金相样品中景深检测方案(扫描电镜)

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PHENOMSCIENTIFIC飞 纳 电 镜 突破扫描电镜景深极限 发布者：飞纳电镜 扫描电镜作为一种基础显微成像工具，因具有超高的放大能力，从而被高校、科研院所、材料研发和质量分析部门广泛用于研发、生产过程。 相比于光学放大器件，扫描电子显微镜使用电子束进行成像，放大、分辨能力比光学显微镜有非常大的提升。 图1金相样品光学显微镜图像(左)和扫描电镜图像(右) 景深是一种普适用于所有的光学成像仪器的概念。所谓景深，就是照片中清晰图像的范围，景深越大我们看到的视野中清晰的范围就越大，或称景深分辨能力强反之景深越小(浅)，视野范围中能够清晰的范围越狭小，成像器材的景深分辨能力越弱(图2). 小景深大景深 图2小景深和大景深 光学元件中，只有一个参数会直接影响景深分辨能力，那就是光束的收敛角的大或小。光束到达焦点后，收敛角越小，其得到的景深越深，例如在照相机中，光圈直径的减小会直接将收敛角减小，景深则越深(如图3)。 图3照相机中光圈对景深的影响示意图 与光学显微镜相比，扫描电镜的成像介质(电子束)的汇聚性非常好，因此到达样品表面的电子束收敛角通常非常小，因而电镜的景深分辨能力往往比光学显微镜强(图4)。 图4扫描电镜(右)明显比光学显微镜(左)具有更好的景深分辨能力 但是，我们也同样需要明确，扫描电镜的景深分辨能力并非无限大。在遇到一些极其特殊的样品时，比如几乎垂直放置的多层膜材料(图5)，即使是扫描电镜也难以表现其全全细节。 图5近乎垂直放置的多层膜材料截面 Phenom 飞纳电镜为了应对这一问题，开发了独有的超景深成像模式。在该模式下，扫描电镜可以根据样品景深进行全视野扫描，并自动计算视野所有位置上可以获得最清晰图像的工作距离，随后连续自动曝光，最终得到理论景深无限制的扫描电镜图像。图6展示了超景深模式开启前和开启后的图像对比。 图6超景深模式开启前后效果对比 超景深图像可以满足大景深成像的应用场景，比如金属、水泥等材质的拉伸断口这类纵深较大的样品成像及分析(图7)，获得超景深图像可以使我们轻松看到此类样品的全部细节。 图7超景深使用场景(左：复杂形状截面；右：多种材料拉伸断口) 扫描电镜作为一种基础显微成像工具，因具有超高的放大能力，从而被高校、科研院所、材料研发和质量分析部门广泛用于研发、生产过程。相比于光学放大器件，扫描电子显微镜使用电子束进行成像，放大、分辨能力比光学显微镜有非常大的提升。  图1 金相样品光学显微镜图像（左）和扫描电镜图像（右）Phenom 飞纳电镜为了应对这一问题，开发了独有的超景深成像模式。在该模式下，扫描电镜可以根据样品景深进行全视野扫描，并自动计算视野所有位置上可以获得最清晰图像的工作距离，随后连续自动曝光，最终得到理论景深无限制的扫描电镜图像。图 6 展示了超景深模式开启前和开启后的图像对比。图6 超景深模式开启前后效果对比