顯微鏡自動聚焦包括高光譜成像系統(tǒng)和自動對焦系統(tǒng)；高光譜成像系統(tǒng)包括物鏡和沿光路依次設置在物鏡后方的狹縫、光譜儀系統(tǒng)、探測器；顯微鏡自動聚焦系統(tǒng)包括反射平板、對焦成像透鏡組、自動對焦探測器、液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊和驅(qū)動裝置；所述反射平板位置可調(diào)，反射平板設置在物鏡與狹縫之間的光路下方，對焦成像透鏡組設置在成像光線經(jīng)反射平板反射后的光路上，對焦成像透鏡組的像面上安裝自動對焦探測器，自動對焦探測器分別與液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊連接，數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊控制驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置帶動物鏡前后調(diào)焦移動。顯微鏡自動聚焦系統(tǒng)還包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置包括調(diào)整電機和蝸輪蝸桿，調(diào)整電機由數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊控制，調(diào)整電機與蝸桿連接，蝸輪與反射平板的一端連接，調(diào)整電機通過蝸輪蝸桿帶動反射平板旋轉。顯微鏡自動聚焦的光譜儀系統(tǒng)為平面光柵光譜儀系統(tǒng)、凸面光柵光譜儀系統(tǒng)、凹面光柵光譜儀系統(tǒng)、棱鏡色散光譜儀系統(tǒng)或棱柵色散光譜儀系統(tǒng)中的一種。
　　顯微鏡自動聚焦使用人員可通過液晶顯示系統(tǒng)觀察對焦情況和調(diào)焦效果。完成望遠物鏡對焦后，反射平板轉回初始位置，光譜儀可以開始正常工作，望遠物鏡收集的成像光線經(jīng)狹縫調(diào)制后，經(jīng)光譜儀系統(tǒng)后進入探測器，完成高光譜成像儀的圖譜探測功能。
　　顯微鏡自動聚焦模塊的聚焦方式有以下幾種：
　　1、一鍵式自動聚集：開關量脈沖信號。
　　2、變倍信號（外部電壓信號，非485協(xié)議信號。從“手動控制”的4針插座處接入外部電壓信號）結束后觸發(fā)自動聚焦。
　　3、變倍信號（485協(xié)議信號）結束后觸發(fā)自動聚焦。
　　4、云臺控制聚焦，按上、下、左、右四個按鍵（通過PC機軟件或者是鍵盤），按鍵抬起后，觸發(fā)自動聚焦模塊（通過485協(xié)議信號）。
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　　3、獲取波特率和地址后，可根據(jù)工程需要自行配置地址（1~254）波特率。
　　4、根據(jù)鏡頭的實際情況，設置“步數(shù)”“步距”“回差”；
　　其中鏡頭的總行程是‘步數(shù)*步距’；步距越小，模塊輸出的脈沖時間越短，微調(diào)效果越好。但過小的步距可能會使某些負載重的鏡頭驅(qū)動困難，造成不能正常自動聚焦。過大的步距可能造成調(diào)整鏡頭聚焦時不夠精細；
　　步距固定下來以后，調(diào)整步數(shù)。如果步數(shù)過小，可能造成鏡頭不能驅(qū)動至兩端的極限位置。因為某些鏡頭設計和安裝上的誤差，有可能會在自動聚焦模塊出現(xiàn)很大的松散結構。如電機向順時針方向旋轉后，接著給一個逆時針旋轉的動作，此時電機動作了，但因為實際有齒間縫隙，鏡片沒有動作。這個時候就要調(diào)整回差值。齒間縫隙越大，回差值越大（根據(jù)以往經(jīng)驗，安裝比較緊密的鏡頭，回差可設置0或者1。某些間隙比較大的鏡頭設置為2）；
　　注：如果調(diào)整參數(shù)的時候，發(fā)現(xiàn)步距已經(jīng)設置的很小，但驅(qū)動還是不夠精細，可在聚焦輸出上串接電阻，阻值根據(jù)實際需要調(diào)整。

