除了加速電壓、樣品的導(dǎo)電性、電鏡的束流強(qiáng)度，像散、圖像的亮度對(duì)比度等都會(huì)影響掃描電鏡圖像的成像質(zhì)量。

今天，這一篇文章將教大家了解消除像散的重要性，提高樣品的成像質(zhì)量。

像散的定義可能會(huì)比較抽像，所以，小編用近視的散光來進(jìn)行對(duì)比：

當(dāng)近視看月亮?xí)r，月亮?xí)容^模糊，但仍是一個(gè)圓形。

當(dāng)近視有散光看月亮?xí)r，看到的月亮?xí)霈F(xiàn)變形。

電鏡的像散就如同散光，當(dāng)圖像有像散時(shí)，在聚焦的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)圖像拉伸變形，失去原本的形狀，這也是判斷像散的依據(jù)。如果在聚焦的過程中，沒有發(fā)現(xiàn)圖像出現(xiàn)拉伸變形，僅僅只是圖像虛化，那便說明沒有像散。

像散是影響圖像清晰度的重要因素。尤其是高倍圖片——在用高加速電壓、低束流拍攝高倍率圖片時(shí)，一般都需要進(jìn)行消像散。下面，通過幾組圖片，讓大家更好的理解消像散對(duì)高倍率圖像的重要性。

錫球，放大倍數(shù)是 79000 倍，左邊圖像無像散，右邊圖像有像散

電極材料，放大倍數(shù) 50000 倍，左邊圖像無像散，右邊圖片有像散

炭材料，放大倍數(shù) 20000 倍，左邊圖像無像散，右邊圖片有像散

當(dāng)掃描電鏡圖像出現(xiàn)像散時(shí)，對(duì)其進(jìn)行聚焦，圖像會(huì)出現(xiàn)拉伸感，如下圖所示，消像散需要實(shí)驗(yàn)員具有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，才能準(zhǔn)確識(shí)別并消除象散。

飛納電鏡 Rel 4.6 的自動(dòng)消像散功能可以輕松解決掃描電鏡初級(jí)操作者無法熟練消像散的問題。

除了加速電壓與樣品的導(dǎo)電性，電鏡的束流強(qiáng)度、圖像亮度對(duì)比度、圖像像散等都會(huì)影響掃描電鏡圖像的成像質(zhì)量。今天，這篇文章將圍繞如何選擇束流強(qiáng)度，提高樣品的成像質(zhì)量。

掃描電鏡的發(fā)射束流強(qiáng)度對(duì)圖像的信噪比和分辨率（resolution）有著決定性的影響。大束流可以提高圖像的信噪比，但是分辨率較低。小束流則正好相反，具有較高的分辨率，但信噪比較差。

在這里，小編需要給大家簡單科普一下分辨率與信噪比的含義，有利于大家理解后面的內(nèi)容：

分辨率是掃描電鏡主要性能指標(biāo)，對(duì)成像而言，指能分辨兩點(diǎn)之間的最小距離（如圖 1 所示）。通常來說，分辨率越高，樣品的邊緣會(huì)越鋒利。

圖1  分辨率定義（兩點(diǎn)間距離）

對(duì)于信噪比，是指一個(gè)電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號(hào)與噪聲的比例。如圖 2 (a) 所示，圖像出現(xiàn)許多雪花點(diǎn)，說明圖像的信噪比較差，當(dāng)信噪比較差時(shí)，聚焦會(huì)非常困難，很難獲取高質(zhì)量圖片。

圖 2  信噪比對(duì)比

飛納電鏡束流強(qiáng)度默認(rèn)有 Low 或 Charge Red（低束流）、Image（標(biāo)準(zhǔn)束流）、Point（能譜點(diǎn)掃）、Map（能譜線面掃）四檔可選。

通過與用戶交流，發(fā)現(xiàn)許多用戶通常使用 10kV 與 Image（標(biāo)準(zhǔn)束流），當(dāng)圖像信噪比較差時(shí)（雪花噪點(diǎn)比較多），會(huì)通過增大加速電壓（15kV）與束流強(qiáng)度（Point、Map）去提高圖像的信噪比。

