图像扫描

扫描电子显微镜是观察物质微观表面形貌的主要工具，它主要由真空系统、电子光学系统、图像系统和控制系统组成。现代扫描电子显微镜图像显示系统和控制系统都已经实现PC控制下的数字化，同时增加了图像处理功能，能够容易的与通用软件相结合，方便编辑报告、论文和信息传送。对于早期模拟图像系统和专用计算机控制的数字图像系统的扫描电子显微镜可以通过外接计算机图像采集系统实现模拟图像数字化，或图像系统数字化。什么是模拟图像数字化？就是将获取的图像模拟信号经过模数转换器（ADC）变成数据输入到计算机中存储、显示和处理。根据这种原理制成的图像系统，就是我们常说的被动式图像系统。其优点：采集卡电路简单，价格便宜。缺点：安装、调试困难，因为它需要和扫描电子显微镜的扫描系统同步，所以要改变原扫描电子显微镜内部电路，稍不小心就会造成事故，给扫描电子显微镜带来硬伤。另外，由于不能和扫描电子显微镜扫描真正同步，采集到的图像变形，最为明显的是圆变为椭圆，同时不能实时处理，只有将采集到的图像存储以后进行处理，才可以输出。什么是图像系统数字化？用数字扫描系统替代模拟扫描系统，由此获取的图像信号数据，完全对应电子束扫描点上的样品信息，图像显示分辨率对应电子束在样品上扫描过的行和列的点数，图像扫描和图像显示全数字化。需要说明的是现代数字扫描电子显微镜自定义分辨率值为：1024×1024，这是一个最佳值（从采集速度和分辨率两方面考虑），这和被动式图像系统所谓的图像分辨率不是一个概念。我们称这样的系统为主动式图像系统，国外升级扫描电子显微镜也是采用此种方法。其优点：图像质量高，速度快，不会产生图像变形等问题，安装简单，因为所有扫描电子显微镜都预留有外部图像控制接口，当外部控制信号到来时，内部扫描部分自动被旁路，显示部分被消隐，不需要改变任何内部电路结构。缺点：采集卡电路复杂，成本高。 综述，以上介绍了两种扫描电子显微镜改造图像系统的方法，最主要的区别在于是“被动式图像系统”还是“主动式图像系统”上，其中主动式图像系统是近年来国际上普遍使用的，因为被动式图像系统是一种早期图像数字化过渡产品，所谓的图像分辨率实质上是模拟信号取样点数，并非数字图像分辨率，像质较差，而主动式图像系统标称的分辨率才真正是数字图像分辨率，可以有效提高图像质量。

SkyScan 1172/1272是新一代桌面micro-CT的代表，在机械构造方面有了新的改进，样品台和X射线照相机均可以移动，这一改进空前的使图像分辨率、样品大小限制、扫描速度和样品量等参数达到最佳结合点。SkyScan 1172/1272创新的可调节设计特别有利于中等分辨率水平，此时扫描速度会是旧型号的十倍左右（获取同样的或更好的图像质量）.通过SKYSCAN显微CT,在地质学、油气勘探方面可以实现：1、三维容积成像（以蓝色显示孔隙网络，以黄色显示方解石基质）详细附件。2、对天然岩心进行扫描，并进行三维重建和定量精确分析3、低渗透岩石心孔隙结构参数进行定量分析 4、岩心中微孔隙的空间分布，连通和渗透性分析5、各类粘土矿物空间分析6、地质工程类的检测研究7、其它......

通过之前的 “如何通过选择加速电压来提高扫描电镜的图像质量” 与 “样品导电性对扫描电镜成像的影响” 这两篇文章，大家都了解了加速电压与样品导电性对图像的成像质量有非常大的影响。其实，除了加速电压与样品的导电性，电镜的束流强度、图像亮度对比度、图像像散等都会影响扫描电镜图像的成像质量。今天，这篇文章将围绕如何选择束流强度，提高样品的成像质量。

通过之前的文章，大家了解了 “加速电压” 与 “束流强度” 对图像的成像质量有非常大的影响。其实除了加速电压、样品的导电性、电镜的束流强度，像散、图像的亮度对比度等都会影响扫描电镜图像的成像质量。今天，这一篇文章将教大家了解消除像散的重要性，提高样品的成像质量。

样品制备在扫描电镜分析中占有重要地位，它关系到微观图像的观察效果。如果制备的样品不适用于扫描电镜的观察条件，则很难拍摄出好的图像。众所周知，理想的扫描电镜样品一定是导电性非常好的，例如金颗粒、锡球等金属类材料。对于不导电的样品，如生物材料、纸张、塑料和陶瓷等，容易造成放电、图像漂移等现象，这些都是荷电效应产生的。

在扫描电镜发展历史中，长期都是不断提升二次电子探头的能力，使得二次电子分辨率不断提升，不断稳定，背散射探头的功能始终被作为辅助功能，甚至做为选配探头，一直难以体现其实际能力。或许是能谱仪 EDS 的问世，背散射探头 BSD 才慢慢开始暂露头角。到了台式扫描电镜的流行，又让背散射探头 BSD 的能力发挥得淋漓尽致，当然这也仅限是优秀背散射探头的 BSD 探头。

如果您需要优质的扫描电镜（SEM）图像，样品制备至关重要。每个扫描电子显微镜都配有样品杯或载物台，使样品可以载入其中。

用户在使用扫描电镜过程中，通常需要对粉末微颗粒样品、晶相样品、医学组织细胞的几何扫描电镜呈像时多采用的是二次电子或者背散射电子，获取的图像都是二维图像，但是在很多时候对于表面不平整的样品我们需要了解它在Z方向上的衬度，例如断口样品的表面轮廓、粗糙度或者某一特征区域的高度等等。在TESCAN 扫描电镜上可以搭载3D测量功能，通过电子束的摇摆或者样品台的摇摆获得同一个位置两张或者三张不同角度的照片，利用三维重构算法实现扫描二维向三维的转换，从而对样品进行三维成像。它对于失效分析类似的工作具有很大的帮助。

扫描电镜（SEM）用电子束扫描样品表面，收集携带电子束与样品相互作用信息的反射电子。如果样品仓内残留有空气，空气原子与电子束相互作用，部分偏转电子，并在图像上增加噪声。这就是扫描电镜成像前必须达到一定真空度的原因。但是，虽然高的真空对于准确的分析来说是至关重要的，但它也会对某些类型的材料成像产生负面影响，例如含有水分的样品。阅读这篇博客，了解如何在扫描电镜的真空环境中观察对真空敏感的样品，并保持样品结构完整。

使用扫描电子显微镜，可观察不同植物孢子的表面结构特征。而使用高亮度肖特基晶体为电子源的场发射扫描电子显微镜，在高分辨率和低图像噪声方面的突出特点使之特别适合应用于植物孢子的细节观察与研究。本文中，采用TESCAN公司高分辨肖特基灯丝的MIRA3型场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）对四种金鱼藻的孢子形貌进行了观察表征。

扫描电镜作为一种有效的显微结构分析工具，可以对各种材料进行多种形式的表面形貌的观察与分析。他具有分辨率高、景深长、成像富有立体感等优点。利用扫描电镜的图像研究法分析显微结构，其内容丰富、方法直观。随着现代生活对新型建材的需求不断增长，扫描电镜显微测试技术在无机非金属材料学科领域中的应用也日益广泛。

扫描电镜在观察生物样品时，具有以下特点：多角度观察样品的表面结构；不需要将样品切成薄片；景深大、图像立体感强；放大倍数从几十倍到几十万倍连续可调；在观察形貌的同时可以对微区的成分进行定量和定性分析。而能否获得真实、清晰、理想的扫描电镜观察结果，样品的制备过程是关键。

扫描电子显微镜（SEM）利用电子束从纳米尺度的样品中获取信息。所检测到的主要信号类型是背散射电子（BSE）和二次电子（SE），它们在高倍率下生成样品的灰度图像。然而，还有许多其他的电子与样品表面物质相互作用的产物——这些信号可以提供关于样品的额外信息。在这篇博客中，我们将阐述扫描电镜中的能谱（EDX）是如何工作的。

扫描电子显微镜主要用于样品表面微观形貌观察，但在观察样品过程中经常由于荷电效应使得图像异常变亮、畸变，甚至出现图像模糊的情况，严重影响成像质量。

在进行扫描电镜（SEM）分析时，为了获得感兴趣区域最佳的图像效果，必须考虑一些重要的参数。其中一个很重要的参数就是加速电压，它是加在电子枪的阴极和阳极之间，用来加速电子产生电子束的。加速电压的选择与样品的导电性、放大倍数及图片质量等因素有关。一般来说，加速电压越高，图像的分辨率越高。

正是为了满足塑料行业改进产品性能的需求，电子显微镜图像和分析为其提供了有效的手段。 利用扫描电子显微镜（SEM），科学家们可以观察纳米级的图像特征，并测量产品的重要参数，如粒径、纤维直径和厚度等。 这些结果有助于改善聚合物组成和生产工艺，从而提高开发产品的性能。

生物样品、如植物、昆虫、细胞组织、病理组织和细菌病毒等,要获得清晰真实的扫描电镜图像，需要解决样品失水变形和图像放电的问题。本文针对不同生物样品的特点，给出四种形貌观察的解决方案，分别是高真空下用低加速电压观察，冷冻干燥或临界点干燥处理，冷冻传输附件制备，低真空模式。

根据检测原理，超声C扫描检测系统由超声探头／超声波探伤仪／扫描机构／单片机控制和计算机系统总控平台组成。计算机首先发送控制信号给单片机，并将信号传递给扫描机构，扫描机构拖动超声波探头在水槽中进行二维扫描，同时超声波探伤仪将探头测得的检测信号实时传给计算机，计算机将探头所在位置和测得的检测信号综合形成二维扫描图像。本方案利用自动超声波系统针对工件内部的宏观缺陷进行A/B/C-扫描检测，并统计计算缺陷大小、位置、面积。