（來源：上海西努光學科技有限公司）

顯微鏡自動聚焦包括高光譜成像系統(tǒng)和自動對焦系統(tǒng)；高光譜成像系統(tǒng)包括物鏡和沿光路依次設置在物鏡后方的狹縫、光譜儀系統(tǒng)、探測器；顯微鏡自動聚焦焦系統(tǒng)包括反射平板、對焦成像透鏡組、自動對焦探測器、液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊和驅(qū)動裝置；所述反射平板位置可調(diào)，反射平板設置在物鏡與狹縫之間的光路下方，對焦成像透鏡組設置在成像光線經(jīng)反射平板反射后的光路上，對焦成像透鏡組的像面上安裝自動對焦探測器，自動對焦探測器分別與液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊連接，數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊控制驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置帶動物鏡前后調(diào)焦移動。顯微鏡自動聚焦系統(tǒng)還包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置包括調(diào)整電機和蝸輪蝸桿，調(diào)整電機由數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊控制，調(diào)整電機與蝸桿連接，蝸輪與反射平板的一端連接，調(diào)整電機通過蝸輪蝸桿帶動反射平板旋轉。顯微鏡自動聚焦的光譜儀系統(tǒng)為平面光柵光譜儀系統(tǒng)、凸面光柵光譜儀系統(tǒng)、凹面光柵光譜儀系統(tǒng)、棱鏡色散光譜儀系統(tǒng)或棱柵色散光譜儀系統(tǒng)中的一種。
顯微鏡自動聚焦使用人員可通過液晶顯示系統(tǒng)觀察對焦情況和調(diào)焦效果。完成望遠物鏡對焦后，反射平板轉回初始位置，光譜儀可以開始正常工作，望遠物鏡收集的成像光線經(jīng)狹縫調(diào)制后，經(jīng)光譜儀系統(tǒng)后進入探測器，完成高光譜成像儀的圖譜探測功能。
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其中鏡頭的總行程是‘步數(shù)*步距’；步距越小，模塊輸出的脈沖時間越短，微調(diào)效果越好。但過小的步距可能會使某些負載重的鏡頭驅(qū)動困難，造成不能正常自動聚焦。過大的步距可能造成調(diào)整鏡頭聚焦時不夠精細；
步距固定下來以后，調(diào)整步數(shù)。如果步數(shù)過小，可能造成鏡頭不能驅(qū)動至兩端的極限位置。因為某些鏡頭設計和安裝上的誤差，有可能會在自動聚焦模塊出現(xiàn)很大的松散結構。如電機向順時針方向旋轉后，接著給一個逆時針旋轉的動作，此時電機動作了，但因為實際有齒間縫隙，鏡片沒有動作。這個時候就要調(diào)整回差值。齒間縫隙越大，回差值越大（根據(jù)以往經(jīng)驗，安裝比較緊密的鏡頭，回差可設置0或者1。某些間隙比較大的鏡頭設置為2）；
注：如果調(diào)整參數(shù)的時候，發(fā)現(xiàn)步距已經(jīng)設置的很小，但驅(qū)動還是不夠精細，可在聚焦輸出上串接電阻，阻值根據(jù)實際需要調(diào)整。

　   顯微鏡自動聚焦采用獨特的成像和照明光學系統(tǒng)設計，使它有更好的對比度和景深，可選附件豐富，質(zhì)量和可靠性好，可與國際產(chǎn)品媲美。顯微鏡自動聚焦使用范圍相當廣泛，它觀察物體時能產(chǎn)生正立的二維空間像，成像清晰和寬闊，具有較長的工作距離，本儀器性能可靠，操作簡單，使用方便，且外形美觀，使用范圍廣泛，顯微鏡自動聚焦?jié)M足現(xiàn)代生物、醫(yī)藥、環(huán)境、農(nóng)林、化工、微電子、半導體等領域的檢驗、測量分析要求，廣泛用于生物工程和科學研究、工業(yè)裝配、測試測量以及品質(zhì)控制。
　　顯微鏡自動聚焦是用于放大微小生物，使其能夠為人眼看到的儀器。目前的顯微鏡大都是手動對焦，使用非常麻煩，市場上雖然有少量自動對焦的顯微鏡，但都是根據(jù)圖像識別原理設計的，這是非常繁瑣和不實用的，因為圖像識別反應速度慢，而且國產(chǎn)的步進電機和傳動絲杠重復定位精度差，經(jīng)常發(fā)生顯微鏡的Z軸反復升降而無法停止在清晰的位置。
　　顯微鏡自動聚焦系統(tǒng)包括反射平板、對焦成像透鏡組、自動對焦探測器、液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊和驅(qū)動裝置；所述反射平板位置可調(diào)，反射平板設置在物鏡與狹縫之間的光路下方，對焦成像透鏡組設置在成像光線經(jīng)反射平板反射后的光路上，對焦成像透鏡組的像面上安裝自動對焦探測器，自動對焦探測器分別與液晶顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊連接，數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊控制驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置帶動物鏡前后調(diào)焦移動。物鏡收集的成像光線經(jīng)反射平板反射后，進入對焦成像透鏡組，由自動對焦探測器接收；自動對焦探測器將接收到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至液晶顯示系統(tǒng)，同時將圖像數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊，對圖像清晰度進行判別;數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊控制驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置帶動物鏡前后調(diào)焦移動；顯微鏡自動聚焦對焦完成后，反射平板返回原始位置。
　　進一步地，顯微鏡自動聚焦系統(tǒng)還包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置包括調(diào)整電機和蝸輪蝸桿，調(diào)整電機由數(shù)據(jù)處理驅(qū)動模塊控制，調(diào)整電機與蝸桿連接，蝸輪與反射平板的一端連接，調(diào)整電機通過蝸輪蝸桿帶動反射平板旋轉。本發(fā)明通過調(diào)整裝置自動帶動反射平板旋轉，使顯微鏡自動聚焦過程更為簡單化，此外，采用蝸輪蝸桿，使得調(diào)整裝置傳動平穩(wěn)、具有結構緊湊、體積小、重量輕。
　　顯微鏡自動聚焦的對焦效果可以通過液晶顯示系統(tǒng)觀察，完成高光譜成像儀物鏡對焦效果的可視化。顯微鏡自動聚焦調(diào)整裝置自動帶動反射平板旋轉，使對焦過程更為簡單化，此外，采用蝸輪蝸桿，使得調(diào)整裝置傳動平穩(wěn)、具有結構緊湊、體積小、重量輕。顯微鏡自動聚焦使用人員可通過液晶顯示系統(tǒng)觀察對焦情況和調(diào)焦效果。顯微鏡自動聚焦通過自動對焦系統(tǒng)，使高光譜成像系統(tǒng)在工作前可以完成物鏡的自動對焦，解決了高光譜成像儀野外、實驗室繁瑣的對焦過程以及對焦的不準確性的問題，簡化了高光譜成像儀物鏡的對焦過程，提高了對焦的準確性。

