tem_abc
第11楼2006/02/25
分辨率是电子显微学的基础,但实际上很多人都不能准确地表达它的含义。对有志于从事电镜工作的同仁,建议读一些相关的教科书。电镜里的分辨率有很多,从透射像上讲,有点分辨率、线分辨率和信息分辨率。注意,点分辨率和信息分辨率都是在倒易空间里定义的。
线分辨率更多地是电镜稳定性的测量,而不是光学系统的指标。通常在测试时以倾转样品和使用物镜光阑,以加强某一方向的干涉条纹。对于场发射枪,线分辨率通常在1埃。
点分辨率是衬度传递函数在薛泽欠焦下的第一个零点,也是可直接解释的分辨率,它受至于物镜的球差系数和电子波长。换句话说,如果你想要高分辨像上的暗点(或亮点)代表了原子位置,除了薄样品和最佳欠焦的条件,这些原子间距要大于点分辨率。否则条纹只能说明晶体的对称性(完整性、缺陷等)而不代表原子。
信息分辨率是衬度传递函数(由于电子束的部分相干性造成的衰减包络)衰减到一定百分比时所对应的分辨率,也就是电镜可传递的最小信息。即使在最佳欠焦的条件下,点分辨率到信息分辨率之间的信息可被记录,但仍不可直接解释。
下次再谈出射波重构和球差矫正器。
tem_abc
第14楼2006/02/26
知道了分辨率的概念,就可以谈如何改进分辨率了。场发射电镜的信息分辨率远高于点分辨率,但由于衬度传递函数的上下波动,高于点分辨率的高频信息是不可直接解释的。于是人们就想到如何用图像处理的方法,把这部分畸变的信息变废为宝。系列欠焦像出射波函数重构(focal-series exit-wave reconstruction),就是这样的一种方法。你可以这样简单地理解这种方法:从欠焦系列的每一张像中,选取没有畸变的信息,再合成一张(直到信息分辨率都)没有畸变的“超分辨率”像。由于在此过程中滤掉了电子光学系统的像差,合成像就相当于未进入物镜前、处在样品下表面的波函数,称为出射波函数。
人们早就知道减小物镜的球差系数可以增加点分辨率,但同时样品的活动范围、电镜的多样性都受到限制,因此就有高分辨型和分析型等的说法,具体在于物镜间距的大小。现代电镜技术配备的球差矫正器,可以人为地把球差系数修正成几个微米(通常是毫米数量级),而不影响物镜间距的大小。常规的点分辨率就不再是分辨率的限制因素,此时信息分辨率就变成了新的“点分辨率”。
综上所述,出射波函数重构和球差矫正器都是为了减小像差对透射电镜分辨率限制采用的手段,前者是软件的方法,后者是硬件的方法。