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Vor dem Aufkommen der CCD-Bildaufnehmer waren Fernsehkameras
meist mit Vidikon- oder Plumbikonröhren bestückt.Bei
Röhrentypen unterscheiden sich nur durch die Zusammensetzung
der lichtemfindlichen Schicht. In diesen Röhren wird,
ähnlich wie in Bildröhren, ein feiner Elektronenstrahl
erzeugt mit dem die lichtelektrischen Ladungen auf der Schicht
abgetastet und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden.
Im Gegensatz zu Bildröhren ist aber die abgerasterte
Fläche sehr klein und entsprechend fein muß der
Elektronenstrahl sein um die geforderte Auflösung von
einigen Hundert Zeilen zu erreichen.
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Der feine Elektronenstrahl brachte Rapp-Instruments auf die
Idee ein Vidikon als Rasterelektronenmikroskop (REM) zu missbrauchen.
Auch beim REM wird mit einem feinen Strahl die Probe abgerastert
und das Signal der entstehenden Sekundärelektronen zur
Bilderzeugung verwendet. Zu diesem Zweck muß das Vidikon
geöffnetund in eine Vakuumkammer eingebaut werden. Diese
Arbeiten müßen recht zügig von statten gehen
da längerer Lufteinfluß die empfindliche Kathode
schädigt. Am Besten wird die Röhre gleich nach dem
Abschneiden der Frontplatte mit Ballongas (Helium) geflutet
und beim Hantieren mit der Öffnung nach unten gehalten.
Auch bei späteren Probenwechsel zu dem die Kammer geöffnet
werden muß, wird die Kammer nicht mit Luft sondern mit
Helium geflutet. Auf diese Weise übersteht die Kathode
viele Wechselzyklen. Als Vakuumkammer wurde ein handelsübliches
T-Stück verwendet in das die geöffnete Röhre
eingeklebt wird. Zum Betrieb ist ein Druck von < 10-4 mbar
erforderlich, der hier mit einer kleinen Diffussionspumpe
erreicht wird.
Für die folgenden Messungen wurde ein 2/3 Zoll Vidikon
vom Typ XQ 1272 vrwendet. Bei einer Heizspannung von 6 V wird
mit dem Emissionregler ein Strom von einigen Mikroampere eingestellt.
Der an der Probe entstehende Sekundärelektronenstrom
beträgt dann einige Nanoampere.
Die Rasterströme für die X- und Y-Ablenkung werden
über DA-Wandler vom PC erzeugt. Das Signal zum Bildaufbau
wird über einen AD-Kanal vom PC eingelesen.
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Normaler
Weise werden die auf der Probe entstehenden Sekundärelektronen
auf eine Szintillator beschleunigt dessen Licht mit einem Fotomultiplier
gemessen wird. Auf diesen Weise wird eine relativ rauscharme,
hohe Verstärkung des schwachen Stromes erreicht. Für
den einfachen Versuchsaufbau wurde ein anderer Weg eingeschlagen.
Die Sekundärelektronen werden durch eine Elektrode auf
hohem Potenzial abgesaugt. Dieser Elektronenstrom kann an der
Probenhalterung gemessen werden und ergibt das Signal zur Erstellung
des Rasterbildes. Auf diese Weise kann die Strommessung auf
Erdpotenzial erfolgen was den Messaufbau stark vereinfacht. |
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| Die Bilder eines feines Drahtgitter bei verschiedenen
Vergrößerungen (20-, 40-, und 80fach) zeigen die
Brauchbarkeit des Experiments zur Demonstration des Prinzips.
Die Auflösung beträgt circ 20 µm, ein Wert der
durch die Elektronenoptik des Vidikons gegeben ist und im Bereich
des zu Erwartenden liegt. |
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