COXEM 台式扫描电镜（EM30）具有业内高分辨率（8nm）及连续可调的加速电压（1-30KV）——加速电压越高，电子束波长越短，分辨率越高。如图所示为一种光纤样品在不同放大倍数下的二次电子图像。

传统意义上来说扫描电镜即是新型的电子光学仪器。它具有制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点。数十年来，扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中。随着各个学科的深入交叉，不同的需求越来越多，扫描电镜的附加功能也越来越多，例如，在扫描电镜上增加阴极荧光（CL）、冷热台、EBSD、电极插件等等，这些一般都是应用于科研工作中，而除此之外的针对不同样品的特殊要求的拓展却并不多。在台式扫描电镜中却有专门针对客户不同需求所设计的不同专业的软件，对于不同类型样品和要求的客户来说，大大提高了扫描电镜的拓展功能和使用效率，可以解决许多实际问题，因此在各行各业中应用越来越广泛。

在日常生活中，我们使用到的很多物品都是由纤维生产的。使用扫描电镜（SEM）来分析纤维，可以得到高分辨率的图像、元素信息，还可以在短短几分钟内自动测量数千个纤维直径。

Phenom Pro （飞纳台式扫描电镜 专业版）是Phenom（飞纳）产品中最顶尖的型号，在继承了Phenom（飞纳）第一代（G1）产品操作方便、30秒快速成优质图像、售后无忧等优点的同时，电镜分辨率和图像质量显著提高。 采用了寿命高达1500小时的新一代CeB6灯丝和分辨率更高，功能更全的光学显微镜，提高后的光学显微镜有聚焦功能，放大倍数在20-120倍之间，具备明场和暗场两种模式。

COXEM台式扫描电镜（EM30）具有业内最高的分辨率（8nm）及连续可调的加速电压（1-30KV）——加速电压越高，电子束波长越短，分辨率越高。如图所示为一种光纤样品在不同放大倍数下的二次电子图像。

飞纳台式扫描电镜颗粒统计分析测量系统（Phenom Particle Metric），简称颗粒系统，由荷兰 Phenom-World 公司发布于 2013 年 11 月。颗粒系统通过颗粒与背景衬度的差异对颗粒进行图像识别，在获取 SEM 图像的同时可以获取所有颗粒的形貌数据，例如直径、等效面积、等效体积、圆度等。并且可以将这些数据进行统计。颗粒探测范围：100 nm - 0.1 mm，颗粒探测速度高达 1000 颗/分。

您是否还在耗费大量时间获取扫描电镜图像？您是否还在和海量的数据收集和分析做斗争？您是否还在担心人为检测的准确性？自动化等级的初、中、高级水平，适合您的是哪个？

纸，由含植物纤维的原材料经过制浆、调制、抄造、加工等工艺制成。扫描电子显微镜是一种有效的显微结构分析工具，其优点包括能够直接观察样品表面结构、样品多角度观察，景深大、图像富有立体感，图像放大范围广、分辨率高，对样品污染和损伤小等。随着扫描电镜技术的发展，其优越的性能在造纸学科微观领域中的应用日益广泛，可应用于研究纸张纤维形态，造纸填料种类和分布情况，涂布纸涂层形貌和结构及分析涂料配方等，能够帮助人们更好地理解纸张结构、性质、工艺过程以及环境保护等相关问题。

随着台式低真空扫描电子显微镜(LV-SEM)发展，研究者利用其比光镜的放大倍数和分辨率高得多的特点，发现了一种应用于肾活检标本显微切片研究方法。通过常规PASE染色和Tottori大学医学院解剖学系的Sumire Inaga博士发明的铂蓝染色方法，台式扫描电镜可对同一位置组织病变的超细结构图像进行检测。

扫描电镜检测是材料微观形貌观察必不可少的研究手段，但水凝胶材料由于含有大量水分或有机溶剂，无法直接放入电镜中观察。电镜工作需要维持高真空环境，而水分在真空中会迅速挥发，导致图像异常甚至电镜故障。因此，对于水凝胶样品，通常需要进行冷冻干燥处理，将水分去除后再进行拍摄。

装饰纸原纸的开发离不开造纸工艺和化学品的共同开发。扫描电镜是一种高效的显微结构分析工具，具有直接观察样品表面结构，样品多角度观察；样品制备简单，操作简单；景深大，图像富有立体感；图像放大范围广，分辨率高；电子束对样品污染和损伤小的特点，是促进装饰纸研发的有效工具。

通常来说，操作人员更愿意使用更高的加速电压去成像，当加速电压较大时，信噪比更好，分辨率更高，更容易得到“清晰”的图像。但低加速电压却是当今扫描电镜的发展趋势，这是什么原因呢？今天，这篇文章将围绕“低加速电压成像”展开讨论。电子束与样品相互作用将会激发出多种电子信号，包括背散射电子（BSE）、二次电子（SE）等。二次电子（SE）主要表征样品的表面形貌信息，激发深度一般低于 10nm，主要表征样品的表面形貌信息。