勀杰科技團(tuán)隊 編譯

本篇文章譯自：https://www.vibeng.com/blogs-and-case-studies/electron-microscope-vibration/

隨著解析度的提高和成像時間的延長，環(huán)境震動對電子顯微鏡的影響已成為現(xiàn)代實驗室日益關(guān)注的問題。在高解析度下，外部震動對影像品質(zhì)的影響成比例增加。此外，延長的成像時間和3D重建過程使影像品質(zhì)更容易受到微小震動的干擾。

設(shè)備擁有者在規(guī)劃儀器安裝位置和實驗室設(shè)計時，需考量其對震動敏感度提升的問題。透過監(jiān)測與詳細(xì)的場地調(diào)查，他們能更深入了解最敏感設(shè)備的需求。即使選擇了環(huán)境中的最佳位置，在某些情況下，仍可能需要采用主動式減震臺。

除了震動外，電子顯微鏡因為類似的原因?qū)Υ艌龊驮胍舻拿舾行砸苍诓粩嗵岣?。本文主要聚焦于機(jī)械震動對電子顯微鏡的影響，并提供減輕其影響的方法。

電子顯微鏡與設(shè)備性能的精進(jìn)：震動干擾影響越來越明顯

現(xiàn)代電子顯微鏡的性能前所未有地強(qiáng)大，不僅具備更高的解析度，還擁有更強(qiáng)的功能。雖然這是令人振奮的消息，但實驗室仍需警惕可能影響電子顯微鏡性能的震動干擾源。

為了減少震動的影響，制造商整合先進(jìn)的震動隔離系統(tǒng)直接內(nèi)建于顯微鏡中，性能優(yōu)于過去的被動系統(tǒng)。然而，在高解析度下，這些內(nèi)建的震動隔離系統(tǒng)仍無法完全補(bǔ)償實驗室中的震動干擾源。隨著設(shè)備對震動的敏感性不斷提高，解決震動問題變得更加迫切。為了達(dá)到電子顯微鏡的最佳性能，使用者應(yīng)及早解決震動問題。

成像時間延長與3D重建技術(shù)為「設(shè)備減震」帶來新挑戰(zhàn)

過往的電子顯微鏡能在單次掃描中完成影像捕捉，通常不到一分鐘即可完成。因此，即便受到火車經(jīng)過或關(guān)門聲等震動干擾的影響，使用者仍可輕松地通過重新拍攝解決這些短暫干擾問題。由于單次掃描僅需約一分鐘，重新拍攝的成本僅為使用者的一點(diǎn)時間而已。

近年來，電子顯微鏡已能執(zhí)行長時間成像，以實現(xiàn)3D重建，并生成過去舊系統(tǒng)無法達(dá)成的高品質(zhì)影像與數(shù)據(jù)。然而，制作這些影像通常需要耗費(fèi)數(shù)小時甚至數(shù)天的時間。隨著單張影像所需時間的增加，來自行駛車輛、關(guān)門聲或設(shè)備啟動與關(guān)閉等漸進(jìn)式震動干擾源的影響，可能導(dǎo)致大量的時間和資源浪費(fèi)。

若是在長時間成像或3D重建過程中發(fā)生間歇性干擾，影像可能變得毫無價值，并且花費(fèi)在設(shè)置和成像上的數(shù)小時或數(shù)天的努力也將付諸流水。因此，在顯微鏡安裝之前及早識別并解決震動問題，才能確保設(shè)備性能的穩(wěn)定運(yùn)作。

減震措施1.場地評估的重要性

解決震動干擾問題的方法之一，就是在確定儀器安放位置之前，先進(jìn)行場地監(jiān)測和調(diào)查。隨著設(shè)備對震動要求的更加嚴(yán)格，進(jìn)行安裝前的場地評估已成為必要。

使用者應(yīng)評估多個位置并選擇最佳場地，因為后期補(bǔ)救措施的成本非常高昂。使用者應(yīng)該對場地進(jìn)行數(shù)周或數(shù)月的監(jiān)測，并在設(shè)置過程中仔細(xì)考慮顯微鏡及關(guān)鍵設(shè)備的安置位置。如果附近有已知的間歇性震動干擾源，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查并量化這些震動干擾源，以確保符合要求。間歇性震動干擾源包括樓梯、門、火車交通等等。

減震措施2.實驗室設(shè)備正確安置

實驗室管理者需要優(yōu)先確保設(shè)備的正確安置和布局，包括確保所有會震動的設(shè)備得到妥善的隔離，并與顯微鏡保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

實驗室設(shè)置完成后，對顯微鏡進(jìn)行安裝后的監(jiān)測非常重要，以確保實驗室內(nèi)的變動或相鄰實驗室的活動不會對新設(shè)備造成干擾。

減震措施3.減震系統(tǒng)的應(yīng)用

低頻震動(尤其是間歇性的低頻振震)通常是難以解決的干擾問題，這時就會需要使用到主動式減震臺做為解決方案。

在評估多個安裝位置時，用戶應(yīng)該權(quán)衡減震臺的成本與該地點(diǎn)的其它運(yùn)營考量，包括：工作流程需求、可用空間及未來擴(kuò)展計劃等。

結(jié)論

儘管現(xiàn)代電子顯微鏡的性能日益強(qiáng)盡管現(xiàn)代電子顯微鏡的性能日益強(qiáng)大，但也帶來了相應(yīng)的挑戰(zhàn)，使用者需要更加關(guān)注環(huán)境震動干擾的問題。大，但也帶來了相應(yīng)的挑戰(zhàn)，使用者需要更加關(guān)注環(huán)境震動干擾的問題。

安裝前后的監(jiān)測提供現(xiàn)場震動水平的連續(xù)數(shù)據(jù)，并能即時標(biāo)示出影響該區(qū)域的新的震動干擾源；如果因時間限制無法進(jìn)行監(jiān)測，建議進(jìn)行詳細(xì)的場地調(diào)查，評估多個安裝位置，這樣可以讓實驗室選擇出最理想的區(qū)域。而若是有低頻震動問題，部分位置可能會需要安裝主動式減震臺。

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