Фазовый фильтр для светооптической коррекции электронно-микроскопического изображения Советский патент 1979 года по МПК H01J37/153 

Для этого полосы его дифракционной решетки выполнены с пространственным сдвигом, определяемым соотно шением: f)-W()t.). где 5 - пространственный сдвиг пол решетки; d - пространственный период решетки; U - волновая аберрация, искажающая эпектронномикроскопическое изображение и соответствующая фазовому сдвигу объективной линзы; координаты в плоскости фил тра. Сдвиг полос фильтра в пространст ве соответствует фазовому сдвигу (или волновой аберрации) объективно линзы электронного микроскопа. Так как фазовый сдвиг обусловлен сферической аберрацией и дефокусировко объективной линзы, которые, в свою очередь, вызывают инверсию контраста деталей на изображении, а коэффициент сферической аберрации при больших увеличениях (в широком диапазоне увеличений) электронного микроскопа постоянен, то с помощью фильтра соответствующей дефокусиров .кой электронной микрофотографии на дифрактометре можно добиться компенсации влияния фазового сдвига На фиг.1 приведена схема фазовог фильтра, представляющего собой стек лянную подложку 1 с нанесенной на н эмульсией с рисунком дифракционной решетки 2; на фиг, 2 - одна из пол дифракционной решетки 2,построенна согласно соотношению |(x,v)-w(x,); на фиг.З показано применение фазов го фильтра для коррекции изображений в дифрактометре. Для построения фазового фильтра рассчитываетя волновая аберрация W (Х , ) объективной линзы электрон ного микроскопа, в котором получен подлежащее корректировке изображение, по зависимости W(,y)wf6;-|fx0 -f;- x.f, с учетом известных для данного мик роскопа параметров CQ- коэффициент сферической абе рации объективной линзы; 6 - угол рассеяния электронов на объекте; длина волны электронов; дефокусировка объективной линзы электронного микроско па. Пространственный период о| дифра ционной решетки определяется наибо им диаметром D корректируемого частка изображения по соотношению f - фокусное расстояние оптической системы линз дифрактометра;длина волны освещающего пучка в дифрактометре, и обычно находится в диапазоне 5-10 мкм. Необходимая величина дефокусиовки микрофотографии при ее коррекции Д f с, определяется по соотношению..{,, где М - общее увеличение микрофотографии;aAt определяется с погрешностью 10% по оптической дифракционной картине микрофотографии. Фильтр работает следующим образом. Для коррекции микрофотографий с помощью фазового фильтра применяется дифрактометр (см.фиг.З), который включает фазовый фильтр, источник когерентного света 3, микрообъектив 4, точ:ечную диафрагму 5, линзу-коллиматор б, диафрагму поля зрени.я 7, исходную микрофотографию 8, линзы 9 и 10, микроскоп.11. Позициями 12 и 13 обозначены соответственно плоскости изображения в нулевом и дифрагированных пучках. Фазовый фильтр 1 и 2 устанавливают в фокальной плоскости линзы 9, где формируется дифракционное изображение, а корректируемая микрофотография 8 размещается вблизи передней фокальной плоскости линзы 9, При освещении фильтра 1 и 2 когерентным освещением возникают два дифрагированных спектра, дающих изображение 13 объекта и воспроизводящих волновую аберрацию один с положительным, а другой с отрицательным знаками. Таким образом в дифракционном пучке с отрицательной волновой аберрацией происходит компенсация влияния волновой аберрации электронного микроскопа и достигается коррекция изображения микрофотографии. Описанный фазовый фильтр позволяет проводить коррекцию двух видов изображений, получаемых в электронном микроскопе как со стандартной апертурной диафрагмой в объективном линзе, так и с апертурной диафрагмой полуплоскостью, отсекающей половину дифракционного спектра,и может быть использован при исследованиях

объектов с высоким разр эшением до 1 К.

изобретения

Фазовый фильтр для сиетооитичвско коррекции электронно-микроскопического изображения, содержащий подложку с нанесенным .на нее слоех с дифракционной решеткой, отличающийся тем, что, с целью упрощения,коррекции при расширении числа видов корректируемых изображений, полосы его дифракционной решетки выполнены с пространствен.ым сдвигом, определяемытл соотношением:.

(;r,y)w(x,y),

г де 5u - пространственный сдвиг полос решетки;

oL - пространственный период решетки;

W - волновая аберрация, иска;жающая электронно-микро - скопическое изображение и соответствующая фазовомусдвигу объективной линзы; - координаты в плоскости

фильтра.

Источники информации, принятые зо внимание при экспертизе

1. Stoake О W. SpeecB arc/ рагаЕРсСргос&Зivn§. capa&iElties oi optic/aE computing aheody exceed those ot -becliuigncb, ЛЕЕЕ, Speot-aum, Г)есеки8ег,19Гг,р.2).

2.косоуров Г.И.и др. Оптический дифрактометр-Кристаллография, т.1, 1971, № 4, с.813-921.

3. Stotke/ б-V/. , impYcvi tiicnt in htghteSoPutton Qled-ion Twojo ci p u&in hcEoufdphic, tnmoe deeoMUoButien. Optie/ Bd.4i.i97T, 133, p. 313-54:5.

«