（來源:上海西努光學科技有限公司）

透射電子顯微鏡怎么聚焦：深入解析聚焦原理與操作技巧

透射電子顯微鏡（TEM）作為一種高分辨率的科學研究工具，廣泛應用于材料學、生命科學及納米技術等領域。其關鍵技術之一就是聚焦，決定了顯微鏡成像的清晰度與準確性。在本文中，我們將深入探討透射電子顯微鏡的聚焦原理、常見的聚焦方法及操作技巧，幫助用戶更好地掌握這一精密設備，提升顯微鏡的使用效果和圖像質(zhì)量。

透射電子顯微鏡聚焦的原理

透射電子顯微鏡的工作原理依賴于電子束與樣品相互作用，進而產(chǎn)生放大圖像。聚焦的核心目標是通過電子透鏡系統(tǒng)將電子束精確地集中到樣品的特定區(qū)域，從而獲得清晰的圖像。顯微鏡中電子束的聚焦過程與光學顯微鏡有所不同，因為電子的波長比可見光波長短，能夠提供更高的分辨率。

透射電子顯微鏡的聚焦方法

1. 粗聚焦與精細聚焦

在使用透射電子顯微鏡時，首先進行粗聚焦。這是通過調(diào)整顯微鏡中的粗調(diào)焦輪來實現(xiàn)的，通常用于將樣品大致放置在視野內(nèi)。之后，通過精細調(diào)焦調(diào)整電子束，使圖像更加清晰，精確控制焦距，以獲取佳的圖像細節(jié)。

2. 電子束調(diào)整

為了確保聚焦效果，操作人員需要根據(jù)樣品的厚度和類型適時調(diào)整電子束的強度和聚焦位置。過強的電子束可能導致樣品損傷或圖像失真，而過弱的電子束則可能影響圖像質(zhì)量。

3. 離焦與焦距調(diào)節(jié)

通過對透射電子顯微鏡的離焦控制，可以優(yōu)化圖像的清晰度。離焦是指電子束未能準確聚焦到樣品表面，通常表現(xiàn)為圖像模糊。通過調(diào)節(jié)焦距并適當調(diào)整顯微鏡的透鏡系統(tǒng)，可以有效避免這一問題，確保成像清晰。

4. 自動聚焦技術

許多現(xiàn)代透射電子顯微鏡配備了自動聚焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動檢測和調(diào)整焦距，以確保成像的穩(wěn)定性。雖然自動聚焦系統(tǒng)提高了操作的便捷性，但仍需在復雜樣品或高分辨率成像時手動微調(diào)，以獲得理想的效果。

影響聚焦效果的因素

1. 樣品的厚度與形態(tài)

樣品的厚度直接影響電子束的穿透深度，從而影響焦點的準確性。較厚的樣品需要較強的聚焦，而薄樣品則相對容易聚焦。樣品的形態(tài)和材質(zhì)特性也會對聚焦效果產(chǎn)生影響，需要根據(jù)實際情況調(diào)整聚焦策略。

2. 顯微鏡的光學系統(tǒng)

顯微鏡的光學系統(tǒng)，包括電子槍、透鏡以及其他組件，都會影響聚焦效果。老化的組件或損壞的鏡頭可能導致聚焦困難，影響圖像質(zhì)量。因此，定期的顯微鏡維護和校準是確保其正常工作的關鍵。

3. 操作技巧與經(jīng)驗

透射電子顯微鏡的操作不僅僅是一個簡單的物理調(diào)整過程，操作人員的經(jīng)驗和技巧同樣至關重要。熟練的操作員可以更好地掌握不同類型樣品的聚焦要求，避免因操作不當導致的圖像失真。

