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原文由 lirongzhu(lirongzhu) 发表:
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。
原文由 longwood(templus) 发表:你我的意思应该是一致的，但我始终认为不能说是对球差的补偿，应为这不严谨。物镜的球差是固有特性，是分辨率的决定因素之一。如果说能对球差进行了一定的补偿，是否说，分辨率会有所改善呢？事实上，根本不是的。我说的对整个光路的补偿，主要体现在对光束平行性的方面，而非其它，而且平行性永远只能是通过CL过焦来补偿到近似平行却达不到理想的平行。这我在之前的讨论中已经说过了。另外，Scherzer defocus也与CL的过焦量（或者说白了就是光强度）有一定的关系，正是因为这样，才导致kuku5837在前面提到了这么一个疑问：“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？”
不是对整个光路补偿，还是一定程度上补偿物镜球差。Df * k^2肯定不能完全补偿 C3* k^4, 改变系数和符号部分补偿还是可以的。Scherzer focus补偿的效果就是得到一个相对uniform的band.原文由 lirongzhu(lirongzhu) 发表:
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。
原文由 kuku5837(kuku5837) 发表:注意我之前说过的何为CL正焦，CL正焦时我们看到的就是最小斑点，光太强，视场最小，根本就不能拍照。CL正焦，只是说明光路对灯丝成像，而光子是从灯丝的各个不同点发射出来的，不同点发射出来的光，肯定不是平行光了，所以，CL正焦时，其实光并不是平行的，相反这个时候，光的平行性还是比较差的。那么什么时候光的平行性最好呢？答案就是过焦无限大（想象一下在地球上的人们为什么把来自太阳的光看做是平行光，如果你离太阳很近的时候，你会认为太阳光还是平行的吗？还有来自遥远的星星的光是不是也是一种平行性很好的光？）。但实际操作中是达不到的，而且平行性越大的时候，意味着照明的光基本上都来自灯丝中某一无限小区域的发射电子，这就是说，电子的数量或者光的强度就很小。正是因为这样，才有科学家们极力追求发射区域小且发射亮度大的电子枪，比如肖特基场发射电子枪、冷场发射电子枪应运而生了。
针对lirongzhu老师的解释我再提些疑问。
“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。”
我的理解，CL过焦下（电流过大），C2的crossover往高处偏离前级物镜的前焦面, 也即是靠近CL，物镜前级磁场是能起到汇聚作用，但是理论上，CL正焦时，crossover正好处在前级物镜的前焦面位置上，打在样品上正好是理论上的绝对平行光。
如果CL欠焦，crossover低于前级物镜的前焦面位置，打在样品上应该是发散光（若有不对请指正）？ “整个光束经历的是两次会聚作用，其平行性肯定差多了问题在于”，这个该怎么理解？
再次既然CL正焦可以获得对样品绝对的平行光，为什么不用CL正焦，而要用过焦？从平行性上过焦肯定不如正焦。包括做SAED时也是，既然追求平行光照射样品，为何不用CL正焦，而要把CL顺时针旋转到无限过焦？
“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。”
我还是疑惑，为何在实际拍照时，我们还是会推荐选择物镜略欠焦时成像？所谓的光路补偿一说确切的根据在哪？
