SEM的動(dòng)態(tài)掃描算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、掃描電鏡(SEM)是一種精密的觀測(cè)儀器，與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡相比具有更大的放大倍數(shù)和分辨率，被廣泛的應(yīng)用于觀察樣品表面形貌，研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)與成分，在生命科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等研究領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。
　　本論文主要針對(duì)掃描電鏡的掃描方法進(jìn)行討論研究。論文從電子光學(xué)成像原理出發(fā)，結(jié)合掃描電鏡工作原理，分析信號(hào)形成過程中的主要噪聲來源并根據(jù)其分布特點(diǎn)建立噪聲模型。通過對(duì)噪聲模型的研究，分析了動(dòng)態(tài)掃描算法的實(shí)現(xiàn)原理，并針對(duì)SEM底

2、層硬件無法實(shí)現(xiàn)的大量復(fù)雜計(jì)算，提出一種基于查表運(yùn)算的簡化算法。根據(jù)動(dòng)態(tài)掃描算法原理進(jìn)行Matlab實(shí)驗(yàn)，對(duì)動(dòng)態(tài)掃描算法進(jìn)行軟件仿真驗(yàn)證，并將結(jié)果同常規(guī)掃描方法進(jìn)行對(duì)比。然后根據(jù)掃描電鏡工作需求以STM32單片機(jī)和FPGA為主控芯片設(shè)計(jì)掃描電鏡核心控制板，編寫C語言代碼和Verilog語言代碼完成掃描電鏡的聯(lián)機(jī)調(diào)試工作，并獲取相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后在所設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)上對(duì)動(dòng)態(tài)掃描算法的主要功能模塊進(jìn)行調(diào)試與仿真驗(yàn)證，完成算法的FPGA實(shí)現(xiàn)。