Фазовый фильтр для светооптической коррекции электронно- микроскопического изображения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ау— (221 Заявлено 2С 0677 (2() 2497632/18-25 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Союз Советских

Социалистическии

Республик

)y g,ã Н 01,7 37/153

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытнй (53) УДК 621. 385. .833 (088.8) Опубликовано05.09,79. Бюллетень М 33

Дата опубликовании описания 0809,79 (72) Авторы изобретения

И.Ф.Анаскин, E.Â.Агеев и П.A.Ñòoÿíoâ (71) Заявитель (54) ФАЗОВЫИ ФИЛЬТР ДЛЯ СВЕТООПТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ

ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОГО ИЗОБРЖКЕНИЯ

Изобретение относится к электронной микроскопии, в частности, к устройствам для светооптической коррекции изображений исследуемых объектов в электронном микроскопе.

Известны устройства для светооптической коррекции, например, выравнивающие амплитудные фильтры (1).

Данные фильтры позволяют производить коррекцию любого изображения (в том числе и микрофотографии) по величине контраста. Существенным их недостатком является отсутствие возможности производить коррекцию по устранени:о инверсии контраста, снижающей информативность изображения.

Известны устройс BB для светооптической коррекции, например, зонные пластины (2), которые также не поззсляют производить достаточно полную коррекцию. Недостатком зонных пластин является то, что при коррекции из корректируемого изображения полностью вы адают интервалы с отрицательным контрастом. Это приводит к не=оответствию Между объектом и изображением.

Наиболее близким к изобретению т"хническим решением является фазовый дифракционный фильтр, содержащий подложку с н.ьнесенным на нее слоем с дифракционной решеткой, состоящей из дифракционных полос, пространственно сдвинутых. в со"едних зонах фильтра на половину периода решетки, и позволяющий производить достаточно полную коррекцию как по величине контраста, так и по устранению инверсии контраста (3).

Недостатком дифракционных фильтров

15 является то, что для каждой исправляемой микрофотографии необходим индивидуальный фильтр, соответствующий совместному влиянию в электронном микроскопе конкретных значений сферической аберрацли и дефэкусировки объективной линзы. Это о"локняет операцию коррекции, увеличивает время коррекции и затрудняет применение светооптического метода коррек25 ции, так как изготовление большого числа индивидуальных фильтров весьма трудоемко.

Ц лью изобретения является упрощение коррекции при расширении числа

30 видов корректируемых изображений .

684647

Для этого полосы его дифракционной решетки выполнены с пространственным сдвигом, определяемым соотношением:

4 В

V(< 9) = р(®= — 9"- — — Х 1

4Лэ Лз с учетом известных для данного микроскопа параметров

Со- коэффициент сферической аберрации объективной линзы; о — угол рассеяния электронов на объекте;

Лу- длина волны электронов;

60 д — дефокусировка объективной

У линзы электронного микроскопа.

Пространственный период ol дифракционной решетки определяется наиболь- 65 (x )) =p(x,,Ô где - — пространственный сдвиг полос решетки;

d — пространственный период решетки;

МР— волновая аберрация, искажающая электронномикроскопическое изображение и соответствующая фазовому сдвигу объективной линзы;

">9 в координаты в плоскости фильJ тра.

Сдвиг полос фильтра в пространстве соответствует фазовому сдвигу (или волновой аберрации) объективной линзы электронного микроскопа. Так 70 как фазовый сдвиг обусловлен сферической аберрацией и дефокусировкой объективной линзы, которые, в свою очередь, вызывают инверсию контраста деталей на иэображении,,а коэф- 25 фициент сферической аберрации при больших увеличениях (в широком диапазоне увеличений) электронного микроскопа постоянен, то с помощью фильтра соответствующей дефокусиров- 30 ,кой электронной микрофотографии на дифрактометре можно добиться компенсации влияния фазового сдвига.

На фиг.1 приведена схема фазового фильтра, представляющего собой стеклянную подложку 1 с нанесенной на нее З5 эмульсией с рисунком дифракционной решетки 2; на фиг. 2 — одна из полос дифракционной решетки 2,построенная согласно соотношению

Б (Х,У} = М(Х, g.), на фиг.3 показано применение фазового фильтра для коррекции изображений в дифрактометре. для построения фазового фильтра 45 рассчитываетя волновая аберрация

% (Х > у) объективной линзы электронного микроскопа, в котором получено подлежащее корректировке иэображение, по зависимости шим диаметром )3 корректируемого участка изображения по соотношению

Q=f с где f> — фокусное расстояние оптической системы линз дифрактометра;

Яс- длина волны освещающего пучка в дифрактометре, и обычно находится в диапазоне 5-10 мкм.

Необходимая величина дефокусировки микрофотографии при ее коррекции л j определяется nc соотношению д =М лэ

B c. где М вЂ” общее увеличение микрофотографии; а At. Э определяется с погрешностью

10% по оптической дифракционной картине микрофотографии.

Фильтр работает следующим образом.

Для коррекции микрофотографий с помощью фазового фильтра применяется дифрактометр (см.фиг.3), который включает фазовый фильтр, источник когерентного света 3, микрообъектив

4, точечную диафрагму 5, линзу-коллиматор 6, диафрагму поля зрения 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 иэображение 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 иэображения 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, стсекающей половину дифракционного спектра,и может быть использован при исследованиях

684647 объектов с высоким разрешением до1A.

Формула изобретения

Гу — (»,у) = ю(х,у, где bq — пространственный сдвиг полос решетки; с(. — пространственный период решетки;

5

Фазовый фильтр для с эетооптической коррекции электронно-микро=копического изображения, содержащий подложку с нанесенным на нее слое> с дифракционной решеткой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения,коррекции при расширении числа видов корректируемых изображений, полосы его дифракционной решетки выполнены с пространствен.ым сдвигом, определяемым соотношением:

М вЂ” волновая аберрация, иска.жающая электронно-ми кроскопическое иэображение и соответствующая фазовому сдвигу объективной линзы;

З Ч вЂ” координаты в плоско .ти фильтра.

И= очники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 51оа1е O.W $Рюс1 аид pazaffetpzoce3pputin) aheadg е,ксее4 those о((буйа1 ЫсЬи лм, ЕЕЕ, Qpectwurn, Песси Ы,1972,р.24-Ч.

2. Косоуров Г.И.и др. Оптический дифрактометр;Кристаллография, т.1, 1971, 9 4, с.813-921.

J. Stozke, О.Vl. 1л аус. imptvgre.n>en((n highteSoPutioè еЫсйоп nie oscx py using!гоРорарЬи in àäå д convofution. Optic, В .41.<577 =9З, р 3>3-545.

6 84647

Составитель В.Вдовин

РеДактоР A.Çèíüêîâñêèé ТехРед И.Вабурка КоРРектоР Т.СквоРцова

Заказ 5301/49 Тираж 923 Подписное

ЦЛИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035,Москва, E-35, Раушская наб.д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Фазовый фильтр для светооптической коррекции электронно- микроскопического изображения Фазовый фильтр для светооптической коррекции электронно- микроскопического изображения Фазовый фильтр для светооптической коррекции электронно- микроскопического изображения Фазовый фильтр для светооптической коррекции электронно- микроскопического изображения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронно-оптическому приборостроению и может быть использовано при конструировании корпускулярно-оптических систем (КОС) формирования визуального изображения микрообъектов
Наверх