DE1192760B - Anordnung in Korpuskularstrahlgeraeten, insbesondere Elektronenmikroskopen, zum Entfernen und Einsetzen von Polschuhsystemen oder Teilen davon - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/fflWWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HOIj

Deutsche Kl.: 21g-37/10

S 83762 VIII c/21g
15. Februar 1963
13. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Anordnung in Korpuskularstrahlgeräten, insbesondere Elektronenmikroskopen, zum Entfernen und Einsetzen von Polschuhsystemen oder Teilen davon aus der bzw. in die Bohrung einer magnetischen Polschuhlinse, deren den magnetischen Fluß erzeugende Teile das eingesetzte Polschuhsystem seitlich umgeben.

Bei magnetischen Polschuhlinsen, wie sie in Korpuskularstrahlgeräten, insbesondere Elektronenmikroskopen, Verwendung finden, ist es häufig erforderlich, das jeweils in der Bohrung der Linse befindliche Polschuhsystem oder Teile davon aus der Bohrung zu entfernen und gegebenenfalls dafür ein anderes Polschuhsystem bzw. Teile davon in die Bohrung einzuführen.

Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn man nicht oder nicht nur eine Änderung des beispielsweise in einer Wicklung erzeugten magnetischen Flusses zur Änderung der Brennweite der Linse verwenden will, sondern auch die Möglichkeit zur stufenweisen Einstellung der Brennweite durch Änderung der Geometrie der auf den Korpuskularstrahl einwirkenden, den magnetischen Fluß führenden Teile der Linse, also des Polschuhsystems, haben möchte.

Weiterhin ist es zur Durchführung von Direktbeugungsuntersuchungen, die beispielsweise mit Elektronenmikroskopen vorgenommen werden sollen, erforderlich, das gesamte Polschuhsystem aus der Bohrung zu entfernen, um einen möglichst großen Beugungskegel durchzulassen.

Die Entfernung bzw. der Austausch von Polschuhsystemen oder Teilen davon ist an sich bekannt. Bei Polschuhlinsen, die derart konstruiert sind, daß die Polschuhsysteme bzw. die zu entfernenden Teile davon ober- oder unterhalb der zur Erzeugung des magnetischen Flusses dienenden Teile der Linse angeordnet sind, kann man, wie dies bei vielen Elektronenmikroskopen der Fall ist, einen Polschuhrevolver verwenden, der mehrere Polschuhsysteme bzw. Teile davon aufnimmt und diese durch Drehung um eine exzentrisch zur Achse des Korpuskularstrahles verlaufende Achse wahlweise in den Strahlengang zu schwenken gestattet. Es ist auch bekannt, einen Halter für mehrere Polschuhe zu verwenden, in dem die Polschuhsysteme hintereinander angeordnet sind und durch Schieben des Halters wahlweise in den Strahlengang gebracht werden können.

Dabei braucht es sich nicht immer um komplette Polschuhsysteme, bestehend aus jeweils zwei Polschuhen, zu handeln; vielmehr ist es auch bekannt, Anordnung in Korpuskularstrahlgeräten,
insbesondere Elektronenmikroskopen, zum
Entfernen und Einsetzen von Polschuhsystemen
oder Teilen davon

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Horst Schmidt,

Willi Schomburg,

Hans-Joachim Kempien,

Dr. Karl-Heinz Herrmann, Berlin

zwecks stufenweiser Änderung der Brennweite der Polschuhlinse dieser einen festen Polschuh zuzuordnen und diesem wahlweise einen hinsichtlich Polschuhbohrung und/oder Spalt entsprechend der gewünschten Brennweite dimensionierten zweiten Polschuh gegenüberzustellen.

Die Anwendung derartiger Polschuhwechseleinrichtungen, die eine Verschiebung der Polschuhsysteme bzw. der Teile davon in einer Ebene quer zur Achse des Korpuskularstrahles vornehmen, ist aber auf Linsen beschränkt, bei denen sich die Polschuhsysteme bzw. die zu entfernenden Teile davon außerhalb der zur Erzeugung des magnetischen Flusses dienenden Linsenteile befinden. Nun haben sich aber hinsichtlich der magnetischen Verhältnisse gerade solche Linsen als besonders vorteilhaft erwiesen, bei denen sich das jeweils eingesetzte Polschuhsystem innerhalb der den magnetischen Fluß erzeugenden Linsenteile befindet, diese also das eingesetzte Polschuhsystem seitlich umgeben.

