Диафрагма электронного микроскопа

 

Изобретение относится к диафрагмирующим управляемым устройствам электронной микроскопии и может использоваться в качестве исполнительного механизма, работающего автономно в вакууме. Цель изобретения - повышение точности позиции опирования достигается за счет введения пьезокерамического привода и элементов, обеспечивающих азимутальное и продольное перемещение диафрагмы. Диафрагма содержит корпус диафрагмы в виде рамы 1. Часть 3 внутренней поверхности рамы выполнена цилиндрической и контактирует пьезокерамическое кольцо, связанное с водилом. На водиле установлен с возможностью продольного перемещения шток с лепестком 10, выполненным с опертурными отверстиями 11. Приводом штока служит пьезокерамическая пластина. На кольцо подают высокочастотное многофазное электрическое напряжение. За счет возбуждаемых деформаций напряжение перекатывается по цилиндрической части 3 поверхности рамы 1. При этом водило поворачивается, смещая в азимутальном направлении шток. За счет воздействия электронапряжения на пьезокерамическую пластину осуществляют перемещение штока в радиальном направлении, изменяя таким образом положение апертурных отверстий 11 относительно пучка. Используют пьезокерамическое кольцо ЭПЧК-17-7 и линейный вибродвигатель на пьезопластинке ЭПЧН-12-4. БЛАГОДАРЯ ИСКЛЮЧЕНИЮ МЕХАНИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МЕЖДУ ДВИГАТЕЛЕМ И ШТОКОМ С ЛЕПЕСТКОМ ПОВЫШАЕТСЯ ТОЧНОСТЬ ПОЗИЦИИ ОПИРОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ ДИАФРАГМЫ. 2 ИЛ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ю) (П) (я)э Н 01 J 37/20

ГОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4415875/24-21, (22) 26.04.88 (46) 28.12.90. Бюл. Q 47 (71) Сумское производственное объединение "Электрон" (72) А.И. Феклистов, В.Г, Веприк, Ю.В, Шестаков и А.И. Никифоров (ЬЗ) 621.396 (088.8) (56) Патент Великобритании М 2032684, кл. Н 01 J 29/84, 1981.

Проспект на электронный микроскоп

РЭММА-202, — М.; Машприборинторг, 1986. (54) ДИАФРАГМА ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА (57) Изобретение относится к диафрагмирующим управляемым устройствам электронной микроскопии и может использоваться в качестве исполнительного механизма, работающего автономно в вакууме. Цель изобретения — повышение точности позиции опирования зэ счет введения пьезокерамического привода и элементов, обеспечивающих азимутальное и продольное перемещение диафрагмы. Диафрагма содержит корпус диафрагмы в виде рамы 1. Часть 3 внутренней поверхности рамы выполнена цилиндрической, с которой контактирует пьезокерамическое кольцо, связанное с водилом.. На водиле установлен с возможностью продольного перемещения шток с лепестком 10, выполненным с апертурными отверстиями,11. Приводом ичокв служиг пьезокерамическая пластина. Нэ кольцо подают высокочастотное многофэз ое электрическое напряжение, За счет возбуждаемых деформаций напряжение перекатывается по цилиндрической части 3 поверхности рамы 1. При этом водило поворачивается, смещая в эзимутэльном направлении шток. За счет воздействия электронапряжения на пьезокерамическую пластину осуществляют перемешение штс1615821 ка в радиальном направлении, изменяя таким образом положение апертурных отверстий 11 относительно пучка. Используют пьезокерамическое кольцо ЭПЧК-17-7 и линейный вибродвигатель на пьезопластинке

Изобретение относится к диафрагмирующим управляемым устройствам электронной микроскопии и может использоваться в качестве исполнительных механизмов, работающих автономно в вакууме.

Цель изобретения -"повышение точности позиционирования за счет введения во. дила, на котором установлен шток, и, пьеэокерамических приводов, обеспечива-! ющих азимутальное перемещение водила и продольное перемещение штока.

На фиг.1 представлена апертурная диафрагма, разрез; на фиг.2 — то же, видсверху.

