DE3924006A1 - Ultraschall-mikroskop - Google Patents
Ultraschall-mikroskopInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Mikroskop nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Die JP-PS (Japanese Patent Publication) No. 59-44 582 und
die JP-OS (Japanese Patent Disclosure) No. 58-1 06 453
zeigen Ultraschall-Mikroskope, bei denen eine Probe zwei
dimensional mittels eines Ultraschallstrahls abgetastet
wird, und die von der Probe hindurchgelassenen oder
reflektierten Wellen werden verarbeitet, um ein Bild der
Probe zu erzeugen.
In "Journal of Acoustic Society of America, Vol. 67
(1980), Seiten 1629-1637" ist ein Tieftemperatur-Ultra
schall-Mikroskop beschrieben, welches ein hochauflösendes
Ultraschallbild erzeugen kann. Dieses Tieftemperatur-
Ultraschall-Mikroskop weist eine akustische Linse auf.
Ein Tieftemperatur-Fluid ist in den Spalt zwischen die
akustische Linse und eine Probe eingefüllt. Dieses Tief
temperatur-Fluid ist beispielsweise flüssiger Stickstoff,
flüssiges Argon oder flüssiges Helium und weist eine ge
ringe Schallfortpflanzungsgeschwindigkeit und geringere
Absorption als Wasser auf.
Herkömmliche Ultraschall-Mikroskope weisen einen Fokus
siermechanismus auf, mittels dem ein Probenstab grob und
fein bewegbar ist, so daß die Probe in eine gewünschte
Lage bringbar ist. Aufgrund der Verwendung eines derarti
gen Fokussiermechanismus sind solche Ultraschall-Mikros
kope hinsichtlich der folgenden Punkte nachteilig:
- 1. Da der Probenstab oft von dem Fokussiermechanismus abgenommen und an diesem wieder angeordnet werden muß, um eine Probe gegen eine andere auszutauschen, muß der Stab leicht von dem Mechanismus abnehmbar oder daran befestig bar sein. Um Abnehmen und Befestigen des Stabes zu er leichtern, müssen derartige Mikroskope somit einen kom plexen Mechanismus zum Entfernen und Befestigen des Stabes haben.
- 2. Ein O-Ring ist am oberen Ende des Probenstabes ange ordnet, um gegenüber dem Tieftemperatur-Fluid eine vakuumdichte Versiegelung zu erzeugen. Dies hat zur Fol ge, daß das obere Ende des Stabes nicht fest an dem Fokussiermechanismus angeflanscht ist und es schwierig ist, mittels des Fokussiermechanismus die Probe in ihre gewünschte Lage zu bringen.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Ultraschall-Mikroskop nach dem Oberbegriff des An
spruches 1 derart auszubilden, daß sein Mechanismus ein
fachen Aufbau hat und dennoch eine Probe verläßlich in
die gewünschte Position bringen kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegen
den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch vereinfacht ein Ultraschall-Mikroskop
gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung;
Fig. 2 die vergrößerte Ansicht einer akustischen Linse
und weiterer Komponenten in der Ausführungsform von
Fig. 1;
Fig. 3A und 3B schematisch Schaltkreisaufbauten von Trei
berschaltkreisen zum Antrieb der akustischen Linse in x-
und y-Richtung;
Fig. 4 ein Ultraschall-Mikroskop gemäß einer zweiten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A eine dritte Ausführungsform eines erfindungsge
mäßen Ultraschall-Mikroskopes; und
Fig. 5B einen vergrößerten Ausschnitt aus der dritten
Ausführungsform gemäß Fig. 5A.
