主题：【讨论】求助各位，我一直不清楚，欠焦和过焦的原理图，又是如何定义的，谢谢过来指导

我的理解：在正焦面以下的图像称为过焦像，在正焦面以上的图像称为欠焦像。物平面、透镜电流、图像接收（观察）平面三者互动，都可以出现欠焦或过焦。举个例子：物面固定、图像接收面（荧光屏）固定，调节物镜电流，使图像清晰，此时称为正焦。在此情况下，如果加大物镜电流，正焦面上移，此时看到的图像位于正焦面下面，是过焦状态（从上往下看，观察面超过了正焦面，所以称为过）。如果减小物镜电流，正焦面下移，观察面位于正焦面上面，是欠焦态（从上往下看，观察面还未到达正焦面，所以称为欠）。
另外，如果物镜电流不变，改变样品高度，会出现类似的现象，就不重复了。

原文由 xuaiqun(xuaiqun) 发表:
我的理解：在正焦面以下的图像称为过焦像，在正焦面以上的图像称为欠焦像。物平面、透镜电流、图像接收（观察）平面三者互动，都可以出现欠焦或过焦。举个例子：物面固定、图像接收面（荧光屏）固定，调节物镜电流，使图像清晰，此时称为正焦。在此情况下，如果加大物镜电流，正焦面上移，此时看到的图像位于正焦面下面，是过焦状态（从上往下看，观察面超过了正焦面，所以称为过）。如果减小物镜电流，正焦面下移，观察面位于正焦面上面，是欠焦态（从上往下看，观察面还未到达正焦面，所以称为欠）。

另外，如果物镜电流不变，改变样品高度，会出现类似的现象，就不重复了。

很好就理解了，感谢对菜鸟的帮助

嘻嘻哈哈！

原文由 xuaiqun(xuaiqun) 发表:
我的理解：在正焦面以下的图像称为过焦像，在正焦面以上的图像称为欠焦像。物平面、透镜电流、图像接收（观察）平面三者互动，都可以出现欠焦或过焦。举个例子：物面固定、图像接收面（荧光屏）固定，调节物镜电流，使图像清晰，此时称为正焦。在此情况下，如果加大物镜电流，正焦面上移，此时看到的图像位于正焦面下面，是过焦状态（从上往下看，观察面超过了正焦面，所以称为过）。如果减小物镜电流，正焦面下移，观察面位于正焦面上面，是欠焦态（从上往下看，观察面还未到达正焦面，所以称为欠）。
另外，如果物镜电流不变，改变样品高度，会出现类似的现象，就不重复了。

搭车问个问题，常说的underfocous是否就是欠焦像，overfocous就是过焦像，而defocous的值为负是否是欠焦，若为正就是过焦？而为何常需要在欠焦状态拍摄才得到清楚的图像，是否跟电子束平行性好有关？ 最佳的谢策尔欠焦量是如何获得的？

第一个问题应该是你说的情况。第二个问题可能要分两种情况。一是普通的明场像或暗场像，据说稍微欠焦时图像的对比度好，人眼感觉清楚。欠焦时是汇聚光，过焦时是发散光，应该与光的平行度有关。FEI的机器对中时指明要顺时针方向，可能就与此有关。二是高分辨像，选择欠焦是为了抵消物镜的球差。一般的书上有推导。理论上可以对每台机器计算最佳欠焦量。但实际拍照时一般还是凭感觉。个人观点，仅供参考。

“欠焦时是汇聚光，过焦时是发散光”,这个不大好理解，David.williams的书上画过类似光路图，underfocous时image在focal plane下面；而overfocous时image在focal plane上面，这个focal plane是否就是标准物镜电流下的焦平面？改变物镜电流是否只能改变image成像的位置而不能改变focal plane? 从光路图上似乎应该是underfocous时是发散光（平行性好），overfocous时是汇聚光(平行性差）。

关于谢策尔离焦量我一直也有疑惑，有个公式df=-1.2(Csr)1/2,那么即是说每台机器的球差系数固定的话，最佳欠焦量也是可以固定的，比如 -45nm, -66nm等等，每次拍照放在这个欠焦量不就可以了，为何要反复调节focous？

关于第一个问题，涉及到讨论的对象。比如是照明系统还是成像系统。但原理是一样的。David.williams的书我看过。也曾困惑过。现在的理解是我自己的描述。可能有问题。仅供参考。关于第二个问题，理论上是可以。但实际操作时有问题。这个谢氏欠焦是以正焦面为参考点的。而我们观察图像时很难判断正焦面在哪里。当人眼感觉看清图像的时候，已有大概20纳米的欠焦量。这可能因人而异。所以还是连续调焦，直到你感觉图像满意为止。还是个人观点，仅供参考。

原文由 xuaiqun(xuaiqun) 发表:
第一个问题应该是你说的情况。第二个问题可能要分两种情况。一是普通的明场像或暗场像，据说稍微欠焦时图像的对比度好，人眼感觉清楚。欠焦时是汇聚光，过焦时是发散光，应该与光的平行度有关。FEI的机器对中时指明要顺时针方向，可能就与此有关。二是高分辨像，选择欠焦是为了抵消物镜的球差。一般的书上有推导。理论上可以对每台机器计算最佳欠焦量。但实际拍照时一般还是凭感觉。个人观点，仅供参考。