結語

透射電子顯微鏡的聚焦技術是顯微鏡成像的基礎，直接關系到圖像質(zhì)量與分析結果的準確性。從粗聚焦到精細調(diào)焦，再到自動聚焦系統(tǒng)的應用，每個環(huán)節(jié)都需要操作人員細致入微的調(diào)整和操作。了解并掌握這些聚焦技巧，對于提升研究質(zhì)量、減少誤差具有重要意義。對于任何進行透射電子顯微鏡研究的專業(yè)人員而言，熟練掌握這些操作無疑是科研成功的關鍵。

全聚焦方式（TFM）

隨著可進行全聚焦方式（TFM）檢測的設備陸續(xù)進入市場，無損檢測（NDT）行業(yè)也在經(jīng)歷著一個技術進步突飛猛進的重要時期。全聚焦方式（TFM）的出現(xiàn)標志著相控陣超聲檢測（PAUT）技術又向前邁出了重要的一步。然而，一些相控陣超聲檢測（PAUT）的從業(yè)人員可能仍然對全聚焦方式（TFM）及其與全矩陣捕獲（FMC）的關系，以及傳統(tǒng)相控陣超聲檢測（PAUT）和全聚焦方式/全矩陣捕獲（TFM/FMC）處理之間的差異，感到困惑。這則應用注釋可使那些熟悉相控陣超聲檢測（PAUT）成像的檢測人員對全聚焦方式（TFM）成像有個基本的了解。為了使說明簡潔清晰，本文對超聲傳播模式方面的知識不予說明。

傳統(tǒng)相控陣超聲檢測（PAUT）成像

超聲相控陣技術的標志是在被測工件中所需關注的位置聚焦和偏轉聲束的能力。相控陣聚焦方法為相控陣探頭的發(fā)射晶片和接收晶片使用延遲，以使短脈沖波形的渡越時間在所需關注的位置處實現(xiàn)同步。在樣件的聚焦區(qū)域，所生成聲束的寬度變窄，且相應的探測分辨率顯著提高。

物理聲束形成
傳統(tǒng)相控陣在發(fā)射聲束的過程中使基本聲波以物理方式疊加在一起，生成一個在被測樣件內(nèi)特定深度上聚焦的聲束。發(fā)射晶片組形成一個孔徑，從這個孔徑產(chǎn)生一個相干聲脈沖。傳統(tǒng)相控陣發(fā)射脈沖的行為被稱為“物理”聲束形成。例如，在S掃描中，物理聲束形成的采集過程會為用戶指定的每個角度進行。

合成聲束形成
在發(fā)射器、散射體和接收器之間的聲學回路的末端，組成接收孔徑的晶片會將來自被測樣件的所有回波作為A掃描記錄下來。A掃描數(shù)據(jù)包含回波波幅和傳播時間。為了增強樣件中某個特定區(qū)域的接收靈敏度，A掃描被延遲并總和，好像聚焦是通過物理聲束形成而實現(xiàn)的。不過，這一次，所有的延遲和總和都發(fā)生在采集設備的軟件中。這種接收聲束形成被稱為“合成”聲束形成。合成聲束形成所需的所有計算都在專用的前端電子設備中進行，從而實現(xiàn)了快速、實時成像。

傳統(tǒng)相控陣超聲檢測（PAUT）的局限性
相控陣聚焦的好處是明顯提高了聚焦區(qū)域的靈敏度，從而可在局部區(qū)域提高探測性能。不過，這種提高的靈敏度僅 限于被測工件中某個可控且固定的深度。位于聚焦區(qū)域之外的反射體會顯得模糊不清，而且會比位于聚焦區(qū)域內(nèi)的同等大小的反射體看起來更大些。

FMC（全矩陣捕獲）：一種采集策略

TFM（全聚焦方式）：圖像的重建

全聚焦方式（TFM）：高分辨率圖像的構建

全聚焦方式（TFM）是相控陣基本聚焦原理在被測樣件的所限定關注區(qū)域（ROI）中的系統(tǒng)性應用。關注區(qū)域（ROI）被分割成一個由位置或者“像素”組成的網(wǎng)格，而且網(wǎng)格中的每個像素會通過相控陣聲束形成的方法得到聚焦。到目前為止，全聚焦方式（TFM）是生成這種可在各個位置和深度上聚焦的關注區(qū)域圖像的最有效方法。

然而，如果將通過物理聲束形成采集而實現(xiàn)的相控陣超聲檢測（PAUT）采集策略應用于全聚焦方式，則生成單個全聚焦方式（TFM）圖像所用的時間會使人們對大多數(shù)無損檢測（NDT）應用的部署望而卻步。例如，生成一個全聚焦方式（TFM）圖像所需的像素數(shù)遠遠高于生成一個可覆蓋相同關注區(qū)域的S掃描所需的不同角度的數(shù)量。通過物理聲束形成方式以100個不同角度進行掃查而獲得的一個S掃描需要100次采集，而由100 × 100像素構建的全聚焦方式（TFM）圖像則需要10000次物理聲束形成采集。

