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在掃描電鏡（SEM）中，偏轉角度（deflection angle）是指掃描電子束在樣品表面上的運動方向，通過電場的作用控制電子束的偏轉角度。調整偏轉角度對于提高圖像的清晰度和對比度起著重要作用，尤其是在不同的成像模式下。以下是通過調整偏轉角度提高圖像質量的幾種方法：

1. 偏轉角度對圖像清晰度的影響

圖像的清晰度通常是由掃描過程中的多個因素共同決定的，偏轉角度的調整有助于優化這些因素，特別是在成像過程中電子束的聚焦與掃描精度上。

1.1. 調整偏轉角度以優化聚焦

掃描電子束與樣品的接觸角度：通過適當調整偏轉角度，可以確保電子束的聚焦點更加準確地落在樣品表面，減少由于偏離焦點而引起的模糊現象。適當的偏轉角度能夠幫助聚焦在樣品的表面或其特定區域，獲得更清晰的圖像。

避免像差：通過微調偏轉角度，可以減少掃描過程中可能出現的像差，如球面像差和色差，從而提高成像的清晰度。掃描系統中的電子束偏轉角度和聚焦鏡的優化配合，有助于實現更加準確的電子束對準。

1.2. 控制掃描速度與分辨率

偏轉角度會影響掃描的速度。在較高的偏轉角度下，電子束會在樣品表面上走得更遠，掃描速度可能會變快，這時需要通過調整偏轉角度來控制電子束的運動軌跡，從而優化圖像的分辨率和清晰度。

較低的偏轉角度：能使電子束在樣品表面上以較低速度掃描，通常用于高分辨率成像。這有助于提高圖像的細節和清晰度，但會犧牲一些掃描速度。

較高的偏轉角度：能加快掃描速度，適用于對樣品大范圍的快速掃描，通常用于低分辨率圖像的采集。

2. 偏轉角度對圖像對比度的影響

圖像的對比度決定了圖像中不同區域之間的亮度差異。通過調整偏轉角度，可以改善圖像的對比度，特別是在不同的電子束入射角下，反射信號和二次電子信號的相對強度會發生變化，從而影響圖像的對比度。

2.1. 二次電子與背散射電子的貢獻

掃描電鏡中的圖像信號主要由兩部分組成：

二次電子（SE）信號：主要用于獲取表面細節和高分辨率成像。二次電子的發射方向和數量與入射電子束的角度、表面形態以及偏轉角度密切相關。

背散射電子（BSE）信號：通常用于獲取樣品的元素信息和粗略的表面形貌。背散射電子的數量與樣品的原子序數（Z）密切相關，且受電子束偏轉角度的影響。

調整偏轉角度可以優化二次電子和背散射電子的貢獻，從而改變圖像的對比度。

優化二次電子的對比度：通過調整偏轉角度使得電子束以適當的角度入射到樣品表面，可以增強二次電子信號的采集，突出表面結構細節，提升圖像的分辨率和對比度。

增強背散射電子信號：對于需要獲取元素對比度（例如Z-對比）的圖像，可以通過增加偏轉角度，改善背散射電子的信號強度，從而提高圖像的元素對比度。

2.2. 偏轉角度與樣品表面形態的相互作用

不同的樣品表面形態（如粗糙表面、孔洞、尖銳邊緣等）會對電子束的散射產生不同的影響，從而影響成像的對比度。通過調整偏轉角度，可以改變電子束與樣品表面之間的入射角，進而影響散射角度和二次電子的發射量，從而優化圖像對比度。

表面粗糙的樣品：當樣品表面較為粗糙時，調整偏轉角度可以改善對表面形態的探測，使得樣品表面結構的差異更加明顯，從而提高對比度。

2.3. 動態調整與實時反饋

在一些高分辨率或對比度要求較高的成像中，常常需要實時調節偏轉角度。在動態掃描過程中，電子束的偏轉角度與掃描速率的實時調節，有助于優化圖像的清晰度和對比度。通常，這種調整通過顯微鏡的控制軟件自動完成，根據圖像質量反饋進行微調。

3. 偏轉角度調整的注意事項

畸變問題：過度調整偏轉角度可能導致圖像畸變，尤其是在掃描區域較大時，過高的偏轉角度可能使圖像的幾何形態出現偏差。因此，在提高圖像清晰度和對比度的同時，要注意避免過度偏轉，確保掃描路徑的準確性和圖像的真實性。

成像模式的選擇：不同的成像模式（如二次電子成像、背散射電子成像等）對偏轉角度的敏感程度不同。在選擇合適的成像模式時，應根據樣品的特性和所需的圖像類型，合理調整偏轉角度。

設備限制：偏轉角度的調整范圍通常由掃描電鏡的硬件和電子束掃描系統決定，不同的SEM型號可能具有不同的偏轉角度范圍和掃描精度。在調整時應考慮設備的具體規格，避免超出設備的性能范圍。

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