Наличие угловой расходимости лучей, приводит к уширению пучка выше и ниже точки оптимальной фокусировки.
Для расчета глубины фокуса необходимо знать, на каком расстоянии на или под оптимальным фокусом проходит уширение пучка, до такой степени, что он перекрывает достаточно большое число элементов изображения и создается заметная фокусировка. При первом приближении для уширения пучка с r0 – минимальным радиусом до радиуса размером r необходимое расстояние по вертикали D/2 равно
D/2 » r/a
a - расходимость пучка (определяется как половина угла раствора конуса).
Если считать, что дефокусировка становится наблюдаемой, когда пучок перекрывает два элемента изображения (размером 0,1 мм на экране монитора), r определяется формулой
r = 0,1 мм / увеличение
Глубина фокуса D равна расстоянию по вертикали от -D/2 до +D/2. Таким образом,
D = 2r / a = 0,2 мм / 2М
Расходимость меняется выбром радиуса R конечной диафрагмы и рабочего расстояния PP.
a = R / PP
Типичные размеры диафрагм в РЭМ (100, 200, 600 мкм в диаметре). Рабочее расстояние 10 мм и увеличивается до 50 мм.
Глубина фокуса (мкм) при рабочем расстоянии 10 мм.
| Увеличение
| 100-мкм диафрагма
a = 5*10-3рад
| 200-мкм диафрагма
a = 10-2рад
| 600-мкм диафрагма
a = 3*10-2рад
|
| 10х
|
|
|
|
| 50х
|
|
|
|
| 100х
|
|
|
|
| 500х
|
|
|
|
| 1000х
|
|
| 6,7
|
| 10000х
|
|
| 0,67
|
| 100000х
| 0,4
| 0,2
| 0,067
|
