ジャンクで目指す
走査型電子顕微鏡のページ
その１1：予備実験と装置の製作
２０１５年
５月２日
リアパネルのＳＳＲに端子台を介して制御信号を配線します。
パネル電圧計にＯＯ６Ｐ電池を接続し、小数点表示を設定しました。
フロントパネルのスイッチで油回転ポンプ、油拡散ポンプのＯＮ／ＯＦＦができるように配線を追加します。
５月３日
高圧電源以外の電気系がほぼ完成したので動作確認をします。
ＳＳＲで油回転ポンプのモータと油拡散ポンプのヒータを駆動して４５分くらい本引きしました。問題ないようです。
次はフィラメント電源の動作確認です。３．５Ｖでベルジャー内のタングステンフィラメントに通電し、正常に動作することを確認します。
分解したオシロのＣＲＴの加速／偏向部を使って電子を発射する準備です。加速／偏向部のホルダを作製します。Ｑｃａｄで図面を書いて、ＣＮＣフライスで４ｍｍのアルミパネルから切り出します。
１枚完成しました。２枚必要です。
５月４日
もう一枚作製して簡易コンタですり割りを入れ、すり割り部にアルミブロックをネジ止めしてクランプできるようにします。
ホームセンタで購入してあった６ｍｍのステンレスの長ネジをホルダに仮止めしてみました。
１９インチラックに電気系をまとめましたが、油拡散ポンプの冷却水が流れていないと、ヒータがＯＮにならないようにする回路を追加します。フォトインタラプタ（東芝Ｐ５０７Ａ）を分解して赤外線ＬＥＤとフォトトランジスタを取り出し、フローモニタに透明接着剤で貼り付けます。右は周囲の光が入らないように、新聞紙で包んで測定したフォトトランジスタの出力波形です。ケースが透明なプラスチックなので、完全なＯＮ／ＯＦＦにはなりませんが、フローモニタ内の羽根が回ると波形が出力されます。コンパレータを使えばＯＮ／ＯＦＦ信号になります。
５月５日
光が入らないようにフローモニタ全体を艶消し黒の缶スプレーで塗装しました。
回路側を作製します。コンパレータのＬＭ３３９とワンショットのＨＣ１２３を使って、水が流れている
ことを検出します。フロントパネルのスイッチとＡＮＤします。部品は手持ちがありましたが、写真の紙エポのユニバーサル基板は亜土電子工業のマークが入って
います。かなり古いですが、銅はきれいで磨かなくても問題なくハンダがのりました（笑）。
黒で塗装したフローモニタを元に戻して、フロントパネルにＬＥＤを２個追加しました。ＦＬＯＷがコンパレータの出力、ＥＮＡがＨＣ１２３の出力です。油拡散ポンプは粗引きの最高圧力が決まっているので真空計のセットポイントのリレー出力もヒータの駆動条件に加えた方が良いかもしれません。
５月６日
ベルジャー内で電子を発射する準備の続きです。２次電子検出器（電子顕微鏡用中古品）と反射
電子検出器（窓無しＰＩＮフォトダイオード）で実験を行いますが、双方とも光に非常に敏感です（当たり前ですが〜）。ベルジャーに被せる遮光ＢＯＸを作製します。アルミの
Ｌ字サッシを黒でペイントし、黒のプラダンを接続してＢＯＸを作ります。
とりあえず、周囲のみ完成。続いて天井も付けて全体が完成しました。Ｌ字サッシとブラダンの間は黒のバスコークでシールしてタイラップで固定してあるだけなので、まだ光が漏れています（笑）。
ベルジャーを遮光しても下に付いている、イオンケージがガラス製のため、ここも遮光する必要があります。
５月９日
ラック内に高圧発生部を入れました。
粗引き用の熱電対真空計のセットポイントリレー（約１０Ｐａ以下）から油拡散ポンプのヒータ用の制御信号を接続しました。ＬＥＤを追加してＲＯＵのラベルを貼ります。これでヒータがＯＮになる条件は粗引きの圧力が１０Ｐａ以下＆冷却水が流れている＆ＶＰスイッチがＯＮになっているという条件になりました。
５月１０日
