Электронный микроскоп объективная линза

Электронные оболочки 263 Электронный микроскоп объективная линза 120 [c.1204]

Рассеянные при прохождении сквозь объект О электроны фокусируются объективной линзой 5 в плоскости Яо. Промежуточная линза 6 перебрасывает центральную часть изображения в предметную плоскость Пп проекционной линзы 7, дающей изображение уже на экране микроскопа 5 или фотопластинке 9 (ход электронных лучей в этом случае показан сплошными линиями). [c.166]

Затем электронные лучи поступают в объективную линзу,- собирающую их и создающую промежуточное изображение на флуоресцирующем экране изображение мо Жет быть рассмотрено через специальные окна в микроскопе. Объективная линза дает увеличение в 130 раз. Внутри объективной линзы имеется апертурная диафрагма в виде небольшой металлической пластинки с весьма малым отверстием в центре (диаметром 0,03 мм). [c.99]

Поскольку разрешающая способность электронного микроскопа зависит не только от аберраций объективной линзы, но и от длины волны электронов к, корректное определение этого параметра возможно только на основе законов волновой оптики. Методом фурье-преобразова-ний наблюдаемый в микроскопе объект представляют набором структурных составляющих с разл. пространственными частотами R, воздействующими на амплитуду и фазу проходящих сквозь него волн. Обычно амплитудная компонента реальных объектов мала. Поэтому ниже рассмотрим только фазовые объекты. Волны, дифрагирующие на структурных фурье-компонентах, отклоняются на разл. углы и поэтому проходят через разл. зоны объектива, в к-рых происходит сдвиг фаз, зависящий от радиуса зоны. Изображённые на рис. 1 лучи совпадают с направлением волновых векторов дифрагированных волн (сами волны—не показаны), причём 0 = й .—углы дифракции этих волн. В отсутствие аберраций линза преобразует [c.547]

Put- 1. Электронный микроскоп просвечивающего типа (ПЭМ) 1—электронная пушка с ускорителем 2—конденсорные линзы 3—объективная линза 4—проекционные линзы J—световой микроскоп, дополнительно увеличивающий изображение, наблюдаемое на экране б—тубус со смотровыми окнами, через которые можно наблюдать изображение 7—высоковольтный кабель 8 — вакуумная система 9— пульт управления 10—стенд [c.575]

Хотя существуют различные методы моделирования изображения ВР, общий подход состоит в следующем. Предполагается некоторая микроструктура объекта, выполняется расчет изображения, полученный результат сравнивается с экспериментальной картиной, изменяется начальная микроструктура объекта и так до тех пор. пока расчетное изображение точно не совпадет с экспериментальным. Сложность данной процедуры состоит в том, что изображение чувствительно к следующим факторам положению электронного пучка относительно объекта и оптической оси прибора толщине образца, величине дефокусировки объективных линз, хроматической аберрации, когерентности пучка и внутренней вибрации материала. Для проведения корректных вычислений необходимо обладать по возможности полной информацией как об образце, так и об используемом микроскопе, так как многие параметры используются в программах расчета. Количественная обработка изображений высокого разрешения дает возможность сохранять изображение в компьютере в [c.492]

Осветительное устройство микроскопа (источник электронов — катод, направляющий электрод, анод, конденсорная линза) направляет на объект узкий пучок одинаково быстрых электронов. Проходя через объект — прозрачную для электронов пленку толщиной до 0,1 мкм — электроны рассеиваются в пространственном угле, который тем больше, чем больше толпщна или плотность пленки в каждой данной точке (рис. 2.2). Рассеянные объектом электроны попадают в поле объективной линзы и фокусируются вблизи фокальной плоскости проекционной линзы, создавая промежуточное изображение объекта на флуоресцирующем экране, увеличенное в 120-150 раз. Контрастность и четкость этого изображения обеспечиваются малостью апертурной диафрагмы, находящейся под объектом и пропускающей лишь те электроны, которые претерпели при прохождении сквозь объект небольшое отклонение. Поэтому изображение сильно рассеивающих мест объекта, формируемое относительно меньшим числом электронов, прошедших через диафрагму, пол) ается менее ярким. Центральная часть этого изображения увеличивается до 200 раз проекционной линзой и наблюдается на флуоресцирующем экране или фиксируется на фотопластинку. [c.32]

Следовательно, чем большей рассеивающей способностью по сравнению с другими обладает данная точка объекта, тем большее количество падающих на нее электронов будет рассеяно на угол, больший апертурного угла объективной линзы, и тем меньшее количество электронов примет участие в изображении данной точки объекта на конечном экране микроскопа. Таким образом, чем боль- [c.5]

