Изображение источника

Просвечивающая электронная микроскопия может дать много информации о структуре покрытий и основного металла. Современные приборы позволяют получать изображения структур с увеличением до 200 000 крат и при этом проводить дифракционный анализ на выбранных участках. В просвечивающем электронном микроскопе изображение формируется фокусировкой дифрагированного потока электронов после прохождения его через образец. Используются очень тонкие объекты, причем толщина выбирается в зависимости от природы исследуемого материала и используемого в микроскопе ускоряющего напряжения. В практической электронной микроскопии при напряжении 100 кВ толщина образцов обычно составляет 10~4—10~6 мм. Разрешение (рабочее) отечественных микроско-

Изображение формируется тонким пучком электронов, который сканирует по поверхности образца, вызывая вторичную эмиссию. Вторичные электроны улавливаются специальными датчиками, сигнал от которых подается после усиления на модулятор электроннолучевой трубки. Величина сигнала зависит прежде всего от особенностей рельефа поверхности, которую обегает электронный луч. Изменение силы сигнала обусловливает изменение яркости свечения экрана и формирования изображения изучаемой поверхности. Расшифровка полученных микроснимков обычно не вызывает затруднений, так как изображения выглядят как трехмерные, весьма приближенные к действительности.

Свою «козырную карту» имеют и электроны. Электроны— заряженные частицы. О «минусах», связанных с этим, мы уже говорили. Но имеются и важные «плюсы»: электронами легко управлять с помощью электрических и магнитных полей. Используя это, оказалось возможным создать электронные микроскопы, где изображение формируется в электронных волнах. '" ' • '

достаточности общего освещения применяются направленные осветители, обеспечивающие контроль в проходящем (в случае прозрачных или полупрозрачных объектов) или отраженном свете, в светлом или темном поле, от чего зависят разрешающая способность, контраст и качество изображения объекта. Наблюдение в светлом поле происходит, если свет от контролируемого объекта (или сквозь него) непосредственно попадает в объектив, создавая изображение, причем поглощающие или плохо отражающие элементы объекта будут выглядеть темными на светлом фоне (позитивное изображение). При работе в темном поле свет не попадает непосредственно от осветителя и контролируемого объекта в объектив или глаз оператора (косое освещение), если объект имеет высокое качество поверхностей и не имеет других дефектов, а изображение формируется только отдельными элементами или дефектами, на которых происходит диффузное рассеяние света. Сильно рассеивающие свет участки контролируемого объекта при этом выглядят более светлыми на темном фоне (негативное изображение). Для визуального контроля в трудно доступных местах используют зеркала, закрепленные на ручках или штангах и изменяющие направление хода лучей.

Ультразвуковое изображение формируется в два этапа.

ке измеряется по интерференции отраженного там света со сравнительным светом. Для этого используется фотодетектор, который преобразует сигнал световой интерференции в электрический сигнал. Изображение формируется на экране, который управляется синхронно с системой лазерного сканирования. Мембрана настолько тонка (меньше 6 мкм), что она может следовать за отклонениями поля ультразвуковых волн вплоть до частот около 10 МГц. Ее угол раскрытия как ультразвукового приемника составляет 50° (по уменьшению отклонения мембраны по сравнению с нормальным падением звукового луча на 6 дБ). Диаметр мембраны и тем самым апертура системы составляет около 150 мм. Разрешающая способность ограничена длиной ультразвуковых волн.

дения эхо-импульса, т. е. вычисленному по нему расстоянию. Точки пересечения достаточно большого числа таких окружностей и будут местом нахождения отражателя. Изображение формируется ЭВМ, на что затрачивается несколько секунд (линейный способ SAFT).

Прием цифровых данных продолжается около 10 мс; один-элемент системы секций за другим активируется вначале в качестве излучателя, а затем сразу же в качестве приемника, чтобы можно было зарегистрировать возможные возвращающиеся эхо-импульсы. Эти эхо-импульсы дигитализируются (превращаются в цифровую форму) и вводятся в память. Затем то же самое повторяется со следующим элементом секционированной системы. После завершения приема цифровых данных, начинается синтетическая динамическая фокусировка для получения двумерной развертки типа В. Изображение формируется по точкам (растр). Эхо-импульсам для каждой точки растра расчетным путем придается такой сдвиг фаз (изменение времени прохождения), как если бы они получались от отражателя, расположенного в этой точке; затем они накладываются друг на друга. Этот процесс эквивалентен использованию одного преобразователя, соответствующего по размерам системе секций, с одной линзой перед ним, фокусированной в данную точку.. Следовательно, преобразователь и линза имитируются или синтезируются. Отсюда и взялось название «синтетическаяз

Поверхность объекта или образца в ЛСМ по точкам сканируется сфокусированным лазерным пучком. Оптическое изображение формируется электронной системой на экране дисплея. Сканирующий лазерный пучок фокусируется в пятно, размеры которого в каждом конкретном случае соответствуют требуемому разрешению.

изображение формируется электронами, ходящими на разных угловых расстояниях.. от оптической оси линз. Величина сферической-, аберрации линзы пропорциональна а3, где-а — половина апертурного угла лучей, пропускаемых линзой. Поэтому эта величина! больше в более сильных линзах, таких как. объективная и проекционная. Минимальное значение сферической аберрации достигается наложением строгих ограничений на геометрику полюсных наконечников линз; кроме того, к. уменьшению сферической аберрации приводит-и увеличение ускоряющего напряжения, поскольку изображение при этом формируется-, электронами, в меньшей степени отклоненными от оптической оси линз.

