Exkurs: Der technische Hintergrund der Bildauflösung
Kinoleinwand - erste Reihe
Stichwort: Aperturblende

    Der Durchmesser der Aperturblende bestimmt erheblich die Tiefenschärfe. Eine große Blende bewirkt ein breites Strahlenbündel. Nur die Objektpunkte, die genau im Fokuspunkt des Strahlenbündels liegen, werden scharf abgebildet. Objektpunkte, die dagegen einige 10er Mikrometer darüber oder darunter liegen, sind außerhalb der Brennebene. Sie werden von einem breiten Strahlenbündel angeregt und unscharf abgebildet. Die Tiefenschärfe ist dadurch gering.
    Bei kleinerer Blende verringert sich der Durchmesser des Strahlenbündels. Dadurch werden Objektpunkte, die wenig über oder unter der Brennebene des Strahls liegen, nur unwesentlich unschärfer abgebildet als diejenigen in der Brennebene. Die Abbildung des Objekts gewinnt dadurch an Tiefenschärfe.

    Tiefenschärfe gewinnt man auch durch die Erhöhung des Arbeitsabstands (siehe unten): Dadurch wird der Bereich länger, in dem der Strahl noch schmal genug ist, um einen kleinen Objektpunkt außerhalb der Schärfenebene abzubilden.
 
Stichwort: Strahldurchmesser

    Die Bildauflösung hängt stark vom Durchmesser des Elektronenstrahls, englisch Spot Size, ab. Er wird mittels Regler über die Magnetspulen gesteuert. Besonders bei hohen Vergrößerungen kommt der Effekt zum Tragen. Niedrige Vergrößerungen verlangen dagegen höhere Strahldurchmesser, weil so eine größere Signalausbeute erzielt wird.
    Die Abbildung verdeutlicht die Wirkung. Das gleiche "Objekt" wird um so realistischer widergegeben, je kleiner der Strahldurchmesser ist. Zugleich verdeutlicht sie die Regel, dass zwei Punkte nur getrennt abgebildet werden können, wenn der anregende Strahl kleiner ist als die beiden Objektpunkte.
 
Stichwort: Arbeitsabstand

    Bei niedrigen Vergrößerungen werden große Objektfelder gerastert. Um eine hohe Tiefenschärfe zu erreichen, und zur Vermeidung von Randverzerrungen wählt man einen langen Arbeitsabstand. Das Problem, das sich bei niedrigen Vergrößerungen und kurzem Arbeitsabstand ergibt, wird mit dem nächsten Stichwort erläutert.
    Umgekehrt muss für hohe Vergrößerungen der Arbeitsabstand auf wenige Millimeter verkürzt werden, um mit einem mittleren Auslenkwinkel des Strahls gute Auflösungen zu erzielen. Ein langer Arbeitsabstand bei hoher Vergrößerung führt zu einem kleinen Auslenkwinkel ohne gute Auflösung. Vergleichbar wäre diese Einstellung mit dem Versuch, mit bloßem Auge einen Busfahrplan aus 20 m Entfernung lesen zu wollen.
 
Stichwort: Arbeitsabstand

    Unerwünscht ist das Arbeiten mit niedrigen Vergrößerungen bei gleichzeitig kurzem Arbeitsabstand. Dadurch werden die Spulen des Rastergenerators stark belastet, weil der Strahl über einen extrem großen Winkel ausgelenkt werden muss. Die Spulen können dadurch Schaden nehmen.
    Schließlich setzt sich auch niemand 2 m vor eine Kinoleinwand, um einen Film zu sehen, weil er sonst bald Probleme mit den Augen und dem Halswirbel bekäme.


 
[FELS WERKSTOFFANALYTIK]