Принцип работы просвечивающего электронного микроскопа. Растровый электронный микроскоп. Принцип работы растрового электронного микроскопа. Общее описание растрового электронного микроскопа, страница 10

Пучок первичных электронов проходит через три заранее съюстированные электромагнитные линзы, которые уменьшают изображение кроссовера, формируя пятнышко «света» диаметром около 100 А. Действительный размер пятна зависит от тока в каждой линзе как показано. Первые две линзы взаимо­заменяемы, но вторая обычно имеет полюсный наконечник. Третья, объективная линза используется для фокусировки пучка и имеет три сменные апертурные диафрагмы с диаметрами от 50 до 300 мкм (0,05—0,3 мм). Система отклоняющих катушек смон­тирована в канале объективной линзы. Она состоит из катушек двойного отклонения, магнитного стигматора и системы катушек, обеспечивающей тонкое смещение всего растра по поверхности образца за счет подачи в эти катушки постоянного тока соответст­вующей величины. Эти катушки обеспечивают перемещение поля зрения по наблюдаемой поверхности с более высокой точностью, чем это возможно при помощи механического перемещения пред­метного столика микроскопа.

На качество электронно-оптического изображения могут влиять частицы загрязнений, собирающиеся на различных ча­стях колонны, в частности на держателе последней апертурной диафрагмы и на объективной линзе. Эти частицы будут заряжаться электронным пучком, создавая асимметричные поля, воздействую­щие на зонд. Присутствие загрязнений можно обнаружить по ве­личине тока в катушке стигматора, при котором устраняется астиг­матизм пучка; в чистой колонне астигматизм не обнаруживается даже при больших увеличениях, а потому и не требуется исполь­зование стигматора. Быстро и легко отвинчивающиеся скобки, скрепляющие отдельные части колонны, позволяют разобрать ее для чистки.

Микроскоп чрезвычайно чувствителен к механической виб­рации. Поэтому вся система, состоящая из электронной пушки, электронно-оптической колонны и камеры образцов, смонтиро­вана на плите, поддерживаемой антивибрационным устройством а подсоединение к вакуумной системе сделано с помощью боль­ших металлических сильфонов. Поплавковое устройство плотно закрывается автоматически при смене образцов или разборке колонны.

Камера образцов должна быть достаточно большой, чтобы в нее можно было поместить как нормальный, так и специальный столики образцов. Стандартный держатель обеспечивает переме­щение образца в плоскости, перпендикулярной оптической оси колонны микроскопа и вдоль оси. Специальные столики позволяют нагревать или охлаж­дать образцы или вводить необходимое оптическое или иное фи­зическое оборудование в камеру.

Стандартные столики допускают поворот образцов на любой угол вплоть до 90° вокруг оси, перпендикулярной электронно-оптической оси; это дает возможность изменять угол между на­правлением зонда и нормалью к поверхности образца от 0 до 90°. С помощью этих столиков можно также непрерывно вращать образцы вокруг электронно-оптической оси (от 0 до 360°). Для облегчения работы оператора столик для образцов должен быть сконструирован в виде втулки, которая при смене образцов вытя­гивается только частично.

Важным узлом в камере образцов является коллектор вто­ричных электронов, состоящий из электростатического фокуси­рующего электрода, сцинтиллятора, имеющего положительный потенциал и оптически соединенного светопроводом с фотоумно­жителем. Соотношение между вторичными и рассеянными назад электронами можно изменять  подбо­ром потенциала фокусирующего электрода в пределах от +250 до —30 В относительно стенок камеры, нижнего электрода линзы и столика образцов, имеющих потенциал Земли. Чтобы детектор вторичных электронов был свободен от шума, электроны, бомбар­дирующие сцинтиллятор и возбуждающие кванты света, долж­ны обладать большой энергией. Для этого на сцинтиллятор по­дается потенциал +12 кВ.

С помощью видеоусилителя осуществляется управление конт­растом, причем контраст ослабляется, если уровень сигнала вы­сок, и усиливается при низком уровне поступающего сигнала.