Gemäß Fig. 1 umfaßt ein erfindungsgemäßes Ultraschall-
Mikroskop einen Mikroskopkörper 1, eine mit Luft arbei
tende Dämpfung 2 an der Oberseite des Körpers 1 und eine
Grundplatte 3 auf der Dämpfung 2, welche sich horizontal
zu dem Körper 1 erstreckt. Das Mikroskop umfaßt weiterhin
ein adiabatisches Gefäß 4 im Inneren des Körpers 1, wel
ches hermetisch abgedichtet von der Grundplatte 3 herab
hängt, sowie eine Abdeckung 5, welche ebenfalls herme
tisch an der Grundplatte 3 angeordnet ist und von dieser
herabhängt und das Gefäß 4 umfaßt. Somit definieren das
Gefäß 4 und die Abdeckung 5 einen eingeschlossenen Raum
zwischen sich. Das Gefäß 4 enthält flüssigen Stickstoff
6, der als Ultraschall-Transmissionsmedium verwendet
wird. In dem Raum zwischen dem Gefäß 4 und der Abdeckung
5 befindet sich ein Vakuum, welches einen Temperaturan
stieg des flüssigen Stickstoffes 6 verhindern soll. Das
Gefäß 4 und die Abdeckung 5 weisen Fenster 7 bzw. 8 aus
transparentem Material auf, durch welche das Innere des
Gefäßes 4 beobachtbar ist.
Die Grundplatte 3 weist eine mittige Öffnung 3 a auf. Ein
Probenstab 10, der eine Röhre aus rostfreiem Stahl ist
und dessen Neigung veränderbar ist, kann vertikal durch
diese Öffnung 3 a geführt werden, so daß sein unterer End
bereich in den flüssigen Stickstoff 6 in dem adiabati
schen Gefäß 4 eintauchbar und aus diesem wieder entfern
bar ist. Am unteren Ende des Probenstabes 10 ist eine
Probe 11 anordenbar.
Das Ultraschall-Mikroskop umfaßt weiterhin einen Sperr
schieber 12 an der Grundplatte 3 und einen Mikrometerkopf
13 an dem Schieber 12, der einen Mikrometer 13 a trägt.
Sowohl der Sperrschieber 12 als auch der Kopf 13 sind so
angeordnet, daß der Probenstab sie durchtreten kann. Wenn
der Stab 10 aus dem Mikroskop entfernt wird, um die Probe
11 gegen eine andere Probe auszutauschen, wird der Sperr
schieber 12 geschlossen, um das Gefäß 4 abzudichten.
An der Stellspindel des Mikrometers 13 a ist eine bewegli
che Platte 14 befestigt. Wenn somit die Spindel des
Mikrometers 13 a gedreht wird, wird die Platte 14 in Z-
Richtung abgesenkt oder nach oben bewegt. Ein stationärer
Block 15 ist an der beweglichen Platte 14 befestigt. Die
Platte 14 und der Block 15 weisen koaxiale Bohrungen auf,
welche von dem oberen Bereich des Probenstabs 10 durch
setzt werden. Oberhalb des Blockes 15 ist weiterhin ein
beweglicher Block 17 angeordnet, wobei zwischen die
Blöcke 15 und 17 ein O-Ring gesetzt ist.
Eine Hülse 18 steht in Anlage mit dem beweglichen Block
17, so daß der Probenstab 10 von dem inneren Umfang der
Hülse 18 gestützt wird. Ein O-Ring 19 ist zwischen den
Stab und den Block 17 gesetzt. Ein Paar von Einstell
schrauben 20 und 21 und ein weiteres Paar von Einstell
schrauben (in der Zeichnung nicht dargestellt) sind in
vertikale Bohrungen eingesetzt, die in dem beweglichen
Block 17 ausgeformt sind. Wenn diese Schrauben gedreht
werden, kann die Neigung des beweglichen Blockes 17 be
züglich dem festen Block 15 verändert werden, so daß die
Neigung des Probenstabes 10 einstellbar und somit die
Winkel einstellbar sind, in denen die Probe 11 in x- und
y-Richtung zu einer horizontalen Ebene geneigt ist.
Ein flexibler Faltenbalg 22 ist zwischen den Mikrometer
kopf 13 und den Block 15 eingesetzt und umgibt den Pro
benstab 10. Eine Abdeckung 24 ist oberhalb der Hülse 18
angeordnet, wobei ein weiterer O-Ring 23 zwischen die Ab
deckung 24 und die Hülse 18 gesetzt ist. Die Abdeckung 24
überdeckt den oberen Bereich des Stabes 10, der aus der
Hülse 18 vorsteht.
