Сканирующее устройство воспроизведения изображения образца Советский патент 1982 года по МПК H01J37/28 

С5) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБРАЗЦА

I

Изобретение относится к электронной микроскопии, в частности к растровым электронным микроскопам, и микроанализаторам.

Известны сканирующие устройства воспроизведения изображения образцов , с помощью которых визуализуется изображение определенного участка изображения на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ) 1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство воспроизведения изображения, содержащее систему образования зондирующего электронного пучка и схему визуализации изображения 2-.

Недостатко)и известных устройств является то, что при увеличении резко сокращается поле обзора образца, зафиксированное на фотоснимке, что ограничивает объем получаемой информации.

Цель изобретения - повышение информативности за счет получения

панорамных снимков, при фоторегистрации изображения независимо от увеличения.

Указанная цель достигается тем, что сканирующее устройство воспроизведения изображения образца, содержащее источник заряженных частиц, электронно-оптическую систему (ЭОС), отклоняющую систему и схему визуали10зации изображения, включающую детекторное устройство, связанное через устройство формирования изображения и усилитель .сигналов с ЭЛТ, и устройство синхронизации и управления,

15 содержащее синхронизирующий генератор с источником опорного напряжения и связанное через усилители отклонения с отклоняющей системой и системой развертки ЭЛТ, дополнитель20но содержит формирователи сдвига растра на образце, входы которых соединены с выходами устройства син|Хронизации и управления, а выходы с входами соответствующих усилителей отклонения отклоняющей системы. Указанный формирователь сдвига растра может быть выполнен по схеме содержащей буферный усилитель, два компаратора, два цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП), схему совпадения, триггер и генератор импульсов пуска, причем первый вход формирователя сдвига растра, связанный с источником опорного напряжения, соединен через буферный усилитель с первым входом первого компаратора,второй вход которого соединен с выходом первого ЦАП, а выход первого компаратора соединен с цепью сброса первого ЦАП и первым входом триггера , второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов пуска, а выход триггера соединен с третьим входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выхо дом второго компаратора, перйый вход - с выходом синхронизирующего генератора, а выход - с уходами первого и второго ЦАП, при этом вто рой вход второго компаратора соединен с внешним источником, а первый его вход соединен с выходом второго ЦАП и усилителем отклонения. На фиг. 1 показана блок-схема сканирующего устройства воспроизведения изображения образца;на фиг.2 схема формирователя сдвига растра. Устройство воспроизведения изображения содержит источник 1 заряжен ных частиц, электронно-оптическую систему 2 формирования пучка заряженных частиц, устройство 3 синхронизации и управления, оконечные усилители и 5, 6 и 7 отклонения по осям X и Y, отклоняющие системы 8 и 9 системы 10, И развертки,камеру с исследуемым образцом 12, детекторное устройство 13 устройство It формирования изображения образца путем модуляции луча ЭЛТ по откло нению по оси Y, усилитель 15 сигнала изображения, электронно-лучевую друбку (ЭЛТ) 16, формирователи 1 и 18 сдвига растра. Формирователь сдвига растра соде жит (см.фиг.2) буферный усилитель 19, первый компаратор 20, схему 21 совпадения 3 И, первый ЦАП 22, R-S триггер 23, второй ЦАП 24, генератор 25 импульсов пуска, второй компаратор 26. Устройство синхронизации и управления представлено синронизирующим генератором 27 и исочником 28 опорного напряжения. роме того, устройство содержит нешний источник 29Устройство работает следующим бразом. Сформированный электронно-оптиг ческой системой 2 пучок заряженных частиц отклоняется через оконечные усилители 4 и 5 отклонения и отклоняющие ..системы 8 и ,9 по сигналам устройства 3 синхронизации и правления, образуя на поверхности образца 12 рёстр квадратной или прямоугольной формы. Синхронно с пучком заряженных частиц через оконечные усилители 6 и 7, системы 10 и 11 развертки отклоняется луч ЭЛТ 16, образуя растр на экране трубки. Возникающий при бомбардировке образца пучком заряженных частиц сигнал (вторичные, отраженные, поглощенные электроны, катодолюминисценция и т.д.) воспринимается соответствующим детекторным-устройством 13 и через усилитель 15 сигнала изображения поступает на ЭЛТ 16, образуя видимое увеличенное изображение .образца , причем изображение формируется путем модуляции яркости ЭЛТ, а фактическое увеличение прибора определяется отношением растра на ЭЛТ / к растру на исследуемом образце. Возникающий на детекторном устройстве 13 электрический сигнал через. устройство 1 формирования изображения на экране ЭЛТ путем отклонения луча по оси Y соответственно с сигналом изображения, оконечный усилитель 17 отклонения и систему 10 может отдельно, ИЛИ по желанию опера-, ратора, совместно с изображением, полученным путем модуляции по яркости, сформировать второе-изображение, подчеркивающее малоконтрастные детали и помогающее точно настроить все устройство в целом. При изучении образца и получении обычных фотоснимков место и размер поля обзора выбирается операторбм механическим или электрическим путем с помощью устройства синхронизации и управления вручную. Получение панорамных снимков осуществляется следующим образом. Производится фотографирование первого, выбранного оператором вручную, участка образца и нажимается кнопка

