6.7 Глубина фокуса и глубина поля
Как уже отмечалось, из-за плохого качества линз для минимизации аберраций нам необходимо использовать малые апертуры. Как правило, это означает, что мы отрезаем существенную часть электронов, которые могли бы быть собраны линзой. К счастью, источники электронов настолько ярки, что мы можем исследовать образцы с существенно уменьшенным током пучка, падающего на образец. Несмотря на уменьшение интенсивности изображения, тока зонда, и дифракционного разрешения (диска Эйри), существует и положительная сторона использования малых апертур. Это преимущество заключается в увеличении глубины фокуса и глубины поля.
Глубина поля, Dob, измеряется и относится к объекту. Это расстояние вдоль оптической оси по обе стороны от плоскости образца, на которое мы можем двигать образец, не теряя фокуса в изображении. Глубина фокуса, Dim, измеряется и относится к плоскости изображения. Это расстояние вдоль оптической оси по обе стороны от плоскости изображения, на котором получаемое изображение остается в фокусе (предполагается, что плоскость объекта и объективная линза неподвижны).
Мы можем получить выражения для глубины фокуса и глубины поля, используя рисунок 6.15. Представим, что луч 1 выходит из самой высокой точки вверху колонны, где объект все еще оказывается в фокусе в пределах разрешения и что этот луч проходит через самую дальнюю точку внизу колонны, где изображение так же все еще оказывается в фокусе.
Луч 2 представляет собой другое крайнее состояние, но проходит под тем же углом к оптической оси. Если эти два луча, происходят из одной точки (в пределах разрешения линзы) расстояния dob и dim соответствуют малым расстояниям, которые мы можем разрешить в объекте или изображении, соответственно. Необходимо помнить, что dim больше, чем dob. Углы αim и βob достаточно малы и можем записать:
