DE935264C

DE935264C - Elektronenbeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE935264C
Application number: DEN6490A
Authority: DE
Inventors: Adrianus Verhoeff
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-12-20
Filing date: 1952-12-16
Publication date: 1955-11-17
Also published as: GB721521A; FR1068402A; BE516357A; CH309017A; US2745966A

Description

Mit Hilfe einer Elektronenbeugungsvorrichtung können von kristallinischen Stoffen Beugungsbilder erzeugt werden. Die Prüfung solcher Stoffe beruht auf Beugung der Strahlen in den Kristallgittern infolge einer Interferenzerscheinung. Es gibt Beugungen unter verschiedenen Winkeln, die charakteristisch für die Kristallstruktur sind. Bei einer Vielheit von Kristallen erfolgt diese Elektronenablenkung allseitig im gleichen Maße, und es entstehen leuchtende Kreise auf einem die gebeugten Strahlen auffangenden Leuchtschirm. Aus der Helligkeit und dem gegenseitigen Abstand der Kreise können Schlußfolgerungen in bezug auf die Beschaffenheit des geprüften Stoffes gezogen werden. Werden nur wenige Kristalle bestrahlt, so können die Kreise eine ungleichmäßige Helligkeit haben und sogar in auf einem Kreisumfang liegende Flecke oder Punkte zerfallen.

Das Beugungsbild wird gewöhnlich zunächst auf dem Leuchtschirm und danach auf der photographischen Platte sichtbar gemacht. Mittels des Schirmbildes werden die Schärfe und Größe der

Beugungen beurteilt, und es wird geprüft, ob der Gegenstand richtig eingestellt ist. Nachdem der Schirm entfernt worden ist, wird die photographische Aufnahme gemacht.
Bei einer bekannten Einrichtung hat man den Bildschirm und die photographischen Platten rückseitig gegeneinander angeordnet und sie durch Drehung um eine parallel zu den Aufnahmeflächen verlaufende Achse nacheinander dem Strahlenbündel ίο gegenüberstellen können. Tatsächlich ist auf diese Weise ein rascher Bildflächenwechsel möglich, jedoch nimmt die Einrichtung ziemlich viel Platz in Anspruch. Ein weiteres Bedenken besteht darin, daß offenbar die ganze Entladungsvorrichtung mit Luft gefüllt -werden muß, um die photographische Platte herausnehmen und durch eine unbelichtete Platte ersetzen zu können.

Die Erfindung betrifft eine Elektronenbeugungsvorrichtung mit einer Einrichtung zum Ersetzen eines Leuchtschirms durch eine photographische" Platte, mit der die strahlenempfindliche Schicht der photographischen Platte an die gleiche Stelle tritt, an der sich der Leuchtschirm bei der Herstellung eines direkt sichtbaren Bildes befindet, as Gemäß der Erfindung ist ein Schirmträger in Richtung der Achse der Vorrichtung verstellbar und um die Achse drehbar, und bei der Drehung wird ein Halter für die photographische Platte durch einen am Träger befindlichen Mitnehmer in die Bereitstellung für die Aufnahme aus einer in der gleichen Ebene liegenden Ruhestellung verschoben.

Um den gegenseitigen Abstand der Kreise im Beugungsbild genau messen zu können, ist eine große Bildschärfe erforderlich. Deshalb findet zweckmäßig elektronenoptische Vergrößerung des Beugungsbildes Anwendung. Die größte Schärfe erreicht man bei Verwendung einer Elektronenlinse, wenn die Bildschicht in der Ebene angebracht ist, in der die durch die Linse hindurchtretenden Strahlenbüschel ihren kleinsten Querschnitt haben. Bei der Verwendung genau paralleler Strahlen liegt diese Bildebene im Brennpunkt der Linse.

Eine vergrößerte Abbildung dieses Beugungsbildes läßt sich durch Verwendung einer zweiten 4-5 elektronenoptischen Linse erhalten. Mittels des Leuchtschirmes kann die Einstellung der Linse geprüft und genau auf große Bildschärfe gebracht werden. Bei Anwendung der vorliegenden Vorrichtung ist gesichert, daß bei dieser Einstellung das So Bild auf der photographischen Platte auch vollkommen scharf ist.