原文由 lirongzhu(lirongzhu) 发表:对我最大的困惑来自于物镜前置透镜的干扰，在TEM模式下，从光路图上看CL正焦时正好是其crossover处于物镜前置透镜前焦面上，使得打到样品上的光是平行光，所以才有了我前面的问题。原文由 kuku5837(kuku5837) 发表:注意我之前说过的何为CL正焦，CL正焦时我们看到的就是最小斑点，光太强，视场最小，根本就不能拍照。CL正焦，只是说明光路对灯丝成像，而光子是从灯丝的各个不同点发射出来的，不同点发射出来的光，肯定不是平行光了，所以，CL正焦时，其实光并不是平行的，相反这个时候，光的平行性还是比较差的。那么什么时候光的平行性最好呢？答案就是过焦无限大（想象一下在地球上的人们为什么把来自太阳的光看做是平行光，如果你离太阳很近的时候，你会认为太阳光还是平行的吗？还有来自遥远的星星的光是不是也是一种平行性很好的光？）。但实际操作中是达不到的，而且平行性越大的时候，意味着照明的光基本上都来自灯丝中某一无限小区域的发射电子，这就是说，电子的数量或者光的强度就很小。正是因为这样，才有科学家们极力追求发射区域小且发射亮度大的电子枪，比如肖特基场发射电子枪、冷场发射电子枪应运而生了。
针对lirongzhu老师的解释我再提些疑问。
“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。”
我的理解，CL过焦下（电流过大），C2的crossover往高处偏离前级物镜的前焦面, 也即是靠近CL，物镜前级磁场是能起到汇聚作用，但是理论上，CL正焦时，crossover正好处在前级物镜的前焦面位置上，打在样品上正好是理论上的绝对平行光。
如果CL欠焦，crossover低于前级物镜的前焦面位置，打在样品上应该是发散光（若有不对请指正）？ “整个光束经历的是两次会聚作用，其平行性肯定差多了问题在于”，这个该怎么理解？
再次既然CL正焦可以获得对样品绝对的平行光，为什么不用CL正焦，而要用过焦？从平行性上过焦肯定不如正焦。包括做SAED时也是，既然追求平行光照射样品，为何不用CL正焦，而要把CL顺时针旋转到无限过焦？
“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。”
我还是疑惑，为何在实际拍照时，我们还是会推荐选择物镜略欠焦时成像？所谓的光路补偿一说确切的根据在哪？
综上，采用过焦照明，就是为了提高平行度更好的电子束，而且CL越过焦，平行性越好。
原文由 kuku5837(kuku5837) 发表:物镜前级其实也是划归为聚光镜系列，聚光镜系列的作用，说白了就是在光轴近轴处产生几近平行的光束来照到样品上（也就是说照明孔径角越小，平行性约好）。教科书上的光路图，前提假设就是电子光源为点光源，以致照到样品上的所有光束都满足近轴处理。在教科书上这个光路图中，crossover处于物镜前置透镜的前焦面上这个不错，但此时，在荧光评上看到的不是一个小斑点，而是很暗（甚至肉眼都看不见）的散焦状态，而这种状态恰恰就是理论上的CL无限过焦状态而不是正焦。CL是一系列的聚光镜（包括物镜前级磁场）组合而成的，我们常说的CL过焦，仅仅是只让其中的CL3过焦，最终的效果是在样品的上方形成一个照明光斑，CL3过焦越狠，光斑离样品越远，仅此而已。千万别把聚光镜组简单的拆分来进行理解。CL正焦的时候，效果相当于对饱和灯丝成像（注意此时在物镜前级与CM之间电子束并没有crossover），由于光斑（饱和灯丝像）有一定大小，近光轴处的光束平行性要稍小于过焦时。采用过焦，就是一个向理论靠拢的手段。那么问题来了，为啥子不用CL欠焦呢？欠焦照明，其实是利用了光斑的”虚像“照明（光斑会聚于物平面的下方），这时候照明孔径角由物镜前级磁场决定，孔径角大于过焦时的值（过焦时的孔径角由光斑与样品间距决定）。还有，上面的讨论，都是在只改变CL3这个前提下进行的。有的时候，我们会改变CL3下面的CM电流，改变光斑的汇聚状态，也就是教科书上的a角，也会对光束的照明孔径角产生影响，进而影响光束的平行性。CM电流变大，同样使得CL系列产生一个过焦状态，a角变小，平行性更好。CM电流不同，CL3的正焦位置也会发生变化的（光斑尺寸也会也稍稍的减小，毕竟会损失一部分光能，效果类似改变SPOT大小，只是改变的幅度不一样）。原文由 lirongzhu(lirongzhu) 发表:对我最大的困惑来自于物镜前置透镜的干扰，在TEM模式下，从光路图上看CL正焦时正好是其crossover处于物镜前置透镜前焦面上，使得打到样品上的光是平行光，所以才有了我前面的问题。