Um auch bei einer derartigen Linsenkonstruktion eine stufenweise Brennweitenänderung der beschriebenen Art vornehmen zu können, ist es bekannt, bei permanentmagnetischen Linsen die Flußzuführung zu den Polschuhen jochartig auszubilden. Eine derartige Konstruktion ist aber im Hinblick auf die magnetischen Verhältnisse vor allem deshalb ungünstig, weil ein starkes äußeres Magnetfeld auftritt. Eine

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andere Lösung sieht mehrere im Strahlengang hintereinander angeordnete Polschuhsysteme vor, die mittels eines von außerhalb des Vakuumraumes betätigbaren Antriebes in Richtung der Strahlachse bewegt und dadurch wahlweise in Einsatz gebracht werden können. Diese Konstruktion gestattet aber die Entfernung der Polschuhsysteme aus der Polschuhbohrung, wie sie zur Durchführung von Direktbeugungsuntersuchungen erforderlich ist, nicht und ermöglicht außerdem die stufenweise Brennweitenänderung nur innerhalb gewisser Grenzen.

Diese Nachteile werden vermieden, wenn erfindungsgemäß ober- und/oder unterhalb der Polschuhlinse durch in das Vakuumgehäuse des Korpuskularstrahlgerätes eingesetzte Antriebe betätigbare Mittel vorgesehen sind, die, wenn sich das jeweilige Polschuhsystem bzw. die Teile davon im Strahlengang des Korpuskularstrahlgerätes befinden, in Richtung der Korpuskularstrahlachse eine Längsbewegung und, wenn das jeweilige Polschuhsystem bzw. die Teile davon durch Längsbewegung aus der Bohrung entfernt sind, eine Schwenkbewegung des Polschuhsystems bzw. der Teile davon quer zur Korpuskularstrahlachse ermöglichen. Dabei kann es sich um elektromagnetische oder permanentmagnetische Linsen handeln.

Die Mittel können dazu verwendet werden, durch Längs- und Schwenkbewegung des jeweiligen Polschuhsystems in seiner Gesamtheit für Direktbeugungsuntersuchungen eine freie Bohrung zu erzeugen; sie können aber auch zur grobstufigen Änderung der Brennweite der Polschuhlinse die Längs- und Schwenkbewegung nur eines Polschuhes des jeweiligen Polschuhsystems vornehmen. Die freie Bohrung kann auch als Linse langer Brennweite dienen, wobei ein in den Strahlengang geschwenkter Zwischenbildschirm die Blende bildet. Sind die Mittel mehrfach vorhanden, so läßt sich mit ihnen ein Austausch von Polschuhsystemen bzw. von Teilen davon vornehmen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der beschriebenen Anordnung sind die Mittel auf der Ober- und/oder der Unterfläche des Polschuhlinsenkörpers angeordnet und mit ihren Antrieben über Bewegungen der Polschuhlinse zulassende Gelenkverbindungen verbunden. Dieses Konstruktionsprinzip bietet die Möglichkeit, die Polschuhlinse in beliebigen Richtungen in einer Ebene quer zum Korpuskularstrahl zu bewegen, ohne daß dabei eine Beeinflussung der beschriebenen Mittel auftritt bzw. diese die Linsenbewegung behindern.

Zweckmäßigerweise enthalten die Mittel einen Halter für das jeweilige Polschuhsystem bzw. die Teile davon, der eine mit einem der Antriebe in Verbindung stehende Einrichtung zur Längsbewegung des jeweiligen Polschuhsystems bzw. der Teile davon aufweist; ferner ist der Halter zur Durchführung der Schwenkbewegung des jeweiligen Polschuhsystems bzw. der Teile davon mittels einer ihm zugeordneten, mit einem der Antriebe in Verbindung stehenden Schwenkvorrichtung schwenkbar. Während also bei dieser Ausführungsform an der Längsbewegung nur das Polschuhsystem bzw. die beweglichen Teile davon teilnehmen, wird die Schwenkbewegung sowohl von dem Halter als auch von den in ihm gehaltenen Teilen des Polschuhsystems durchgeführt.

Bei dieser Ausführungsform kann der Halter im wesentlichen aus einer das jeweilige Polschuhsystem bzw. die Teile davon nach Entfernen aus der Bohrung aufnehmenden, gegen Drehung um die Korpuskularstrahlachse gesicherten und mit in Richtung der Korpuskularstrahlachse, verlaufenden Längsschlitzen versehenen Führungshülse sowie einer diese umgebenden Gewindehülse bestehen, die mittels des mit ihr verbundenen Antriebes um die Korpuskularstrahlachse drehbar und mit einem Innengewinde, vorzugsweise großer Steigung, versehen ist. Ihr Innengewinde

ίο bewirkt im Zusammenwirken mit nockenartigen, durch die Längsschlitze in der Führungshülse hindurchgreifenden Fortsätzen an dem jeweiligen Polschuhsystem bzw. den Teilen davon bei Drehung der Gewindehülse die Längsbewegung.