對(duì)于低束流（Low），很少有用戶去使用它，但對(duì)于經(jīng)常拍攝高倍率圖像的用戶而言，低束流（Low）的重要性不言而喻。

現(xiàn)在，通過幾組圖片，讓大家更好地理解低束流對(duì)于高倍率圖像的重要性。

1. 樣品為金顆粒，放大倍數(shù) 150000X

掃描電鏡數(shù)：加速電壓為 15kV，束流強(qiáng)度分別為Low（左）、Image（右）

2. 樣品為硬質(zhì)合金，放大倍數(shù)為 10000X

掃描電鏡參數(shù)：加速電壓為 15kV，束流強(qiáng)度分別為 Charge Red（左）、Image（右）

3. 樣品為礦石材料，放大倍數(shù)為 40000X

掃描電鏡參數(shù)：加速電壓為15kV，束流強(qiáng)度分別為 Low（左）、Image（右）

4. 樣品為電極材料，放大倍數(shù)為 80000X

掃描電鏡參數(shù)：加速電壓為 10kV，束流強(qiáng)度分別為 Low（左）、Image（右）

5. 樣品為無機(jī)材料，放大倍數(shù)為 50000X

掃描電鏡參數(shù)：加速電壓為 15kV，束流強(qiáng)度分別為Low（左）、Image（右）

通過上述幾組圖片，可以幫助大家更好地理解束流強(qiáng)度對(duì)掃描電鏡成像質(zhì)量的影響。

在使用低束流時(shí)，圖像的分辨率更高，成像質(zhì)量更好。但是如果樣品的導(dǎo)電性一般，信號(hào)弱，過低的束流強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致圖像聚焦、消像散非常困難和噪音信號(hào)太大等問題，從而影響圖像質(zhì)量。為了兼顧分辨率與信噪比這種相互矛盾的關(guān)系，選擇適中的束流強(qiáng)度是十分重要的。

總結(jié)

1. 當(dāng)選用低束流 (Low 或 Charge Red) 拍攝高倍率掃描電鏡圖像時(shí)，選擇zui高加速電壓；

2. 當(dāng)選用低束流 (Low 或 Charge Red) 拍攝高倍率掃描電鏡圖像時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖像信噪比較差（雪花點(diǎn)較多），無法正常聚焦等操作，可以嘗試逐漸增大束流強(qiáng)度 (Image Point)。

    金相顯微鏡適用于金相組織及表面形態(tài)的觀察，是金屬學(xué)、礦物學(xué)、精密工程學(xué)研究的理想儀器。金相顯微鏡具有穩(wěn)定性好、成像清晰、分辨率高、視場(chǎng)大而平坦的特點(diǎn)。因其對(duì)被測(cè)物進(jìn)行既定性又定量地進(jìn)行分析，故金相顯微鏡是廣泛用于冶金、機(jī)械加工、科技等行業(yè)的測(cè)量儀器。

　　由于客觀條件，任何金相顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)都不能生成理論上理想的像，各種像差的存在影響了成像質(zhì)量。下面分別簡要介紹各種像差。

　　1、金相顯微鏡的球差

　　球差是軸上點(diǎn)的單色相差，是由于透鏡的球形表面造成的。球差造成的結(jié)果是，一個(gè)點(diǎn)成像后，不在是個(gè)亮點(diǎn)，而是一個(gè)中間亮邊緣逐漸模糊的亮斑，從而影響金相顯微鏡成像質(zhì)量。

　　2、色差

　　色差是金相顯微鏡透鏡成像的一個(gè)嚴(yán)重缺陷，發(fā)生在多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)生色差。白光由紅 橙 黃 綠 青 藍(lán) 紫 七種組成，各種光的波長不同 ，所以在通過透鏡時(shí)的折射率也不同，這樣物方一個(gè)點(diǎn)，在像方則可能形成一個(gè)色斑。光學(xué)系統(tǒng)Z主要的功能就是消色差。色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置觀察都帶有色斑或暈環(huán)，使像模糊不清。而放大率色差使像帶有彩色邊緣。

　　3場(chǎng)曲

　　場(chǎng)曲又稱“像場(chǎng)彎曲”。當(dāng)金相顯微鏡透鏡存在場(chǎng)曲時(shí)，整個(gè)光束的交點(diǎn)不與理想像點(diǎn)重合，雖然在每個(gè)特定點(diǎn)都能得到清晰的像點(diǎn)，但整個(gè)像平面則是一個(gè)曲面。這樣在鏡檢時(shí)不能同時(shí)看清整個(gè)像面，給觀察和照相造成困難。因此金相顯微鏡的物鏡一般都是平場(chǎng)物鏡，這種物鏡已經(jīng)矯正了場(chǎng)曲。

　　4、像散

　　像散也是影響金相顯微鏡清晰度的軸外點(diǎn)單色像差。當(dāng)視場(chǎng)很大時(shí)，邊緣上的物點(diǎn)離光軸遠(yuǎn)，光束傾斜大，經(jīng)透鏡后則引起像散。像散使原來的物點(diǎn)在成像后變成兩個(gè)分離并且相互垂直的短線，在理想像平面上綜合后，形成一個(gè)橢圓形的斑點(diǎn)。像散是通過復(fù)雜的透鏡組合來消除。

　　5、慧差

　　慧差屬軸外點(diǎn)的單色像差。軸外物點(diǎn)以大孔徑光束成像時(shí)，發(fā)出的光束通過金相顯微鏡透鏡后，不再相交一點(diǎn)，則一光點(diǎn)的像便會(huì)得到一逗點(diǎn)狀，型如慧星，故稱“慧差”。 

（來源：上海西努光學(xué)科技有限公司）