Диафрагма содержит корпус, выполненный в виде рамы 1, крепящейся в колон, не растрового электронного микроскопа 2., Часть 3 внутренней поверхности рамы выполнена цилиндрической, с которой контак, тирует пьезокерамическое кольцо 4, связанное с водилом 5. Водило 5 установлено внутри рамы 1 с возможностью азимутального перемещения относительно оси 6 и имеет выфрезерованный паэ 7, в котором перемещается хвостовик 8 штока 9 с лепестком 10, выполненным с апертурными отверстиями 11. Перемещение штока осуществляется с помощью пьеэодвигателя, образованного пьезопластинкой 12.

Испытания проводились на макете растрового электронного микроскопа РЭМ-102Э.

В качестве волнового вибродвигателя вращательного движения использовалось пьезокерамическое кольцо ЭП4К вЂ” 17 — 7 (ГОСТ

13 927 — 74) массой 28,8 r, диаметром 40 мм, толщиной стенки 12 мм и высотой 8,5 мм. В качестве линейного вибродвигателя использовалась пьеэопластинка ЭП4Н вЂ” 12 — 4 (ГОСТ 13 927 — 74) массой 2,0 r, длиной 60 мм, шириной 6 мм, толщиной 0,8 мм. В обоих случаях материал пьезокерамики — ЦТС вЂ” 21 (цирконат" — титанат свинца).

Диафрагма работает следующим образом.

На пьезокерамическое кольцо 4 подают высокочастотное многофазное электрическое напряжение. В кольце возбуждается тангенциально-радиальная высокочастотная бегущая волна деформаций, благодаря чему кольцо 4 перекатывается (за счет наличия фрикционных сил) по цилиндрической

ЭПЧ Н-12-4. Ълагодаря исключению механических деталей и узлов между двигателем и штоком с лепестком повышается точность позиции опирования отверстий диафрагмы.

2 ил. части 3 поверхности рамы 1, что обеспечивает перемещение водила 5 в ту или другую сторону вокруг оси 6. Для получения поступательного движения штока диафрагмы с лепестком 10 на конце на пьезопластинку

12 подают высокочастотное напряжение, а с. фиксаторов (не показаны) снимается постоянное напряжение. Тем самым растормаживается шток и под воздействием

10 механического контакта между пьезопластинкой 12 и поверхностью водила 5 происходит перемещение штока вдоль водила.

Точность позиционирования отверстий 11 диафрагмы определяется датчиком обрат15 ной связи (не показан). При занятии отверстием 11 положения для исследования снимается напряжение с пьезокерамических кольца 4 и пластинки 12 и подается напряжение иа фиксаторы, предотвращаю20 щие "перебег" штока 9, Использование изобретения позволяет повысить точность позиционирования отверстий диафрагмы благодаря исключению механических деталей и узлов между двига25 телем и штоком с лепестком, а также эа счет высокой разрешающей способности перемещений — до 0,006 мкм. Вследствие отсутствия наружных управляющих механизмов, передающих движение в вакуум, изобрете30 ние позволяет проводить исследования при глубоком вакууме, что повышает качество исследований. Упрощается конструкция привода диафрагмы, улучшаются условия автоматизации управления диафрагмой с

35 помощью микропроцессоров и ЭВМ.

Формула изобретения

Диафрагма электронного микроскопа, содержащая корпус, шток, установленный в

40 корпусе и снабженный лепестком с апертурными отверстиями, и прИвод штока, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, корпус выполнен в виде рамы, внутри которой размещено

45 водило, выполненное с продольным пазом, в котором установлен хвостовик штока, привод штока выполнен в виде пьезокерамической пластины, при этом водило снабжено приводом, выполненным в виде пьеэокерэ50 мического кольца, установленного на конце водила с- возмо:кностью перемещения по

1615621

Составитель Д.Рэу

Техред M.Моргентал

Корректор Т.Палий

Редактор Л.Зайцева

Заказ 3993 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Пэтент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 внутренней торцовой поверхности рамы, мическиекольцаипластинаснабженызлеквыполненной цилиндрической, а пьезокера- троподводами.