Um die Reibung möglichst klein zu halten, tragen die nockenartigen Fortsätze im Bereich der Längsschlitze und im Bereich des Innengewindes vorteilhafterweise Rollen.
Bei Korpuskularstrahlgeräten, in denen sich das

ao Objekt und der Korpuskularstrahl im Vakuum befinden, legt man Wert darauf, mit möglichst wenigen Durchführungen durch das Vakuumgehäuse des Gerätes auszukommen. Aus diesem Grunde enthält die Schwenkvorrichtung zweckmäßigerweise eine Kupplung, durch die der zur Erzeugung der Längsbewegung dienende Antrieb auch zur Erzeugung der Schwenkbewegung benutzt wird.

Diese sich durch das Erfordernis nur eines Antriebes und damit nur einer vakuumdichten Durchführung auszeichnende Variante sieht zweckmäßigerweise die Anordnung einer parallel zur Korpuskularstrahlachse verlaufenden, mit der Führungshülse fest verbundenen Achse am Polschuhlinsenkörper zwischen dem Halter und dem Antrieb vor, die drehbar eine von dem Antrieb angetriebene erste Kupplungshälfte trägt, die mittels eines Hebels mit einer an der Drehung der Achse teilnehmenden zweiten Kupplungshälfte in. Eingriff gebracht werden kann, so daß dann die Betätigung des Antriebes statt der Drehung der Gewindehülse die Schwenkung des Halters bewirkt.

Ebenfalls im Sinne der weitgehenden Vermeidung von vakuumdichten Durchführungen liegt eine Ausgestaltung des Antriebes für die Längs- und die Schwenkbewegung in der Weise, daß er zugleich die Betätigungsmittel für den Hebel aufweist.

Zur Begrenzung der Schwenkbewegung, und zwar zweckmäßigerweise in den beiden einander entgegengesetzten Schwenkrichtungen, dienen verstellbare Anschläge, die am Polschuhlinsenkörper oder aber an einer auf diesem befestigten, die Achse für die Kupplungshälften tragenden Grundplatte angeordnet sind.

Häufig ist es erwünscht, mittels eines Zwischenbildschirmes und eines Fensters in der Vakuumwand des Gerätes oberhalb der Projektivlinse ein Zwischenbild betrachten zu können. In Ergänzung der beschriebenen Konstruktion wird daher vorgeschlagen, daß ein Zwischenbildschirm unter der Wirkung einer Feder an dem Halter anliegt und nach dessen Schwenken aus dem Strahlengang seinerseits durch die Federwirkung in den Strahlengang geschwenkt wird.

Um den Zwischenbildschirm bei aus dem Strahlengang geschwenktem Halter für das Polschuhsystem bzw. die Teile davon ebenfalls aus dem Strahlengang zu entfernen, ist zweckmäßigerweise ein Betätigungsorgan vorhanden, das durch Aufhebung der Feder-

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wirkung den Zwischenbildschirm in seiner Lage Um die zu überwindenden Reibungskräfte rnögaußerhalb des Strahlenganges hält. Diese Einrichtung liehst klein zu halten, tragen die Fortsätze 13, 14 im kann in der Weise arbeiten, daß zwischen dem Be- Bereich der Längsschlitze 17, 18 und des Innentätigungsorgan und dem Zwischenbildschirm ein gewindes 19 Rollen 22, 23 bzw. 24, 25.
Kniehebel angeordnet ist, dessen einer Schenkel in 5 Sowohl die Führungshülse 15 als auch die GeVerbindung mit dem Betätigungsorgan steht und windehülse 20 besitzen an ihrer unteren Auflagedessen anderer Schenkel mit einer gabelartigen Füh- fläche Ausnehmungen 12 a, die so bemessen sind, rung an einem schwenkbar gelagerten Träger für den daß der Halter 12 aus dem Strahlengang geschwenkt Endbildschirm zusammenwirkt. werden kann, wenn das Polschuhsystem 5 in die

Die beschriebene Anordnung wird im folgenden to Bohrung 9 eingesetzt ist. Die Fortsätze 13 und 14

an Hand des in den Figuren dargestellten Ausfüh- liegen dann auf dem Linsenkörper 3 auf, während

rungsbeispiels erläutert. Dabei stellt die Rollen 22 und 24 frei liegen, so daß sie vom

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die inter- Innengewinde 19 der Führungshülse 15 wieder er-

essierenden Teile eines Korpuskularstrahlgerätes, griffen werden können,

beispielsweise eines Elektronenmikroskops, dar; 15 Die Sicherung der Führungshülse 15 gegen Dre-

F i g. 2 zeigt einen Horizontalschnitt in Höh& hung um die Korpuskularstrahlachse 16 ist in diesem

dieser Teile und schließlich Ausführungsbeispiel dadurch gegeben, daß die Füh-

F i g. 3 eine Aufsicht auf den Halter. rungshülse 15 die ebenfalls auf der Grundplatte 26

