. Der Anschliff bildet vorzugsweise einen Winkel von 450 mit der Achse des Korpuskularstrahlenganges. Auf dieser Seite befindet sich ein hochauflösender Reflexdurchsichtleuchtschirm 16. Auf der anderen Seite der Faserplatte 17 ist ein Bildverstärker 18 angekopDelt dessen Ausgang 19 über das Betrachtungsgerät 13' vom Auge 14' beobachtet werden kann.It consists of a fiber board 17 with a high aperture, which in this Fatt has an oblique bevel on the entrance side. The bevel forms preferably an angle of 450 with the axis of the corpuscular beam path. on On this side there is a high-resolution reflective luminescent screen 16. On the other side of the fiber board 17, an image intensifier 18 is coupled to it Output 19 can be observed by eye 14 'via viewing device 13'.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird beim Einschwenken des beschriebenen Systemes in den Korpuskularstrahlengang ein Schalter betätigt, mit dem die Strahtleistung automatisch herabgesetzt wird.In a further embodiment of the invention, when pivoting of the described system actuates a switch in the corpuscular beam path, with which the beam power is automatically reduced.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem das Betrachtungsgerät 13 sowohl für die Beobachtung des normalen Endbildleuchtschirmes als auch für das durch den Bildverstärker verstärkte Bild verwendet werden kann.Fig. 2 shows another embodiment in which the viewing device 13 both for observing the normal end screen and for the Image enhanced by the image intensifier can be used.

In diesem Fall besteht das in den Korpuskularstrahlengang einschwenkbare System außer aus der Faserplatte 17 mit dem Durchsichtleuchtschirm 16 und dem geradsichtigen Bildverstärker 18 zusätzlich aus den Umlenkspiegeln 21 und 22. Vorzugsweise wird die Anordnung der Umlenkspiegel 21 und 22 so gewählt, daß die Gegenstandsweite und die Richtung der optischen Achse des Betrachtungsgerätes 13 für die Beobachtung des Endbildleuchtschirmes 11 und des Bildverstärkerausganges 19 gleich sind. In diesem Fall ist beim Wechsel der Beobachtung von Endbildleuchtschirm auf Bildverstärkerausgang oder umgekehrt keine Veränderung am Betrachtungsgerät notwendig.In this case, there is one that can be pivoted into the corpuscular beam path System apart from the fiber board 17 with the translucent screen 16 and the rectilinear Image intensifier 18 additionally consists of the deflecting mirrors 21 and 22. Preferably the arrangement of the deflection mirrors 21 and 22 chosen so that the object distance and the direction of the optical axis of the viewer 13 for observation of the end screen 11 and the image intensifier output 19 are the same. In this is the case when the observation is switched from the end screen to the image intensifier output or vice versa, no changes to the viewing device are necessary.

Claims

Claims device for image viewing in corpuscular beam optics Devices, characterized in that between the last imaging lens and the End screen a system for generation and amplification that can be swiveled in a vacuum a corpuscular optical object image that can be observed outside the device is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the system consists of a translucent screen with a downstream image intensifier.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the system contains a phosphor screen mounted on one end of a fiberboard whose other end is coupled to an image intensifier and that behind the Screen of the image intensifier an optical viewing device is arranged.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the image intensifier with the optical viewing device via a light-optical deflection system that is connected to the system can be swiveled together in the electron-optical beam path, is connected such that the object distance and the optical axis of the viewing device remain unchanged if the system including the light-optical deflection system is pivoted out of the electron-optical beam path and the end screen observed with the optical viewing device.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the translucent screen is arranged inclined to the optical axis of the corpuscular beam optical device.

6. Apparatus according to claim 3, characterized by fiber optics with an inclined, preferably below 450, bevel with a translucent screen and a preferably vertical bevel for coupling the image intensifier.

7. The device according to claim 1 and one or more of the claims 2-6, characterized in that by swiveling the system into the body of the beam a switch is operated that reduces the beam power.