Eine Mehrzahl von Streben, beispielsweise vier Streben,
25 erstrecken sich vertikal von der unteren Oberfläche
der Grundplatte 3 aus so nach unten, daß ihre unteren
Endbereiche in den flüssigen Stickstoff 6 in dem Gefäß 4
eintauchen. Eine nichtmagnetische Trägerplatte 26 ist an
den unteren freien Enden der Streben 25 angeordnet und
erstreckt sich horizontal. An der Trägerplatte 26 ist
eine akustische Linse 27 angeordnet und ist mittels eines
entsprechenden Stützmechanismus 31 (Fig. 2) in x- und y-
Richtung beweglich. Ein elektromagnetischer Antriebs
mechanismus (d. h. ein X-Y-Scanner 50) ist vorgesehen,
die Linse 27 in x- und y-Richtung zu bewegen. Die Streben
25 sind aus einem Material gefertigt, dessen thermischer
Ausdehnungskoeffizient im wesentlichen gleich dem des
Probenstabes 10 ist.
Fig. 2 zeigt die Anordnung des elastischen Stützmechanis
mus 31 und des elektromagnetischen Treibermechanismus für
die akustische Linse 27. Die Linse 27 ist in der Mitte
eines kreuzförmigen beweglichen Teils 30 gelagert, wel
ches aus nichtmagnetischem Material gefertigt ist und
vier Arme aufweist, welche einander im rechten Winkel
schneiden. Das Teil 30 ist oberhalb der Trägerplatte 26
angeordnet und kann mittels einer hohlen, flexiblen
Säule, die als Stützmechanismus 31 dient, in x- und y-
Richtungen bewegt werden. Der obere Bereich der Säule 31
ist mit der Mitte des Teils 30 verbunden, und der untere
Bereich wird von der Trägerplatte 26 gehalten. Die
flexible Säule 31, die beispielsweise aus einer Röhre aus
rostfreiem Stahl gefertigt sein kann, ist in der Lage,
sich elastisch zu deformieren. Jedes Ende der vorsprin
genden Arme des Teiles 30 weist eine Spule 33 mit einem
Kern 32 aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise
Aluminium, auf. Die Spule 33 wird aus einem isolierten
Kupferdraht geformt, der um den Kern 32 gewickelt ist.
Somit sind zwei Paare von Spulen 33 (wobei in Fig. 2 nur
das Paar für die x-Richtung dargestellt ist) einzeln
symmetrisch in x- und y-Richtung angeordnet, wobei die
Symmetrie relativ zur akustischen Linse 27 ist.
Quadratische oder U-förmige Bügel 34 sind auf der Träger
platte 26 angeordnet entsprechend den Spulen 33. Zwei
Paare von Permanentmagneten 35 a, 35 b und 36 a, 36 b sind an
jedem Bügel 34 mit der jeweiligen Spule 33 dazwischen an
geordnet. Bei dieser Anordnung durchlaufen Magnetflüsse
einander entgegengesetzter Richtungen relativ zur An
triebsrichtung entgegengesetzten Seitenbereichen.
Wenn somit bei dieser Ausführungsform ein entsprechender
Strom einer der Spulen 33 in jedem Paar zugeführt wird,
wirkt diese Spule mit den Magnetflüssen der Permanent
magneten 35 a bis 36 b zusammen, so daß eine elektromagne
tische Reaktion entsteht. Diese Reaktion bewirkt, daß das
bewegliche Teil 30 die akustische Linse 27 zweidimensio
nal in x- und y-Richtung antreibt. Auf diese Art und
Weise wird die Probe 11 zweidimensional von einem Ultra
schallstrahl abgetastet, der von der Linse 27 emittiert
wird und der Abtastbereich, d. h. das Gesichtsfeld, ist
auswählbar. Wenn die andere der Spulen 33 in jedem Paar
bewegt wird, entsteht durch eine elektromotorische Kraft
ein Stromfluß in dieser Spule.