Nachdem die photographische Platte belichtet worden ist, kann sie mittels des Leuchtstoffträgers aus dem Strahlenbündel entfernt werden, wonach der Leuchtschirm wieder die ursprüngliche Lage einnimmt. Bei einer günstigen Ausführungsform liegt in dieser Lage der Träger an einem Rande an, der die Bildfläche umschließt und mit der Elektronenröhre ein Ganzes bildet. Bei der Elektronenröhre, die dem Gegenstand und das elektronenoptische Vergrößerungssystem enthält, bildet der Träger den luftdichten Abschluß zwischen dem Raum innerhalb der Elektronenröhre und der die photographische Platte enthaltenden Kammer. Indem Luft in diese Kammer eingelassen wird, kann man den Plattenhalter entfernen und die photographische Platte durch eine unbelichtete ersetzen. Nachdem der Halter aufs neue in der Kammer angeordnet worden ist, wird die Luft ausgepumpt, und es kann eine weitere Aufnahme gemacht werden.

Der Leuchtstoffträger kann eine flache kreisförmige Platte sein, deren Mittelpunkt mit der Achse der Elektronenröhre zusammenfällt, und die in der Mitte einen stehenden Stift besitzt, der rückwärts durch eine öffnung im Boden der Vorrichtung steckt und in dieser öffnung um seine Achse drehbar und in seiner Aehsenrichtung verschiebbar ist; dieser Stift schließt zugleich die Öffnung im Boden luftdicht ab. Mittels eines an dem aus dem Boden hervorragenden Stiftteil befestigten Handgriffes kann der Träger verstellt und danach um seine" Achse um i8o° gedreht werden, wobei mittels einer Kupplung zwischen dem Träger und dem Halter für die photographische Platte, der Halter in der gewünschten Richtung verschiebbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Elektronenbeugungsvorrichtung nach der Erfindung mit einem elektronenoptischen Vergrößerungssystem dargestellt.

Fig. ι ist ein Schnitt durch die optische Achse der Elektronenstrahlröhre, und

Fig. 2 ist eine Teilansicht des Bewegungsmechanismus für den Halter der photographischen Platte. Die Elektronenröhre bildet ein aus verschiedenen Teilen bestehendes geschlossenes Gefäß, das durch die Saugleitungen 1 und 2 beim Betrieb immer mit einer Luftpumpe verbunden ist und luftleer gehalten wird. Am oberen Ende ist ein Glasrohr 3 mit seinem Rand an eine Metalldose 4 angeschmolzen. An dieser Dose ist ein Zwischenteil 5 aus Metall befestigt, an dessen unterem Ende sich ein Hahn 6 befindet. Dann folgt ein erweiterter Metallzylinder 7 und schließlich der Teil 8, der an einer Seite einen schrägen Teil 9 aufweist und am Unterende durch einen Boden 10 abgeschlossen ist.

Im Glasrohr 3 befindet sich eine Elektronenquelle 11 und ein an der Metalldose 4 befestigter Zylinder 12. Zwischen der Elektronenquelle 11 und dem Zylinder 12 wird von einer nicht dargestellten Spannungsquelle eine hohe Gleichspannung z. B. von 100 kV aufrechterhalten. Dabei ist der Zylinder 12 positiv, so daß er als Anode wirkt, wobei ein Elektronenstrahl aus dem durch die Teile 11 und 12 gebildeten Elektronenerzeuger längs der Achse 13 in das Gefäß schießt.

Im Hahn 6 ist eine Halterung 14 angeordnet, in der sich der Gegenstand befindet, z. B. ein kleiner Kristall oder ein Teil eines mikroskopischen Gewebes. Der Elektronenstrahl durchsetzt den Gegenstand und unterliegt danach dem Einfluß einer elektronenoptischenLinse-15, d. h. des Objektivs. Diese Linse entwirft von dem im Halter 14 angeordneten Gegenstand ein Strukturbild 16, das etwa in der Brennebene der Linse liegt. Die zweite Linse 17 erzeugt von dem Bild 16 eine vergrößerte Abbildung auf einem Leuchtschirm 18, Der Abzweig 9

dient dazu, das Bild beobachten zu können. Er ist durch eine Glasplatte 19, gegebenenfalls eine Lupe, luftdicht abgeschlossen.

Zwischen dem Elektronenerzeuger und dem Gegenstandhalter enthält die Metalldose 4 eine elektronenoptische Linse 20. Diese Linse bezweckt, einen größeren Teil der vom Erzeuger ausgesandten Strahlen auf den Gegenstand fallen zu lassen, also eine größere Bildhelligkeit zu erreichen.

Um das Bild auf dem Leuchtschirm scharf einzustellen, ändert man den Strom in den Spulen der magnetischen Linsen, bis das gewünschte Bild auf dem Schirm möglichst scharf ist.

