JPH1010046A - 試料分析装置 - Google Patents

試料分析装置

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JPH1010046A
JPH1010046A JP18406596A JP18406596A JPH1010046A JP H1010046 A JPH1010046 A JP H1010046A JP 18406596 A JP18406596 A JP 18406596A JP 18406596 A JP18406596 A JP 18406596A JP H1010046 A JPH1010046 A JP H1010046A
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JP
Japan
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sample
light
mirror
electron beam
sample analyzer
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Application number
JP18406596A
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English (en)
Inventor
Hirotami Koike
紘民 小池
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Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】試料の電子線損傷を軽減し、高精度に焦点調整
を行うことができ、或は1つの装置に於いて電子線利用
の分析と光利用の分析とを高精度に、且簡易な構成で達
成できる装置を提供する。 【解決手段】電子線を試料2に照射し試料から発する蛍
光を集光する為の反射面を有する集光ミラー3を介して
検出する試料分析装置に於いて、前記試料に照明光を投
影する為の照明系7,31と、該照明光の前記試料面で
の反射光を前記集光ミラーを介して検出する為の光検出
系22を設け、電子線による試料分析機能と光を使用し
た試料分析機能とを持合わせ、適宜切替えて試料の分析
を行うので、試料の入替えを行う必要がなく、又観察系
で焦点合わせを行うことができるので電子線を必要以上
に照射しないでよく試料の電子線損傷を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子線、光を試料に
照射し、試料からの反射光を分析することで試料の分析
を行う試料分析装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子線を試料面に照射し、試料面
で発生する蛍光を検出することにより試料の分析を行う
カソードルミネッセンス利用の試料分析装置が知られて
いる。この装置では、試料から発生する蛍光を効率よく
集光する為に、回転楕円面又は回転放物面等(以下、楕
円面、放物面等と言う。)の集光ミラーを使用し、集光
される蛍光の立体角を広げる工夫がなされている。然し
乍ら、その結果として、検出系としての焦点深度が浅く
なり、試料位置が集光ミラーの焦点位置から僅かでもず
れると、検出される蛍光の強度が急激に減少する。この
為、正確に試料を焦点位置に調整する必要があった。
又、試料表面は一般に凹凸を持っている為、検出部位を
変える度に試料位置の焦点調整をする必要もあった。
【0003】従来の装置に於いては、焦点調節を行う
為、検出される蛍光の強度を検出し、この強度が最も強
くなる位置が焦点があった位置として焦点調整を行って
いた。斯かる従来装置に於いては、蛍光の強度で焦点調
節を行っている為、焦点位置を探す間に照射される電子
線により試料が電子線損傷を起こし、蛍光が退色してし
まうという問題点を有していた。又蛍光が微弱な場合に
は信号の強度がばらつき、信号ピーク値を見つけること
が困難であるという精度上の問題点も有していた。
【0004】一方、前述した様に電子線を試料に照射
し、この試料からの蛍光により試料の分析を行う電子線
利用の試料分析装置とは別に、光を試料に照射し、その
反射光の光分析等により試料の分析を行う光利用の試料