Влияние условий измерений интенсивности на природу функции поглощения, вероятно, наиболее существенно в электронной микроскопии кристаллов, где апертура объективной линзы приводит к сочетанию прямого пучка с неупруго и упруго рассеянными пучками как в брэгговских отражениях, так и в диффузном фоне. При этом на указанные компоненты изображения аберрации линзы влияют различным образом. Этот случай будет рассмотрен в следующей главе. Здесь же мы ограничимся лишь рассмотрением наиболее общего случая функций поглощения, относящихся к резким брэгговским отражениям, получающимся в результате упругого рассеяния в кристалле. [c.280]

В обычном просвечивающем электронном микроскопе, в котором используются электромагнитные линзы, электронная пушка дает пучок электронов с энергией приблизительно от 20 кэВ до нескольких мегаэлектронвольт. Наиболее часто используется напряжение в 100 кэВ. Обычно освещение образца регулируется с помощью двух конденсорных линз. Эффективный размер источника порядка нескольких микрометров. Расходимость пучка на образце можно уменьшить вплоть до 10 рад, однако для освещения большой интенсивности, которое необходимо для больших увеличений, расходимость может достигать 10" рад, особенно если образец вводится в поле объективной линзы так, что переднее поле объектива действует как короткофокусный конденсор. [c.287]

Мы приходим к такому же результату из уравнений (8.35) и (8.40), используя первые члены соответствующего разложения в ряд Тейлора. Интересно заметить, что для малых возбуждений реальная и асимптотическая оптические силы совпадают друг с другом до членов третьего порядка разложения в ряд Тейлора. Затем реальные значения становятся больше асимптотических. Выражение для тонкой линзы является весьма грубым приближением. Оно зависит от линейно, т. е. соответствующая зависимость должна быть представлена прямой линией, касательной в начале системы координат к кривым, представляющим реальную и асимптотическую оптические силы на рис. 131. Естественно, это приводит к завышенным значениям. Относительная ошибка превышает 16% уже для к сР = =0,2, что соответствует очень слабой линзе (типичное значение для объективной линзы сильного электронного микроскопа составляет около кЫ =2). Поэтому приближение тонкой линзы может быть использовано только при крайне низких возбуждениях. [c.488]

Сверхпроводящие линзы. Современные электронные микроскопы и аналитические приборы должны давать большой объем информации об объекте. Поэтому необходимо разместить относительно большое число устройств вблизи объективной линзы. Это требует уменьшения физических размеров линзы. Поэтому необходимо уменьшить намагничивающую катушку, сохраняя число ампер-витков. Эта проблема может быть решена использованием сверхпроводящих катушек [312, 313]. Размер магнитной катушки, а следовательно, и размеры магнитной системы таким образом могут быть сильно уменьшены. В катушке может быть достигнута плотность тока ЮОА/мм . За это мы платим тем, что проводники должны поддерживаться при температуре жидкого гелия, хотя последние достиже- [c.503]

В заключение отметим некоторые особенности электронных микроскопов. Основную часть выпуска промышленных образцов микроскопов составляют просвечивающие электронные микроскопы. Здесь есть конструкции как с одной промежуточной линзой, так и с двумя линзами. Обычно ускоряющая разность потенциалов равна 50—100 кВ, однако разрабатываются микроскопы, в которых ускоряющее напряжение достигает единиц мегавольт. Характерными для современных электронных микроскопов являются большой диапазон увеличений (220 —500 000><), наличие высококачественной системы регистрации, высокая стабильность блоков питания объективной и других линз, многокаскадная вакуумная система, разнообразие конструкций держателей образцов. Высокого совершенства достигли растровые электронные микроскопы (диаметр электронного пучка в них 5—10 нм). [c.294]

Рис. 57. Устройство объективной линзы электронного микроскопа и камеры объектов

Следовательно, общее увеличение электронного микроскопа Оу-тет равно произведению увеличений, даваемых объективной и проекционной катушками (линзами) в отдельности, и находится в пре-лелах 2600—24 700. [c.55]

Малая угловая апертура, используемая в объективной линзе электронного микроскопа, определяет относительно большую глубину резкости, что позволяет производить стереоскопическую съемку даже весьма глубокого рельефа. Для этого делают два снимка при противоположных наклонах объекта относительно оптической оси прибора (на 3—4°). [c.167]

В некоторых микроскопах можно получать электронограмму от относительно небольшой области образца. В этих приборах использована схема хода лучей, обычная для электронного микроскопа изображение получается в три стадии. Дифрагированные объектом лучи участвуют в формировании объективом первого промежуточного изображения, поскольку апертурная диафрагма имеет конечные размеры. Следовательно, изменяя возбуждение промежуточной линзы, можно получить на флуоресцирующем экране не только промежуточное, но и первичное дифракционное изображение. Оно образуется в задней фокальной плоскости объективной линзы, если конденсорная диафрагма мала. Введение в плоскость промежуточного изображения диафрагмы с регулируемым размером отверстия позволяет наблюдать последовательно оптическое изображение и дифракционную картину выбранной области, уменьшая в последнем случае интенсивность поля промежуточной линзы (рис. 20). [c.18]

