拍照對焦 VS 顯微觀察——景深到底是什麼？

你是否有過這樣的經驗？

在用手機拍照時，對焦在某個人臉上，背景就變模糊了

但如果改成風景模式，前後景物卻都變得清晰。

這就是「景深」的概念。

而在 掃描式電子顯微鏡（SEM) 的世界裡，

也有類似的「景深」概念，只是觀察的不是風景，

而是比頭髮還細的材料表面、微米等級的電子零件，甚至是奈米等級的結構。

SEM 的景深決定了我們能不能「同時看清楚」樣品表面的高低起伏或凹凸細節，

就像用相機能不能把整座山脈拍清楚一樣重要。

這篇文章帶你了解：

• SEM 的景深是什麼？
• 會受到哪些因素影響？
• 要怎麼調整，才能看得又深又清楚？

•  景深是什麼？用 SEM 看「清楚的範圍」

在 SEM 裡，「景深」指的是樣品在焦距上下能保持清楚影像的範圍。

舉個例子，假設你正在觀察一顆長得像山一樣的小型晶粒：

• 如果景深夠深，從山腳到山頂都能清楚成像。

• 若景深不夠深，只能清楚看到一部分，其餘部分會變模糊，影像也會失真。

這對於需要觀察高低差異、立體結構的樣品來說非常重要，

例如昆蟲腳、粗糙的金屬表面、電路板通孔等。

• SEM 景深的原理與影響因素

為什麼 SEM 的景深比光學顯微鏡還深？

因為電子束的穿透與聚焦方式不同，
SEM 使用的是極細的電子束，且角度較小，
這使得在樣品表面不同高度的點也能同時成像清晰。
再加上樣品表面產生的訊號主要來自表層，
因此即使表面高低起伏，也能保有立體感。

影響 SEM 景深的三大關鍵：

1. 工作距離（WD）：距離越長，景深越大，但解析度略降。

2. 放大倍率：倍率越高，景深會相對變淺。

3. 電子槍類型與束斑大小：越小的電子束能達到越高解析度，但景深會縮小。

• 實際操作時，該怎麼優化景深？

調整工作距離（WD）

• 若想看清整體輪廓與深度差異 → 拉長工作距離。

• 若重視細節、解析度 → 縮短工作距離。

選擇合適的電子槍

• 想要細節清楚、解析度高 → 可選用場發射電子槍（FEG）。

• 想要景深夠大、整體觀察 → 傳統鎢絲電子槍也是不錯選擇。

搭配不同成像模式

• 使用背向散射電子（BSE）可凸顯立體與材料差異，增強景深感受。

• 二次電子（SE）則適合觀察表面形貌與細節。

• 觀察應用實例

 ｜景深≠越深越好，找對平衡才是關鍵

在 SEM 的世界中，景深和解析度常常是一場拔河比賽，
太深的景深可能會失去細節，太高的解析度也可能只看清一小片。
學會根據樣品類型和觀察目的調整參數，才能發揮 SEM 的最大價值。

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