052衍衬成像分析
哈工大课件--透射电子显微学 第八章-2
衍衬动力学理论的有关讨论
1 2 t 1 Ig sin 2 1 g
2
g
sin 2 (tseff ) (s ) 2 eff
2
式中
2 g s, seff s 2 g
（1）当 s = 0 时，衍射束强度 Ig＝sin2(πt /ξg) 1 （2）当 s = 0 时，1/seff = ξg，并非趋于无穷大
第八章 晶体薄膜的衍射衬度原理
透射电镜的成像方法和图像衬度 衍衬的一些基本概念 衍衬成像的运动学理论 衍衬成像的动力学理论
消光条纹
第二节 衍衬的一些基本概念 衍射衬度和衍衬像
双光束衍射条件 明场像与暗场像 明、暗场像衬度互补
000
hkl
I0 = IT + Ig
消光距离 偏离参量 s = 0 的条件下，衍 射束强度 Ig 在样品深度方向 上变化的周期距离，记作ξg
Vc cos g Fg
s = 0时，衍射波强度在样品深度方向的变化
O
Байду номын сангаас
O Φ
O I
I0 A k B k' A
Ig
ξg
A
Φ0
Φg
B t
B t
第三节 衍衬成像的运动学理论 运动学理论的基本假设和基本处理方法 基本假设 （1）不考虑衍射束和透射束之间的交互作
对衬度有贡献的衍射束强度与透射束相比是很小的
2
IT ＝ 1 - Ig
非完整晶体的衍射强度公式 有缺陷晶体的原子位置矢量
d g d g i
r r R
g
i
exp[2i(k k ) r ]dz exp(2isz ) exp(2ig R)dz
X射线衍衬形貌术
Phase image
1
Absorption θ image
d
2 Sample
Si (111) Si (111)
Diffraction image
3
Monochromator
2005年5月17日星期二
/cmp
14
7
相位敏感成像术
Absorption radiography vs phase sensitive radiography
2005年5月17日星期二
/cmp
4
2
准直的单色X射线产生取向衬度的示意图
loss
gain
A
2005年5月17日星期二
/cmp
5
位错的3种衍衬像的几何关系示意图
O
S
RT
D
U
3 21
1—直接像；2—中间像；3—动力学像。
2005年5月17日星期二
/cmp
6
3
位错的3种衍衬像
X射线形貌术中入射波要视为球面波，不是平面波，其缺陷形成的具体衬度与电 镜中衍衬像不完全相同。对于晶体中缺陷形成的X射线形貌衬度，以位错为例， 其形成的形貌像基本上有三类：直接像、动力学像和中间像。如图2.9所示，位 错线D和Borrmann扇形的边缘交于S和T。在T位置，位错线是和那些未受晶体衍 射的X射线束相截的。而X射线是散射角度较大的球面波，许多在完整晶格区域 不严格满足Bragg条件的“直射”光束，在位错周围的畸变区域却满足了Bragg条件 而产生衍射，从而在形貌图上表现为比背景强度高的黑色衬度，即所谓“直接 像”。在厚晶体强烈吸收的情况下，这些偏离Bragg条件但是对直接像有贡献的X 射线受到正常的强烈吸收后，不再出现。
11 晶体薄膜衍衬成像分析 材料分析测试技术 教学课件
(二) 工艺过程
第一步是从大块试样上切割厚度为 0.3－0.5mm厚的薄片。
电火花线切割法是目前用得最广泛 的方法。
电火花切割可切下厚度小于0.5mm 的薄片,切割时损伤层比较浅,可以 通过后续的磨制或减薄除去。电火 花切割只能用导电样品。
对于陶瓷等不导电样品可用金刚石 刃内圆切割机切片。
从入射电子受到样品内原子散射过程的分析中我们知道， 此种散射作用在本质上是非常强烈的，所以忽略了动力学 相互作用的运动学理论只能是一种相当近似的理论。
运动学理论所包含的基本近似是： 1）入射电子在样品内只可能受到不多于一次的散射； 2）入射电子波在样品内传播的过程中，强度的衰减可以忽 略，这意味着衍射波的强度与透射波相比始终是很小的。
两个基本假设
为了进一步简化衍衬图像衬度 的计算，我们还必须引入两个 近似的处理方法。 首先，我们通常仅限于在 “双光束条件”下进行讨论； 样品平面内位于座标（x，y） 处、高度等于厚度t、截面足 够小的一个晶体柱内原子或晶 胞的散射振幅叠加而得。
该柱体外的散射波并不影响g， 这叫做“柱体近似”。
离子减薄的效率较低，一般情 况下4μm/小时左右。但是离子 减薄的质量高薄区大。
☺双喷减薄和离子减薄的比较
适用的样品
效率
薄区 大小
操作 难度
仪器 价格
双喷减薄 金属与部分合金 高
离子减薄
矿物、陶瓷、 半导体及多相合金
低
小 容易 便宜 大 复杂 昂贵
二.衍衬成像原理
在透射电子显微镜下观察晶体薄膜样品所获 得的图像，其衬度特征与该晶体材料同入射 电子束交互作用产生的电子衍射现象直接有 关，此种衬度被称为衍射衬度，简称“衍 衬”。
电子显微学衍衬成像理论论述
12
双光束衍射几何示意图 13
14
3、消光距离
在电子束传播方向上透射束和衍射束的振荡 周期定义为“消光距离”，以g表示
15
16
17
4、偏离参量
• 在稍厚的薄膜试样中观察电子衍射时，经常会发现在衍 射谱的背景衬度上分布着黑白成对的线条。这时，如果 旋转试样，衍射斑的亮度虽然会有所变化，但它们的位 置基本上不会改变。但是，上述成对的线条却会随样品 的转动迅速移动。这样的衍射线条称为菊池线，带有菊 池线的衍射花样称之为菊池衍射谱。
质厚衬度产生的原因
• 元素的种类不同对电子的散射能力就不同。 重元素比轻元素的散射能力强，成像时被 散射到光阑以外的电子多，重元素成的像 比轻元素的像暗，试样越厚，对电子的吸 收越多，相应部位的参与成像的电子就越 少，所以厚样品的像比薄样品的像暗。
• 在复型样品、非晶态物质、合金中的第二 相看到的衬度都属于此类。
26
完整晶体的运动学方程
令0＝1，并求积分，
g
t i exp(2isz)dz i exp(its) sin(st)
0 g
g
s
Ig
g
2
g
*g
2 g2
sin2 (st) (s)2
完整的 衍射束波函数方程
27
完整晶体的衍射强度公式：
样品厚度
消光距离
偏离参量
28
3. 完整晶体衍衬运动学理论的应用
宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子
•
4、
。06:1 2:2406: 12:240 6:12Sat urday, November 21, 2020
《衍衬成像》课件
数据处理与分析
数据预处理
对采集到的数据进行噪声去除、对比度调整 等处理，以提高图像质量。
图像分析
利用专业软件对衍衬图像进行分析，提取晶 格常数、晶体取向等信息。
结果解释
根据分析结果，解释样品的晶体结构和物理 性质。
结果验证
通过与其他实验方法或已知数据对比，验证 衍衬成像实验结果的准确性。
04
衍衬成像的未来发展
A
B
C
D
缺点
对样品的要求较高，且设备成本和维护成 本较高。
优点
高穿透力和高分辨率，能够揭示物体内部 的晶体结构和形貌。
电子衍衬技术
原理
利用电子束与物质相互作用产生的衍 射效应，测量衍射强度和角度信息， 重构物体表面的形貌和结构。
应用
在微电子学、纳米科技等领域广泛应 用，如半导体器件检测、纳米结构成 像等。
结论
衍衬成像的重要性和意义
揭示微观结构
衍衬成像技术能够揭示样品的微观结构，对于材料科学、生物学 等领域的研究具有重要意义。
无损检测
衍衬成像是一种无损检测技术，可以在不破坏样品的情况下获取其 内部结构信息。
广泛应用
衍衬成像技术广泛应用于医学、生物学、材料科学、地质学等领域 ，为科学研究和技术创新提供了有力支持。
衍衬成像的原理
当光波遇到物体表面或内部结构时，会发生衍射和干涉现象。这些现象会导致光波的振幅、相位和传 播方向发生变化。
通过测量这些变化，可以反推出物体的结构和形貌信息。衍衬成像技术利用了光的波动性和干涉性， 通过精确测量光波的衍射和干涉模式，可以获得高分辨率和高灵敏度的图像。
衍衬成像的应用领域
材料科学领域
衍衬成像在材料科学领域可用于研究材料的微观结构和性能，为新材料的研发提供有力支 持。
《衍衬成像分析》PPT课件
Si (110) Filtered Image of red square area
Image of the atomic structure of BaTiO3 [011]
Jia, C.L. and Urban, K. Science, 303, 2001 (2004)
Atomic structure of ferroelectric PZT
结束
IA≈I0
a)明场像
b) 中心暗场衍射成像
第三节 消光距离
a)布拉格位向下的衍射
b)振幅变化 c)强度变化
几种晶体的消光距离/nm （加速电压为100kV时）
晶体 Al Ag Au Fe
（110） （111） （200） （211）
56
68
24
27
