Сканирующее устройство воспроизведения изображения образца

 

O fl И C A H И Е ...920894

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскнн

Соцкапнстнческнк

Респубики

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15 ° 07,80 (2! ) 2957918/18-21 (5l)M. Кл. с присоединением заявки М

Н 01 J 37/28

РмударстввиныЯ какнтвт

СССР ае делам нзвбрвтвннЯ и открытнЯ (23) Приоритет

Опубликовано 15. 04. 82 ° Бюллетень М 14 (53) УДК 621.385..833(088.8) Дата опубликования описания 15.04.82 (72) Автори изобретения

В.В. Потахин и A.Ñ. Олейник (7!) Заявитель (54) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБРАЗЦА

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

Известны сканирующие устройства воспроизведения изображения образ" цов, с помощью которых визуализуется изображение определенного участка изображения на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ) (13.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство воспроизведения иэображения, содержащее систему образования зондирующего электронного пучка и

1$ схему визуализации изображения f 2-1.

Недостатком 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, со.держащее источник заряженных частиц, электронно-оптическую систему (ЭОС), отклоняющую систему и схему визуализации изображения, включающую детекторное устройство, связанное через устройство формирования иэображения и усилитель. сигналов с ЭЛТ, и устройство синхронизации и управления, содержащее синхронизирующий генератор с источником опорного напряжения и связанное через усилители отклонения с отклоняющей системой и системой развертки ЭЛТ, дополнительно содержит формирователи сдвига растра на образце, входы которых соединены с выходами устройства син хронизации и управления, а выходы

3 92089 с входами соответствующих усилителей, отклонения отклоняющей системы.

Указднный формирователь сдвига растра может быть выполнен по схеме, содержащей буферный усилитель, два

S комп а ра тора, д ва цифра-а налоговых 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 компаратрра,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 и 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 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 иэображения образца;на фиг.2 " схема формирователя сдвига растра.

Устройство воспроизведения изображения содержит источник 1 заряженных частиц, электронно-оптическую систему 2 формирования пучка заряженных частиц, устройство 3 синхронизации и управления, оконечные усилители 4 и 5, 6 и 7 отклонения по осям Х и У, отклоняющие системы

8 и 9, системы 10, 11 развертки,камеру с исследуемым образцом 12, де.текторное устройство 13, устройство

14 формирования изображения образца путем модуляции луча ЭЛТ по отклонению по оси У, усилитель 15 сигнала изображения, электронно-лучевую хрубку (ЭЛТ) 16, формирователи 17 и 18 сдвига растра.

И

Формирователь сдвига растра содержит (см.фиг.2) буферный усилитель

19, первый компаратор 20, схему 21 совпадения 3 И, первый ЦАП 22, R-S триггер 23, второй ЦАП 24, генера- . 55 тор 25 импульсов пуска, второй компаратор 26. Устройство синхронизации и управления представлено син4

4 хронизирующим генератором 27 и источником 28 опорного напряжения.

Кроме того, устройство содержит внешний источник 29.

Устройство работает следующим образом.

Сформированный электронно-опти-, 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 управления, образуя на поверхности образца 12 растр 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 сиг- . нал (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 14 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 оператором 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

920894 6 ваемого на второй вход второго компаратора 26 от внешнего источника 29.

При срабатывании второго компаратора

26 на второй вход сх мы 21 совпадения поступает запрещающий потенцйал,исключающий прохождение тактовых импульсов и срабатывания схемы при последующих нажатиях кнопки "Пуск".

Использование изобретения поз10 воляет расширить возможности растрового микроскопа, осуществить получение снимков больших областей объекта с большим увеличением при минимальных затратах времени, сократить g время просмотра больших поверхйостей исследуемого образца, что приводит к увеличению полезного времени работы прибора и оператора, увеличению производительности работы.

Сканирующее устройство воспроизведения изображения образца, содержащее источник заряженных частиц, электроннооптическую систему, отклоняющую систему и схему визуали" зации изображения, включающую детекторное устройство, связанное через устройство формирования изображения и усилитель сигналов с электроннолучевой трубкой, и устройство синхронизации и управления, содержащее синхронизирующий генератор с источником опорного напряжения и связанное через усилители отклонения с отклоняющей системой и системой развертки электронно-лучевой трубки, 40 о т л и ч а ю щ е е с я теМ, что, с целью. повышения- информативности за счет прлучения 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 выходыс входами соответствующих усилителей отклонения Ьтклоняющей системы.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь сдвига растра содержит буферный усилитель, два компаратора, два циф" ро-аналоговых преобразователя, схему совпадения, триггер и генератор импульсов пуска, причем первый вход формирователя сдвига растра, связанный с источником опорного напря5

"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 ге 1ера-. 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 1 9 компаратор 20 срабатывает и его выходной сигнал. осуществляет установку в "0" первого,ЦАП 22, опрокиды вает по первому R-входу R-S триггер

23, который подает на третий вход схемы 21 совпадения запрещающий по- тенциал, при этом прохождение тактовых импульсов на оба цифро-аналоговых преобразователя прекращается.

Сигнал с выхода второго ЦАП 24,являющегося выходом формирователя сдвига растра, поступает на первый вход второго компаратора 26 и на вход оконечного усилителя 4 и 5 отклонения, соответствующего выбранной координате (Х или Y), который осуществляет смешение растра на образце постоянным оком через отклоняющую систему 8 и 9 пропорционально напряжению с формирователя сдвига растра, При последующем нажатии кнопки 1Пуск" 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 тфх пор, пока выходное напряжение второ- . го ЦАП 24, подаваемое на первый вход второго компаратора 26, не достигнет значения предельного входного напря" жения для оконечного усилителя, подаФормула изобретения

7 92 жения, 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, 0894 при этом второй вход второго компаратора соединен с внешним источником, а первый его вход соединен с выходом второго цифро-аналогового преобразователя и усилителем отклонения..

I I

Ис точ ники информа ции, принятые во внимание при экспертизе

>0 1. Практическая растровая электронная микроскопия. Под ред.

Анс. Гоулдстейна и Х. Яковица.

Перев. с англ. М., "Мир", 1978, с. 16-23.

1з 2. Патент CtOA И 4071759, кл. Н 01 J 37/26, опублик. 1977 (прототип).

Э о8Э4

Составитель В. Гаврюшин

Редактор В. Бобков Техред С. Мигунова Корректор А. Ференц

Заказ 2361/65 Тираж 798 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, 1К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП иПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,4