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公開番号2024096079
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-11
出願番号2023222171
出願日2023-12-28
発明の名称荷電粒子顕微鏡法のためのファイバファブリペローキャビティレーザ位相板
出願人エフ イー アイ カンパニ,FEI COMPANY
代理人個人,個人,個人
主分類H01J 37/04 20060101AFI20240704BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】顕微鏡検査のためのファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を提供する。
【解決手段】一態様では、荷電粒子顕微鏡法のためのマイクロファブリペローレーザキャビティは、第1のファイバアセンブリと第2のファイバアセンブリとを含み得、第1のファイバアセンブリ及び第2のファイバアセンブリの各々は、シングルモードファイバを含む入口領域と、マルチモードファイバ又は透明基板を含むスペーサ領域と、屈折率分布型ファイバ又は屈折率分布型レンズを含む収束領域と、マルチモードファイバ又は透明基板を含む検鏡領域と、を含み、入口領域、スペーサ領域、収束領域、及び検鏡領域は、互いに光学的に連通しており、第1のファイバアセンブリの検鏡領域の面は、第2のファイバアセンブリの検鏡領域の面に対向しており、それにより、それらの間に間隙を画定する。
【選択図】図1


特許請求の範囲【請求項1】
荷電粒子顕微鏡法のためのマイクロファブリペローレーザキャビティであって、
第1のファイバアセンブリと第2のファイバアセンブリとを備え、前記第1のファイバアセンブリ及び前記第2のファイバアセンブリの各々が、
シングルモードファイバを備える入口領域と、
マルチモードファイバ又は透明基板を備えるスペーサ領域と、
屈折率分布型ファイバ又は屈折率分布型レンズを備える収束領域と、
マルチモードファイバ又は透明基板を備える検鏡領域と、を備え、
前記入口領域、スペーサ領域、前記収束領域、及び前記検鏡領域が、互いに光学的に連通しており、
前記第1のファイバアセンブリの前記検鏡領域の面が、前記第2のファイバアセンブリの前記検鏡領域の面に対向しており、それにより、それらの間に間隙を画定する、マイクロファブリペローレーザキャビティ。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記屈折率分布型ファイバ又は屈折率分布型レンズが、前記スペーサ領域内の前記マルチモードファイバ又は透明基板から拡大されたレーザビーム直径のレーザビームを受容して、前記レーザビームを前記検鏡領域及び前記間隙内の曲率のミラー放射輝度にモード整合させるように構成される、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項3】
前記間隙の長さが、1μm~1000μmを含む、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項4】
前記第1のファイバアセンブリ及び前記第2のファイバアセンブリの前記各々が、約1μW~約1Wの入力パワーを有するレーザビームを輸送するように構成される、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項5】
前記第1のファイバアセンブリ及び前記第2のファイバアセンブリの各々のコア直径が、約1μm~約1000μmの範囲内である、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項6】
前記第1のファイバアセンブリ及び前記第2のファイバアセンブリの各々の前記検鏡領域の前記面が、ミラーを備える、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項7】
前記第1のファイバアセンブリ及び前記第2のファイバアセンブリのうちの少なくとも一方のための前記検鏡領域が、高熱伝導性基板を備え、前記高熱伝導性基板が、必要に応じて、誘電体反射コーティングを備え、前記誘電体反射コーティングが、必要に応じて、少なくとも第1の層及び第2の層を備え、前記第1の層及び前記第2の層が、異なる反射率を有する、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項8】
前記マイクロファブリペローレーザキャビティは、荷電粒子顕微鏡の荷電粒子ビームの一部分が前記間隙を通過するように、前記荷電粒子顕微鏡のカラム内に位置決めされるように構成される、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項9】
前記マイクロファブリペローレーザキャビティが、試料の下流の回折焦点面に位置決めされるように構成され、前記回折焦点面が、前記荷電粒子顕微鏡の磁気レンズの上部磁極片と、前記荷電粒子顕微鏡の前記磁気レンズの下部磁極片との間に位置する、請求項8に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
【請求項10】
前記第1のファイバアセンブリの前記面及び前記第2のファイバアセンブリの前記面の少なくとも一部を覆う誘電体コーティングを更に備える、請求項1に記載のマイクロファブリペローレーザキャビティ。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、(2022年12月30日に出願された)米国仮特許出願第63/436,214号「Fiber Fabry-Perot Cavity Laser Phase Plate for Charged Particle Microscopy」の優先権及び利益を主張するものであり、この出願の全体が、任意の及び全ての目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示(約 3,200 文字)【0002】
(発明の分野)
開示される技術は、荷電粒子顕微鏡システムのためのファイバファブリペローキャビティレーザ位相板の分野に関する。
【背景技術】
【0003】
荷電粒子顕微鏡法のための位相板は、顕微鏡検査試料の画像コントラストを高めることができ、それにより、極低温電子顕微鏡法(cryo-electron microscopy、cryo-EM)、材料科学におけるソフトマター、及び半導体における薄いラメラにおいて典型的に見出される試料など、低い固有コントラストを有する試料に特に有用であり得る。位相板は、顕微鏡検査試料のコントラストを高めるために顕微鏡システムに組み込まれ得、それにより、画像を記録するために必要とされる線量を低下させ、また、試料への潜在的な照射損傷を軽減することができる。場合によっては、向上した画像コントラストはまた、より高速の画像キャプチャを提供し得る。しかしながら、既存の位相板は、それらの使用を制限する形状因子及び/又は電力消費を有する場合がある。したがって、改善された位相板に対する長年感じられた必要性が、当該分野に存在する。