Will man danach das Bild photographieren, so muß die .photographische Platte 21 in das Strahlenbündel gebracht werden. Die photographische Platte 21 ist auf einem Halter 22 festgeklemmt und in einer Kammer 23 untergebracht, die mit einem Raum zwischen dem Boden 10 und dem Träger 24 für den Leuchtschirm 18 in Verbindung steht. Dieser Raum steht durch eine Leitung 25, in der sich ein Hahn 26 befindet, mit der Vakuumpumpe in Verbindung. Der Träger 24 liegt dichtpassend an dem Rand 27 des Teiles 8 an, so daß er das Entladungsgefäß luftdicht abschließt. Wenn der Hahn 26 geöffnet ist, wird die Kammer 23 durch Pumpen entlüftet. Infolgedessen verschwindet der Druck, der den Träger 24 gegen den Rand 27 des Teiles 8 der Wand der Elektronenröhre klemmt.

Der leise Druck der Feder 28 wird leicht überwunden, so daß der Träger mittels des auf der Welle 29 sitzenden Handgriffes 30 zu dem Boden 10 bewegt werden kann. Danach wird der Handgriff 30 um eine halbe Umdrehung gedreht, wobei der mit dem Träger verbundene Mitnehmer 31, der einen stehenden Stift 32 aufweist, der in die Nut 33 des Halters 22 für die photographische Platte hineinreicht, den Halter 22 und infolgedessen die photographische Platte 21 im Strahlenbündel verstellt. Wenn der Handgriff 30 freigegeben wird, drückt die Feder 28 den Träger 24 gegen den Halter 22, der infolgedessen auf dem Rand 27 zur Anlage kommt.

Nachdem die Aufnahme gemacht worden ist, wird der Handgriff 30 zurückgedreht und der Plattenhalter 22 wieder in die Kammer 23 zurückgeführt. Der Träger 24 gelangt an seine ursprüngliche Stelle und bewirkt den luftdichten Verschluß der Elektronenröhre, so daß der Hahn 26 geschlossen und Luft in die Kammer zugelassen werden kann. Die photographische Platte kann entfernt und durch eine unbelichtete Platte ersetzt werden.
Als luftdichter Verschluß des Stiftes 29 in der Öffnung des Bodens 10 dient ein Gummiring 34.

Es kann erwünscht sein, während der Verstellung der photographischen Platte das Strahlenbüschel auszuschalten oder abzufangen, obgleich im allgemeinen die Strahlenintensität so gering ist, daß während der zu dieser Verstellung erforderlichen Zeit noch keine bemerkbare Einwirkung auf die photographische Schicht stattgefunden hat. Man kann die Vorrichtung derart einrichten, daß durch die axiale Verstellung des Leuchtschirmträgers selbsttätig die Handlungen zum Ausschalten des Strahlenbündels (z. B. durch Abschalten der Beschleunigungsspannung oder durch Abfangen bzw. Ablenken des Strahlenbündels) und zur Wiedereinschaltung verrichtet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektronenstrahlbeugungsvorrichtung mit einer Einrichtung zum Ersetzen eines Leuchtschirms durch eine photographische Platte, mit der die strahlenempfindliche Schicht der photographischen Platte an die gleiche Stelle tritt, an der sich der Leuchtschirm bei der Herstellung eines direkt sichtbaren Bildes befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schirmträger in Richtung der Achse der Vorrichtung verstellbar und um die Achse drehbar angeordnet ist und bei der Drehbewegung ein Halter für die photographische Platte durch einen am Träger befindlichen Mitnehmer in die Bereitstellung für die Aufnahme aus einer in der gleichen Ebene liegenden Ruhestellung verschiebbar ist.

2. Elektronenstrahlbeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter der photographischen Platte gegen einen umlaufenden Rand in der Vorrichtung drückt, der zusammen mit dem Leuchtschirmträger den Raum, in dem der Gegenstand untergebracht ist, luftdicht von der Kammer für die photographische Platte abschließt.

3. Elektronenstrahlbeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einer runden Platte besteht, deren Mittelpunkt mit der Achse der Vorrichtung zusammenfällt und in der Mitte einen Stift aufweist, und mittels eines an außerhalb der Vorrichtung befindlichen Handgriffes um seine Achse drehbar und in seiner Achsenrichtung verschiebbar ist, wobei bei diesen Bewegungen der Halter der photographischen Platte durch einen am Träger befestigten Mitnehmer in der gewünschten Richtung verschiebbar ist.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 436314.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen