掃描電子顯微鏡借助算法提高分辨率
分類:公司新聞 發布時間:2024-01-03 28978次瀏覽
掃描電子顯微鏡的分辨率取得了重大進步,已進入亞納米級,這在很大程度上歸功於硬...
西安掃描電子顯微鏡的分辨率取得了重大進步,已進入亞納米級,這在很大程度上歸功於硬件的改進,如更亮的場發射電子源,更好的電子光學設計(如單色器、像差矯正和減速技術等),更高效的探測器,以及更好的真空和更穩定的樣品台。分辨率提升的效果顯而易見,但是也通常伴隨著複雜性和成本的顯著增加。

congdianziguangxueshangkaoliang,yingjianjinbudejibenyuanlishichixujianxiaoshubanyidailaigenghaodefenbianlv,tongshibuguoyuxishengshuliu。weihuodegenghaodexinzaobi,youshihaiyaozengjialeijishijian。danzhexiecuoshirengyouxuduoxianzhi。shouxian,liangdufangchengfanyingchudeshuliuheshubandemaodunmeiyoudedaogenbenjiejue,shuliubenshenyenanyitongshijianguchenduyuzhihefenbianlv。qici,dangmianduishengwuyangpindengdianzishuminganyangpinshi,tongguozengjiazhuliushijianlaigaishantuxiangdexinzaobidezuofakenengdaozhiyangpinpiaoyi,wuranhesunshang。
jiyuruanjiandejishukeyitigongyizhongtigaofenbianlvdecelve,zhezhongfangfajiangdileduiyingjianhechengbendeyaoqiu,zaiweilaikenenghuishoudaogengguangfandeguanzhu。ciwai,suanfadejinbuhejisuannenglidedafutigao,jiyuruanjiandefangfayebiguoqugengweishiyong。
在(zai)電(dian)子(zi)光(guang)學(xue)中(zhong),理(li)想(xiang)物(wu)點(dian)尺(chi)寸(cun)因(yin)衍(yan)射(she)及(ji)其(qi)他(ta)像(xiang)差(cha)的(de)存(cun)在(zai)而(er)擴(kuo)展(zhan),再(zai)考(kao)慮(lv)到(dao)電(dian)子(zi)束(shu)與(yu)樣(yang)品(pin)作(zuo)用(yong)後(hou)各(ge)種(zhong)信(xin)號(hao)溢(yi)出(chu)後(hou)的(de)空(kong)間(jian)分(fen)布(bu),這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)電(dian)子(zi)分(fen)布(bu)在(zai)一(yi)個(ge)較(jiao)廣(guang)的(de)範(fan)圍(wei),而(er)不(bu)再(zai)單(dan)純(chun)反(fan)映(ying)局(ju)域(yu)的(de)信(xin)息(xi)。當(dang)信(xin)號(hao)電(dian)子(zi)的(de)空(kong)間(jian)分(fen)布(bu)遠(yuan)超(chao)出(chu)樣(yang)品(pin)像(xiang)素(su)大(da)小(xiao),這(zhe)會(hui)導(dao)致(zhi)圖(tu)像(xiang)中(zhong)嚴(yan)重(zhong)的(de)像(xiang)素(su)重(zhong)疊(die)和(he)模(mo)糊(hu)。
從光學和信息論的角度看,這些造成模糊的因素可以被視為點擴散函數(Point spread function,PSF)。當相平麵沒有任何樣品時,PSF可以被認為是垂直於電子束軸的聚焦麵上電子的空間分布;當測試樣品時,再將形貌因素、信號電子的溢出區和空間分布考慮進去,得到電子束的空間分布曲線。所以PSF跟電子光學係統和樣品都有關。
理想的PSF應該盡可能小,但現實中的成像係統具有不理想的PSF,huidaozhishicetuxiangshizhenhuomohu。shicetuxiangkebeishiweizhenshituxianghediankuosanhanshudejuanji。ruguonenghuozhidiankuosanhanshuheshicedetuxiang,tongguoqujuanjikeyihaiyuanqingxidezhenshituxiang。zhegeguochengyebeichengweituxiangxiufu(Image restoration)。但是點擴散函數測量難度較高,反卷積會增加噪聲和偽影。
suizheduituxiangxiufusuanfayanjiudeshenruhejisuannenglidezengqiang,zaidianjingtuxiangxiufushangyechuxianlehenduoxindejiqixuexisuanfa。youxiewenxianduibihepinggulejinnianlaidegezhongdianjingtuxiangxiufusuanfa,renweituxiangzhongdezaoshenghemohutongguoheshidesuanfachulishikeceliang、可消除的。大部分方法需要測量或估算PSF,不少文獻給出了PSE的測量方法。然後結合算法如維納濾波、貝葉斯方法等對圖像進行修複。
PSF方(fang)法(fa)結(jie)合(he)貝(bei)葉(ye)斯(si)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)在(zai)銳(rui)化(hua)圖(tu)像(xiang)的(de)同(tong)時(shi)不(bu)引(yin)入(ru)偽(wei)像(xiang)。圖(tu)像(xiang)的(de)修(xiu)複(fu)降(jiang)低(di)了(le)成(cheng)像(xiang)對(dui)束(shu)斑(ban)的(de)要(yao)求(qiu),大(da)束(shu)斑(ban)也(ye)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)清(qing)晰(xi)的(de)圖(tu)像(xiang)。通(tong)過(guo)圖(tu)像(xiang)修(xiu)複(fu),碳(tan)膜(mo)上(shang)金(jin)納(na)米(mi)顆(ke)粒(li)在(zai)低(di)加(jia)速(su)電(dian)壓(ya)非(fei)減(jian)速(su)模(mo)式(shi)時(shi),可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)減(jian)速(su)模(mo)式(shi)或(huo)者(zhe)高(gao)加(jia)速(su)電(dian)壓(ya)的(de)圖(tu)片(pian)效(xiao)果(guo)。
PSF並結合去卷積的方法,提高各種類型電鏡的背散射電子、二er次ci電dian子zi和he透tou射she電dian子zi圖tu像xiang的de分fen辨bian率lv和he質zhi量liang,同tong時shi還hai能neng夠gou將jiang像xiang散san和he離li焦jiao的de圖tu像xiang進jin行xing修xiu複fu。加jia之zhi電dian鏡jing圖tu像xiang是shi數shu字zi化hua形xing式shi處chu理li和he存cun儲chu的de,可ke以yi選xuan擇ze數shu字zi圖tu像xiang處chu理li技ji術shu降jiang低di噪zao聲sheng。
在某些條件下,光鏡和透射電鏡的PSF受影響因素較少,可以較簡單地從成像過程的物理定律中算出。但是由電子在樣品內部的多次散射,在西安掃描電鏡zhongquedingdiankuozhanhanshudekunnanhaihenda。wenxianzhongdechenggongyingyonghaijiaoshaodijuxianzaixingmaohechengfenjiaojiandandeyangpinzhong。erqie,xianzaituxiangxiufudeyingyonganlihaijiaoshao,xiufudefangfajiaofansuo,suanfahaiyouhendatishengkongjian。
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