Innerhalb des von dem Vakuumgehäuse 1 des · angeordnete Achse 27 umgreift. Die Achse 27 ver-Korpuskularstrahlgerätes umschlossenen Vakuum- 20 läuft parallel zur Korpuskularstrahlachse 16 und ist raumes befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Halter 12 und dem Antrieb 11 angeeine elektromagnetische Polschuhlinse, die beispiels- ordnet. Sie ist durch die Verstiftung 28 sowie durch weise das Projektiv eines Elektronenmikroskops dar- das an der Führungshülse 15 befestigte Lagerteil 15 a stellt. Die den magnetischen Fluß erzeugende Er- drehfest mit der Führungshülse 15 verbunden. Auf regerwicklung 2 ist von dem der Flußführung die- 25 der Achse 27 ist drehbar die erste Kupplungshälfte nenden eigentlichen Linsenkörper 3 umgeben. Der 29 angeordnet, die mittels des Hebels 30 mit der Linsenkörper 3 weist in Richtung des magnetischen drehfest auf der Achse 27 angeordneten zweiten Flusses die mit nichtmagnetischem Material, bei- Kupplungshälfte 31 verbindbar ist. Die zweite Kuppspielsweise Messing, gefüllte Ausnehmung 4 auf, lungshälfte 31 sitzt also fest auf der Achse 27, wähdurch die der magnetische Fluß gezwungen wird, in 30 rend sich die erste Kupplungshälfte 29 bei Betätigung die das Polschuhsystem 5 bildenden Polschuhe 6 des Antriebes 11 drehen kann, da die Drehbe- und 7 überzutreten, zwischen denen sich der Linsen- wegung des Antriebes über die Zahnräder 32, 33 spalt 8, in dem die Beeinflussung des Korpuskular- auf die erste Kupplungshälfte 29 und über die Strahles durch das Magnetfeld der Polschuhlinse er- Zahnräder 34, 35 auf die Gewindehülse 20 überfolgt, erstreckt. 35 tragen wird.

Die Anordnung löst in diesem Ausführungs- Der Hebel 30 bewirkt bei seiner Betätigung, daß beispiel die Aufgabe, das gesamte Polschuhsystem 5 die zweite Kupplungshälfte 31 gegen die Wirkung der aus der Bohrung 9 der Polschuhlinse zu entfernen Feder 36 in Eingriff mit der ersten Kupplungshälfte bzw. wieder einzusetzen, um eine Möglichkeit zur 29 gebracht wird, so daß nunmehr eine feste Kupp-Herstellung von Beugungsaufnahmen bei freier Boh- 40 lung zwischen der ersten Kupplungshälfte 29 und der rung zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist auf Achse 27 über das zweite Kupplungsteil 31 hergeder oberen Fläche des Polschuhlinsenkörpers 3 eine stellt ist. Aus diesem Grunde wird jetzt durch Betä-Anordnung vorgesehen, die über Gelenkverbindun- tigung des Antriebes 11 nicht mehr eine Drehung gen 10, die eine Koordinatenbewegung der Polschuh- der Gewindehülse 20 und damit eine Längsbewegung linse zulassen, mit dem Antrieb 11 verbunden ist. 45 des Polschuhsystems 5, sondern eine Schwenkung Diese Anordnung enthält den Halter 12, der mittels der gesamten Anordnung um die Achse 27 hervorder nockenartigen Fortsätze 13 und 14 an dem Pol- gerufen. Mit 26 b ist eine Führungsschiene bezeichschuhsystem5 (s. insbesondere Fig. 3) dieses hält. net. Dabei bewegt sich der Stift28 in einer Aus-Der Halter 12 besteht im wesentlichen aus der das sparung im Ansatz 26 a der Grundplatte 26. Der Polschuhsystem 5 nach Entfernen aus der Bohrung 9 50 Halter 12 mit dem Lagerteil 15 a nimmt nach dieser aufnehmenden Führungshülse 15, die in noch zu be- Schwenkbewegung die in Fig. 2 gestrichtelt dargeschreibender Weise gegen Drehung um die Korpus- stellte Lage 15 a ein und gibt damit den Strahlengang kularstrahlachse 16 gesichert und mit in Richtung frei.

dieser Achse verlaufenden Längsschlitzen 17,18 ver- Der Hebel 30 wird mittels der Betätigungsbuchse sehen ist. Ferner gehört zu dem Halter 12 die die 55 37 im Antrieb 11 zur Wirkung gebracht. Er wird Führungshülse 15 umgebende, mit dem zweigängigen dann um die Achse 38 in seiner Stütze 39, die zuInnengewinde 19 versehene Gewindehülse 20, die gleich als Führung für die Anrtiebswelle 40 des An— mittels des durch den Knopf 21 betätigten Antriebes triebes 11 dient, derart geschwenkt, daß er mit 11 um die Korpuskularstrahlachse 16 drehbar ist. seinen beiden auf dem kragenähnlichen Vorsprung

Man erkennt, daß eine Drehung der Gewindehülse 60 41 der zweiten Kupplungshälfte 31 aufliegenden

