跳到主要内容
Sandbox Physics

E22 · 电子采集

多束 SEM：先校准，再拼接

采集九幅重叠图块，测量均匀参考，再校正增益与标定位置进行拼接。

交互模型多束 SEM：先校准，再拼接
存储帧数—\text{—}
记录样品事件总数—\text{—}
理想样品调度时间—\text{—}
存储每像素入射电子数—\text{—}
记录活动通道数—\text{—}
理想调度加速比—\text{—}
计算最宽探针标准差—\text{—}
已提交重叠不一致—\text{—}
拼图多重覆盖像素数—\text{—}
已提交校正：0 无，1 增益，2 位置，3 两者—\text{—}
实验目标—\text{—}

物理教程

多束 SEM：先校准，再拼接

背景采集九幅重叠图块，测量均匀参考，再校正增益与标定位置进行拼接。

为什么值得理解扫描更快后，各束之间还能连续成像吗？

先抓重点

核心问题
扫描更快后，各束之间还能连续成像吗？
一句话直觉
解释处理结果前，保留采集历史。

核心数学模型

计数与扫描时间

Npx=Itd/eμb,j=Npxgb(p∗Gσb)jT=⌈9/B⌉(1024td+to)\begin{aligned}N_{\mathrm{px}}&=It_d/e\\\mu_{b,j}&=N_{\mathrm{px}}g_b(p*G_{\sigma_b})_j\\T&=\lceil9/B\rceil(1024t_d+t_o)\end{aligned}

电流为每活动束电流；每批指定开销为一毫秒，时间不包含参考采集。

独立平场

g^b=∑jFb,j1024Nflatpflat\widehat g_b=\frac{\sum_j F_{b,j}}{1024N_{\mathrm{flat}}p_{\mathrm{flat}}}

已知均匀参考概率为四分之一。校正信号为可含小数的估计，非新增整数计数。

重叠不一致

ϵ=∑j⟨(vb,j−vˉj)2⟩b∑jvˉj2\epsilon=\sqrt{\frac{\sum_j\langle(v_{b,j}-\bar v_j)^2\rangle_b}{\sum_j\bar v_j^2}}

仅多重覆盖像素参与；双线性重采样使噪声相关。诊断量不是置信区间。

常见难点

科学边界

容易误解小残差即可证明物理实验完全分辨。

正确理解九通道计数模型，使用合成样品、归一化高斯探针与独立平场计数。假定标记位置精确已知；拼接重采样记录像素，不从样品真值估计位置。通道响应为有效收集概率，非模拟探测器增益。固定每束电流时，1／3／9 束调度改变时间，不降低剂量。拼接无法消除失焦。不含标定耗时、载物台运动、串扰、漂移、充电或真实多束电子光学。任务为单切片，不含阵列断层重建；平面为示意。

动手实验

  1. 01

    预测接缝

    调节通道响应与偏移，预测哪些边界会不一致。

    应该观察到： 同一样品通过九个不同测量通道。
  2. 02

    记录独立数据

    采集图块与独立均匀平场，随后移动滑块。

    应该观察到： 重新采集之前，记录计数与标定保持固定。
  3. 03

    提交拼图

    分别启用或关闭增益、位置校正进行拼接，并检查覆盖。

    应该观察到： 空白边缘为未测像素，插值不创造额外覆盖。
  4. 04

    检验通量

    比较单束、模糊与低计数示例，并核对目标。

    应该观察到： 并行采集节省理想调度时间，模糊与剂量仍限制数据。