18
20
28
40
50
第四节 衍衬运动学
两个基本假设：
不考虑衍射束和入射束之间的互相作用
不考虑电子束通过晶体样品时引起的
多次反射和吸收
两个近似：
双光束近似 柱体近似
I0IT Ig 1
Ig1 Ig2 Ig3
柱体近似：成像单元尺寸——一个晶胞相当
Ig
gg
2 g2
si2n(st) (s)2
衍射强度 I 随晶体 厚度 t 的变化
等厚条纹形成原理示意图
倾斜界面示意图
成像单元尺寸一个晶胞相当g31718衍射强度i随晶体厚度t的变化19等厚条纹形成原理示意图20倾斜界面示意图21立方zro倾斜晶界条纹22衍射强度i随偏离矢量s的变化2324252627钛合金中的层错单斜中的孪晶2829刃型位错衬度的产生及其特征30陶瓷中的网状位错暗场31nial合金中的位错32不锈钢中析出相周围的位错缠结33球形粒子造成应变场衬度的原因示意图34zro陶瓷中析出相的无衬度线35时效后期tzro及其衍射斑点b36时效后期tzro析出相的暗场像37nanobatteries
透射电镜衍衬图像
2、操作反射
• 在用双光束成像时，参与成像的衍射斑除了透射 斑以外，只有衍射斑hkl，因此无论是在明场成像 还是暗场成像时，如果该衍射斑参与了成像，则 图像上的衬度在理论上来讲就与该衍射斑有非常 密切的关系，所以我们经常将该衍射斑称为操作 反射，记为ghkl.
假设样品中A部分完全 不满足衍射条件，而样 品B只有(hkl)面满足衍 射条件（双光束条件）
在明场下，A部分的像的 单位强度为：IA=I0,而B 部分的像的单位强度则为: IB＝I0-Ihkl. 以A晶粒的亮度为背景强 度，则B晶粒的衬度可以 表示为
对于暗场像来讲，双光束 条件下A晶粒的强度为0， 而B晶粒的强度为Ihkl, 以 亮的晶粒B为背景时A晶 粒的衬度为：
暗场成像时的衬度要比明场成像时要好得多
Images in TEM
一、什么是衬度：
所谓衬度，即是像面上相邻部份间的黑白对比度 或颜色差 。 衬度大小可以用下式表示
表示以B部分的亮度为背景强 度，A部分的衬度
二、TEM中电子显微像的衬度类型及定
衬度
义
质量厚度衬度本质上是一种散射吸收
质量厚度衬度
振 幅 衬 度
衍射衬度
衬度，即衬度是由散射物不同部位对
②衍衬成像对晶体的不完整性非常敏感； ③衍衬成像所显示的材料结构的细节，对取向也是
敏感的； ④衍衬成像反映的是晶体内部的组织结构特征，而
质量厚度衬度反映的基本上是样品的形貌特征。
五、衍射衬度成像方式的分类
明场像示意图
让透射束通过物镜光 阑所成的像为明场像
普通暗场像示意图
中心暗场像示意图
仅让衍射束通过光阑所成的像为暗场像；为了 消除物镜球差的影响，借助于偏转线圈倾转入 射束，使衍射束与光轴平行，这样的暗场像称
常见透射电镜的衍衬像分析
< 10 nm
TEM 样品厚度
适合观察 菊池线 100~150 nm
20~500
衍射衬度 • 明场相 • 暗场相
TEM样品质量决定着最终的成像质量和微区分析的深入与否。
成像模式和衍射模式的工作原理
成像模式
衍射模式
拍摄前需所做准备工作
了解TEM电镜基本构造
JEOL-2010 SJTU
电镜合轴 操作的一般步骤依次为：电 子枪合轴调整、聚光镜合轴 调整、聚光镜消像散、电镜 电压中心调整、物镜消像散、 中间镜消像散及投影镜合轴。
常见透射电镜衍衬像分析jenny2012年11月16日电子像的衍射衬度衍射衬度相位衬度质量厚度差异造成的透射束强度的差异而形成的衬不同区域满足布拉格条件的衬度不同以及结构振幅不同而产生的衬度
常见透射电镜衍衬像分析
Jenny 2012年11月16日
电子像的衍射衬度
电子像的衬度 (contrast)—样品的两个相邻部分的电子束强度差。
质厚衬度
质量厚度差异造成的透射束强度的差异而形成的衬 度。
振幅衬度
衍射衬度
不同区域满足布拉格条件的衬度不同以及结构振幅 不同而产生的衬度。
相位衬度
电子束在试样出口表面上相位不一致，使相位差转换 成强度差而形成的衬度。
样品厚度与衍衬像及衍射花样的关系
相位衬度
• HRTEM • Z contrast image • STEM
STEM成像和成分分析
通常电镜工程师会定期对电镜进行合轴等精确调整，建立了专家系统，若电镜 光路偏离很大，可调出专家的初始设置，在这基础上进行微调。
电镜下的视场和注意事项等倾和等Βιβλιοθήκη 条纹等厚条纹等倾条纹
X射线相位衬度显微成像的原理与进展