分析装置が従来より知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記した電子線利用の
分析装置は、光を利用する試料分析に比較して、格段に
高い倍率を得ることができると共に電子線は高分解能で
高焦点深度の為分析の領域を小さく絞れ、結晶解析、元
素分析等には優れている反面、試料にダメージを与える
為、試料の化学結合状態、有機物の分析には適さない等
の欠点を有していた。その為、未知の試料の分析を行う
場合には、電子線利用の分析装置で分析すると共に光利
用の分析装置に入替え、各装置毎に個別に分析を行わな
ければならず、分析作業の効率が悪いと共に、入替えに
より試料にゴミが付着する等の問題があった。
【0006】本発明は斯かる実情に鑑み、試料の電子線
損傷を軽減し、高精度に焦点調整を行うことができ、或
は1つの装置に於いて電子線利用の分析と光利用の分析
とを高精度に、且簡易な構成で達成できる装置を提供す
ることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子線を試料
に照射し試料から発する蛍光を集光する為の反射面を有
する集光ミラーを介して検出する試料分析装置に於い
て、前記試料に照明光を投影する為の照明系と、該照明
光の前記試料面での反射光を前記集光ミラーを介して検
出する為の光検出系を設けた試料分析装置に係るもので
あり、又前記照明系は前記集光ミラーを介して前記試料
を照明する試料分析装置に係るものであり、又集光ミラ
ーを介して試料の表面を観察する為の観察系を有してい
る試料分析装置に係るものであり、又集光ミラーの反射
光路に対して複数の光検出器が設けられ、集光ミラーか
らの反射光を前記複数の光検出器のいずれか1つに向か
わせる光路切替え手段を前記反射光路上に設けた試料分
析装置に係るものであり、又集光ミラーは、球面、楕円
曲面、放物曲面のいずれか、又は、それらの組合わせで
ある反射面を有する試料分析装置に係るものであり、又
前記観察系又は照明系の光路の少なくとも1方に光束の
開き角度を制限する為の絞りを配置した試料分析装置に
係るものであり、又前記光検出系は試料からの光を分光
して分析する為のラマン分析手段、赤外分析手段の少な
くとも一方を有する試料分析装置に係るものである。
【0008】而して、電子線による試料分析機能と光を
使用した試料分析機能とを持合わせ、適宜切替えて試料
の分析を行うので、試料の入替えを行う必要がなく、又
観察系で焦点合わせを行うことができるので電子線を必
要以上に照射しないので試料の電子線損傷を防止でき
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
【0010】試料支持部1に試料2が載置され、該試料
2に対して楕円曲面の集光ミラー3が設けられる。前記
試料支持部1は前記集光ミラー3に対して近接離反可能
となっていると共に水平方向に移動走査可能となってお
り、前記試料支持部1を近接離反動作させることで前記
試料2の表面を前記集光ミラー3の焦点に正確に合致さ
せ得、又前記試料支持部1を移動させることで最適な分
析点を選択できる。前記集光ミラー3を挾んで前記試料
2、電子銃4が同一光路上に配設され、前記集光ミラー
3には前記電子銃4からの電子線が通過できる様に通過
孔3aが形成されている。尚、電子銃の他に、電子線集
束の為の集束レンズ、走査の為の偏向コイル等があるが
図示は省略する。前記光路上には孔明ミラー5が設けら
れると共に該孔明ミラー5に対峙して観察用の照明光源
6が配設され、該照明光源6、前記孔明ミラー5は照明
光源6からの照明光を前記試料2に投影する第1照明系
7を構成する。
【0011】前記集光ミラー3は前記試料2から発せら
れる蛍光、或は前記試料2表面で反射される光を集光
し、拡大レンズ9方向へ反射する。該拡大レンズ9を透
過し結像された像は接眼レンズ10を介して直接観察す
るか、撮像装置等の光電変換手段を介してテレビモニタ
等の手段で観察できる様になっており、前記集光ミラー
3からの反射光を拡大結像する前記拡大レンズ9、接眼
レンズ10等より観察光学系11が構成される。
【0012】前記集光ミラー3の反射光路O上に第1可
動反射板13が配設され、該第1可動反射板13により
切替えられる反射光路P上に第2可動反射板14、第3
可動反射板15、第4可動反射板16、固定反射板17
が配設され、前記第2可動反射板14に対応して色分解
