Главная » Хабрахабр » Гаражная находка: TESLA без пробега

Гаражная находка: TESLA без пробега

Всем привет, я снова выхожу на связь и посмотрите с чем! На фото — очень редкий (на 1989г. было выпущено 56 штук) сканирующий электронный микроскоп производства компании TESLA, выставленный в техническом музее г. Брно. Сверхвысоковакуумная колонна, катод с холодной полевой эмиссией позволили достичь гарантированного разрешения в 5нм и увеличения 500000x.

Обзор и все подробности процесса распаковки — под катом.
Скорее всего, «виной» тому, что микроскоп сохранился до сих пор явилась сложная геополитическая ситуация 1989-1993 гг. Мне удалось заполучить в свой гараж точно такой же микроскоп, пролежавший с 1990 года в нераспакованном виде. В СССР/новой России было как-то не до науки, а в Чехословакии/Чехии — не до пусконаладочных работ, национальная компания TESLA в 1990 была реформирована. Микроскоп отправили из Чехословакии в СССР (наверное поездом, судя по обильным следам вибрации), и почти что в пути обе страны закончили своё существование.

После этого каким-то чудесным образом ящики с микроскопом простояли на просторах нашей Родины до 2018 года, прежде, чем попасть ко мне.

Привёз, разгрузил в гараж (в другой, не в тот, в котором JEOL и станки), сразу сделал фото.

Пульт управления:

Высоковакуумная колонна:

Так выглядит самый большой из них с открытой крышкой: И ещё три деревянных ящика.

В нём куча коробочек, подписанных по-чешски или просто пронумерованных:

Если сравнить с фото из начала статьи, то видно, что пульт управления очень похож, колонна тоже похожа, но некоторых деталей не хватает, соединительных проводов вообще нет.

Ненадолго отвлечёмся от распаковки, чтобы иметь представление, что же это за штуковина.

Технические характеристики

На сайте radiohistoria.sk нашлась отсканированная бумажка с подробным перечислением технических характеристик микроскопа. Вкратце:

  • Диаметр сканирующего пятна — 25 Å (2.5 нм). Диапазон увеличений — 100x — 500 000x.
  • Вес колонны 250кг, пульта управления 200кг.
  • Микроскоп комплектуется двумя насосами типа «Орбитрон» (про них сниму отдельное видео и/или напишу статью) и одним ионным насосом для достижения сверхвысокого вакуума в области пушки.
  • Для предварительной откачки используется криосорбционный насос.
  • Автоэмиссионный катод

Все сложности со сверхвысоким вакуумом нужны именно из-за применения автоэмиссионного катода.

В чём же его преимущества?

Общаясь с представителями современной индустрии микроскопостроения я задавал всем этот вопрос, и ответ на него звучал примерно так: «он гораздо лучше, но намного дороже».
Попробовал разобраться в теме чуть по-глубже, и оказалось, что всё достаточно очевидно.

Полевая эмиссия

В чём-то полевой катод и термоэмиссионный можно сравнить, как лазер с лампочкой накаливания.

Чем тоньше пятно этого луча, тем более высокое разрешение можно достичь. В сканирующем электронном микроскопе изображение формируется путём воздействие пучка электронов на образец точка-за-точкой, сканированием. А чем ярче это пятно, тем больше соотношение сигнал/шум, и тем быстрее можно получить качественное изображение.

Это делается с помощью системы электромагнитных линз (те самые один или два конденсора, объективная линза). Поэтому основная задача — «уменьшить» размер электронного луча до как можно более тонкого, но при этом не растеряв его энергию.

Понятно, что в случае с термоэмиссионным катодом нам нужно уменьшить его в тысячи раз, а полевой — в десятки. Размер источника излучения полевого катода составляет около 100нм (по другим данным вообще около 5нм виртуальный размер), термоэмиссионного катода — 30 000 нм.

меньший разброс энергий излучаемого пучка электронов. Ещё одним преимуществом полевого катода является высокая монохроматичность излучения, т.е. Это важно потому, что электроны с разными энергиями отклоняются линзами по-разному (хроматические аберрации, по аналогии с оптическими системами).

Да, но есть и недостатки. Здорово? Иначе катод будет работать нестабильно или вообще не будет работать. Во-первых, для автоэмиссии обязательно нужен сверхвысокий вакуум, чем глубже — тем лучше. Это кристалл вольфрама со специальной ориентацией (310), в форме иглы. Во-вторых, и самое главное, самостоятельно такой катод не сделать.

Но попытаться очень хочется! Что произошло в этой колонне за 30 лет, есть ли там какой-никакой вакуум (врядли), и сможем ли мы её когда-либо запустить — вопросы открытые.

Распаковка и обзор

В продолжение истории предлагаю посмотреть видео

Стараюсь документировать все действия с ним, всё-таки достаточно уникальный экземпляр.

P.S.

Для другого интересного проекта нужен небольшой лиофилизатор или хотя бы роторный испаритель. Быть может у кого есть старый/ненужный? Напишите пожалуйста на aleksey@reactos.org или в личные сообщения здесь. Спасибо!


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Разработка buck-преобразователя на STM32F334: принцип работы, расчеты, макетирование

В двух своих последних статьях я рассказал о силовом модуле и плате управления на базе микроконтроллера STM32F334R8T6, которые созданы специально для реализации систем управления силовыми преобразователями и электроприводом. Так же был рассмотрен пример DC/AC преобразователя, который являлся демонстрацией, а не ...

Simulation theory: взаимосвязь квантово-химических расчётов и Реальности

Введение О чём этот текст Если человек услышит о «симуляции реальности», то в наиболее вероятно ему в голову придут или разные научно-фантастические произведения (типа Матрицы, Темного города, или Теоремы Зеро), или компьютерные игры. В случае людей, чьи головы засорены инженерным ...