20 mit ihrem Innengewinde 19 eine Längsbewegung Enden diese Kupplungshälfte, die mittels des in

des Polschuhsystems 5 infolge des Zusammenwirkens Langlöchern geführten Stiftes 42 drehfest mit der

seiner nockenartigen Fortsätze 13,14 mit dem Innen- Achse 27 verbunden ist, gegen die Wirkung der

gewinde 19 bewirkt, wobei die Führung der Fort- Feder 36 nach unten schiebt.

sätze 13, 14 in den Längsschlitzen 17, 18 der gegen 65 Die Betätigungsbuchse 37 läßt sich mittels des

Drehung um die Korpuskularstrahlachse 16 gesicher- zweiten Knopfes 43 des Antriebes 11 in Richtung

ten Führungshülse 15 die Drehung des Polschuh- quer zur Achse 16 des Korpuskularstrahles bewegen,

systems 5 verhindert. wobei die Drehbewegung des Knopfes 43 über das

Gewinde 44 in die Verschiebebewegung der Buchse 37 umgesetzt wird.

Es ist einzusehen, daß auch eine Sicherungsmöglichkeit gegen Schwenken des Halters 12, die wirksam ist, solange sich das Polschuhsystem 5 noch innerhalb der Polschuhbohrung 9 befindet, vorgesehen sein kann; sie wird zweckmäßigerweise durch entsprechende Ausgestaltung der Kupplung bzw. der Antriebsorgane für den Hebel 30 gebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel dient hierzu der durch einen Stift gehaltene Niederhalter 70, dessen untere Fläche so profiliert ist, daß der Hebel sich nur darm in die gezeichnete Stellung bewegen kann, wenn der Halter 12 in den Strahlengang geschwenkt ist. Fig. la zeigt die untere Fläche des Niederhalters 70 sowie die Ausbildung des Hebels 30.

Zur Begrenzung der Schwenkbewegung sind, wie F i g. 2 erkennen läßt, verstellbare Anschläge 45 und 46, die in diesem Ausführungsbeispiel durch exzentrische Schrauben gebildet sind, in der Grundplatte 26 bzw. dem Polschuhlinsenkörper 3 angeordnet.

Zur Begrenzung der Drehbewegung der Gewindehülse 15 dient der Anschlag 71, der mit einem entsprechenden, in den Figuren nicht dargestellten Anschlag an der Gewindehülse 20 zusammenwirkt.

Häufig ist eine Betrachtung des durch den Korpuskularstrahl erzeugten Bildes beispielsweise oberhalb der Projektivlinse eines Elektronenmikroskops erwünscht, wozu in dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel der Zwischenbildschirm 47 dient. Er liegt unter der Wirkung der Feder 48 an dem Halter 12 an und wird demgemäß durch die Federwirkung nach dem Schwenken des Halters 12 aus dem Strahlengang seinerseits in den Strahlengang, d. h. in die in Fig. 2 mit 47' bezeichnete Lage, geschwenkt.

Da häufig der Wunsch besteht, weder das PoI-schuhsystem noch den Zwischenbildschirm im Strahlengang zu haben, ist bei der Ausführungsform nach den Figuren das Betätigungsorgan 49 vorgesehen, das durch Aufhebung der Wirkung der Feder 48 den Zwischenbildschirm auch dann in der Lage außerhalb des Strahlenganges hält, wenn der Halter 12 in die durch 15 a angegebene Lage geschwenkt wird. Dieses Betätigungsorgan besteht im wesentlichen aus der Betätigungsachse 50 und dem mit dieser verbundenen überwurfartigen Knopf 51, der nach Hineindrücken der Achse 50 in die gestrichelt dargestellte Position durch Drehen in dieser Lage gesichert werden kann.

Der gestrichelt dargestellten Lage der Achse 50 entspricht die ausgezogen dargestellte Lage für die zum Halten des Zwischenbildschirmes 47 in seiner Lage außerhalb des Strahlenganges vorgesehenen Hebel. Zwischen dem Betätigungsorgan 49 und dem Zwischenbildschirm 47 ist um die Achse 52 schwenkbar der Kniehebel 53 angeordnet, dessen einer Schenkel in Verbindung mit der Achse 50 steht und dessen anderer Schenkel mit der gabelartigen Führung 54 an dem um die Achse 55 schwenkbar gelagerten Träger 56 für den Zwischenbildschirm 47 zusammenwirkt.

Häufig ist es erwünscht, mit relativ schwach dimensionierten Antrieben auszukommen. Hierfür ist es erforderlich, den magnetischen Fluß dann zumindest zu schwächen, wenn das Polschuhsystem bzw. die Teile davon in Längsrichtung bewegt werden sollen, d. h. während der Bewegung unter dem Einfluß der von dem magnetischen Feld hervorgerufenen Kraftwirkung stehen. Eine zweckmäßige Weiterbildung für den Fall einer elektromagnetischen Polschuhlinse sieht daher von den beschriebenen Mitteln betätigte Kontakte vor, die während der Längsbewegung zumindest eine Verringerung der Amperewindungszahl der Polschuhlinse vornehmen. Im allgemeinen wird man während

ίο der Längsbewegung die Amperewindungszahl bis auf den Wert Null verringern.

