Изображение объекта в РЭМ возникает на экранах двух электронно-лучевых трубок, одна из которых предназначена для визуального наблюдения, а вторая, имеющая иные характеристики и работающая в других режимах сканирования, — для фотографического воспроизведения. Блок визуального наблюдения используется в тех случаях, когда нужно быстро выбрать нужную область поверхности и определить увеличение, информативную емкость и качество изображения данного образца. При этом нет нужды в большом числе строк в кадре и в строгом соблюдении соотношения между шириной строк и диаметром зонда. Кроме того, нет нужды в том, чтобы при используемых диаметре электронного зонда и увеличении при наблюдении разрешались самые тонкие локальные неоднородности поверхности. Чтобы изображение на экране электронно-лучевой трубки не успевало гаснуть за время кадра, необходимо выбирать время сканирования в направлении оси у достаточно малым. В соответствии с этим экраны трубок, используемых для наблюдения, покрыты люминофором с большим временем послесвечения, а время кадра составляет 1 с. Времена разверток по осям х и у можно плавно менять в пределах 0,1—10 с для первой развертки и 0,001—0,1 с для второй. Такие скорости сканирования обеспечивают нормальное для наблюдения значение N, равное 100, которое, если требуется, можно увеличить до 10000.
Экран трубки, предназначенной для фотографирования, покрыт люминофором, дающим голубой свет и имеющим малую длительность послесвечения. Короткое время высвечивания используется для того, чтобы избежать размытия изображения при фотографировании в результате механической и электрической нестабильностей, а сравнительно большое время кадра при экспонировании исключает необходимость повторного сканирования. Поскольку при записи изображения требуется большое значение N (число линий в кадре), экран такой трубки должен обеспечивать высокое разрешение (от 800 до 1000 линий), в то время как на экране трубки наблюдения достаточно 500 линий. Оптимальное расстояние между линиями и размер электронного луча в трубке записи изображения определяются наименьшим расстоянием, какое человеческий глаз способен разрешить (это расстояние приблизительно равно 0,2 мм).
Если сфотографированное изображение впоследствии должно быть оптически увеличено в 2 раза, то расстояние между строками на экране трубки записи и эффективный диаметр ее луча должны быть около 0,1 мм. Для обычной полезной площади экрана 100 х 100 мм это означает 1000 строк в кадре и время кадра (движение по у) в 1000 раз большее, чем время строки (движение по х). Времена фотографирования в обычном растровом электронном микроскопе составляют 100—200 с, что означает время движения луча в у-направлении 100—200 с и в х-направлении 0,1— О 2 с. То и другое значения времени сканирования находятся в диапазоне работы генераторов сканирования (2—1000 с для кадровой развертки и 0,004 -0,4 с — для строчной).
Токи, используемые для развертки в растр электронного луча в обеих трубках, поступают от генератора сканирования в виде пилообразного напряжения с амплитудой ± 10 В через усилитель с выходным током +100 мА. В обеих трубках луч по экрану развертывается в квадратный растр с помощью электромагнитных фокусирующей и отклоняющей систем. Как упоминалось ранее, в растровом электронном микроскопе увеличение получается за счет изменения величины тока, поступающего в отклоняющие катушки электронно-оптической колонны, и определяется отношением длин линий сканирования по экрану электронно-лучевой трубки и по поверхности образца. Изменение тока контролируется устройством, предназначенным для изменения увеличения; с помощью этого устройства величина пилообразного тока, поступающего в отклоняющие катушки трубок наблюдения и записи, устанавливается до того, как попадает в отклоняющую систему в колонне.
Десятипозиционный вращающийся переключатель обеспечивает выбор увеличений. Увеличения, большие, чем максимально полезное увеличение микроскопа обычно используются только для фокусирования и устранения астигматизма.
Увеличение также зависит от ускоряющего напряжения электронного зонда, ускоряющих напряжений в электронно-лучевых трубках и тока возбуждения в объективной линзе. Изменение увеличения за счет ускоряющего напряжения автоматически учитывается калибрующим устройством микроскопа. Изменение расстояния между нижним электродом объективной линзы и поверхностью образца вызовет изменение тока возбуждения этой линзы. Это в свою очередь приведет к тому, что нужно будет учесть множитель увеличения, который указывается на шкале специального измерителя, связанного с объективной линзой. Таким образом, реальное увеличение является произведением указанного увеличения на этот множитель.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.