高圧発生部の電圧をパネル電圧計で測れるようにオークションで購入しておいた１ＧΩの分割抵抗を接続してパネル電圧計に接続してみます。因みに、この電圧計の入力抵抗は１ＭΩです。
スライダックが１００Ｖの時、９．４５ＫＶになっています。日置の高圧プローブ＋テスタでは８．８２ＫＶです。
１Ｇ／１ＭΩで分圧して、入力抵抗１０ＭΩの電圧計で測定すると大体合うはずなので、外に１０ＭΩを外付けして再度、確認しました。今度は良さそうです。
遮光ＢＯＸのタイラップの穴を黒のバスコークで埋めました。
ジャンクの高圧電源から取り外した電流計は大きすぎて１９インチラックのパネルに取り付けできなかったので、別のアルミケースに入れました。フルスケールが少し低く、５００ｕＡ位がちょうどいいです。分流抵抗を追加すれば簡単に電流を増やせますが、２倍とかの場合にはメータの数字を書き直す必要があります。
ベルジャーベースに電子銃／偏向部を固定するステーを取り付けます。ホルダを載せてポンチでマークして〜
５ｍｍの穴を開けて、タップで６ｍｍネジを切り、長ネジを固定します。ステーの間に置いてあるのは分解した３インチのオシロのＣＲＴの蛍光面です。中心からずれているのは２次電子検出器用のスペースが右側に取ってあるからです。ステーにホルダを２枚、仮止めしてみました。
５月１６日
分解したオシロのＣＲＴの加速／偏向部を使ってベルジャー内で電子を飛ばしてみます。オークションで購入してあったオシロで電子銃部を駆動します。
駆動に必要な信号をＣＲＴのソケットから伸ばします。
５月１７日
フィードスルーを１本追加して全部で７本作りました。ビームの加速は５本で良かったので、１本追加すると、Ｘ、Ｙどちらか偏向できます。取り付け穴も１個追加しました。
前日に仮止めした電子銃ですが、気が付いたら、ガラス部が割れていました（泣）。ホルダの締め過ぎと思われます。ガラスを切って分解しているので余分な力には弱いです。失敗。
予備の電子銃に交換しました。これは外径が少し細いので、薄いアルミ板をホルダとの間に挟んで、軽く締め付けました。
フードスルーからポリウレタン線を伸ばしてソケット部に半田付けしました。本来、真空中での半田の使用はあまり良くないです。カシメの方が良いです。ソケット部がすでに半田付けなので、まあ良いでしょう。
ベルジャー内を本引き後、オシロの電源を入れます。ヒータの点灯が確認できます。しかし、電子は蛍光面に届いていないようで、発光しません。ＸかＹを偏向しても３インチ内に入らないです。
分解していないＣＲＴを使って確認します。オシロで使われているＣＲＴと型番が異なるので、フォーカスが合わないことは予想していたのですが、偏向しなければビームが中心に来ると思っていましたが、どうも違うみたいです。かなりずれています。この日は時間切れで終了。次回、偏向をもう１つ追加してＸ、Ｙ双方偏向できるようにして再テストします。
５月２３日
偏向をＸとＹ両方接続し、分解していないＣＲＴで確認。オシロのボリュームで中央に調整できます。
以前に作っていた遮光ＢＯＸの続きです。ＢＯＸが嵌るようにスポンジゴムで溝を作り遮光します。
フォーカスは無視して蛍光面を上げて、再確認しましたがスポットは発光せず。
夜になって周囲が暗くなってから再度確認、微かに発光していることが確認できます。シャッタスピード４秒です。Ｘ、Ｙともオシロの調整ボリュームで動きます。しかし非常に暗いです。何かおかしいです。
５月２４日
なぜ、暗いのか確認します。初めに電圧です。右は分解していないＣＲＴで正常に発光。
結果は分解していないＣＲＴもベルジャー内の分解したＣＲＴもほとんど同じでした。加速電圧約２ＫＶ、第一グリッドが約ー５０Ｖ、フォーカス用が約５００Ｖです。実験中に分解していないＣＲＴでもスポットが出なくなりました。オシロ側が壊れた可能性があります。
