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共有 7 人回复了该问答高分辨成像时,衍射束与透射束相位为何相差π/2?
 回复stj2012发表于:2020/5/8 9:25:58悬赏金额:1积分 状态:未解决
请教:高分辨成像时,入射电子束穿过薄晶体形成弱衍射束与透射束,衍射束与透射束相位相差π/2,各位如何解释为什么?衍射束相位是滞后透射束π/2还是超前π/2。在欠焦位置,衍射束光程比透射束多1/4倍波长位置,其相位是否又比透射束超前(增加)π/2?在正焦点位置,教材上好像说,衍射束位相比在从样品出发时的增加π,为什么不是增加2π?好像光束从样品经过透镜聚焦到达像平面(正焦位置)相位不变(即2π的整数倍)。
高分辨像最佳欠焦位置的暗点可否解释为原子列位置的透射波与邻近原子间隙位置的衍射波的合成波的强度,亮点为原子间隙位置的透射波与邻近原子位置的衍射波的合成波的强度?透射波与衍射波此时相位相同,合成波振幅大小=透射波与衍射波振幅大小之和。因为原子间隙位置的透射波强而衍射波弱,原子列位置的透射波弱而衍射波强,所以对应原子列位置的合成波强度较弱,形成暗点;而对应于原子列间隙位置的合成波强度较强,形成亮点。
 回复  1# templus  回复于:2020-05-08 11:57:58
这个透射束和衍射束位相差π/2, 只是针对弱相位近似。通常HRTEM实际情况要复杂,所以一般是生物样品用zernike phase plate更多的用这种机理解释。

平面波入射,弱相位体, 出射波是
exp[i q(x)], 其中q(x)很小,可以将出射波展开取一阶近似,
exp]i q(x)]=1+i*q(x)
傅立叶变换到焦平面,
FT[1+i*q(x)]=Delta(k)+i q(k)

Delta(k)透射束, i q(k)衍射束
这里说的位相差 π/2 就是指的q(k)  前面的 i,
因为i可以写成 cos(π/2)+i sin(π/2)=exp[i*π/2],所以说位相差 差了π/2.

(当然这里的π/2只是一种强调再次傅立叶变换到 image plane出射波还原,并不是真的q(k)的位相, 如果q(x) 不是中心对称,q(k)是有虚部的,不过这个暂时不用考虑,因为不管有没有虚部再次傅立叶变换还是还原出射波,这里的π/2主要是强调这一点)。

关于最佳欠焦位置理解不是这样的,这主要是用 defocus补偿球差。

但是你说的原子列透射波和原子间透射波干涉形成衬度,这个类似的概念是有的。不过不是原子列衍射波和原子间透射波,是周期性grating中某一个格点的透射波和相邻格点的衍射波在某一处形成self-imaging.

不过这个概念在 HRTEM极少用到, 在x-ray里面倒是更加广泛的用到,作为一种phase contrast 的方法,你可以看一下
x-ray中的 Talbot effect可能对你有帮助。

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