為了避免這個采集數(shù)量過多的問題，可以采用另一種采集策略：通過為發(fā)射相位和接收相位應用合成聲束形成的方法，計算網(wǎng)格中的波幅值。這種采集策略需要對應于關注區(qū)域（ROI）網(wǎng)格的每個像素位置的一組聚焦法則，以及一組原始基礎波形，即基本A掃描。獲取這組基本A掃描的有效方法是全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)采集。

FMC（全矩陣捕獲）：一種用于實現(xiàn)全聚焦方式（TFM）的采集策略
全矩陣捕獲（FMC）是一個采集過程，可以獲得所有成對的發(fā)射晶片和接收晶片生成的所有A掃描（波幅時間序列）。這些基本A掃描存儲在全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)集中。為了獲得較好聚焦效果，應該使用構成探頭整個孔徑的所有晶片，通過合成聲束形成方式，生成全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)集。在這種情況下，建立全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)集所需的采集次數(shù)等同于探頭晶片的數(shù)量。全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)集提供有關探頭每個晶片之間聲束傳播的所有信息，包括不同介質(zhì)交界處的反射以及由缺陷引起的散射等信息。任何類型的相控陣超聲檢測（PAUT）圖像都可以通過使用適當選擇的延遲基于全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)集重建，其中包括：扇形掃描、平面波成像（PWI）、動態(tài)深度聚焦（DDF）、全聚焦方式（TFM）等。

雖然通過全矩陣捕獲（FMC）采集過程生成圖像所需的采集數(shù)量與相控陣超聲檢測（PAUT）可能大致相同，但是要處理單個全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)集，卻需要很大的存儲容量、很寬的傳輸帶寬，以及很強的計算能力。取決于所用設備的電子器件，獲得全聚焦方式/全矩陣捕獲（TFM/FMC）結果的速度可能會比傳統(tǒng)相控陣超聲檢測（PAUT）更慢。

以實驗案例說明相控陣超聲檢測（PAUT）和全聚焦方式（TFM）圖像的差異
為了說明相控陣超聲檢測（PAUT）和全聚焦方式（TFM）成像之間的差別，我們在此介紹一個使用線性相控陣（PA）探頭對鋼塊中垂直分布的幾個相同的橫通孔（SDH）進行掃查的設置。

這里的相控陣超聲檢測（PAUT）S掃描（圖a）和全聚焦方式（TFM）圖像（圖b）使用相同的檢測配置、OmniScan X3探傷儀、5L64-A2探頭、SA2-N55S-IHC楔塊，及32晶片孔徑獲得。

在相控陣超聲檢測（PAUT）S掃描（圖a）中，每個A掃描都使用唯 一的22毫米聚焦深度獲得。處于聚焦區(qū)域內(nèi)的幾個橫通孔（SDH）以相似的波幅和大小出現(xiàn)在圖像中。位于聚焦深度以外較遠的橫通孔的圖像會出現(xiàn)失真現(xiàn)象，且波幅較低。因此要使被測樣件中的所有橫通孔獲得更為一致的定量效果，需要使用不同的聚焦深度生成多個圖像。

在全聚焦方式（TFM）圖像（圖b）中，超聲聲束在每個像素上聚焦。可以看出，每一個橫通孔（SDH）的分辨率都非常好。雖然如此，我們還是可以觀察到，位于關注區(qū)域邊限處的橫通孔有些失真的現(xiàn)象。在相控陣超聲檢測（PAUT）和全聚焦方式（TFM）檢測的常見聲束形成過程中，這些失真現(xiàn)象是固有的。

全聚焦方式（TFM）與相控陣超聲檢測（PAUT）的討論綜述
全聚焦方式（TFM）的主要優(yōu)點是整個圖像都以聚焦的分辨率顯示，而相控陣超聲檢測（PAUT）圖像僅在聲束的聚焦區(qū)域中具有較高的分辨率。

僅在傳統(tǒng)相控陣超聲檢測（PAUT）的接收階段進行的合成聲束形成，也會在全聚焦方式（TFM）檢測的發(fā)射階段進行，以使采集速率適用于無損檢測（NDT）應用。合成聲束形成需要對通過全矩陣捕獲（FMC）獲得的基本A掃描應用特定的延遲。注意，全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)集可以為任何檢測的合成聲束形成提供基本數(shù)據(jù)，包括相控陣超聲檢測（PAUT）和全聚焦方式（TFM）檢測。