Die Verringerung der Amperewindungszahl kann entweder durch Verringerung der Windungszahl der Erregerwicklung durch die Kontakte bei konstantem Erregerstrom (Umschaltungen im Bereich der Wicklung) oder durch Verringerung des Erregerstromes bei konstanter Windungszahl geschehen. Verständlicherweise können die Kontakte so geschaltet sein, • daß sie beide Maßnahmen gleichzeitig durchführen.

Dieselben oder zusätzliche Kontakte können auch dazu dienen, eine Einrichtung zur Anzeige der Stellung des Polschuhsystems bzw. der Teile davon und/oder der jeweiligen Stellung des Halters zu betätigen. Eine derartige Verwendung von Kontakten ist selbstverständlich nicht auf den Fall einer elektromagnetischen Linse beschränkt.

Zweckmäßigerweise haben die Kontakte mehrere Stellungen, die so gewählt sind, daß bei aus dem Strahlengang geschwenktem Polschuhsystem zwecks Erzielung einer langen Brennweite eine Verringerung der Amperewindungszahl vorgenommen wird, daß die Kontakte dagegen bei im Strahlengang befindlichem Polschuhsystem, aber aus dem Strahlengang geschwenktem Halter die volle Amperewindungszahl einschalten; während der Längsbewegung des Polschuhsystems nehmen die Kontakte dann wiederum zumindest eine Verringerung der Amperewindungszahl vor, damit die Antriebe möglichst wenig belastet werden.

Diese vorteilhafte Weiterbildung soll an Hand des in den Fig. 4 bis 6 schematisch dargestellten Beispiels erläutert werden. In diesen Figuren sind die Kontaktstellungen für drei verschiedene Stellungen des Polschuhsystems 5 und zwei verschiedene Stellungen des Halters 12 wiedergegeben. Man erkennt, daß in das Vakuumgehäuse 1 des Korpuskularstrahlgerätes in diesem Ausführungsbeispiel eine Kontaktanordnung 81 eingesetzt ist, deren Betätigungsglied der Stößel 82 ist, der drei Auflageflächen 83, 84 und 85 besitzt, von denen jeweils eine entsprechend der Stellung des Polschuhsystems 5 bzw. des Halters 12 mit einem dieser Teile zusammenwirkt. Der Halter 12 besitzt hierzu eine entsprechend geformte Ausnehmung für den Stößel 82.

Im Falle der Fig. 4 sind das Polschuhsystem5 und der Halter 12, dessen Aufbau an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert worden ist, aus dem Strahlengang geschwenkt, d. h., die in F i g. 1 mit 9 bezeichnete Bohrung der Polschuhlinse ist beispielsweise zur Erzielung einer langen Brennweite frei. Da hierzu z. B. nur die halbe Amperewindungszahl erforderlich ist, wird mittels der mit dem Polschuhsystem 5 zusammenwirkenden Auflagefläche 83 des Stößels 82 der Kontakt 86 durch Einrasten in die Ausnehmung 88 beispielsweise geschlossen, während sich der Kontakt 87 außerhalb der ihm zugeordneten Ausnehmung 89 befindet und demgemäß im Beispiel geöffnet ist.

F i g. 5 veranschaulicht den Fall, in dem sich das Polschuhsystem 5 in der Bohrung 9 der Polschuhlinse befindet und der Halter 12 aus dem Strahlengang geschwenkt ist. Die volle Amperewindungszahl wird durch die Kontakte 86 und 87 dadurch eingeschaltet, daß nunmehr die Auflagefläche 84, die mit dem Umfang des Halters 12 zusammenwirkt, für die Stellung des Stößels 82 und damit seiner Ausnehmungen 88 und 89 bestimmend ist. Dadurch ist jetzt der Kontakt 87 geschlossen, dagegen der Kontakt 86 geöffnet.

Fig. 6 zeigt die Kontaktstellung während der Längsbewegung des Polschuhsystems, d. h. dann, wenn sich sowohl das Polschuhsystem 5 als auch der Halter 12 im Strahlengang des Korpuskularstrahlgerätes befinden. Aus diesem Grunde sind die genannten beiden Teile nicht eingezeichnet. Unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder legt sich der Stößel 82 mit seiner Auflagefläche 85 auf eine entsprechend geformte Gegenfläche im Vakuumgehäuse 1, und die Ausnehmungen 88 und 89 nehmen eine Lage ein, bei der keiner der Kontakte 86 und 87 geschlossen ist.

Verständlicherweise läßt sich diese nur schematisch beschriebene Kontaktanordnung weitgehend variieren und den jeweiligen Gegebenheiten anpassen.