第14卷第1期CT理论与应用研究V ol.14 No.1 2005年2月（52~56） CT Theory and Applications Feb.,2005文章编号：1004-4140（2005）01-0052-05X射线相位衬度显微成像的原理与进展陈志华1，潘 琳1，李红艳1，黎 刚2，徐 波1，王自强1，朱佩平2，赵天德1，姜晓明2，吴自玉2，唐劲天1，陈惟昌1*（1.中日友好医院中日友好临床医学研究所，北京 100029； 2. 中国科学院高能物理研究所，北京 100049）摘要：当前医学影像学的发展趋势是提高人体软组织成像的衬度分辨率及空间分辨率，由宏观影像学向微观影像学的方向发展。
微观影像学能看见微米级的组织和细胞结构，能在活体上无损和动态地观察人体内部器官的微细病理变化，从而能早期做出准确的细胞病理学的定性和定位诊断，以及早期进行精确的定点清除治疗。
在提高软组织成像的衬度分辨率方面，相位衬度成像技术是国内外关注的热点。
据报道，软组织的X射线相位衬度的分辨率约为常规X射线CT吸收衬度分辨率的1000倍。
本文以北京同步辐射装置产生的同步X射线束为光源，应用衍射增强成像（DEI）技术，对人和动物脏器的软组织进行相位衬度成像。
结果表明：相位衬度显微成像可清晰显示肺泡、肾小管、肝小叶等微细的组织结构，其空间分辨率可达20微米，这些在常规X射线CT吸收衬度成像是看不见的。
医学相位衬度〔简称“相衬”〕显微CT成像将是医学显微影像学的未来发展方向。
关键词：空间分辨率；衬度分辨率；衍射增强成像；相衬显微CT；病理影像诊断中图分类号： R814.42 文献标示码: APrinciple and Advancements of X Ray Phase ContrastMicro-imagingCHEN Zhi-hua1, PAN Lin1, LI Hong-yan1, LI Gang2, XU Bo1, WANG Zi-qiang1,ZHU Pei-ping2, ZHAO Tian-de1, JIANG Xiao-ming2, WU Zi-yu2 TANG Jin-tian1,CHEN Wei-chang1*(1. China Japan Friendship Hospital, China Japan Friendship Institute of Medical Sciences, Beijing 100029;2. Institute of High Energy Physics, Chinese Academy, Beijing 100049)Abstract: Recent development of the medical imaging is the changing from macro-imaging to the micro-imaging by improving the spatial resolution and the contrast resolution of the soft tissues. Cells and microstructure of µm magnitude can be visualized in vivo non-invasively and dynamically by medical micro-imaging technique. Medical micro-imaging is capable of making the pathological diagnosis more early and the treatment of the leision more precisely by γ knife. Because the phase contrast resolution of X ray in soft tissues is about one thousand times higher than that of the absorption X ray method, so the phase contrast imaging is becoming the hot spot of the medical imaging. In this paper, the synchrotron X ray source at BSRF was used to investigate the microstructure of lung, liver and kidney by means of the DEI phase contrast micro-imaging*收稿日期:2005-01-18.