- Para la lente de corrección de astigmatismo de lente fotográfica, consulte Anastigmat .
Un estigmador es un componente de los microscopios electrónicos que reduce el astigmatismo del haz al imponer un campo cuadrupolo eléctrico o magnético débil en el haz de electrones.
Fondo
Para los primeros microscopios electrónicos, entre las décadas de 1940 y 1960 [1] , el astigmatismo era uno de los principales factores que limitaban el rendimiento. [2] Las fuentes de este astigmatismo incluyen objetivos desalineados, campos magnéticos no uniformes de las lentes, lentes que no son perfectamente circulares y contaminación en la apertura del objetivo. [3] [4] [5] Especialmente el astigmatismo inducido por los campos magnéticos no uniformes, que a su vez causa una fuerza de lente no uniforme, fue difícil de prevenir. Por tanto, para mejorar la resolución resolutiva, fue necesario corregir el astigmatismo. [6] Los primeros estigmadores utilizados comercialmente en microscopios electrónicos se instalaron a principios de la década de 1960. [1]
La corrección estigmática se realiza mediante un campo eléctrico o magnético perpendicular al haz. [7] Al ajustar la magnitud y el azimut del campo de estigmadores, se puede compensar la astigmatización asimétrica. [5] Los estigmadores producen campos débiles en comparación con las lentes electromagnéticas que corrigen, ya que por lo general solo son necesarias pequeñas correcciones. [8]
Número de polos
Los estigmadores crean un campo cuadripolar y, por lo tanto, deben constar de al menos cuatro polos, pero también se utilizan estigmatizadores hexapolares, [9] octopolares y de 12 polos, siendo los más comunes los estigmatizadores octopolares. [10] [11] Los estigmatizadores del octopolar (o de un orden superior de polos) también producen un campo cuadrupolo, pero usan sus polos adicionales para alinear el campo impuesto con la dirección de la elipticidad de la estigmatización. [3]
Tipos
Estigmador magnético
El estigmador magnético es una lente cilíndrica débil que puede corregir el componente cilíndrico del haz. Puede consistir en varillas metálicas que inducen un campo magnético, que se insertan con su eje mayor hacia el centro del haz. Al retraer o extender las varillas, se puede compensar el astigmatismo. [12]
Electromagnético
Los estigmadores electromagnéticos son estigmadores que se integran con las lentes y deforman directamente el campo magnético de las lentes. Estos fueron los primeros tipos de estigmadores que se utilizaron. [9] [12]
Estigmadores automáticos
En la mayoría de los casos, el astigmatismo se puede corregir usando un campo de estigma constante que es ajustado por el operador del microscopio. La principal causa del astigmatismo, el campo magnético no uniforme producido por las lentes, por lo general no cambia notoriamente durante una sesión TEM. Un desarrollo reciente son los estigmadores controlados por computadora, que usualmente usan la transformada de Fourier de la imagen para encontrar el escenario de estigma ideal. La transformada de Fourier de una imagen astigmática suele tener forma elíptica. [13] Para una imagen estigmática, es redonda, esta propiedad puede ser utilizada por algoritmos para reducir la aberración astigmática. [4]
Múltiples sistemas de estigmatización
Normalmente, un estigmador es suficiente, pero los TEM normalmente contienen tres estigmatizadores: uno para estigmatizar el haz de la fuente, uno para estigmatizar las imágenes del espacio real y otro para estigmatizar los patrones de difracción. Estos se conocen comúnmente como estigmadores condensadores, objetivos e intermedios (o difracción). [14] Se propone el uso de tres estigmadores posteriores a la muestra para reducir la distorsión lineal [15]
Referencias
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- ^ a b Jon Orloff (24 de octubre de 2008). Manual de óptica de partículas cargadas, segunda edición . Prensa CRC. pag. 292. ISBN 978-1-4200-4555-0.
- ↑ a b Batten, CF (2000). Autofoco y corrección de astigmatismo en el microscopio electrónico de barrido (Tesis doctoral, Facultad del Departamento de Ingeniería, Universidad de Cambridge).
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