Beispielsweise kann es auch zweckmäßig sein, eine entsprechende Anordnung auch unterhalb der Polschuhlinse vorzusehen, so daß dann beispielsweise mit der oberen Anordnung ein Polschuhlinsensystem und mit der unteren Anordnung ein zweites Polschuhlinsensystem wahlweise in die Bohrung 9 eingeführt bzw. aus ihr entfernt werden kann. Ebenso ist es möglich, statt des gesamten Polschuhsystems auch nur jeweils einen Polschuh des Systems auszuwechseln bzw. aus der Bohrung 9 zu entfernen. Weiterhin lassen sich gegebenenfalls mehrere der beschriebenen Anordnungen ober- oder unterhalb der Polschuhlinse vorsehen. Ferner läßt sich eine andere Konstruktion für die Kupplung verwenden.

Schließlich ist es auch möglich, wie in den Fig. 7 bis 9 angedeutet, ober- oder unterhalb der Linse zwei Halter 60, 61 mit entsprechenden Schwenkvorrichtungen vorzusehen, die in drei verschiedene Lagen gebracht werden können: Entweder befindet sich der Halter 61 im Strahlengang (F i g. 7), oder der Halter 60 ist in die Betriebsstellung gebracht (Fig. 8), oder aber beide Halter60 und 61 sind aus der Betriebsstellung geschwenkt, so daß dann der Zwischenbildschirm 62 in den Strahlengang hineinragt (Fig. 9). Bei einer derartigen Konstruktion ist jeder der Halter zweckmäßigerweise als Greifer ausgeführt, der nach Beendigung des Schwenkens des jeweiligen Polschuhsystems bzw. der zu bewegenden Teile davon aus dem Strahlengang das Polschuhsystem bzw. die Teile davon abstellt und ein anderes Polschuhsystem greift.

Durch die beschriebene Anordnung ist eine Möglichkeit geschaffen, Polschuhsysteme oder Teile davon auch dann aus der Bohrung einer Polschuhlinse zu entfernen bzw. in diese einzusetzen, wenn auf Grund der gewählten Konstruktion die bekannten, mit einer einfachen Schwenkbewegung arbeitenden Lösungen nicht anwendbar sind. Da die vorgesehenen Mittel außerhalb des magnetischen Kreises der Polschuhlinse liegen, rufen sie keine die

Wirkungsweise der Linse störenden Beeinflussungen hervor.

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Anordnung in Korpuskularstrahlgeräten, insbesondere Elektronenmikroskopen, zum Entfernen und Einsetzen von Polschuhsystemen oder Teilen davon aus der bzw. in die Bohrung einer magnetischen Polschuhlinse, deren den magnetischen Fluß erzeugende Teile das eingesetzte Polschuhsystem seitlich umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß ober- und/oder unterhalb der Polschuhlinse durch in das Vakuumgehäuse (1) des Korpuskularstrahlgerätes eingesetzte Antriebe (11) betätigbare Mittel vorgesehen sind, die, wenn sich das jeweilige Polschuhsystem (5) bzw. die Teile davon im Strahlengang des Korpuskularstrahlgerätes befinden, in Richtung der Korpuskularstrahlachse (16) eine Längsbewegung und, wenn das jeweilige Polschuhsystem (5) bzw. die Teile davon durch Längsbewegung aus der Bohrung (9) entfernt sind, eine Schwenkbewegung des Polschuhsystems (5) bzw. der Teile davon quer zur Korpuskularstrahlachse (16) ermöglichen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel auf der Ober- und/oder der Unterfläche des Polschuhlinsenkörpers (3) angeordnet und mit ihren Antrieben (11) über Bewegungen der Polschuhlinse zulassende Gelenkverbindungen (10) verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen Halter (12) für das jeweilige Polschuhsystem (5) bzw. die Teile davon enthalten, der eine mit einem der Antriebe (11) in Verbindung stehende Einrichtung zur Längsbewegung des jeweiligen Polschuhsystems (S) bzw. der Teile davon aufweist, und daß der Halter (12) zur Durchführung der Schwenkbewegung des jeweiligen Polschuhsystems (5) bzw. der Teile davon mittels einer ihm zugeordneten, mit einem der Antriebe (11) in Verbindung stehenden Schwenkvorrichtung schwenkbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (12) im wesentlichen aus einer das jeweilige Polschuhsystem (5) bzw. die Teile davon nach Entfernen aus der Bohrung (9) aufnehmenden, gegen Drehung um die Korpuskularstrahlachse (16) gesicherten und mit in Richtung der Korpuskularstrahlachse (16) verlaufenden Längsschlitzen (17, 18) versehenen Führungshülse (15) sowie einer diese umgebenden, mittels des mit ihr verbundenen Antriebes (11) um die Korpuskularstrahlachse (16) drehbaren, mit einem Innengewinde (19), vorzugsweise großer Steigung, versehenen Gewindehülse (20) besteht, deren Innengewinde (19) im Zusammenwirken mit nockenartigen, durch die Längsschlitze (17, 18) in der Führungshülse (15) hindurchgreifenden Fortsätzen (13, 14) an dem jeweiligen Polschuhsystem (5) bzw. den Teilen davon bei Drehung der Gewindehülse (20) die Längsbewegung bewirkt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nockenartigen Fortsätze

