24 Основи формування зображення рем, збільшення та глибина фокусу

Інформація, отримана за допомогою електронно-оптичної та детекторної систем, складається із координат положення пучка на зразку і відповідного набору інтенсивностей сигналів від кожного детектора. Її можна відобразити двома способами.

С канування упродовж рядка. Пучок рухається по одній лінії. Створюється однозначна відповідність між точками у просторі об’єкта й у просторі зображення. Якщо сигнал від одного із детекторів, наприклад, детектора вторинних електронів, використати для відхилення пучка електронів ЕПТ у напрямку y, то на екрані з’явиться крива лінія. Положення по горизонталі відповідає відстані упродовж лінії на зразку, а відхилення по вертикалі відповідає інтенсивності сигналу. 1, 2 - області сканування по зразку і по екрану ЕПТ; 3 - положення пучка на зразку; 4 - рівень максимального сигналу; 5 - положення пучка при скануванні впродовж лінії з модуляцією по осі y; 6 - положення пучка без модуляції по осі y; 7 - рівень нульового сигналу. Режим сканування упродовж рядка використовується у випадку, коли потрібно знати профіль сигналу.

С канування по площині. При формуванні звичайного зображення пучок сканує по зразку за двовимірним растром (x,y). Аналогічно відбувається сканування променя електронів по екрану ЕПТ. При цьому встановлюється однозначна відповідність між положенням пучка на зразку та точками на екрані трубки.

1, 2 - області сканування по зразку та по екрану ЕПТ

Яскравісна модуляція - інтенсивність сигналу від одного з детекторів використовують для керування яскравістю плями на екрані ЕПТ. Створення зображення у РЕМ полягає в побудові картинки на екрані ЕПТ.

Збільшення. Збільшення на зображенні у РЕМ залежить від довжини лінії сканування по поверхні зразка та від розміру екрана ЕПТ. Якщо розмір екрана за горизонталлю позначити через L, а довжину лінії, упродовж якої відбувається сканування на зразку, через l, то збільшення визначатиметься . Елемент зображення - область зразка, на яку падає пучок електронів й інформація з якої передається для формування зображення однієї плями на екрані ЕПТ.

Діаметр елемента зображення: , мкм. Для оптимальної якості зображення потрібно мати струми пучка максимальні, а діаметр пучка має бути досить малим порівняно з елементом зображення. Збільшення буде регулюватися за допомогою довжини відрізка сканування  l.

Глибина фокуса Розглянемо зразок із шорсткою поверхнею. Окремі ділянки знаходяться на різних робочих відстанях. Діаметр зонда буде різним залежно від робочої відстані, виникає кутове розходження пучка вище та нижче площини оптимального фокусування. Існує оптимальне значення діаметра пучка, при якому ще можливе спостереження чіткого зображення ділянки зразка із шорсткою поверхнею.Глибина фокуса:

Де β₀ – апертура пучка

Існує два різних режими роботи для РЕМ: 1 Режим великої глибини фокуса. Глибина фокуса максимальна. 2 Режим великої роздільної здатності- мінімальна робоча відстань, а діаметр діафрагми вибирається максимальним.