本研究得到国家自然科学基金重大项目（10490190）分课题（10490195）的资助通讯地址：c h e n w e i c@h t.r o l.c n.n e t1期陈志华等:X射线相位衬度显微成像的原理与进展53 method. Results indicated that the microstructures of lung alveoli, renal tubulous, liver lobules etc, which could not be seen by conventional absorption X ray method but could be revealed clearly by phase contrast imaging method. The spatial resolution reached about 20 µm. It is concluded that the medical phase contrast micro-CT is a new developing technique of the medical imaging in the near future.Key words:spatial resolution; contrast resolution; Diffraction Enhancement Imaging (DEI);Phase contrast micro-CT; image pathological diagnosis1 当前医学影像学的发展趋势1. 1病理学诊断与现代医学病理学诊断是临床医学诊断的“金标准”（golden criteria）。
晶体薄膜衍衬成象分析
20
常见像（3）—等倾条纹
2013-7-28
21
常见像（3）—等倾条纹
2013-7-28
22
等倾条纹
等倾条纹又叫弯曲消光条纹，是由于制 样或过热造成平整试样弯曲，隆起或凹 陷所形成的一种附加条纹。
2013-7-28
23
常见像（4）—层错
第十三章 晶体薄膜衍衬成像分析
概述
薄膜样品的制备 衍衬成像原理
相位衬度简介
2013-7-28
1
13.1 概述
由与样品内结晶学性质有关的电子衍射特征所 决定的衬度，称为衍射衬度 适用于薄晶样品的图像分析，主要用于晶体缺 陷的分析
2013-7-28
2
13.2 薄膜样品的制备
生物样品、高分子材料—超薄切片 金属样品—电解双喷减薄 陶瓷样品—离子减薄
2013-7-28
5
13.3 衍衬成像原理
成像原理 三个参数
2013-7-28
6
一、成像原理
2013-7-28
7
成像原理—明场（BF）像
IA＝I0 IB＝I0－Ihkl A晶粒的像比较亮，B晶粒的像比较暗
2013-7-28
3
透射电镜对样品的要求
试样最大尺寸，直径不超过3mm； 样品厚度足够薄，使电子束可以通过， 一般厚度为100－200nm； 样品不含水、易挥发性物质及酸碱等 腐 蚀性物质； 样品具有足够的强度和稳定性； 清洁无污染
2013-7-28
4
制样技术—薄膜
2013-7-28
8
成像原理—暗场（DF）像
IA＝0 IB＝Ihkl A晶粒的像比较暗，B晶粒的像比较亮
衍衬成像原理
暗场像衬度
I hkl 0 I 1 I hkl I A
所以暗场像衬度好于明场像
明暗场像比较
由于可能有弱衍射斑点 的电子进入光阑成像 （即不严格满足双光束 条件），导致明场像和 暗场像的衬度不是绝对 相反、互补的。
明暗场像比较
衍衬成像应用
衍射衬度对晶体结构和取向十分敏感。 当试样中某处含有晶体缺陷时，意味着该处相 对于周围完整晶体发生了微小的取向变化，导 致了缺陷处和周围完整晶体具有不同的衍射条 件，将缺陷显示出来。可见，这种衬度对缺陷 也是敏感的。基于这一点，衍衬技术被广泛应 用于研究晶体缺陷。
晶体缺陷TEM照片
晶界的等厚条纹 层错的等倾条纹 位错
晶粒2
孪晶
第二相粒子
晶粒1
晶粒2
I hkl I A IB I IA I0 I B
像平面
IA=I0
IB=I0-Ihkl
一般暗场像
若把光阑的位置移动一下， 使光阑孔套住hkl斑点， 而把透射束挡掉，可以得 到暗场像（DF）。 但是，此时用于成像的是 离轴光线，所得图像质量 不高，有严重的像差。 实际操作上常使用中心暗 场成像法。