Durch Erfassung dieses Stromes kann somit die Bewegungs
geschwindigkeit der akustischen Linse 27 überwacht wer
den. Ein Koaxialkabel 37 ist mit einem seiner Enden mit
der Linse 27 verbunden. Das Kabel 37 läuft durch die
Säule 31 und erstreckt sich zur Außenseite durch einen
Seitenwandbereich des adiabatischen Gefäßes 4 oder durch
die Öffnung 3 a in der Grundplatte 3 unter Zwischenschal
tung eines entsprechenden Abdichtelementes. Das andere
Ende des Kabels 37 ist mit einem Signalverarbeitungs
schaltkreis in Verbindung. Der Zufuhrdraht zu jeder Spule
33 wird ebenfalls entsprechend abgedichtet zur Außenseite
geführt und mit einem Treiberschaltkreis verbunden.
Zwischen die akustische Linse 27 und das bewegliche Teil
30 ist ein piezoelektrisches Stellglied 100 eingesetzt.
Diese Stellglied 100 kann sich abhängig von Eingangssig
nalen in z-Richtung ausdehnen und zusammenziehen, so daß
die Linse 27 in z-Richtung bewegbar und somit fokussier
bar ist. Eine Bedienungsperson des Ultraschall-Mikrosko
pes dreht die Spindel des Mikrometers 13 a, während die
reflektierte Wellenform von dem Mikroskop beobachtet und
überwacht wird, was mittels bekannter Anzeigetechniken
erfolgt. Dies hat zur Folge, daß der Probenstab 10 in z-
Richtung bewegt wird, wodurch eine Grobfokussierung
durchgeführt wird. Nach der Grobfokussierung betätigt
eine Bedienungsperson das piezoelektrische Stellglied 100
zur Feinfokussierung.
Das piezoelektrische Stellglied 100 kann so ausgebildet
werden, daß es sich über eine relativ weite Distanz aus
dehnen und zusammenziehen kann. Wenn dies der Fall ist,
benötigt das Mikroskop nicht den Mikrometer 13 a, da so
wohl die Grobfokussierung als auch die Feinfokussierung
durch das Stellglied 100 allein erfolgen kann.
Die Amplitude des Signalausganges von der akustischen
Linse 27 wird durch ein externes Überwachungsgerät, bei
spielsweise eine Kathodenstrahlröhre oder ein Voltmeter
dargestellt. Wenn die Amplitude des Signales einen Maxi
malwert erreicht, wird angezeigt, daß der Ultraschall
strahl vollständig auf der Probe 11 fokussiert ist. Da
sich das piezoelektrische Stellglied 100 abhängig von
einer angelegten Spannung ausdehnt und zusammenzieht, ist
es einfach, den Fokussierungsvorgang einfach durch Ände
rung dieser Spannung durchzuführen.
Die Fig. 3A und 3B zeigen den Treiberschaltkreis für x-
Achse und y-Achse, die beide in dem X-Y-Scanner 50 ange
ordnet sind, um die akustische Linse 27 in x- und y-Rich
tung zu bewegen. Der x-Achsentreiberschaltkreis gemäß
Fig. 3A verwendet den Ausgang eines Sinuswellengenerators
30, der einem Eingang eines Addierers 42 über ein
Dämpfungssglied 41 zugeführt wird, mittels dem die Ampli
tude des Ausgangs des Generators 40 einstellbar ist. Eine
Spannung Vx wird von einer variablen Spannungsquelle 43
dem anderen Eingang des Addierers 42 zugeführt, und der
Ausgang des Addierers 42 wird über einen Leistungsver
stärker 44 der x-Achsentreiberspule 33 zugeführt. Bei dem
y-Achsentreiberschaltkreis gemäß Fig. 3B wird der Ausgang
eines Sägezahn-Signalgenerators 45 einem Eingang eines
Addierers 47 über ein Dämpfungsglied 46 zugeführt. Eine
Spannung Vy von einer variablen Spannungsquelle 48 wird
dem anderen Eingang des Addierers 47 zugeführt, und der
Ausgang des Addierers 47 wird über einen Leistungsver
stärker 49 der y-Achsentreiberspule 33 zugeführt. Die
Ausgänge der Generatoren 40 und 45 sind synchronisiert,
so daß die akustische Linse 27 zweidimensional in x- und
y-Richtung bewegbar ist.