Пуск (в схеме не показана) генератора 25 импульсов пуска. Сигнал с выхода генератора 25 поступает на второй S-вход R-S триггера,который срабатывает и подает разрешающий потенциал на третий вход схе мы 21 совпадения. При наличии на втором входе этой схемы разрешающего потенциала с выхода второго компаратора 26 схема 21 пропускает через первый вход импульсы тактовой частоты с синхронизирующего геиера-. тора 27, принадлежащего устройству 3 синхронизации и управления, на входы первого и второго ЦАП 22 и 24. С выхода первого ЦАП 22 сигнал поступает на второй вход первого компаратора 20, на первый вход которого через буферный усилитель 19 поступает опорное напряжение источника 28,.входящего в устройство 3 синхронизации и управления и плавно меняющего размер растра на образце. При достижении напряжения на выходе первого ЦАП 22 величины выходного напряжения буферного усилителя 19 компаратор 20 срабатывает и его выходной сигнал.осуществляет установку в О первого .ЦАП 22, опрокидывает по первому R-входу R-S триггер 23, который подает на третий вход схемы 21 совпадения запрещающий потенциал, при этом прохождение тактовых импульсов на оба цифро-аналоговых преобразователя прекращается. Сигнал с выхода второго ЦАП 24,являющегося выходом формирователя сдви га растра, поступает на первый вход второго комИа.ратора 2б и на вход оконечного усилителя 4 и 5 отклонения соответствующего выбранной коор динате (X или Y), который осуществляет смешение растра на образце постоянным IOKOM через отклоняющую систему 8 и 9 пропорционально напряжению с формирователя сдвига растра. При последующем нажатии кнопки (Пуск генератора 25 импульсов пуска процесс повторяется. Оператор получает последовательность изображений, образующих при фотографировании панорамный снимок. Перемещение растра на образце дискретно от формирователя сдвига растра осуществляется до тех пор, пока выходное напряжение второго ЦАП 24, подаваемое на первый вход второго компаратора 2б, не достигнет значения предельного входного напряжения для оконечного усилителя, пода20894&

ваемого на второй вход второго компаратора 26 от внешнего источника 29При срабатывании второго компаратора 26 на второй вход схемы 21 совпадение 5 поступает запрещающий потенциал,исключающий прохождение тактовых импульсов и срабатывания схемы при последующих нажатиях кнопки Пуск. Использование изобретения позволяет расширить возможности растрового микроскопа, осуществить получение снимков больших областей объекта с большим увеличением при минимальных затратах времени, сократить

15 время просмотра больших поверхностей исследуемого образца, что приводит к увеличению полезного времени работы прибора и оператора, увеличению производительности работы.

20

Формула изобретения

синхронизирующий генератор с источником опорного напряжения и связанное через усилители отклонения с отклоняющей системой и системой развертки электронно-лучевой трубки,

ц отличающееся тем, что, с целью повышения информативности за счет получения панорамных снимков при фоторегистрации изображения независимо от увеличения, устройство содержит формирователи сдвига растра на образце, входы которых соединены с выходами устройства синхронизации и управления, а выходы с входами соответствующих усилителей отклонения Ьтклоняющей системы.

2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что формирователь сдвига растра содержит буферный усилитель, два компаратора, два цифро-аналоговых преобразователя, схему совпадения, триггер и генератор импульсов пуска, причем первый вход формирователя сдвига растра, связанный с источником опорного напряжения, соединен через буферный усилитель с первым входом первого компаратора, второй вход которого соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, и выход первого компаратора соединен с цепью сброса первого цифро-аналогового преобразователя и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов пуска а выход триггера соединен с третьим входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго компаратора, первый вход - с выходом синхронизирующего генератора, а выход - с входами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, при этом второй вход второго комплратора соединен с внешним источником, а первый его вход соединен с выходом второго цифро-аналогового преобразователя и усилителем отклонения. Источники.информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Практическая растровая электронная микроскопия. Под ред. Ане. Гоулдстейна и X. Яковица. Перев. с англ. М., Мир, 1978, с. 16-23. 2.Патент № 4071759, .. кл. Н 01 J 37/26, опублик. 1977 Гпрототип).