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我們在使用普通光學(xué)透鏡時(shí)，把光作為介質(zhì)進(jìn)行成像，通過玻璃透鏡的折射偏轉(zhuǎn)把光匯聚成“一點(diǎn)”來聚焦成像。掃描電鏡使用的介質(zhì)不是光,，而是電子,。雖然介質(zhì)不同,，但是與光學(xué)玻璃透鏡一樣,，掃描電鏡也普遍存在像差問題，而這些各種各樣的像差,，正在背后悄悄地影響著電鏡成像,。

下面我們來了解一下各種像差產(chǎn)生的原因，以及如何減少像差對成像的影響,。

• 球 差

由于透鏡邊緣部位和中間部位的折射偏轉(zhuǎn)能力不同,，導(dǎo)致各條射線不會匯聚到同一個(gè)點(diǎn)上，從而在高斯平面上得不到清晰的像點(diǎn),，而是一個(gè)模糊的彌散圓斑,，這種現(xiàn)象稱為球差。如下圖所示：

理論證明,，電磁透鏡的球差是不能消除的,。有一些高端透射電鏡中使用了球差矯正器用于提高分辨率，而掃描電鏡上現(xiàn)在還沒有添加球差矯正器,。但是掃描電鏡會通過減小孔徑角等其他措施來減小球差,。

• 彗 差

由于物點(diǎn)在透鏡中心軸的軸外，使得電子束與軸線傾斜成一定角度,，破壞透鏡的對稱性,，從而產(chǎn)生另一種像差—彗差。彗差嚴(yán)重時(shí),，成像面（高斯面）上不會得到清晰的點(diǎn),，而是會形成像彗星一樣沿某一方向延伸的模糊圖像。如下圖所示：

在電鏡中,，由于物點(diǎn)不會偏移很大,，所以只要保證機(jī)械軸和光軸的合軸度較好，系統(tǒng)產(chǎn)生的彗差一般對成像的影響很小,。

• 像 散

當(dāng)焦距處在過焦或者欠焦?fàn)顟B(tài)時(shí),，聚焦的束斑會呈現(xiàn) 90° 交錯(cuò)的橢圓形狀,，雖然在正焦位置束斑形狀不是橢圓，但是會由于束斑過大而成像模糊,，這種像差現(xiàn)象稱為—像散,。如下圖（a）所示。

飛納電鏡中配備了消像散器,，通過調(diào)節(jié) 8 個(gè)小線圈中的電流大小來產(chǎn)生附加磁場,，用于矯正不對稱的橢圓形束斑,，使得最終到達(dá)試樣表面的束斑稱為一個(gè)旋轉(zhuǎn)對稱,、邊界清晰的理想圓斑。

• 色 差

當(dāng)設(shè)備電源電壓略有不穩(wěn)時(shí),，會使加速電壓產(chǎn)生波動,，從而影響發(fā)射電子的能量。電子的能量差異會導(dǎo)致電子束波長不一致,，所以不同能量的電子會沿著不同的軌跡聚焦,，最終聚焦在不同的焦點(diǎn)上，出現(xiàn)成像模糊,。這種像差現(xiàn)象稱為—色差,。如圖所示。

產(chǎn)生色差的主要原因?yàn)楣╇婋妷翰环€(wěn),、電子發(fā)射位置不一致（燈絲原因）等,。為了減小圖像色差，電源配備穩(wěn)壓器或者不間斷電源（UPS）還是有必要的,。

以上就是常見的幾種像差,，有一些無法消除，只能通過硬件改善,，有一些是可以通過操作消除掉的,。對于無法消除的，飛納電鏡已經(jīng)在硬件方便做到了最優(yōu),，比如高精度的裝配,，保證機(jī)械軸和光軸的合軸等等。對于可以消除,，比如像散,，飛納電鏡也配備了消除像散的操作頁面，使操作人員更方便地消除像散,，改善成像,。