Die akustische Linse 27 wird über eine Distanz entspre
chend der Ausgangsspannung Vx in der variablen Spannungs
quelle 43 in x-Richtung mittels der flexiblen Säule 31
bewegt und unternimmt eine Sinus-Oszillation um die er
reichte Position abhängig von dem Sinuswellensignal. In
y-Richtung wird die Linse 27 um eine Distanz entsprechend
der Ausgangsspannung Vy der variabelen Spannungsquelle 48
mittels der Säule 31 bewegt und unternimmt eine y-Rich
tungversetzung von und zu der erreichten Position. Somit
wird die Probe 11 zweidimensional in x- und y-Richtung
abgetastet, und zwar innerhalb von Bereichen entsprechend
der Ausgänge der Dämpfungsglieder 41 und 46, wobei der
Ausgangspunkt hierbei entsprechend den Spannungen Vx und
Vy ist. Somit kann das Gesichtsfeld automatisch wie be
nötigt durch Einstellung der Ausgangsspannungen Vx und Vy
der Spannungsquellen 43 und 48 ausgewählt werden. Weiter
hin ist die Versetzung der akustischen Linse 27 während
dieser Gesichtsfeldauswahl nur der elastischen Deforma
tion der flexiblen Säule 31, welche die Linse trägt, zu
zuschreiben. Somit kann das Gesichtsfeld mit hoher Genau
igkeit und Wiederholbarkeit ausgewählt werden. Da das
Gesichtsfeld auf elektrische Art und Weise auswählbar
ist, ist die Betriebseffizienz hoch genug, um eine
Computersteuerung hierfür vorzusehen.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Diese Ausführungsform verwendet zwei Streben
25 a und 25 b und zwei piezoelektische Stellglieder 101 a
und 101 b, welche sich beide in z-Richtung ausdehnen und
zusammenziehen können. Das erste Stellglied 101 a ist
zwischen der Trägerplatte 26 und der Strebe 25 a angeord
net, und das zweite Stellglied 101 b ist zwischen der
Trägerplatte 26 und der Strebe 25 b angeordnet. Wenn ein
elektrisches Signal von einem nicht dargestellten Signal
generator den Stellgliedern 101 a und 101 b zugeführt wird,
dehnen sich diese Stellglieder aus oder ziehen sich zu
sammen, so daß der X-Y-Scanner 50 nach oben oder unten
bewegt wird. Dies hat zur Folge, daß die Distanz zwischen
der akustischen Linse 27 und der Probe 11 am unteren Ende
des Probenstabes 10 eingestellt werden kann. Der Proben
stab 10 kann in z-Richtung mittels des Mikrometers 13 a
grob eingestellt werden, auf eine Bewegung in z-Richtung
kann aber auch überhaupt verzichtet werden. Alternativ
hierzu können vier Streben/Stellglied-Einheiten an der
Trägerplatte 26 um den Probenstab 10 im Abstand von
jeweils 90° angeordnet werden. In diesem Fall kann die
X-Y-Ebene in jeder gewünschten Richtung geneigt werden,
wenn unterschiedliche Spannungen an die vier piezo
elektrischen Stellglieder von einer entsprechenden
Treiberquelle 200 angelegt werden.
Die Fig. 5A und 5B zeigen die dritte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform kann
der X-Y-Scanner 50 wie in der zweiten Ausführungsform
gemäß Fig. 4 nach oben oder unten bewegt werden. Die
Trägerplatte 26, welche den Scanner 50 trägt, wird von
wenigstens zwei Streben 25 a und 25 b gehalten und an der
Grundplatte 3 aufgehängt.
Gemäß Fig. 5B ist der obere Endbereich einer jeder Strebe
so ausgebildet, daß er die Grundplatte 3 in einer dort
ausgebildeten Bohrung 105 durchtritt. Die Bohrung 105 um
faßt einen oberen Bereich 105 a großen Durchmessers, einen
unteren Bereich 105 b kleinen Durchmessers und ein geneig
ten Bereich 105 c zwischen den Bereichen 105 a und 105 b.