В отражательном электронном микроскопе (рис. 21) электронный пучок, падающий на образец, образует с осью объективной линзы угол О1 + 02. Объект облучается под углом 01, в то же время его поверхность обычно не перпендикулярна оси объектива, а составляет с ней угол 02- [c.19]

Вследствие низкой начальной скорости поле объективной линзы преломляет даже те электроны, которые выходят из катода под большими углами к оптической оси, и они участвуют в образовании изображения. Напомним, что в просвечивающем микроскопе изображение создают только те электроны, траектории которых отклоняются на небольшой угол от оптической оси, поэтому теоретическая разрешающая способность эмиссионных микроскопов меньше, чем у просвечивающих. На практике разрешающая способность эмиссионных микроскопов оказывается еще ниже. [c.20]

Для юстировки электронной пушки, кон-денсорных и изображающих линз, т. е. выведения их на единую оптическую ось микроскопа, в современных электронных микроскопах предусмотрены электромагнитные отклоняющие системы эти системы позволяют быстро юстировать пучок и получать резкие светло-и темнопольные изображения. Особенно это важно при исследовании ферромагнитных материалов, поскольку собственное магнитное поле образца — фольги — влияет на магнитное поле объективной линзы, и ее юстировку приходится проводить при каждом изменении положения данного образца в процессе наблюдения в микроскопе. [c.48]

Как известно [1 2], оптическая схема электронного микроскопа просвечивающего типа аналогична схеме обычного светового микроскопа (фиг. 1,а) конденсорная линза освещает узким пучком электронов объект, изображение которого с помощью двух электронных линз — объективной и проекционной — в увеличенном масщтабе переносится на конечный экран. Проходя через объект, расположенный вблизи апертурной диафрагмы объективной линзы, электроны взаимодействуют с атомалш объекта и отклоняются от первоначального направления падения пучка, т. е. рассеиваются , При этом у части электронов скорость меняется только по направлению, не меняясь по величине, что соответствует упругому рассеиванию. Скорость другой части электронов меняется и по направлению, и по величине, при этом часть энергии электронов затрачивается на возбуждение и ионизацию атомных электронов в объекте. Вследствие этого электроны, пройдя через объект, после рассеяния в нем имеют вид расходящегося пучка. При этом электроны, рассеянные на угол, больший апертурного угла объективно линзы, определяемого диаметром апертурной диафрагмы и ее геометрическим положением, поглощаются в толще материала этой диафрагмы, и в дальнейшем в формировании изображения, возникающего на экране электронного микроскопа, принимает участие только та часть рассеянных электронов, которая прошла через диафрагму (фиг. 1,6). [c.5]

Суш,ественное преимущество оптики электронного микроскопа — возможность сочетать дифракцию с получением изображения при использовании метода микродифракции, о связано с возможностью легко и быстро менять фокусные расстояния электромагнитных линз. Фиг. 13.1, а показывает ход лучей в типичной увеличивающей системе стремя линзами объективной, промежуточной и проекционной, каждая из которых последовательно обеспечива- [c.288]

Кроме обычного просвечивающего электронного микроскопа с фиксированным пучком электронов для получения в основном таких же данных используется также сканирующий просвечивающий электронный микроскоп (СПЭМ). Принцип его действия показан на фиг. 13.2. Здесь короткофокусную линзу типа объективной используют для получения электронно-лучевого зонда малого [c.289]

Рассмотрим случай, когда функция поглощения ц(х, у) возникает из-за того, что некоторые электроны рассеиваются, не давая вклада в изображение. Часть из них теряет много энергии в процессах неупругсго рассеяния, так что их нельзя сфокусировать, должным образом в плоскости изображения. Для электронов, потерявших от 10 до20эВ своей энергии в результате плазмонных возбуждений или возбуждений отдельных атомных электронов, хроматическая аберрация объективной линзы будет дефокусировать изображение так, что для этих электронов наилучшее разрешение, достижимое в электронных микроскопах с напряжением 100 кэВ будет составлять от 10 до 20 A. Такое расфокусированное изображение будет добавляться к изображению в фокусе, которое образуется упруго рассеянными электронами. Таким образом, на получение изображения деталей образца, размер которых превышает 20 A, неупругое рассеяние не влияет. При получении изображения деталей, меньших 10 А, неупруго рассеянные электроны будут давать медленно изменяющийся ( с углом) фон, уменьшающий контраст. Это приведет к необходимости включить функцию поглощения при интерпретации изображения, возникающего благодаря упруго рассеянным электронам. [c.294]

