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在掃描電子顯微鏡（SEM）中，試樣表面凹凸不平的細(xì)微起伏，呈現(xiàn)到顯示屏上的二次電子圖像中表現(xiàn)為明暗反差的不同，這是來(lái)自試樣表面各點(diǎn)二次電子信號(hào)的強(qiáng)弱差異之故。二次電子發(fā)生變化的原因主要是由于入射電子束與各微區(qū)之間傾斜角的不同來(lái)決定的。

當(dāng)在小光欄和小束斑下，而放大倍率又很高時(shí)，很難得到足夠的反差，圖像上就會(huì)出現(xiàn)明顯的麻點(diǎn)、噪聲，影響圖像的信噪比。掃描電鏡圖像的這種反差的減小和噪聲的混入造成了圖像質(zhì)量的下降，掃描電鏡信號(hào)變?nèi)醯那闆r往往是在高放大倍率下，為了得到高分辨的圖像而把電子束斑縮得太小，從而在得不到足夠大的束流密度的支持時(shí)，就會(huì)使圖像的信噪比明顯下降。

入射的電子束流中本身就含有來(lái)自電子源的發(fā)射噪聲，也就是所發(fā)射的電子數(shù)量具有漲落統(tǒng)計(jì)方面的變動(dòng)，而且入射電子束激發(fā)出試樣中的二次電子后，二次電子受柵網(wǎng)吸引打到閃爍體上，使閃爍體發(fā)光產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換和在光電倍增管中進(jìn)行倍增放大的這一連串過(guò)程中，這些也都是統(tǒng)計(jì)噪聲增.大的主要來(lái)源。它決定了所顯示圖像的信噪比（S/N），還有放大電路中的各種電子元器件自身也會(huì)帶來(lái)熱噪聲。圖 1表示了從原入射電子①到光電倍增管的輸出端⑥的這幾段行程中，產(chǎn)生二次電子的轉(zhuǎn)換信號(hào)②是信號(hào)量子數(shù)很少的一段，因而該段的信噪比也是很低的，這一點(diǎn)被稱為噪聲瓶頸。即信號(hào)水平很低之處為試樣發(fā)出的二次電子到閃爍體這一段，這種非連接的統(tǒng)計(jì)噪聲對(duì)實(shí)際圖像的信噪比影響大，只要該點(diǎn)的信噪比能滿足要求，其他點(diǎn)也就沒(méi)有問(wèn)題。

圖1 信號(hào)傳送系統(tǒng)示意圖

總之，圖像上出現(xiàn)噪聲從原理上來(lái)講是不得已的，另外為了增強(qiáng)圖像的襯度，提高圖像的反差，圖像信號(hào)中的直流成分可以盡量壓低，但是這并不能從本質(zhì)上改善信噪比，改善信噪比可從以下三種途徑考慮：

（1）增加從試樣上發(fā)出的信號(hào)量。要增加信號(hào)量可以盡量采用高亮度的電子槍、提高加速電壓、增.大光欄孔徑、提高 E-T 探測(cè)器的柵偏壓、試樣朝探測(cè)器傾斜或者在試樣表面蒸鍍高發(fā)射率的金屬膜等方法。

（2）降低電子線路的雜散信號(hào)。除了電子線路中元器件的熱噪聲要盡量小之外，光電倍增管是電子噪聲的主要來(lái)源。當(dāng)加大光電倍增管的電壓時(shí)，電子噪聲會(huì)隨同試樣的信號(hào)一起被放大。倍增管的電壓過(guò)高或掃描速度過(guò)快也會(huì)產(chǎn)生明顯的噪聲，所以能選配一個(gè)靈敏度高、暗電流小、噪聲低的光電倍增管對(duì)提高圖像信噪比來(lái)說(shuō)也是很重要的。

（3）增加采集照片的掃描時(shí)間。通過(guò)減慢掃描速度，讓電子束在每個(gè)掃描點(diǎn)上停留的時(shí)間適當(dāng)增長(zhǎng)，從而會(huì)增加該點(diǎn)的信息量，提高信噪比，降低圖像中的噪聲。所以，在采集圖像時(shí)往往采用慢掃描的方式就是這個(gè)道理。但采集時(shí)間也不能太長(zhǎng)，若時(shí)間太長(zhǎng)，電子線路的工作點(diǎn)可能會(huì)產(chǎn)生漂移，試樣也可能因表面電位的影響而產(chǎn)生漂移，從而容易造成掃描的點(diǎn)或線重復(fù)，反而會(huì)影響圖像的清晰度和分辨力。

臺(tái)式掃描電鏡

以上就是澤攸科技小編介紹的掃描電子顯微鏡圖像的信噪比的影響因素和改善方法。秉承操作便捷、快速成像、性能穩(wěn)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，澤攸科技自主研發(fā)了ZEM15臺(tái)式掃描電鏡，更多關(guān)于掃描電鏡價(jià)格的問(wèn)題請(qǐng)咨詢