由于需要處理大量的全矩陣捕獲（FMC）數(shù)據(jù)才能生成全聚焦方式（TFM）圖像，因此在使用相同孔徑的情況下，全聚焦方式（TFM）的檢測效率可能會低于相控陣超聲檢測（PAUT）。

雖然全聚焦方式（TFM）圖像在整個關注區(qū)域內(nèi)高度聚焦，但是它仍然會受到阻礙相控陣超聲檢測（PAUT）的相同的聲學局限性的影響。雖然在相控陣超聲檢測（PAUT）和全聚焦方式（TFM）中都會觀察到波幅的波動和圖像失真現(xiàn)象，但是在全聚焦方式（TFM）檢測中，被測樣件中一組大小相同的散射體在圖像中會表現(xiàn)得更為一致。
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掃描電鏡怎么聚焦

掃描電鏡（SEM，Scanning Electron Microscope）作為一種強大的分析工具，廣泛應用于材料科學、生物學、半導體等領域。其核心功能之一就是通過的聚焦技術，確保掃描電子束能夠高效且清晰地探測樣品表面特征，從而提供高分辨率的圖像和數(shù)據(jù)。要獲得高質(zhì)量的掃描圖像，正確的聚焦至關重要。在這篇文章中，我們將詳細探討掃描電鏡的聚焦原理、聚焦過程中常見的問題以及如何通過合理調(diào)整參數(shù)確保佳成像效果。

掃描電鏡的聚焦原理

掃描電鏡的基本原理是利用電子束掃描樣品表面，并通過探測二次電子、背散射電子等信號來形成圖像。電鏡中的電子束必須聚焦在樣品的表面，以獲得清晰的圖像。聚焦過程通過調(diào)節(jié)電子束的大小、形狀和射向樣品的角度來實現(xiàn)，這需要精確的控制電子鏡頭系統(tǒng)。在SEM中，電子鏡頭通常由多個磁透鏡構成，每個透鏡通過調(diào)整電流來影響電子束的聚焦度。

如何聚焦掃描電鏡

1. 調(diào)節(jié)光圈：光圈控制電子束的大小，它直接影響到束流的強度和成像的深度。當光圈調(diào)整不當時，電子束可能會擴散或聚焦不清，導致圖像模糊。通常，使用較小的光圈會提供更高的分辨率，但也會減小視場。

2. 調(diào)整物鏡透鏡：掃描電鏡通過物鏡透鏡進行精確聚焦。物鏡透鏡的調(diào)節(jié)主要是通過改變電流強度來實現(xiàn)。當樣品距離透鏡不合適時，圖像會顯得不清晰，因此調(diào)整物鏡透鏡的位置是確保清晰成像的關鍵。

3. 對焦的細節(jié)調(diào)節(jié)：在實際操作中，電鏡通常配備精細的對焦系統(tǒng)，允許用戶在微米甚至納米級別精確調(diào)節(jié)焦點。通過在圖像屏幕上觀察樣品表面，可以實時調(diào)整焦距，直到圖像清晰為止。

常見的聚焦問題及其解決方法

1. 圖像模糊：這通常是由于對焦不準或電子束未能有效聚焦所致。解決方法是通過調(diào)整物鏡透鏡和光圈來重新聚焦，或者檢查電鏡的電子源是否穩(wěn)定。

2. 樣品表面損傷：當聚焦過于集中時，電子束的能量過高可能會對樣品表面造成損害。為避免這種情況，應適當減小束流并適當調(diào)節(jié)對焦。

3. 焦點漂移：由于樣品或電鏡系統(tǒng)的溫度變化，焦點可能會發(fā)生漂移。為了克服這個問題，使用精細的對焦調(diào)節(jié)系統(tǒng)是非常重要的。

如何確保佳聚焦效果

在掃描電鏡的操作中，確保佳聚焦效果的關鍵是細致的調(diào)節(jié)和耐心的操作。除了基礎的物鏡調(diào)節(jié)和光圈控制外，操作員應當熟悉樣品的特性和掃描參數(shù)的影響，并能夠根據(jù)實際情況調(diào)整聚焦參數(shù)。保持電鏡系統(tǒng)的穩(wěn)定性，定期校準設備，也能大大提高聚焦效果和圖像質(zhì)量。

掃描電鏡的聚焦是一個精細而復雜的過程，只有通過對電子束的準確控制與合理調(diào)節(jié)，才能確保獲得高質(zhì)量的掃描圖像。掌握這一過程的技巧，能夠極大提升掃描電鏡在科學研究和工業(yè)應用中的精度和可靠性。

熒光顯微鏡主要應用在生物領域及醫(yī)學研究中，能得到細胞或組織內(nèi)部微細結構的熒光圖像，在亞細胞水平上觀察諸如Ca2+ 、PH值，膜電位等生理信號及細胞形態(tài)的變化，是形態(tài)學，分子生物學，神經(jīng)科學，藥理學，遺傳學等領域中新一代強有力的研究工具。