【発明の概要】
【0004】
記載された長年感じられた必要性を満たすために、本開示は、荷電粒子顕微鏡法のための新規かつ発明的なファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を提供する。
【0005】
一態様では、本開示は、荷電粒子顕微鏡法のためのマイクロファブリペローレーザキャビティであって、第1のファイバアセンブリと第2のファイバアセンブリとを備え、第1のファイバアセンブリ及び第2のファイバアセンブリの各々が、シングルモードファイバを備える入口領域と、マルチモードファイバ又は透明基板を備えるスペーサ領域と屈折率分布型ファイバ又は屈折率分布型レンズを備える収束領域と、マルチモードファイバ又は透明基板を備える検鏡領域と、を備え、入口領域、スペーサ領域、収束領域、及び検鏡領域が、互いに光学的に連通しており、第1のファイバアセンブリの検鏡領域の面が、第2のファイバアセンブリの検鏡領域の面に対向し、それにより、それらの間に間隙を画定する、マイクロファブリペローレーザキャビティ、を提供する。
【0006】
また、方法であって、荷電粒子顕微鏡によって、荷電粒子ビームを生成することであって、荷電ビームが、荷電粒子顕微鏡のビームカラムを通って進行する、生成することと、試料の下流の回折焦点面に位置決めされたマイクロファブリペローレーザキャビティによって、第1の回折面がビームカラムの上部磁極片と下部磁極片との間にある状態で(例えば、試料の平行照明のために)、試料の後焦点面内にレーザビームを生成することであって、荷電粒子ビームの一部分が、レーザビームを通って伝搬し、ビームカラム内でレーザビームと相互作用する、生成することと、荷電粒子顕微鏡の荷電粒子検出器によって、相互作用の結果として生じる荷電粒子画像をキャプチャすることと、を含む、方法、が提供される。
【0007】
更に、荷電粒子顕微鏡であって、荷電粒子ビームを生成するように構成された荷電粒子源と、生成された粒子ビームが通って進行するマイクロファブリペローキャビティを画定するビームカラムと、上部磁極片及び下部磁極片を画定し、かつビームカラム内に収容された磁気レンズと、ビームカラム内に収容され、かつ試料の下流の回折焦点面に、第1の回折焦点面が上部磁極片と下部磁極片との間にある状態で(例えば、試料の平行照明のために)位置決めされたマイクロファブリペローレーザキャビティと、を備え、マイクロファブリペローレーザキャビティが、荷電粒子ビームを通って進行するレーザビームを生成するように構成され、必要に応じて、レーザビームが、約1μW~約1Wの入力パワーを有するか、又はマイクロファブリペローレーザキャビティが、約1μm~約1000μmの範囲の間隙を画定し、間隙は、レーザビームがそこを通過するように構成される、荷電粒子顕微鏡、が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本発明を説明する目的で、現在好ましい形態が、図面に示されている。しかしながら、本発明は、示された正確な配置及び手段に限定されないことが、理解される。
本開示のマイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を組み込むことができる顕微鏡システムを示す。
本開示による、マイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を組み込んだ顕微鏡カラムの構成を示す。
本開示による、マイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を示す。
本開示による、マイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を示す。
本開示による、マイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を示す。
本開示による、マイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板のためのキャビティミラー及び熱シンクのアセンブリを示す。
本開示による、マイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を組み込んだ顕微鏡カラムを示す。
本開示による、マイクロファイバファブリペローキャビティレーザ位相板を有する顕微鏡システムを利用するためのプロセスフローを示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示は、本開示の一部を形成する添付の図面及び実施例と一緒に、以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解され得る。本発明は、本明細書に記載及び/又は図示される特定のデバイス、方法、用途、条件、又はパラメータに限定されないこと、及び本明細書で使用される用語は、単なる例示として、特定の実施形態を説明することを目的とするものであり、特許請求の範囲に記載された発明を限定することを意図するものではないことを理解すべきである。また、添付の特許請求の範囲を含む明細書で使用されるとき、単数形「a」、「an」、及び「the」は、複数形を含み、特定の数値への言及は、文脈が明確に指示しない限り、少なくともその特定の数値を含む。本明細書で使用される場合、「複数」という用語は、2つ以上を意味する。数値の範囲が表現されるとき、別の態様は、一方の特定の数値からのもの、及び/又は、他方の特定の数値までのものを含む。同様に、数値が近似値として表現されるとき、「約又はおよそ(about)」という先行詞を使用することによって、その特定の数値が、別の実施形態を形成することが理解されるであろう。全ての範囲は、包括的かつ組み合わせ可能であり、ステップは、任意の順序で実行され得ることが理解されるべきである。本明細書で引用される全ての文書は、その全体があらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれている。
【0010】
明確さのために別個の実施形態の文脈で本明細書に説明される、本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供され得ることも理解されたい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される、本発明の様々な特徴は、別々に又は任意のサブコンビネーションで提供され得る。更に、範囲で記載された値への言及は、その範囲内の各値及び全ての値を含む。更に、「有する(comprising(含む、備える))」という用語は、その標準的なオープンエンドの意味を有するが、「からなる(consisting)」も包含するものとして理解されるべきである。例えば、部品A及び部品Bを備えるデバイスは、部品A及び部品Bに加えて部品を含むことができるが、部品A及び部品Bのみから形成することもできる。
(【0011】以降は省略されています)

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