Инфракрасные микроскопы

Инфракрасные микроскопы представляют собой приборы, которые используют принципы построения аппаратуры оптического контроля и дают большое увеличение изображения, поэтому отметим лишь их отличительные черты. Основными особенностями инфракрасных микроскопов по сравнению с микроскопами оптического диапазона являются: более тщательный подбор материала оптики, работающей как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне, применение источника освещения, излучающего в видимом и инфракрасном диапазоне, использование светофильтров для инфракрасного диапазона, наличие электронно-оптического преобразователя и блока питания для него. [1]

Инфракрасные микроскопы для спектрометров Перкин - Эльмер модели 12, 112 и 13 выпускаются серийно этой же фирмой. Устройство их описано в работе [19] и показано на рис. 2, причем необходимо отметить, что в этих приборах излучение прежде диспергируется спектрометром, а уже затем проходит через микроскоп и образец. Это очень удобно при работе с образцами, имеющими низкую температуру плавления или легко портящимися от нагревания, так как недиспергированный пучок излучения, концентрируясь конденсором, дает более высокую температуру. Оси конденсора и микроскопа вертикальны, что также для некоторых целей представляется удобным. [2]

Инфракрасный микроскоп - это такое приспособление к спектрометру, которое позволяет получить спектры чрезвычайно малых образцов. Это особенно важно в биологии, где часто для анализа можно использовать только микрограммы вещества. ИК-микроскоп также является мощным инструментом при исследовании небольших количеств образца, полученного на колонке для газовой хроматографии. [3]

Инфракрасные микроскопы появились в связи с необходимостью изучать объекты, непрозрачные в видимой области спектра, но пропускающие инфракрасные лучи. Такими объектами являются, например, полупроводниковые монокристаллы и некоторые биологические препараты. [4]

Инфракрасные микроскопы предназначаются для изучения препарата путем визуального наблюдения или фотографирования его увеличенного изображения в инфракрасных лучах. Эти приборы отличаются от обычного микроскопа наличием устройств, позволяющих преобразовывать невидимое инфракрасное изображение в видимое. В современных ЭОПах из-за аберраций фокусирующей системы происходит некоторое размытие изображения, а также имеется довольно значительная дисторсия. Если еще учесть, что люминофор на экране ЭОПа имеет зернистость, то становится понятно, что трансформация инфракрасного изображения в видимое приводит к уменьшению разрешающей способности. Для того, чтобы сохранить разрешающую способность, которую имеет микроскоп, масштаб изображения на экране ЭОПа должен быть большим. [5]

Инфракрасные микроскопы имеют большое применение при неразрушающем контроле микроминиатюрных изделий, при работе в прошедшем или в отраженном излучении. Их использование особенно эффективно при контроле изделий микроэлектронной техники, поскольку основные материалы, из которых эти изделия изготавливаются ( германий и кремний), полупрозрачны в инфракрасной части спектра. Недостатком инфракрасных микроскопов, построенных на базе электронно-оптических преобразователей, является сложность в использовании их для автоматизированного контроля без участия оператора. [6]

Принципиальная схема инфракрасного микроскопа МИК-1. /, 6, 13 и 15 - зеркала. 27 - полевая диафрагма для проходящего света.

Инфракрасный микроскоп МИК-1 ( рис. 43) предназначен для визуального исследования и фотографирования объектов в видимой и инфракрасной областях с длиной волны до 1 3 мкм. Работа может производиться в проходящем и отраженном свете. [7]

Рассмотрим устройство распространенного инфракрасного микроскопа МИК-4 ( рис. 1.27), предназначенного для исследования полупроводников, минералов, ИК стекол и палеонтологических объектов в инфракрасных лучах в диапазоне длин волн от 0 75 до 1 2 мкм. Основным преимуществом этого микроскопа перед более ранними моделями является возможность измерения в инфракрасном поляризованном свете. [8]

В разделе 2В показано, что в инфракрасном микроскопе непоглощенное излучение соответствующей длины волны может попасть на детектор вследствие дифракции света на образце и несовершенств оптической системы. Рассеянный свет с меньшей длиной волны также уменьшает интенсивность полосы. [9]

В разделе 2В показано, что в инфракрасном микроскопе непоглощенное излучение соответствующей длины волны может попасть на детектор вследствие дифракции света на образце и несовершенств оптической системы. Рассеянный свет с меньшей длиной волны также уменьшает интенсивность полосы. [10]

Картина муара, полученная при электронномикроскопическом просвечивании перекрывающихся слоев ( П1 палладия и золота и демонстрирующая наличие дислокаций в одном из слоев. XI 800000.