原文由 kuku5837(kuku5837) 发表:注意我之前说过的何为CL正焦，CL正焦时我们看到的就是最小斑点，光太强，视场最小，根本就不能拍照。CL正焦，只是说明光路对灯丝成像，而光子是从灯丝的各个不同点发射出来的，不同点发射出来的光，肯定不是平行光了，所以，CL正焦时，其实光并不是平行的，相反这个时候，光的平行性还是比较差的。那么什么时候光的平行性最好呢？答案就是过焦无限大（想象一下在地球上的人们为什么把来自太阳的光看做是平行光，如果你离太阳很近的时候，你会认为太阳光还是平行的吗？还有来自遥远的星星的光是不是也是一种平行性很好的光？）。但实际操作中是达不到的，而且平行性越大的时候，意味着照明的光基本上都来自灯丝中某一无限小区域的发射电子，这就是说，电子的数量或者光的强度就很小。正是因为这样，才有科学家们极力追求发射区域小且发射亮度大的电子枪，比如肖特基场发射电子枪、冷场发射电子枪应运而生了。
针对lirongzhu老师的解释我再提些疑问。
“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。”
我的理解，CL过焦下（电流过大），C2的crossover往高处偏离前级物镜的前焦面, 也即是靠近CL，物镜前级磁场是能起到汇聚作用，但是理论上，CL正焦时，crossover正好处在前级物镜的前焦面位置上，打在样品上正好是理论上的绝对平行光。
如果CL欠焦，crossover低于前级物镜的前焦面位置，打在样品上应该是发散光（若有不对请指正）？ “整个光束经历的是两次会聚作用，其平行性肯定差多了问题在于”，这个该怎么理解？
再次既然CL正焦可以获得对样品绝对的平行光，为什么不用CL正焦，而要用过焦？从平行性上过焦肯定不如正焦。包括做SAED时也是，既然追求平行光照射样品，为何不用CL正焦，而要把CL顺时针旋转到无限过焦？
“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。”
我还是疑惑，为何在实际拍照时，我们还是会推荐选择物镜略欠焦时成像？所谓的光路补偿一说确切的根据在哪？
综上，采用过焦照明，就是为了提高平行度更好的电子束，而且CL越过焦，平行性越好。
而对于不考虑物镜前透镜的影响（不知是否是lirongzhu老师所指的情况），其实把CL无限欠焦时其光路也很接近于平行光（按David.willams的书上说小于0.0057度，也是他推荐的照明方式），从这个角度上说，CL过焦似乎在平行性上没有太多优势。
从另个方面说，过焦状态时的crossover面积比正焦和欠焦时确实都小（是否与电流大有关），导致照明孔径角确实比欠焦时的照明孔径角小，相干性比较好。这个是否才是过焦照明的优势？
不对之处请继续指正，通过这个贴的讨论我长了很多知识。
原文由 lirongzhu(lirongzhu) 发表:原文由 kuku5837(kuku5837) 发表:物镜前级其实也是划归为聚光镜系列，聚光镜系列的作用，说白了就是在光轴近轴处产生几近平行的光束来照到样品上（也就是说照明孔径角越小，平行性约好）。教科书上的光路图，前提假设就是电子光源为点光源，以致照到样品上的所有光束都满足近轴处理。实际上在教科书上这个光路图中，并不是crossover处于物镜前置透镜的前焦面上，否则的话，在荧光评上看到的就不是一个小斑点，而是很暗（甚至肉眼都看不见）的散焦状态，而这种状态恰恰就是理论上的CL无限过焦状态而不是正焦。CL是一系列的聚光镜（包括物镜前级磁场）组合而成的，我们常说的CL过焦，仅仅是只让其中的CL3过焦，最终的效果是在样品的上方形成一个照明光斑，CL3过焦越狠，光斑离样品越远，仅此而已。千万别把聚光镜组简单的拆分来进行理解。CL正焦的时候，效果相当于对饱和灯丝成像，由于光斑（饱和灯丝像）有一定大小，近光轴处的光束平行性要稍小于过焦时。采用过焦，就是一个向理论靠拢的手段。那么问题来了，为啥子不用CL欠焦呢？欠焦照明，其实是利用了光斑的”虚像“照明（光斑会聚于物平面的下方），这时候照明孔径角由物镜前级磁场决定，孔径角大于过焦时的值（过焦时的孔径角由光斑与样品间距决定）。