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，這是來自試樣表面各點(diǎn)二次電子信號的強(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，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程中，這些也都是統(tǒng)計(jì)噪聲增.大的主要來源。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帶來熱噪聲。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②是信號量子數(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)也就沒有問題。

圖1 信號傳送系統(tǒng)示意圖

總之，圖像上出現(xiàn)噪聲從原理上來講是不得已的，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)出的信號量。要增加信號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 探測器的柵偏壓、試樣朝探測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。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源。當(dāng)加大光電倍增管的電壓時(shí)，電子噪聲會隨同試樣的信號一起被放大。倍增管的電壓過高或掃描速度過快也會產(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提高圖像信噪比來說也是很重要的。

（3）增加采集照片的掃描時(shí)間。通過減慢掃描速度，讓電子束在每個(gè)掃描點(diǎn)上停留的時(shí)間適當(dāng)增長，從而會增加該點(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，若時(shí)間太長，電子線路的工作點(diǎn)可能會產(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)，反而會影響圖像的清晰度和分辨力。

臺式掃描電鏡

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