ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА Советский патент 1950 года по МПК H01J37/26 

Осветительные устройства современных электронных микроскопов состоят из трехэлектродной системы излучателя и конденсорной линзы, фокусирующей пучок на объекте.

Отличительной особенностью предлагаемой системы является выбор оптимального расстояния между источником и облучаемым объектом таким, чтобы излучением был заполнен требуемый апертурный угол. При этом отпадает необходимость применения фокусирующей конденсорной линзы.

На фиг. 1 изображена схема облучения объекта в электронном микроскопе; на фиг. 2 - схема лучей; на фиг. 3 - схема лучей с фокусирующей линзой.

В качестве излучателя радиуса rp может быть принят не только собственно катод, но и наименьшее сечение пучка электронов с утлом расхождения α₀. Пренебрегая рассеянием электронов в объекте, считаем, что электроны, пройдя объект, должны заполнить угол β. Тогда, если этот угол меньше или равен апертурному углу объектива, можно обойтись без применения конденсорных линз, размещая объект на таком расстоянии L от излучателя, чтобы последний был виден из центра объекта под углом. Это оптимальное расстояние

Доказательство такой возможности следующее. Полезно используемая степень электронного пучка будет где r_в - радиус площади объекта, а - радиус сечения площади всего пучка в плоскости объекта.

На фиг. 3 показан.случай применения конденсорной линзы, создающей в плоскости объекта действительное изображение источника с увеличением, равным единице. Новый полный угол расхождения будет равен первоначальному α₀, а апертурный угол полезно используемой части будет по-прежнему равен β. Отношение даст по-прежнему значение степени использования электронного пучка γ.

Таким образом, в этом случае применение конденсорной линзы не увеличивает интенсивности облучения объекта в пределах заданного апертурного угла. При изменении масштаба изображения, даваемого линзой, интенсивность или плотность энергии облучения остается неизменной, а именно где i - ток пучка, S_ρ - площадь изображения и ω - телесный угол пучка. Неизменность R получается за счет того, что уменьшение угла под которым производится облучение, влечет за собой соответствующее увеличение изображения.

Осветительная система электронного микроскопа, отличающаяся тем, что, с целью исключения фокусирующей конденсорной линзы, облучаемый объект устанавливается на таком расстоянии от источника, чтобы излучением был заполнен требуемый апертурный угол.