还有，上面的讨论，都是在只改变CL3这个前提下进行的。有的时候，我们会改变CL3下面的CM电流，改变光斑的汇聚状态，也就是教科书上的a角，也会对光束的照明孔径角产生影响，进而影响光束的平行性。CM电流变大，同样使得CL系列产生一个过焦状态，a角变小，平行性更好。CM电流不同，CL3的正焦位置也会发生变化的（光斑尺寸也会也稍稍的减小，毕竟会损失一部分光能，效果类似改变SPOT大小，只是改变的幅度不一样）。原文由 lirongzhu(lirongzhu) 发表:对我最大的困惑来自于物镜前置透镜的干扰，在TEM模式下，从光路图上看CL正焦时正好是其crossover处于物镜前置透镜前焦面上，使得打到样品上的光是平行光，所以才有了我前面的问题。原文由 kuku5837(kuku5837) 发表:注意我之前说过的何为CL正焦，CL正焦时我们看到的就是最小斑点，光太强，视场最小，根本就不能拍照。CL正焦，只是说明光路对灯丝成像，而光子是从灯丝的各个不同点发射出来的，不同点发射出来的光，肯定不是平行光了，所以，CL正焦时，其实光并不是平行的，相反这个时候，光的平行性还是比较差的。那么什么时候光的平行性最好呢？答案就是过焦无限大（想象一下在地球上的人们为什么把来自太阳的光看做是平行光，如果你离太阳很近的时候，你会认为太阳光还是平行的吗？还有来自遥远的星星的光是不是也是一种平行性很好的光？）。但实际操作中是达不到的，而且平行性越大的时候，意味着照明的光基本上都来自灯丝中某一无限小区域的发射电子，这就是说，电子的数量或者光的强度就很小。正是因为这样，才有科学家们极力追求发射区域小且发射亮度大的电子枪，比如肖特基场发射电子枪、冷场发射电子枪应运而生了。
针对lirongzhu老师的解释我再提些疑问。
“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。”
我的理解，CL过焦下（电流过大），C2的crossover往高处偏离前级物镜的前焦面, 也即是靠近CL，物镜前级磁场是能起到汇聚作用，但是理论上，CL正焦时，crossover正好处在前级物镜的前焦面位置上，打在样品上正好是理论上的绝对平行光。
如果CL欠焦，crossover低于前级物镜的前焦面位置，打在样品上应该是发散光（若有不对请指正）？ “整个光束经历的是两次会聚作用，其平行性肯定差多了问题在于”，这个该怎么理解？
再次既然CL正焦可以获得对样品绝对的平行光，为什么不用CL正焦，而要用过焦？从平行性上过焦肯定不如正焦。包括做SAED时也是，既然追求平行光照射样品，为何不用CL正焦，而要把CL顺时针旋转到无限过焦？
“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。”
我还是疑惑，为何在实际拍照时，我们还是会推荐选择物镜略欠焦时成像？所谓的光路补偿一说确切的根据在哪？
综上，采用过焦照明，就是为了提高平行度更好的电子束，而且CL越过焦，平行性越好。
而对于不考虑物镜前透镜的影响（不知是否是lirongzhu老师所指的情况），其实把CL无限欠焦时其光路也很接近于平行光（按David.willams的书上说小于0.0057度，也是他推荐的照明方式），从这个角度上说，CL过焦似乎在平行性上没有太多优势。
从另个方面说，过焦状态时的crossover面积比正焦和欠焦时确实都小（是否与电流大有关），导致照明孔径角确实比欠焦时的照明孔径角小，相干性比较好。这个是否才是过焦照明的优势？
不对之处请继续指正，通过这个贴的讨论我长了很多知识。
再啰嗦一句关于聚焦的含义。CL正焦，就是CL对灯丝进行聚焦成像。OL正焦，就是物镜对样品（为便于理解，样品是一个点，其它因素也不考虑），样品点可看做为一个点光源，光穿过物镜后，在像平面会聚成为一个像点。那么问一下，实际上的样品是不发光的，样品点的光来自何方？这个光是如何实现平行光轴的？留给您思考一下，您大概就会理解了。
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