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(13, 14) im Bereich der Längsschlitze (17, 18) und im Bereich des Innengewindes (19) Rollen (22, 23, 24, 25) tragen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (12) an seiner unteren Fläche derart gewählte Aussparungen (12 a) für die nockenartigen Fortsätze (13, 14) aufweist, daß er, wenn sich das jeweilige Polschuhsystem (5) bzw. die Teile davon im Strahlengang befinden, aus dem Strahlengang geschwenkt werden kann.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung eine Kupplung enthält, durch die der zur Erzeugung der Längsbewegung dienende Antrieb (11) auch zur Erzeugung der Schwenkbewegung benutzt wird.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Polschuhlinsenkörper (3) zwischen dem Halter (12) und dem Antrieb (11) eine parallel zur Korpuskularachse (16) verlaufende, mit der Führungshülse (15) fest verbundene Achse (27) angeordnet ist, die drehbar eine von dem Antrieb (11) angetriebene erste Kupplungshälfte (29) trägt, die mittels eines as Hebels (30) mit einer an der Drehung der Achse (27) teilnehmenden zweiten Kupplungshälfte (31) in Eingriff gebracht werden kann, so daß dann die Betätigung des Antriebes (11) statt der Drehung der Gewindehülse (20) die Schwenkung des Halters (12) bewirkt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (11) für die Längs- und die Schwenkbewegung des jeweiligen Polschuhsystems (5) bzw. der Teile davon zugleich die Betätigungsmittel für den Hebel (30) aufweist.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (27) ein Niederhalter (70) für den Hebel (30) angeordnet ist, der diesen nur bei in den Strahlengang geschwenktem Halter (12) freigibt.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Schwenkbewegung, zweckmäßigerweise in den beiden einander entgegengesetzten Schwenkrichtungen, verstellbare Anschläge (45, 46) am Polschuhlinsenkörper (3) vorgesehen sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenbildschirm (47) unter der Wirkung einer Feder (48) an dem Halter (12) anliegt und nach dessen Schwenken aus dem Strahlengang seinerseits durch die Federwirkung in den Strahlengang geschwenkt wird.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsorgan (49) vorhanden ist, das durch Aufhebung der Federwirkung den Zwischenbildschirm (47) in seiner Lage außerhalb des Strahlenganges hält.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Betätigungsorgan (49) und dem Zwischenbildschirm (47) ein Kniehebel (53) angeordnet ist, dessen einer Schenkel in Verbindung mit dem Betätigungsorgan (49) steht und dessen anderer Schenkel mit einer gabelartigen Führung (54) an einem schwenkbar gelagerten Träger (56) für den Zwischenbildschirm (47) zusammenwirkt.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer elektromagnetischen Polschuhlinse von den Mitteln betätigte Kontakte (86, 87) vorgesehen sind, die während der Längsbewegung zumindest eine Verringerung der Amperewindungszahl der Polschuhlinse vornehmen.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (86, 87) mehrere Stellungen aufweisen und bei aus dem Strahlengang geschwenktem Polschuhsystem (5) zwecks Erzielung einer langen Brennweite eine Verringerung der Amperewindungszahl vornehmen, bei im Strahlengang befindlichem Polschuhsystem (5) und aus dem Strahlengang geschwenktem Halter (12) die volle Amperewindungszahl einschalten und während der Längsbewegung des Polschuhsystems (5) zumindest eine Verringerung der Amperewindungszahl vornehmen.

17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (86, 87) in das Vakuumgehäuse (1) des Korpuskularstrahlgerätes eingesetzt sind und über Stößel (82) von den Mitteln und gegebenenfalls dem Polschuhsystem (5) bzw. den Teilen davon betätigt werden.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (86, 87) oder weitere Kontakte eine Einrichtung zur Anzeige der Stellung des Polschuhsystems (5) bzw. der Teile davon und/oder der Stellung des Halters (12) betätigen.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel durch Längs- und Schwenkbewegung des jeweiligen Polschuhsystems (5) in seiner Gesamtheit für Direktbeugungsuntersuchungen oder zur Erzielung einer langen Brennweite eine freie Bohrung (9) erzeugen.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur grobstufigen Änderung der Brennweite der Polschuhlinse die Längs- und Schwenkbewegung eines Polschuhes (6, 7) des jeweiligen Polschuhsystems (5) vornehmen.

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mehrfach vorhanden sind und einen Austausch von Polschuhsystemen bzw. von Teilen davon vornehmen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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