予備実験計画の計画

 いくつかの予備実験をクリアしなければ電子顕微鏡の製作どころか設計すらで きない。ここでは製作に必要なノウハウを習得するための予備実験について考え てみる。具体的な実験計画はまだ先になるのであくまでも予備実験計画の計画だ。


電子線制御

 電子銃、電子レンズおよび高圧電源まわりの取り扱いに関する実験。
 電子銃はまだしも電子レンズは製作が困難だと思われる。そのため電子顕微鏡 には市販のブラウン管から取り外したものを用いようと考えている。よって予備 実験でもブラウン管のものを用いる。高圧電源および制御回路はブラウン管用の ものは用いずに新たに用意する。
 以上のことから次に挙げる物を用意する。

・ブラウン管(モニターもしくはテレビから取り外す)
・高圧電源装置(既製品:~10kV程度)
・制御用ハード(マイクロCPU:H8など)

 電子銃や電子レンズはブラウン管に取り付けられた状態のまま実験に使う。そ うすることにより(予備実験では)真空容器や真空ポンプなどが不要となる。ま た電子線の挙動チェックは蛍光面の輝点移動により行う。

 ブラウン管は電子線を広げる側に制御するように設計されている。そのためこ の実験構成では電子顕微鏡に必要となる対物レンズの制御実験ができない。また 電子顕微鏡用の対物レンズとしてどのようなものを用意するかも考えなければな らない。ブラウン管用の電子レンズをひっくり返せば対物レンズとして使えるか もしれない。この辺を含めて予備実験に際し原理から調べる必要あり。


電子検出

 電子増倍管および高圧電源まわりの取り扱いに関する実験。
 電子増倍管の製作・販売元である浜松ホトニクスに問い合わせてみたところ、 電子増倍管の販売価格は1本18万円!とても予備実験に用意して使えるものでは ない。そのため予備実験では制御回路、原理的にほとんど同じである光電子増倍 管(ホトマル)を用いる。
 以上のことから次に挙げるものを用意する。

・光電子増倍管(ヘッドオン型)
・高圧電源装置(既製品:~1.5kV程度)
・高速オペアンプ ・制御用ハード(マイクロCPU:H8など)

 光電子増倍管からの信号をオペアンプで増幅をしH8でA/D変換する。回路的に は本番用のものと全く同じ構成となる。電子顕微鏡用に用いる二次電子もしくは 反射電子検出器として電子増倍管を用意するかどうかも考えておく必要あり。


真空容器

 真空ポンプおよび真空チャンバーの取り扱いおよび製作に関する実験。
 次に挙げるものを用意する。
・真空ポンプ(既製品:~10-1Pa)
・真空計(既製品:~10-1Paまで計測可能なもの)
・真空チューブ(既製品)
・真空容器(未定)

 予備実験を通じて真空にしたときに必要となるチャンバーの強度を考えながら 電子顕微鏡の鏡筒として使える材料を考える。とりあえずは真空を使い真空蒸着 か真空放電などで遊んでみるのがいいだろう。
 とにかく”真空”がどのようなモノなのかが全く分からない。1から手探りを しながら作業する必要あり。



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