В кремнии, прозрачном з инфракрасной области спектра декорированные дислокации наблюдаются винфракрасном микроскопе. На рис. 53 видны дислокационные петли, генерируемые ис точником Франка - Рида в кристалле кремния с примесью меди стартовое положение дислокации здесь не видно, так как оно ш попало в фокус при фотографировании. Четко выявляется гексагональная сетка дислокаций в кристалле хлористого калия, в кото ром декорирующей примесью было серебро. [11]

Инфракрасные микроскопы представляют собой приборы, которые используют принципы построения аппаратуры оптического контроля и дают большое увеличение изображения, поэтому отметим лишь их отличительные черты. Основными особенностями инфракрасных микроскопов по сравнению с микроскопами оптического диапазона являются: более тщательный подбор материала оптики, работающей как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне, применение источника освещения, излучающего в видимом и инфракрасном диапазоне, использование светофильтров для инфракрасного диапазона, наличие электронно-оптического преобразователя и блока питания для него. [12]

Дальнейшее развитие механизмов тонкой и грубой подачи идет по линии применения одной направляющей для обоих движений и применения одной рукоятки для осуществления этих движений. Кинематическая схема механизма с одной направляющей инфракрасного микроскопа МИК-4 показана на рис. 5, а, а на рис. 5, б показана кинематическая схема механизма поляризационного микроскопа фирмы Лейтц ( ФРГ) с одной направляющей и одной рукояткой для обоих движений. [13]

Известно применение тепловых методов для контроля многослойных печатных плат, где определяется утонение, под-травливание и отслаивание печатных проводников как на наружных, так и на внутренних слоях. В микроэлектронных изделиях с помощью микротермовизоров и инфракрасных микроскопов удается изучать особенности различных областей в слоистом полупроводнике и даже изменение от значения электрического напряжения ширины зоны запирающего слоя р-л-перехода. [1]

Частным случаем такого контроля является анализ качества непокрытых изделий, которые в видимом свете дают малоконтрастное или неинформативное изображение. Для контроля строения различных изделий используют термочувствительные вещества, термовизор, микротермовизор, радиовизор и инфракрасные микроскопы. Так, легко различаются области неполной полимеризации синтетических пленок, горячие пятна бумаги, зоны изменения состава композиционных материалов. [2]

Рассмотрим тонкую ориентированную пленку, расположенную в плоскости ху. Это можно сделать, например, срезав тонкий участок пленки параллельно плоскости xz и исследуя его в инфракрасном микроскопе. [3]

Можно идентифицировать смеси полиолефинов, а если известны компоненты, то можно осуществить и количественный анализ. Слои, составляющих слоистый материал, можно идентифицировать после разделения слоев или с помощью анализа торца пленки, если использовать инфракрасный микроскоп. [4]

Фотографирование изображений препаратов, увеличенных микроскопом, имеет очень большое значение, так как дает возможность сохранять их во времени. Кроме того, с помощью фотографии можно превращать невидимое изображение в видимое, как это делается, например, в ультрафиолетовых и инфракрасных микроскопах. По этим причинам микрофотография широко применяется везде, где работают с микроскопами. [5]

Помимо оптических систем рассматривается также возможность использования инфракрасной техники. Поскольку большинство полупроводниковых материалов прозрачно для инфракрасных лучей, а металлы ( контакты на кристалле и на подложке) инфракрасные лучи не пропускают, последние, будучи преобразованы в видимую часть спектра, позволяют наблюдать в инфракрасный микроскоп картину, обеспечивающую надежное совмещение. [6]