以共聚焦技術為原理的共聚焦顯微鏡，是用于對各種精密器件及材料表面進行微納米級測量的檢測儀器。

材料科學的目標是研究材料表面結構對于其表面特性的影響。因此，高分辨率分析表面形貌對確定表面粗糙度、反光特性、摩擦學性能及表面質(zhì)量等相關參數(shù)具有重要意義。共焦技術能夠測量各種表面反射特性的材料并獲得有效的測量數(shù)據(jù)。

VT6000共聚焦顯微鏡基于共聚焦顯微技術，結合精密Z向掃描模塊、3D 建模算法等，可以對器件表面進行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，實現(xiàn)器件表面形貌3D測量。在材料生產(chǎn)檢測領域中能對各種產(chǎn)品、部件和材料表面的面形輪廓、表面缺陷、磨損情況、腐蝕情況、平面度、粗糙度、波紋度、孔隙間隙、臺階高度、彎曲變形情況、加工情況等表面形貌特征進行測量和分析。

應用

1.MEMS

微米和亞微米級部件的尺寸測量，各種工藝（顯影，刻蝕，金屬化，CVD， PVD，CMP等）后表面形貌觀察，缺陷分析。

2.精密機械部件，電子器件

微米和亞微米級部件的尺寸測量，各種表面處理工藝，焊接工藝后的表面形 貌觀察，缺陷分析，顆粒分析。

3.半導體/ LCD

各種工藝（顯影，刻蝕，金屬化，CVD，PVD，CMP等）后表面形貌觀察， 缺陷分析 非接觸型的線寬，臺階深度等測量。

4.摩擦學，腐蝕等表面工程

磨痕的體積測量，粗糙度測量，表面形貌，腐蝕以及亞微米表面工程后的表面形貌。

雙聚焦磁質(zhì)譜儀圖片：技術原理與應用

雙聚焦磁質(zhì)譜儀（Dual-Focusing Mass Spectrometer）是一種高精度、高分辨率的儀器，廣泛應用于化學分析、環(huán)境監(jiān)測、藥物研究等多個領域。本文將詳細介紹雙聚焦磁質(zhì)譜儀的工作原理、技術優(yōu)勢以及其在科學研究中的重要應用，同時提供相關的儀器圖片，幫助讀者更好地理解這一先進設備的構造和功能。

雙聚焦磁質(zhì)譜儀的工作原理

雙聚焦磁質(zhì)譜儀通過對離子的質(zhì)量-電荷比（m/z）進行高精度測量，實現(xiàn)對復雜樣本中微量物質(zhì)的定性和定量分析。其核心原理是利用兩個磁場對離子進行聚焦，從而提高分析的分辨率和準確性。

在典型的質(zhì)譜分析中，離子源首先將樣品轉化為帶電粒子，經(jīng)過加速后，這些帶電離子進入一個磁場。在個聚焦階段，磁場會對離子按質(zhì)量進行偏轉，不同質(zhì)量的離子會偏離不同的軌跡。然后，這些離子進入第二個聚焦系統(tǒng)，通過進一步的聚焦和分析，實現(xiàn)對離子群體的高效分離和檢測。，質(zhì)譜儀通過檢測器記錄離子的信號強度，從而獲得質(zhì)譜圖。

雙聚焦磁質(zhì)譜儀通過優(yōu)化兩個磁場的設計，不僅提高了分辨率，還降低了離子信號的背景噪聲，使得對復雜樣本的分析更加。

雙聚焦磁質(zhì)譜儀的技術優(yōu)勢

1. 高分辨率 雙聚焦磁質(zhì)譜儀的大優(yōu)勢之一就是其的分辨率。相比傳統(tǒng)的單聚焦磁質(zhì)譜儀，雙聚焦技術能夠更好地分離質(zhì)量相近的離子，使得分析結果更加精確。這對于復雜的化學混合物或低濃度樣品的分析尤為重要。

2. 更強的靈敏度 雙聚焦磁質(zhì)譜儀具有較低的背景噪聲，可以在更低的信號強度下進行精確檢測。這使得它在微量成分分析、環(huán)境監(jiān)測及藥物檢測中具有無可比擬的優(yōu)勢。

3. 廣泛的應用范圍 由于其優(yōu)異的性能，雙聚焦磁質(zhì)譜儀在生命科學、藥物分析、食品安全、環(huán)境監(jiān)測等領域都有著廣泛的應用。例如，在臨床診斷中，它可以用來檢測血液樣本中的微量毒素或藥物成分；在環(huán)境科學中，它可以幫助科學家監(jiān)測水質(zhì)、空氣質(zhì)量中的有害物質(zhì)。

   