Дифракционный контраст возникает вследствие различия в интенсивностях. неотклоненного и дифрагированных пучков, обусловленного локальным изменением условий дифракции, в том числе из-за присутствия в фольге дефектов , (дислокации, дефекты • упаковки и т. п.). Поскольку изображение формируется либо прямо прошедшим пучком (светлополь-ное), либо дифрагированным (темнопольное), приближение к брэгговскому положению каких-либо кристаллических плоскостей данного участка фольги приводит к потемнению на светлопольном изображении этого участка и посветлению на темнопольном.

изображение формируется в глазу наблюдателя. В РЭМ объект освещен очень узким электронным зондом, вторичные электроны поступают на коллектор под самыми различными углами, поэтому изображение выглядит так, как будто источник света расположен на месте коллектора электронов, а наблюдение проводится со стороны электронной пушки (рассеянное освещение при использовании вторичных электронов, косое — при использовании отраженных электронов).

Схема оптики дана в верхней части фиг, 195. Телецентрический объектив (/= 400 мм) совместно с коллектором (/j = 180 мм) даёт изображение источника света в плоскости

Принципиальная схема расположения аппаратуры при съемке методом Тендера изображена на рис. 1. Линза строит изображение источника света L в плоскости ножа F. В верхней части рисунка

системы разноцветных узких полос, плотно прилегающих одна к другой (при съемке с линейным источником света), либо системы колец разного цвета (при съемке с точечным источником света). Общий вид решеток дан на рис. 2 я, б. В зависимости от характера объекта исследования ширина элемента решетки может меняться от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Как показали наши опыты, решетки, изготовленные фотографическим путем, не обеспечивают удовлетворительного цветоразделения. Удобным материалом для изготовления решеток являются пленочные фильтры. Несложные приспособления позволяют штамповать из них полосы или кольца любых размеров. Решетка устанавливается вместо ножа таким образом, чтобы лучи света, проходящие через однородную среду, строили изображение источника света в центральной части решетки. Проходя через оптические неоднородности среды, лучи отклоняются на тот или иной угол, строя изображение источника света на других элементах решетки. В плоскости изображения появляется многоцветная картина — цветная тепле-рограмма оптически неоднородной среды. ;

В оптических пирометрах с исчезающей нитью изображение источника излучения фиксируется на раскаленной нити лампы и рассматривается через линзу, за-

Изображение источника излучения образуется в плоскости нити первым объективом. Второй объектив дает изображение нити и источника, которые рассматриваются через окуляр с красным фильтром. Нить из вольфрамовой проволоки находится в эвакуированном стеклянном баллоне с оптически плоскими окнами, расположенными под углом к оси прибора и наклоненными внутрь для уменьшения. Перед градуировкой нить остаривают, нагревая при 2100° в течение 1 часа. Затем прове-

1 — первый объектив;2 — нить и изображение источника; 3 — второй объектив; 4 — окуляр; 5 — окончательное изображение источника и ннтн

В оптических пирометрах с исчезающей нитью изображение источника излучения фиксируется на раскаленной нити лампы и рассматривается через линзу, за-

Изображение источника излучения образуется в плоскости нити первым объективом. Второй объектив дает изображение нити и источника, которые рассматриваются через окуляр с красным фильтром. Нить из вольфрамовой проволоки находится в эвакуированном стеклянном баллоне с оптически плоскими окнами, расположенными под углом к оси прибора и наклоненными внутрь для уменьшения. Перед градуировкой нить остаривают, нагревая при 2100° в течение 1 часа. Затем прове-

1 — первый объектив;2 — нить и изображение источника; 3 — второй объектив; 4 — окуляр; 5 — окончательное изображение источника и ннтн

Оптическая схема микроскопа показана на рис. 1.8, а. Свет от источника 1 (лампы накаливания с йодным циклом типа КИМ9-75) проходит через коллектор 2 и призмой 3 проецируется в плоскость апертурной диафрагмы 4; далее линзой 5, зеркалом 6, линзой 7 и полупрозрачной пластинкой 8. изображение источника / и апертурной диафрагмы проецируется в плоскость опорного торца под объектив. Полевая диафрагма 9 помещается .в фокальной плоскости второй осветительной линзы 7 и проецируется ею в бесконечность, а после объектива — в плоскость предмета. Лучи, пройдя объектив и отразившись от шлифа, вновь проходят через объектив, пластинку 8 и телеобъективом 10 собираются в промежуточной плоскости, являющейся плоскостью предмета для панкратической системы //. Затем лучи отражаются от зеркал 13 и 14, проходят через линзы оборачивающей системы 12 и призму 15 и поступают в бинокулярную насадку Iff.

ше ~Ш~2—10~3 Па. Оптическая система микроскопа такая же, как у светового микроскопа, но содержит дополнительные ступени увеличения (дополнительные линзы). Осветительная система микроскопа состоит из электронной пушки и, как правило, двухлинзового конденсора. Электронная пушка (трехэлек-тродная электростатическая линза) состоит из катода, которым служит раскаленная вольфрамовая нить — источник электронов, фокусирующего электрода, имеющего отрицательный потенциал относительно катода и анода с высоким положительным потенциалом по отношению к катоду. Силовое поле между катодом и фокусирующим электродом работает как собирающая линза, а силовое поле между этим электродом и анодом — как рассеивающая линза. В результате в целом пушка работает как слабо рассеивающая линза. Первая электромагнитная линза двухлинзового конденсора создает уменьшенное изображение источника электронов, вторая перебрасывает это изображение з плоскость, близкую к плоскости объекта, что позволяет освещать на объекте лишь минимально необходимый участок. Малый апертурный угол падающего' электронного пучка* обеспечивается конденсорными диафрагмами.