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在掃描電鏡（SEM）成像中，信號噪聲是導致圖像模糊、對比度下降甚至細節丟失的重要原因。理解噪聲來源及其抑制方法，可以幫助優化成像質量。

一、SEM信號噪聲的主要來源

電子源噪聲

電子槍發射電流不穩定會導致束流強度波動，從而在圖像中表現為亮度抖動或條紋。

探測器噪聲

探測器本身的電子學噪聲（如放大器熱噪聲、暗電流）會疊加在信號上。

環境電磁干擾

周圍設備產生的電磁場、實驗室電源系統的工頻干擾（50/60 Hz）容易在圖像中形成周期性條紋。

機械振動與聲波

地面震動、真空泵運行或外界聲波通過機械耦合傳遞到樣品，造成電子束掃描位置不穩定，導致圖像模糊。

真空條件不良

如果腔體真空不足，氣體分子與電子束碰撞會引入隨機噪聲，降低信噪比。

樣品表面電荷積累

非導電樣品在電子轟擊下積累電荷，造成電子束偏轉和信號隨機波動。

統計噪聲（散粒噪聲）

二次電子或X射線的產生是統計過程，信號強度有限時會表現為圖像顆粒感。

二、常見的噪聲抑制方法

電子源優化

使用高穩定性的電子源（如場發射槍），并保持電子槍電壓、電流穩定。

探測器與電子學改進

選擇靈敏度高、低噪聲的探測器；優化放大器、濾波器設計。

屏蔽電磁干擾

在顯微鏡周圍設置電磁屏蔽，保證獨立穩定的電源線路，避免與大功率設備共線。

隔振與降噪

安裝防振平臺，遠離強振動源（如大功率機械設備、道路交通）；控制實驗室聲學環境。

改善真空系統

確保真空腔體密封良好，保持高真空，減少電子散射。

樣品處理

對非導電樣品進行金屬或碳鍍膜，提高導電性，避免電荷積累。

也可使用低加速電壓成像以減少充電效應。

成像參數優化

適當增加束流和采集時間，提升信號強度；

使用圖像積分或多幀平均來提升信噪比。

后期圖像處理

使用平滑濾波、傅里葉去噪等方法進行圖像降噪，但要注意避免細節丟失。