Ein O-Ring 106 ist in dem geneigten Bereich 105 c einge
setzt, so daß die oberen und unteren Bereiche 105 a und
105 b voneinander luftdicht abgetrennt sind. Eine Kappe
107 verschließt den oberen Bereich 105 a der Bohrung 105.
Die Kappe 107 ist mit der Platte 3 durch Schrauben ver
bunden, so daß der O-Ring 106 in den geneigten Bereich
105 c der Bohrung 105 gepreßt wird. Somit wird eine
Vakuumabdichtung zwischen der Bohrung 105 und dem oberen
Endbereich der Strebe 25 a erricht.
Wie weiterhin aus Fig. 5B hervorgeht, ist das obere Ende
einer jeden Strebe mit dem unteren Ende eines Mikrometer
kopfes 102 über eine Schraube 103 verbunden. Das obere
Ende des Mikrometerkopfes 102 ist auf einer Trägerplatte
104 a eines Mikrometerträger 104 koaxial mit der Strebe
angeordnet. Der Mikrometerträger 104 weist Beine 104 b
auf, welche mit der Grundplatte 3 mittels Schrauben ver
bunden sind.
Wenn die Spindeln der Mikrometer gedreht werden, werden
die Streben 25 a und 25 b, welche mit der Trägerplatte 26
verbunden sind, abhängig von der Drehrichtung der Spin
deln nach oben oder unten bewegt. Dies hat zur Folge, daß
die Trägerplatte 26 ebenfalls nach oben oder unten bewegt
wird und der X-Y-Scanner 50 zu einer Fokussierung verti
kal bewegt wird. Wie aus Fig. 5A hervorgeht, erstreckt
sich der Probenstab 10 in vertikaler Richtung und durch
läuft die Bohrung in der Grundplatte 3. Der Probenstab 10
entspricht in seinem Aufbau dem der erstesn Ausführungs
form gemäß Fig. 1 oder der zweiten Ausführungsform gemäß
Fig. 4. Die zweite und dritte Ausführungsform haben
wenigstens zwei Mechanismen, welche unabhängig vonein
ander arbeiten, um die Trägerplatte 26 in vertikaler
Richtung zu bewegen. Diese Mechanismen wirken zusammen,
um den X-Y-Scanner 50 zu neigen, so daß die zweidimensio
nale Abtastoberfläche der akustischen Linse 27 parallel
zur Oberfläche der Probe 11 ausgerichtet werden kann.
Genauer gesagt, der X-Y-Scanner 50 wird in x-Richtung und
y-Richtung bewegt, dann werden diese Werte aufgrund eines
Spannungssignal erfaßt, wenn die Probe 11 in unterschied
liche Positionen gebracht wird, und dann werden die
Mechanismen betätigt, so daß die Trägerplatte 26 vertikal
bewegt wird, bis die erfaßten Werte im wesentlichen
gleich werden, was anzeigt, daß die Abtastoberfläche der
Linse 27 im wesentlichen parallel zur Oberfläche der
Probe 11 ausgerichtet ist.
Claims (12)
1. Ultraschall-Mikroskop mit:
einer akustischen Linse (27) zum Anlegen eines Ultraschallstrahles auf eine Probe (11);
einer ersten Trägereinrichtung, welche die akusti sche Linse (27) trägt; und
einer zweiten Trägereinrichtung zur Aufnahme der Probe (11), um die Probe (11) gegenüber der akusti schen Linse (27) anzuordnen, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zur Bewegung der ersten Trägereinrichtung, so daß die akustische Linse (27) bewegt wird, um den Abstand zwischen der Probe (11) und der akustischen Linse (27) zu verändern.
einer akustischen Linse (27) zum Anlegen eines Ultraschallstrahles auf eine Probe (11);
einer ersten Trägereinrichtung, welche die akusti sche Linse (27) trägt; und
einer zweiten Trägereinrichtung zur Aufnahme der Probe (11), um die Probe (11) gegenüber der akusti schen Linse (27) anzuordnen, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zur Bewegung der ersten Trägereinrichtung, so daß die akustische Linse (27) bewegt wird, um den Abstand zwischen der Probe (11) und der akustischen Linse (27) zu verändern.
2. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine
piezoelektrische Vorrichtung (101) umfaßt, welche
sich ausdehnt und zusammenzieht, wenn eine Spannung
angelegt wird, so daß der Abstand zwischen der
Probe (11) und der akustischen Linse (27)
veränderbar ist.
3. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Trägereinrichtung
eine Abtasteinrichtung (50) zur Bewegung der
akustischen Linse (27) in zwei Richtungen in einer
Ebene senkrecht zueinander aufweist, um zu
veranlassen, daß die akustische Linse (27) die
Probe (11) abtastet.
4. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (50) ein
plattenförmiges Bauteil (30) umfaßt, welches in der
Lage ist, sich in eine Ebene senkrecht zur Richtung
zu bewegen, in der die akustische Linse (27) durch
die piezoelektrische Vorrichtung (101) bewegt wird.
5. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die piezoelektrische
Vorrichtung (101) an dem plattenförmigen Bauteil
(30) befestigt ist und zwischen der akustischen
Linse (27) und dem plattenförmigen Teil (30)
angeordnet ist.
6. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 5, gekennzeich
net weiterhin durch Vorrichtungen (13, 13 a, 14) an
der zweiten Trägereinrichtung zum Grobbewegen der
zweiten Trägereinrichtung.
7. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 6, weiterhin
gekennzeichnet durch ein luftdichtes Gehäuse (4),
welches eine Tieftemperatur-Flüssigkeit (6)
beinhaltet, welche als Ultraschall-
Transmissionsmedium verwendet wird und in welche
die akustische Linse (27) und die Probe (11)
eingetaucht sind.
8. Ultraschall-Mikroskop nach Anpruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Trägereinrichtung
eine Trägerplatte (26) umfaßt, welche die
Antriebsvorrichtung (50) trägt, und wobei
wenigstens zwei Streben (25 a, 25 b) sich vertikal
erstrecken und die Trägerplatte (26) stützen, und
daß die piezoelektrische Vorrichtung (101)
wenigstens zwei piezoelektrische Stellglieder
(101 a, 101 b) umfaßt, eines zwischen der
Trägerplatte (26) und einer der Streben (25 a, 25 b)
und das andere zwischen der Trägerplatte (26) und
der anderen Strebe (25 a, 25 b).
9. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 8, weiterhin
gekennzeichnet durch eine Treiberquelle (200), wel
che elektrisch mit den piezoelektrischen Stellglie
dern (101 a, 101 b) verbunden ist, wobei
Vorrichtungen vorgesehen sind zur Anlegung von
unterschiedlichen Spannungen von der Treiberquelle
(200) an die piezoelektrischen Stellglieder (101 a,
101 b), um die piezoelektrischen Stellglieder
anzutreiben und zu steuern.
10. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Treibereinrichtung einen
Mikrometerkopf (102) umfaßt, der manuell betätigbar
ist, um die Distanz zwischen der akustischen Linse
(27) und der Probe (11) zu verändern.
11. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Trägereinrichtung
eine Antriebsvorrichtung (50) zur Bewegung der
akustischen Linse (27) in zwei Richtungen in einer
Ebene senkrecht zueinander beinhaltet, um zu
bewirken, daß die akustische Linse (27) die Probe
(11) abtastet, wobei eine Trägerplatte (26) die
Antriebsvorrichtung (50) trägt und wobei wenigstens
zwei Streben (25 a, 25 b) sich vertikal erstrecken
und die Trägerplatte (26) stützen, wobei weiterhin
eine Grundplatte (3), die wenigstens zwei Streben
stützt und Bohrungen aufweist, welche das
Hindurchtreten der zweiten Trägervorrichtung
erlaubt.