В электронной микроскопии падающий пучок обычно делают сходящимся на уровне образца путем фокусировки с помощью кон-денсорной линзы и переднего поля объективной линзы, однако угол [c.406]

Для перехода от изображения к общей дифракционной картине объекта в современных электронных микроскопах предусмотрено удаление (без нарушения вакуума) апертурной диафрагмы и полюсных наконечников проекционной линзы. В микроскопе УЭМ-100 апертурная диафрагма приближается вплотную к объекту. Тогда при выключенных объективной, промежуточной и проекционной линзах М икроскоп становится обыч1Ным электронолрафом. [c.167]

Ухудшение качества (резкости и контрастности) электронных микрофотографий при тщательной фокусировке может быть связано с плохой юстировкой микроскопа, с неправильной настройкой осветительной системы, с немонохроматичностью электронов из-за колебания высокого напряжения, с нестабильностью оптических характеристик фокусирующих линз из-за колебаний тока в их обмотках. Кроме того, резкость и контрастность снижают усиление астигматизма линз из-за загрязнения полюсных наконечников (в особенности объективной линзы) и апертурной диафрагмы дергание изображения из-за разрядов на загрязнениях диафрагмы медленный дрейф объекта из-за нежесткости механизма перемещения или деформации объекта под пучком механические сотрясения колонны микроскопа посторонние переменные магнитные поля. [c.176]

Первые электронные микроскопы, сконструированные по принципу просвечивающего оптического микроскопа, состояли из двух групп линз. Увеличение таких приборов можно было регулировать только с помощью проекционной линзы (при использовании для этой цели объективной линзы промежуточное изображение может выйти за пределы плоскости объекта проекционной линзы), т. е. в довольно узких пределах. Дело в том, что для каждой проекционной линзы существуют только одно оптимальное увеличение. В обмотке проекционной линзы выгодно иметь максимальное количество ампер-вИткон (не достигая при этом предела насыщения полюсного наконечника и максимально допустимого тока), поскольку максимальное возбуждение магнитных линз соответствует наименьшей сферической аберрации. Эго обусловлено тем, что при уменьшении фокусного расстояния [c.16]

И, наконец, дифракционная пластинка должна точно совпадать с задней фокальной плоскостью объективной линзы и должна быть центрирована относительно дифракционной картины. В электронных микроскопах можно получить изображение задней фокальной плоскости при определенном токе промежуточной линзы, так что элемент, расположенный в этой плоскости, можно центрировать так же, как и апертурную диафрагму объектива. Однако при использовании дифракционной пластинки допустимая ошибка центрировки должна быть меньше ширины пластинки, т. е. составлять несколько сотых микрона. Поэтому пластинка должна быть установлена на держателе апертурной диафрагмы, привод которой позволяет сконструировать прецизионное центрирование. Стриоскопическая микрофотография 103/3 была снята в микроскопе с таким устройством. [c.18]

В эмиссионном микроскопе относительно толстый поверхностный слой образца, нагреваемый или бомбардируемый ионами, электронами или фотонами, становится самоэмитирующим и испускает электроны, с помощью которых формируется изображение. Эти электроды должны быть ускорены, так как их начальная энергия очень низка. Следовательно, первая, или объективная линза в эмиссионном микроскопе должна быть электростатической — ее называют иммерсионной линзой. Катодом является сам объект. Под ним помещены два электрода с малыми апертурами. Первый сконструирован в виде цилиндра Венельта — его потенциал равен или слегка отличается от потенциала объекта. После прохождения этого электрода электроны ускоряются электростатическим полем между цилиндром Венельта и заземленным анодом. Ускоряющее напряжение имеет величину от 10 до 50 кв. [c.20]

Для наблюдения дефектов решетки было предложено три основных метода. В первом, разработанном Ментером, плоскости кристалла становятся видимыми, если прямые и дифрагированные пучки проходят через апертуру объективной линзы микроскопа. Когда расстояние между атомными плоскостями очень мало и оно не разрешается существующими электронными микроскопами, применяют второй метод муаровых картин их получают путем наложения кристаллов и они являются увеличенными изображениями кристаллической решетки. [c.52]

В наиболее часто применяемых методах просвечивающей электронной микроскопии только один пучок формирует конечное изображение. Это достигается путем введения в объективную линзу диафрагмы с достаточно малой апертурой, пропускающей пучок, который соответствует только одному рефлексу дифракционной картины в плоскости АВ (см. рис. 39). Изображение, образованное проходящим пучком, называется светлопольным, тогда как изображение, образованное каждым из дифрагированных пучков, называется темнопольиым. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...