A
双光束条件
如忽略吸收强度和其它 较弱的衍射束，则强度 为I0的入射束在B晶粒区 域内将分成强度为Ihkl的 衍射束和强度为I0-Ihkl的 透射束。 A晶粒区域内只有透射 束，没有衍射束，同样 ，忽略吸收强度，透射 束的强度约为I0。
入射束强度I0
B 2θB
A
Ihkl
I0-Ihkl
000 hkl
入射束强度I0
B
A
2θB
《衍衬成像分析》课件
02
微观结构分析
衍衬成像技术可用于分析材料的微观结构，如晶体结构、织构、相变等
。通过对微观结构的分析，可以了解材料的物理和化学性质，为材料科
学研究和应用提供有力支持。
03
光学检测
衍衬成像技术可用于光学检测领域，如光学元件表面质量检测、光学系
统调试等。通过对光学元件表面质量的检测和分析，可以保证光学系统
进行实验操作
按照设定的实验步骤和参数进行衍衬 成像实验，记录实验过程中的详细操 作和观察结果。
数据收集与整理
收集实验数据，整理成表格或图形， 便于后续分析。
实验结果分析
数据解读
结果比较与验证
对收集到的实验数据进行解读，分析样品 的结构、形貌和性质等信息。
将实验结果与理论值或已知数据进行比较 ，验证实验结果的准确性和可靠性。
的稳定性和可靠性。
02 衍衬成像实验设备
实验设备介绍
衍衬成像实验设备是一种用于观察和分析物质内部结构的精密仪器。它利用衍射原理，将物质内部的结构信息以图像的形式 呈现出来，为科学研究和技术开发提供重要的数据支持。
衍衬成像实验设备主要由光源、样品台、光路系统、探测器和计算机控制系统等部分组成。其中，光源是提供实验所需的光 能量，样品台用于放置待测样品，光路系统负责将光线传输到样品上，探测器用于接收衍射信号，而计算机控制系统则对整 个实验过程进行控制和数据处理。
在操作过程中，需要注意安全问题，避免直接接触高 能光源和高温部件。同时，需要保持实验环境的清洁 和干燥，以免影响实验结果。
实验设备维护与保养
为了确保衍衬成像实验设备的正常运行和使用寿命， 需要进行定期的维护和保养。首先，需要定期检查设 备的各个部件是否正常工作，如光源、光路系统、探 测器和计算机控制系统等。其次，需要定期清洁和维 护实验设备的表面和内部部件，保持设备的清洁和干 燥。此外，还需要定期更新和升级设备的软件和硬件 系统，以确保设备的性能和稳定性。
衍衬成像PPT课件
• 本章主要学习的内容:
1.衍衬成像原理
第1页/共13页
•
本章重点:
1.衍衬成像原理
2.明暗场衬度
•
本章难点:
第2页/共13页
§9-1 概述 • 如何提高电子显微镜的分辨率？？？
➢ 采用复型技术可以提高到几个纳米左右； ➢ 复型颗粒影响、不能对内部组织进行观察。
第3页/共13页
复型：样品表面形貌的复制，其原理与侦破案件时用 石膏复制罪犯鞋底花纹相似，这是一种间接的分析方 法，通过复型制备出来的样品是真实样品表面形貌组 织结构细节的薄膜复制品。 复型材料应具备的条件： ➢复型材料本身必须是非晶态材料； ➢复型材料的粒子尺寸必须很小； ➢复型材料应具备耐电子轰击的性能。
第12页/共13页
感谢您的观看！
第13页/共13页
第4页/共13页
质厚衬度原理是建立在非晶体样品中原子对入射 电子的散射和投射电子显微镜小孔径角成像基础 上的成像原理，是解释非晶态样品电子显微图像 衬度的理论依据。
第5页备的基本要求？？？
➢ 薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制备过程中，组织结构不发生变化； ➢ 样品相对于电子束而言必须有足够的透明度； ➢ 薄膜样品应有一定强度和刚度； ➢ 在制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。
第6页/共13页
• 工艺过程 ➢ 切割0.3-0.5 mm厚的薄片（电火花切割）； ➢ 样品的预先减薄：机械法和化学法； ➢ 最终减薄：双喷电解抛光法。
第7页/共13页
§ 9-3 衍衬成像原理
数字处理-ch5-2偏移成像 波动方程偏移
第五章偏移成像§5.1 偏移成像的基本原理§5.2 波动方程偏移§5.3 叠前偏移§5.4 偏移速度分析§5.5 深度偏移§5.6 三维偏移§5.7 二维和三维叠前深度偏移一．频率-波数域波动方程偏移二．克希霍夫积分法波动方程偏移三．有限差分法波动方程偏移四. 三种波动方程偏移方法的差异§5.2 波动方程偏移地震偏移成像技术发展至今，偏移方法各式各样，可谓琳琅满目。