器18、前記第3可動反射板15に対応して分光器1
9、前記第4可動反射板16に対してラマン分光器20
が配設され、前記固定反射板17に対応して赤外分光器
21がそれぞれ設けられる。
【0013】前記第1可動反射板13は集光ミラー3の
反射光路Oに進入退避可能となっており、図1で示され
る様に例えば上端を中心に回転可能となっている。又、
前記第2可動反射板14、第3可動反射板15、第4可
動反射板16も前記第1可動反射板13の反射光路Pに
対して進入退避可能となっており、例えば図で示される
様に上端を中心に回転可能となっている。
【0014】而して、前記第2可動反射板14、第3可
動反射板15、第4可動反射板16、固定反射板17、
前記色分解器18、分光器19、ラマン分光器20、赤
外分光器21等から光検出系22が構成される。
【0015】ハーフミラー24に対して集光レンズ27
を介して励起用光源25を透過側に、観察用光源26を
集光レンズ28を介して反射側にそれぞれ配設し、該励
起用光源25、観察用光源26からの光を前記ハーフミ
ラー24、ミラー29を介して、前記集光ミラー3の反
射光路O上に配設したハーフミラー30に導き、該ハー
フミラー30は前記励起用光源25、観察用光源26の
光を前記集光ミラー3に向かって反射する様になってい
る。而して、前記励起用光源25、観察用光源26、ハ
ーフミラー24、ミラー29、ハーフミラー30は第2
照明系31を構成する。
【0016】前記集光ミラー3の反射光路O上、前記ハ
ーフミラー30と集光ミラー3との間に絞り32を配設
し、該絞り32により観察光学系11に於ける光束の開
き角度を制限することができる。尚、前記絞り32は前
記第1照明系7、第2照明系31に設けてもよい。
【0017】以下、作用を説明する。
【0018】前記第1可動反射板13の前記反射光路O
への進入、退避により前記集光ミラー3からの反射光路
の切替えが行われる。
【0019】先ず前記照明光源6、観察用光源26によ
り試料2を照射し、前記第1可動反射板13を集光ミラ
ー3の反射光路Oより退避させ、集光ミラー3からの反
射光が拡大レンズ9に導かれる様にする。反射光は拡大
レンズ9、接眼レンズ10を介して作業者が観察可能と
なる。作業者は前記試料2を前記観察光学系11により
観察し、観察を行いながら前記試料支持部1を集光ミラ
ー3に対して近接離反(図中上下)方向に移動させ、焦
点合わせを行う。
【0020】焦点合わせが完了したところで、前記第1
可動反射板13を前記集光ミラー3の反射光路O内に進
入させ、前記第2可動反射板14を前記反射光路Pに進
入させた状態で前記電子銃4より前記集光ミラー3を通
して電子線が前記試料2に投影される。
【0021】前記電子線が照射されることで前記試料2
より蛍光が発せられ、該蛍光は前記集光ミラー3により
集光反射さる。この反射光束は前記絞り32を通過する
ことで所望の光束開き角度に制限され、更に第1可動反
射板13により反射され、更に前記第2可動反射板14
により反射されて前記色分解器18に入光される。
【0022】該色分解器18は蛍光をRGBに分離して
カラー蛍光像を表示する為のもので、試料支持部1を2
次元的に走査移動させれば、前記色分解器18からの信
号に基づきテレビモニタ等に試料2の2次元的カラー蛍
光像を表示することができる。
【0023】又、前記第2可動反射板14を反射光路P
より退避させ、前記第3可動反射板15を反射光路Pに
進入させることで第1可動反射板13からの反射光を前
記分光器19に入光させることができ、該分光器19で
は試料2から発せられる光を紫外から可視域迄の広い波
長域での分光を行う。
【0024】又、光照射により分析を行う場合には、第
1可動反射板13を反射光路Oに進入させ、前記第2可
動反射板14、第3可動反射板15を反射光路Pより後
退させ、前記第4可動反射板16を反射光路Pに進入さ
せる。前記電子銃4からの電子線の照射を停止し、前記
励起用光源25を点灯して励起光を前記ハーフミラー2
4を透過させ、前記ミラー29、ハーフミラー30、集
光ミラー3を経て前記試料2に照射する。前記励起用光
源25から発せられる励起光は可視から近赤外光迄の光
である。この励起光で照射され、該試料2から反射され
た光は集光ミラー3で集光され、ハーフミラー30を透
過し前記第1可動反射板13、第4可動反射板16によ
り反射され、前記ラマン分光器20に入光する。該ラマ