我也来说说自己的观点！一般来说照明采用过焦（CL过焦，即强度旋钮顺时针方向旋转时光会变暗），照明孔径角小，光束平行性好。高分辨成像时，由于照明系统处于过焦，所以物镜就必需适当的欠焦来对整个光路适当的补偿，而不是抵消物镜的球差，球差也不可能采用这种方法抵消的，否则的话还用得着买球差校正器吗？过焦照明下，物镜适当的欠焦，会减少各种电子波的相位变化量，谢尔策欠焦的目的就是尽量使波数处于分辨率范围内的电子波在穿越物镜之后其相位不会有较大的变化，从而得到反映样品二维投影势的真实分布。

quote]我也来说说自己的观点！一般来说照明采用过焦（CL过焦，即强度旋钮顺时针方向旋转时光会变暗），照明孔径角小，光束平行性好。高分辨成像时，由于照明系统处于过焦，所以物镜就必需适当的欠焦来对整个光路适当的补偿，而不是抵消物镜的球差，球差也不可能采用这种方法抵消的，否则的话还用得着买球差校正器吗？过焦照明下，物镜适当的欠焦，会减少各种电子波的相位变化量，谢尔策欠焦的目的就是尽量使波数处于分辨率范围内的电子波在穿越物镜之后其相位不会有较大的变化，从而得到反映样品二维投影势的真实分布。

欢迎讨论，我再提个疑惑，对于TEM模式下，打在样品上的光束实际是由物镜前场控制的，CL变弱是能增大平行性，但是在光路上经过物镜前场实际发散光也变成了平行光照在样品上啊，那么照明过焦的意义还能体现出来否？

对于成像系统的过焦与欠焦的定义应该是与照明系统有所区别（与xuaiqun提的一样，我对David.williams的光路仍然很困惑），就我的理解，物镜的正焦面是否指的 标准物镜电流下（常按的那个std focous按钮）对应的成像面（或者叫高斯面？）改变物镜电流（调节focous按钮）如果成像位置低于这个面成为欠焦像，高于这个面称为过焦像？请大家指点一下

原文由 kuku5837(kuku5837) 发表:
quote]我也来说说自己的观点！一般来说照明采用过焦（CL过焦，即强度旋钮顺时针方向旋转时光会变暗），照明孔径角小，光束平行性好。高分辨成像时，由于照明系统处于过焦，所以物镜就必需适当的欠焦来对整个光路适当的补偿，而不是抵消物镜的球差，球差也不可能采用这种方法抵消的，否则的话还用得着买球差校正器吗？过焦照明下，物镜适当的欠焦，会减少各种电子波的相位变化量，谢尔策欠焦的目的就是尽量使波数处于分辨率范围内的电子波在穿越物镜之后其相位不会有较大的变化，从而得到反映样品二维投影势的真实分布。

欢迎讨论，我再提个疑惑，对于TEM模式下，打在样品上的光束实际是由物镜前场控制的，CL变弱是能增大平行性，但是在光路上经过物镜前场实际发散光也变成了平行光照在样品上啊，那么照明过焦的意义还能体现出来否？

对于成像系统的过焦与欠焦的定义应该是与照明系统有所区别（与xuaiqun提的一样，我对David.williams的光路仍然很困惑），就我的理解，物镜的正焦面是否指的 标准物镜电流下（常按的那个std focous按钮）对应的成像面（或者叫高斯面？）改变物镜电流（调节focous按钮）如果成像位置低于这个面成为欠焦像，高于这个面称为过焦像？请大家指点一下[/quote

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首先，过焦照明下，如果没有物镜前级磁场进行会聚，肯定是以发散的方式照到样品上的。物镜前级磁场是固定的，而且是起一定的会聚作用，所以才要求照明采用CL过焦，而且事实上，过焦越大，光的平行性是越好的。如果CL欠焦，整个光束经历的是两次会聚作用，其平行性肯定差多了。

第二个问题，过焦和欠焦，定义都是一样的，都是相对正焦时透镜的电流或焦距变化来定义的，即电流小于正焦时的值，或焦距大于正焦时的值，定义为欠焦。过焦则与之相反。但在实际判断时就不是那么简单了，必需结合各种透镜的组合关系来判断，而且这种判断也是以人为标准来执行的。在电子显微镜中，正焦状态是以后级物镜的标准状态std focous来判断的。以此为标准，首先判断CL的正焦，那毫无疑问就是CL所处的状态达到这样一种状态：对发射灯丝成像。也就是我们说的将光束会聚到最小的状态，就是CL正焦了，顺时针再调则CL电流增大CL过焦，反之则CL欠焦。

既然前面说过，正焦状态是以后级物镜磁场的状态std focous来做标准的，那么问题就迎刃而解了。我们知道成像就必需先让样品处于物平面上，那么接下来只需动样品了。如果样品不在物镜std focous时的理想物平面上，CL正焦时就能看到明显菲涅尔衍射现象，通过调节Z，使菲涅尔衍射消失，此时，样品也处于正焦位置了。如果调节Z时，Z要减小即样品往下走，说明刚开始时样品处于过焦位置，否则欠焦。

另外，电镜中成像面是固定的，不能说“改变物镜电流（调节focous按钮）如果成像位置低于这个面成为欠焦像，高于这个面称为过焦像”，尽管这是对的。只能说，物镜欠焦时，此时相对于正焦情况，物距与焦距比在减小，相当于样品在朝着物镜方向走，其高斯面以相同的方向偏离成像面（即高斯面低于成像面）。此时在像平面（经过几级放大后就是CCD位置）上就会出现欠焦像。因为我们采集的仅仅是成像面上的像，而不是高斯面上的像，否则，欠焦就没意义了。