几何光学的成像方法我们到底应该选区哪些方法来进一步学习哪？？成像原理流行或淘汰已经被淘汰正在流行以波动方程为基础的成像方法（叠后）Kirchhoff积分法有限差分法F-K 法及其变形三种方法各有异同，分别讲述！√X§5.2 波动方程偏移（叠后）一．频率-波数域波动方程偏移采用爆炸反射面的理论。
为了成像，要求通过上行波反向外推重构地震波场！假定z轴垂直向下为正，测线沿x轴，则u(x,z,0)表示偏移后的真实剖面，而u(x,0,t)是未偏移的输入叠加剖面。
在均匀各向同性完全弹性介质中，用半速度代替地震波传播速度，则标量波动方程变为：0)(42222222=∂∂+∂∂−∂∂z ux u v tu （5.2.1）⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫−⇔∂∂−⇔∂∂−⇔∂∂⇔u k z u u k x u u tu k k u t z x u z x z x ~~~),,(~),,(222222222ωω（5.2.2）对（5.2.1）式进行傅里叶变换并利用（5.2.2）式有)(42222=+−z x k k v ω（5.2.3）0)(42222222=∂∂+∂∂−∂∂zux u v t u （5.2.1）正号代表上行波，负号是下行波。
1．Stolt偏移法0~)(4~22222=++∂∂u k k v t u z x 设为的二维傅里叶变换，对（5.2.1）式进行上述变换得到：),,(~t k k u zx),,(t z x u 0~~222=+∂∂u tu ω0)(42222=+−z x k k v ω2212zx z k k k v+±=ω022=+ωr 特征方程针对上行波ti eω为微分方程一特解将代入上式有：0)(42222=+−z x k k v ω其中A与t无关。
材料分析方法课后习题答案
第十四章1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?优点:1）能谱仪探测X射线的效率高。
2）在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。
3）结构简单，稳定性和重现性都很好4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。
缺点：1）分辨率低。
2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。
3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却。
分析钢中碳化物成分可用能谱仪；分析基体中碳含量可用波谱仪。
2、举例说明电子探针的三种工作方式（点、线、面）在显微成分分析中的应用。
答：(1)、定点分析：将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的X射线谱线；用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。
(2)、线分析：将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描，便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。
改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。
(3)、面分析：电子束在样品表面作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的面分布图像。
改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。
也是用X射线调制图像的方法。
3、要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器？用怎样的操作方式进行具体分析？答：（1）若观察断口形貌，用扫描电子显微镜来观察：而要分析夹杂物的化学成分，得选用能谱仪来分析其化学成分。
(2)A、用扫描电镜的断口分析观察其断口形貌：a、沿晶断口分析：靠近二次电子检测器的断裂面亮度大，背面则暗，故短裤呈冰糖块状或呈石块状。
沿晶断口属于脆性断裂，断口上午塑性变形迹象。