雙聚焦磁質(zhì)譜儀的典型應用

1. 生物醫(yī)學研究 在生物醫(yī)學研究中，雙聚焦磁質(zhì)譜儀用于蛋白質(zhì)組學、代謝組學以及藥物代謝的研究。通過高精度測量生物大分子和小分子藥物的質(zhì)量信息，研究人員可以了解藥物在體內(nèi)的代謝過程，進而改進藥物的治果和安全性。

2. 食品安全檢測 雙聚焦磁質(zhì)譜儀在食品安全檢測中發(fā)揮著重要作用。它能夠有效檢測食品中的添加劑、污染物以及微量的有害物質(zhì)，從而確保食品的質(zhì)量和安全。

3. 環(huán)境污染監(jiān)測 雙聚焦磁質(zhì)譜儀可用于檢測空氣、水體和土壤中的污染物，尤其是微量重金屬和有機污染物的分析。這為環(huán)境保護提供了有力的技術支持，能夠幫助相關部門監(jiān)測和治理環(huán)境污染。

結語

雙聚焦磁質(zhì)譜儀憑借其的技術性能，已經(jīng)成為現(xiàn)代科學研究中不可或缺的分析工具。其高分辨率和高靈敏度使其在多個領域中發(fā)揮著重要作用，無論是在基礎科研，還是在工業(yè)應用中，都展現(xiàn)出了極大的價值。隨著技術的不斷發(fā)展，未來雙聚焦磁質(zhì)譜儀將在更廣泛的應用領域中發(fā)揮更大作用，為科學技術的進步提供強有力的支持。

掃描電子顯微鏡怎么聚焦：深入了解聚焦技術的關鍵

掃描電子顯微鏡（SEM）是現(xiàn)代科學研究中不可或缺的工具，廣泛應用于材料學、生物學、納米技術等領域。其高分辨率和成像能力使得研究人員能夠觀察到微觀結構的細節(jié)。SEM的高效使用離不開精確的聚焦操作，這直接關系到成像質(zhì)量和實驗結果的準確性。本文將詳細探討掃描電子顯微鏡的聚焦原理、操作步驟及常見問題，幫助用戶更好地掌握SEM聚焦技巧。

1. 掃描電子顯微鏡的基本工作原理

掃描電子顯微鏡通過電子束掃描樣品表面，利用樣品與電子束相互作用產(chǎn)生的信號來形成圖像。與光學顯微鏡不同，電子顯微鏡使用電子代替光線，因此可以在更高的放大倍率下觀察樣品。聚焦則是確保電子束準確聚集到樣品表面特定位置，產(chǎn)生清晰圖像的關鍵過程。

2. 聚焦的關鍵步驟與技巧

聚焦掃描電子顯微鏡需要精確調(diào)節(jié)電子束的焦距和掃描參數(shù)。具體步驟包括：

• 調(diào)整電子槍：首先，通過調(diào)整電子槍電流和加速電壓來確保電子束穩(wěn)定。如果電子束過強或過弱，都會影響成像質(zhì)量。
• 粗聚焦與精細聚焦：通過調(diào)節(jié)物鏡（或聚焦透鏡）的電壓，粗略地將電子束聚焦到樣品上。之后，使用精細聚焦調(diào)節(jié)器，細致地調(diào)整焦距，確保圖像清晰。
• 掃描范圍調(diào)節(jié)：確保掃描區(qū)域與樣品的實際大小相匹配。過大的掃描區(qū)域可能導致圖像模糊，過小則可能錯過關鍵信息。

3. 聚焦時常見問題及解決方法

在使用SEM時，聚焦不準是常見的問題之一。常見問題及其解決方法如下：

• 圖像模糊：可能是因為電子束未正確聚焦，需再次調(diào)整焦距或電子槍參數(shù)。
• 焦點漂移：長期使用可能導致電子束位置漂移。此時需要重新校準儀器，檢查電壓和電流設置。
• 樣品表面不平整：表面粗糙或結構復雜的樣品容易造成聚焦困難。應選用適當?shù)姆糯蟊堵剩⒆⒁鈽悠返奶幚砗蜏蕚涔ぷ鳌?/li>

4. 聚焦技術的未來發(fā)展趨勢

隨著電子顯微鏡技術的不斷進步，聚焦技術也在不斷發(fā)展。例如，自動化聚焦系統(tǒng)的出現(xiàn)大大提高了操作的度和效率，同時降低了操作人員的技能要求。未來，結合人工智能和機器學習的自動聚焦技術有望進一步提升掃描電子顯微鏡的性能，優(yōu)化實驗流程。

結論

掃描電子顯微鏡的聚焦技術是確保高質(zhì)量成像的核心。在實際操作中，了解聚焦的基本原理，掌握聚焦技巧，并及時解決常見的聚焦問題，能夠大幅提高實驗的精確度與效率。隨著技術的不斷發(fā)展，未來SEM的聚焦過程將變得更加自動化和智能化，為科學研究提供更為強大的支持。