低温学のプローブ端末 - 顕微鏡および湖の海岸 Cryotronics からの低温学のプローブ端末のために使用できる照明オプション

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カバーされるトピック

背景
 導入
 顕微鏡オプション
 顕微鏡の指定
 非常に反射表面の画像
 拡散表面の画像
 解像度
 プローブ端末次元
 結論
 確認応答

背景

Lake Shore Cryotronics、 Inc. は 1968 年以来の革新的な測定および制御技術の開発の国際的なリーダーの個人的に保持された株式会社です。湖の海岸の哲学は器械使用の会社のための各国用平均の上の 100% のずっと研究開発の予算とそれ自体再投資し続けることです。

導入

湖の海岸の低温学のプローブ端末はモデルおよび機能の広い範囲で使用できます。これらの器械は極度な環境の材料の広い範囲を調査するために科学者および研究者に権限を与えます。プローブ端末を与えられる光学顕微鏡は見ることを割り当て、プローブの配置はサンプル接触でひっくり返ます。このノートは使用できるプローブ端末の顕微鏡オプションの選択を記述し、簡潔に研究者が考慮するべきである要因を論議します顕微鏡オプションを選ぶとき。

顕微鏡の指定は画像の品質と見直され、関連しています。光源オプションの選択は検査され、サンプル表面の特性に基づく指針は示されます。最後に、私達は一組の顕微鏡を示し、ユーザーが彼らの自身の光学インターフェイスを開発できる端末次元を厳密に調べます。

顕微鏡オプション

湖の海岸は低温学のプローブ端末の使用のための 4 台の顕微鏡を提供します。 2 つのズームレンズオプションが、照明の 2 つの選択とのそれぞれあります。ズームレンズは顕微鏡のために使用できる拡大の変更の比率です。使用できる 2 つはズームレンズ 70 (7:1 の比率) およびズームレンズ 160 (16:1 の比率) です。 2 つのつくオプションはリングライト (図 1) か同軸照明 (図 2) です。

リングの照明オプションの図 1. ズームレンズ 70

同軸照明オプションの図 2. ズームレンズ 160

顕微鏡の作動距離は最後の光学要素からの焦点面への間隔です。顕微鏡はプローブ端末の真空槽の外にあります。焦点面はサンプル段階であるなります従って顕微鏡の作動距離は大きくなければなりません。水平フィールド superconducting 磁石のプローブ端末および電磁石のプローブ端末が同軸照明オプションのための 89 の mm である以外すべてのプローブ端末のための作動距離。リングの照明オプションのためにリングライトを取付けるのに必要とされる追加スペースを取り扱うために、作動距離は 114 の mm に増加します。水平フィールド superconducting 磁石のプローブ端末および電磁石のプローブ端末のために作動距離は両方の光源のために 181 の mm に増加します。これはこれら二つのプローブ端末の増加された区域の高さのために必要です。大きい作動距離の効果は顕微鏡の拡大の限定です。次のセクションでは、顕微鏡の詳細仕様は要約されます。

同軸光源はサンプルに軽い垂直が付いているサンプルを照らすように設計されています。サンプルが非常に反射なら、ほぼすべてのライトは顕微鏡に再び表面から反映します。拡散表面からの反射とこれを比較して下さい。ライトはすべての方向 (余弦法律) に反映され、反射光の少しは顕微鏡に再び方法を見つけます。拡散表面から反映されるライトはプローブ端末の Windows からの反射光によって圧倒されます。同軸光源の拡散表面の画像は対照に欠けています。

ちょうど反対はリングライトに適用します。光源は顕微鏡のまわりに取付けられるリングです。非常に反射表面で、リングからの反射光によっては顕微鏡の要素が抜けています。非常に反射表面の画像はリングライトと暗いです。ただし、拡散表面から、分散させたライトはすべての方向に反映します。 Windows からの反射によっては主にリングライトが付いている拡散表面のよい画像を与える顕微鏡が抜けています。拡散表面のリングライトの使用はまた影および 3D 画像の効果を与えます。

各顕微鏡は (標準 C の台紙が付いている顕微鏡の台紙) と CCD のカメラモニタ供給され。

顕微鏡の指定

顕微鏡のそれぞれのための光学指定は表 3. で要約されます。拡大の指定は顕微鏡の光学拡大で、 CCD のカメラの拡大を含まれていません。視野、開口数およびバックフォーカスは顕微鏡のズームレンズの設定によって決まります。表は最小の拡大 (ズームレンズ) および最高で拡大 (ズームレンズ) に値をリストしたものです。これらの変数は最小のズームレンズからの最大ズームレンズにズームレンズと絶えず変わります。

顕微鏡の指定の表 3. の概要

すべてのモデルのために CPX-HF、 EMPX-HF および FWPX を除外して下さい
スコープ	WD (mm)	最小の拡大				最大拡大
		拡大	視野 (mm)	開口数	(Mm) バックフォーカス	拡大	視野 (mm)	開口数	(Mm) バックフォーカス	*Resolution (µm)**
Z70-CL	89	1.5	2.4 x 3.2	0.024	0.95	10.5	0.34 x 0.45	0.08	0.085	4
Z70-RL	114	1.1	3.2 x 4.2	0.018	1.7	7.9	0.45 x 0.61	0.06	0.15	4
Z160-CL	89	1	3.6 x 4.8	0.009	6.8	16	0.22 x 0.30	0.15	0.024	4
Z160-rL	114	0.75	4.8 x 6.4	0.0068	12.1	12	0.30 x 0.40	0.11	0.043	4

CPX-HF、 EMPX-HF および FWPX のため
スコープ	WD (mm)	最小の拡大				最大拡大
		拡大	視野 (mm)	開口数	(Mm) バックフォーカス	拡大	視野 (mm)	開口数	(Mm) バックフォーカス	*Resolution (µm)**
Z70-CL	181	0.75	4.7 x 6.3	0.012	3.8	5.2	0.68 x 0.91	0.024	0.034	8
Z70-RL	181	0.75	4.7 x 6.3	0.012	3.8	5.2	0.68 x 0.91	0.024	0.034	8
Z160-CL	181	0.5	7.2 x 9.6	0.0045	27.1	8	0.45 x 0.60	0.076	0.1	8
Z160-rL	181	0.5	7.2 x 9.6	0.0045	27.1	8	0.45 x 0.60	0.076	0.1	8

*Typical - 解像度は条件依存した端末の構成および作動です

非常に反射表面の画像

最初の例は磁気トンネルの接続点の非常に反射表面です。図 3 は同軸照明のズームレンズ 70 の顕微鏡を通って画像です。拡大は最小値にあります。 4 つの金の円は上部の接触です。接触の直径は 100 µm、 50 µm、 25 µm および 10 µm です。

同軸ライトが付いているズームレンズ 70 を通した図 3. 非常に反射表面

図 4 はリングライトが付いているズームレンズ 70 の顕微鏡を通って同じサンプルです。画像が大いにより暗く、 10 の µm の接触がやっと解決することに注目して下さい。拡大が高められると同時に上部の接触の対照の欠乏はより悪くなります。

リングライトが付いているズームレンズ 70 を通した図 4. 非常に反射表面

拡散表面の画像

図 5 は同軸ライトが付いているズームレンズ 70 を通って表面取付けられた FET の画像です。図 6 はリングライトが付いている同じ FET です。同軸ソースと画像が対照およびカラーに欠けていることに注目して下さい。リングライトによって、カラーはよい対照および影によって正しくされます。

同軸ライトが付いているズームレンズ 70 を通して 5.Ssurface 取付けられた FET を計算して下さい。

図 6. はリングライトが付いているズームレンズ 70 を通して FET を表面取付けました

解像度

顕微鏡の解像度はプローブ端末の土台、および他の中の CCD のカメラの品質使用される、厳密な顕微鏡の振動を含むいろいろなパラメータによって、決まります。図 7 はグループ 6 および 7. を示す USAF の 1951 年の解像度のテストパターンの映像です。グループ 6 のためのライン間の間隔は 7.3 µm から 4.3 µm に動作します。グループ 7 のためのライン間の間隔は 3.9 µm から 2.2 µm に動作します。この映像はリングライトとズームレンズ 70 を通って最高で急上昇しますあります。解像度は約 4 µm です。パターンは否定的なパターンです (ラインはガラス領域であり、ラインの間に金属はあります)。図 8 は同軸ライトが付いているズームレンズ 70 を使用して同じターゲットです。解像度は約 3 µm です。図 9 はリングライトが付いているズームレンズ 160 を使用して同じターゲットです。解像度は約 4 µm です。図 10 は同軸ライトが付いているズームレンズ 160 を使用して同じターゲットです。解像度は約 2 µm です。

Z70 によるグループ 6 および 7 を示す図は 7. USAF の 1951 年の解像度のテストパターンリングライトと最高で急上昇します; テストパターンは否定的な画像です

Z70 によるグループ 6 および 7 を示す図は 8. USAF の 1951 年の解像度のテストパターン同軸ライトと最高で急上昇します; テストパターンは否定的な画像です。

Z160 によるグループ 6 および 7 を示す図は 9. USAF の 1951 年の解像度のテストパターンリングライトと最高で急上昇します。

Z160 によるグループ 6 および 7 を示す図は 10. USAF の 1951 年の解像度のテストパターン同軸ライトと最高で急上昇します; テストパターンは否定的な画像です

プローブ端末次元

図 11 は顕微鏡の働き高さの概要であり、プローブの次元は段階を見本抽出するために区域のふたを配置します。それは彼らの自身の光学アクセサリを設計したいと思う研究者のために有用かもしれません。

顕微鏡の働き高さの図 11. 概要

プローブの表 2. 次元は段階を見本抽出するために区域のふたを配置します

スコープ	B - 作動距離 (mm)	B - 作動距離 (mm) HF
Z70-CL	89	181
Z70-RL	114	181
Z125-CL	89	181
Z125-RL	114	181
Z160-CI	89	181
Z160-RL	114	181
モデル	A (mm)	C (mm)
TTPX	63	111
CPX	65	115
CPX-VF	82	131
CPX-HF	133	182
EMPX-HF	98	146
FWPX	99	181