ン分光器20では試料反射光を分光して試料の吸収波長
を検出して試料分析を行う。
【0025】更に、第4可動反射板16を反射光路Pよ
り退避させ、前記励起用光源25より赤外光を発し、赤
外光を前記ミラー29、ハーフミラー30、集光ミラー
3を経て前記試料2を照射し、該試料2からの反射光は
前記第1可動反射板13により反射され、固定反射板1
7により更に赤外分光器21に向け反射される。該赤外
分光器21では吸収波長を検出して試料分析が行われ
る。
【0026】尚、前記照明光源6、観察用光源26のい
ずれか一方を省略することができ、又集光ミラー3は楕
円曲面に代え放物曲面、若しくは球面、又は、これらの
曲面の組合わせから成る面であってもよい。
【0027】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、電子線
による試料分析機能と光を使用した試料分析機能とを持
合わせ、適宜切替えて電子線利用の分析と、光利用の分
析との2つの分析を行うので、試料の入替えを行う必要
がなく、試料の入替えに伴う埃等による汚染が防止で
き、又観察系で焦点合わせを行うことができるので電子
線を必要以上に照射しないでよく、試料の電子線損傷を
軽減でき、高精度に焦点調整が行え、更に1つの装置に
於いて電子線利用の分析と、光利用の分析との2つの分
析を高精度に、且簡単な構成で実現できるという優れた
効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 試料支持部 2 試料 3 集光ミラー 4 電子銃 6 照明光源 7 第1照明系 11 観察光学系 13 第1可動反射板 14 第2可動反射板 15 第3可動反射板 16 第4可動反射板 17 固定反射板 18 色分解器 19 分光器 20 ラマン分光器 21 赤外分光器 22 光検出系 25 励起用光源 26 観察用光源 32 絞り

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子線を試料に照射し試料から発する蛍
    光を集光する為の反射面を有する集光ミラーを介して検
    出する試料分析装置に於いて、前記試料に照明光を投影
    する為の照明系と、該照明光の前記試料面での反射光を
    前記集光ミラーを介して検出する為の光検出系を設けた
    ことを特徴とする試料分析装置。
  2. 【請求項2】 前記照明系は前記集光ミラーを介して前
    記試料を照明する請求項1の試料分析装置。
  3. 【請求項3】 集光ミラーを介して試料の表面を観察す
    る為の観察系を有している請求項1の試料分析装置。
  4. 【請求項4】 集光ミラーの反射光路に対して複数の光
    検出器が設けられ、集光ミラーからの反射光を前記複数
    の光検出器のいずれか1つに向かわせる光路切替え手段
    を前記反射光路上に設けた請求項1の試料分析装置。
  5. 【請求項5】 集光ミラーは、球面、楕円曲面、放物曲
    面のいずれか、又は、それらの組合わせである反射面を
    有する請求項1〜請求項4の試料分析装置。
  6. 【請求項6】 前記観察系又は照明系の光路の少なくと
    も1方に光束の開き角度を制限する為の絞りを配置した
    請求項3の試料分析装置。
  7. 【請求項7】 前記光検出系は試料からの光を分光して
    分析する為のラマン分析手段、赤外分析手段の少なくと
    も一方を有する請求項1の試料分析装置。
JP18406596A 1996-06-25 1996-06-25 試料分析装置 Pending JPH1010046A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021068707A (ja) * 2019-10-23 2021-04-30 ガタン インコーポレイテッドGatan,Inc. カソードルミネッセンス光学部品の軸合わせのための系および方法
US11492578B2 (en) 2016-06-30 2022-11-08 Fujifilm Corporation Membrane separation method of cell suspension, and cell culture device

Cited By (3)

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