12. Ultraschall-Mikroskop nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundplatte (3) wenigstens
zwei Bohrungen (105) aufweist, welche den
Durchtritt der Streben (25 a, 25 b) erlauben, wobei
jede Bohrung einen oberen Bereich (105 a) großen
Durchmessers, einen unteren Bereich (105 b) kleinen
Durchmessers und einen geneigten Bereich (105 c)
zwischen dem oberen und unteren Bereich umfaßt,
wobei die erste Trägervorrichtung O-Ringe (106) und
Schrauben (103) umfaßt, welche die Streben (25 a,
25 b) mit dem Mikrometerkopf (102) verbinden, wobei
jeder der O-Ringe (106) in den geneigten Bereich
(105 c) der Bohrung (105) eingesetzt ist und an der
Strebe angeordnet ist, welche die Bohrung (105)
durchsetzt, so daß eine Versiegelung zwischen der
Bohrung (105) und der Strebe gebildet ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4001203A1 (de) * | 1989-01-19 | 1990-08-02 | Olympus Optical Co | Ultraschallmikroskop |
| DE4001202A1 (de) * | 1989-01-19 | 1990-08-02 | Olympus Optical Co | Ultraschallmikroskop |
| WO2010085948A1 (de) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flexibel verschiebbare kopplungseinrichtung für die akustisch angeregte rasterkraftmikroskopie mit akustischer anregung der probe |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0266449A (ja) * | 1988-09-01 | 1990-03-06 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡 |
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| US5861624A (en) * | 1997-08-22 | 1999-01-19 | Park Scientific Instruments | Atomic force microscope for attachment to optical microscope |
| US6694817B2 (en) | 2001-08-21 | 2004-02-24 | Georgia Tech Research Corporation | Method and apparatus for the ultrasonic actuation of the cantilever of a probe-based instrument |
| US6779387B2 (en) * | 2001-08-21 | 2004-08-24 | Georgia Tech Research Corporation | Method and apparatus for the ultrasonic actuation of the cantilever of a probe-based instrument |
| US7181969B2 (en) * | 2002-07-16 | 2007-02-27 | Sonix, Inc. | Ultrasonic test chamber for tray production system and the like |
| US7131333B2 (en) * | 2002-07-16 | 2006-11-07 | Sonix, Inc. | Pulse echo ultrasonic test chamber for tray production system |
| US7013732B2 (en) * | 2003-02-19 | 2006-03-21 | Sonix, Inc. | Method and apparatus for temperature-controlled ultrasonic inspection |
| US7661315B2 (en) * | 2004-05-24 | 2010-02-16 | Sonix, Inc. | Method and apparatus for ultrasonic scanning of a fabrication wafer |
| CN100437053C (zh) * | 2005-09-02 | 2008-11-26 | 重庆海扶(Hifu)技术有限公司 | 超声功率测量装置 |
| US7917317B2 (en) * | 2006-07-07 | 2011-03-29 | Sonix, Inc. | Ultrasonic inspection using acoustic modeling |
| EP3311155A4 (de) * | 2015-06-18 | 2018-06-13 | SOCPRA - Sciences et Génie s.e.c. | Verfahren und system zur akustischen abtastung einer probe |
| US9599807B2 (en) * | 2015-06-30 | 2017-03-21 | General Electric Company | Optical microscope and method for detecting lens immersion |
Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63154961A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Ricoh Res Inst Of Gen Electron | 極低温超音波顕微鏡における焦点調整装置 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4001203A1 (de) * | 1989-01-19 | 1990-08-02 | Olympus Optical Co | Ultraschallmikroskop |
| DE4001202A1 (de) * | 1989-01-19 | 1990-08-02 | Olympus Optical Co | Ultraschallmikroskop |
| US5042304A (en) * | 1989-01-19 | 1991-08-27 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic microscope |
| WO2010085948A1 (de) * | 2009-02-02 | 2010-08-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flexibel verschiebbare kopplungseinrichtung für die akustisch angeregte rasterkraftmikroskopie mit akustischer anregung der probe |
| US8296858B2 (en) | 2009-02-02 | 2012-10-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flexibly displaceable coupling device for acoustically excited atomic force microscopy with acoustic excitation of the sample |
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