Elektronenmikroskope benötigen Computer aus mehreren entscheidenden Gründen und gehen weit über die einfache Bildanzeige hinaus:
* Bilderfassung und -verarbeitung: Das Elektronenmikroskop erzeugt kein sichtbares Bild wie ein optisches Mikroskop. Stattdessen erkennt es von der Probe verstreute oder übertragene Elektronen. Ein Computer ist unerlässlich für:
* Das Rohelektronensignal in ein Bild umwandeln: Das Signal ist anfangs digital, muss jedoch eine erhebliche Verarbeitung benötigen, um eine aussagekräftige visuelle Darstellung zu werden. Dies beinhaltet Algorithmen, um verschiedene Verzerrungen und Artefakte (wie Linsenaberrationen) zu korrigieren.
* Bildqualität verbessern: Techniken wie Filterung, Rauschreduzierung und Kontrastanpassungen werden rechnerisch durchgeführt, um die Klarheit und das Detail des endgültigen Bildes zu verbessern.
* Bildnähte: Hochauflösende Bilder erfordern häufig mehrere Scans oder Abschnitte zusammen, eine Aufgabe, die anspruchsvolle Computeralgorithmen erfordert.
* 3D -Rekonstruktion: Bei Techniken wie Tomographie ist ein Computer für die Zusammenstellung zahlreicher 2D-Bilder in ein dreidimensionales Modell der Probe von entscheidender Bedeutung.
* Instrumentenkontrolle: Moderne Elektronenmikroskope sind hochkomplexe Instrumente mit zahlreichen Einstellungen und Parametern, die den Elektronenstrahl, die Linsen, Detektoren und die Probenstufe betreffen. Ein Computer ist unerlässlich für:
* automatisierter Betrieb: Vorprogrammierte Sequenzen können komplexe Verfahren automatisieren und konsistente und reproduzierbare Ergebnisse sicherstellen.
* Echtzeitüberwachung: Der Computer überwacht verschiedene Aspekte des Mikroskopbetriebs und gibt dem Benutzer Feedback.
* Genauige Anpassungen: Der Computer ermöglicht fein abgestimmte Anpassungen von Parametern wie Strahlintensität, Fokus und Scangeschwindigkeit.
* Datenanalyse: Die von einem Elektronenmikroskop erzeugten Daten sind umfangreich und erfordern häufig eine ausgefeilte Analyse:
* Quantitative Messungen: Die Bestimmung der Größe, Form und Zusammensetzung von Merkmalen innerhalb der Probe umfasst häufig Bildanalysealgorithmen, die auf dem Computer ausgeführt werden.
* spektroskopische Datenverarbeitung: Techniken wie EDS (energiedispersive Röntgenspektroskopie) erzeugen Spektren, bei denen eine Computeranalyse erforderlich ist, um die elementare Zusammensetzung der Probe zu identifizieren.
* Datenspeicherung und -management: Die großen Datensätze, die von Elektronenmikroskopen erzeugt werden, benötigen vom Computer effiziente Speicher- und Verwaltungssysteme.
Zusammenfassend ist der Computer, während das Elektronenmikroskop selbst die Rohdaten erzeugt, unverzichtbar, um diese Rohdaten in verwendbare Bilder zu verwandeln, die komplizierten Funktionen des Instruments zu steuern und die Ergebnisse zu analysieren. Ein modernes Elektronenmikroskop ist im Wesentlichen ein ausgeklügeltes, computergesteuertes Instrument.