Существуют еще два метода получения спектров поглощения расплавов. В первом из них [1] вещество помещают в небольшую петлю из платиновой проволоки, через которую пропускают ток; вещество плавится, и за счет сил поверхностного натяжения образуется пленка вещества, спектр поглощения которого наблюдается в поле зрения отражательного инфракрасного микроскопа. В последнее время этот метод модернизирован [2, 3] - вместо петли стали использовать сетку из платиновой проволоки - поэтому отпала надобность в микроскопе. Но для веществ с большим показателем поглощения толщина слоя все-таки велика. Получаются слишком широкие полосы поглощения и, кроме того, толщина поглощающего слоя из-за поверхностного натяжения не везде одинакова. [7]

Инфракрасные микроскопы имеют большое применение при неразрушающем контроле микроминиатюрных изделий, при работе в прошедшем или в отраженном излучении. Их использование особенно эффективно при контроле изделий микроэлектронной техники, поскольку основные материалы, из которых эти изделия изготавливаются ( германий и кремний), полупрозрачны в инфракрасной части спектра. Недостаткоминфракрасных микроскопов, построенных на базе электронно-оптических преобразователей, является сложность в использовании их для автоматизированного контроля без участия оператора. [8]

Препараты для исследования готовят специально. В процессе отжига медь концентрируется на дислокациях. При изучении пластинки кремния под инфракрасным микроскопом видны дислокации, декорированные медью. [9]

Изокомы вязкости стекол системы As-S по данным.

Для более обогащенных серой составов на термограммах были обнаружены два эндоэф-фекта, один из которых совпадает с температурами, отвечающими изокоме 10й пуаз. Наличие двух эффектов Tg является еще одним подтверждением заключения о микронеоднородном строении сульфидно-мышьяковых стекол, обогащенных серой. Следует, однако, отметить, что в инфракрасном микроскопе МИК-1 границы микрофазне обнаруживаются. [10]

Минимально обнаруживаемый дефект достигает порядка 0 1 мм в диаметре. Применение металлического вращающегося зеркала увеличивает скорость сканирования в 4 раза по сравнению со стеклянным зеркалом. Возможно контролирование поверхности материала, двигающегося со скоростью свыше 15 м / с. Сканирующие лазерные системы бегущего луча могут также использоваться для получения изображения объектов контроля. Схема лазерного сканирующего инфракрасного микроскопа для контроля внутренних дефектов полупроводниковых материалов с механическим сканированием объекта контроля и неподвижным лучом лазера отличается низким быстродействием, но имеет высокую разрешающую способность. Схема с системой сканирующих зеркал отличается большим быстродействием ( до 50 кад / с при 200 - 400 строках разложения телевизионного изображения), однако наличие полевых аберраций оптической системы приводит в этом случае к снижению пространственного разрешения. [11]

Минимально обнаруживаемый дефект достигает порядка 0 1 мм в диаметре. Применение металлического вращающегося зеркала увеличивает скорость сканирования в 4 раза по сравнению со стеклянным зеркалом. Возможно контролирование поверхности материала, двигающегося со скоростью свыше 15 м / с. Сканирующие лазерные системы бегущего луча могут также использоваться для получения изображения объектов контроля. Схема лазерного сканирующего инфракрасного микроскопа для контроля внутренних дефектов полупроводниковых материалов с механическим сканированием объекта контроля и неподвижным лучом лазера отличается низким быстродействием, но имеет высокую разрешающую способность. [12]

Включения второй фазы хорошо обнаруживаются при инфракрасном просвечивании образцов. Этим методом были обнаружены включения в сильно легированном кремнии с примесями алюминия и сурьмы. В кристаллах с А1 эти включения крупнее и выявляются уже в процессе оптической полировки образцов перед травлением. Последующее травление позволяет вскрыть многочисленные мелкие включения. Наиболее четко включения второй фазы в исследованных образцах выявляются при наблюдении в инфракрасном микроскопе. [13]