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一种用于评价离子壁垒膜对图像噪声影响的模拟方法，其特征是包括以下步骤：步骤一、确定低能电子与固体相互作用的基本过程针对低能电子与固体相互作用的特点选用Rutherford公式，并采用Joy修正公式，其中低能电子小于1000eV；步骤二、确定低能电子在连续薄膜介质中的运行轨迹计算散射电子的空间坐标及能量分布，电子每次散射行为由四个变量决定，散射起点处的能量E<sub>n</sub>、散射角θ<sub>n</sub>、散射方位角φ<sub>n</sub>、散射步长Λ<sub>n</sub>，其中散射角θ<sub>n</sub>为第n次与第n‑1次散射运动方向的夹角；步骤三、建立动态坐标系令第n+1次散射的坐标系原点取在散射矢量的末端，z<sub>n+1</sub>与Λ<sub>n</sub>方向一致，x<sub>n+1</sub>取第n次散射锥体底面圆的切线且与Λ<sub>n</sub>垂直，沿着φ<sub>n</sub>增大的方向；(x<sub>n+1</sub>，y<sub>n+1</sub>，z<sub>n+1</sub>)坐标系与(x<sub>n</sub>，y<sub>n</sub>，z<sub>n</sub>)坐标系的关系是：将x<sub>n</sub>，y<sub>n</sub>轴绕z<sub>n</sub>轴沿着φ<sub>n</sub>增大的方向旋转π/2+φ<sub>n</sub>的角度，然后将y<sub>n</sub>z<sub>n</sub>轴绕x<sub>n</sub>沿着θ<sub>n</sub>增大的方向旋转θ<sub>n</sub>角度，经过这两步(x<sub>n</sub>，y<sub>n</sub>，z<sub>n</sub>)就转到了与(x<sub>n+1</sub>，y<sub>n+1</sub>，z<sub>n+1</sub>)一致的方向；步骤四、基于蒙特卡洛方法，建立离子壁垒膜对图像噪声的影响评价方法①在时间ΔT范围内以人眼时间分辨极限为单位划分出P个相同的时间间隔Δt<sub>1</sub>,Δt<sub>2</sub>,...,Δt<sub>i</sub>,...,Δt<sub>p</sub>，计算出Δt<sub>i</sub>内、入射到离子壁垒膜上的单位体积内的电子个数<img file="FDA0000588408590000011.GIF" wi="373" he="116" />I<sub>0</sub>为实验测得的入射膜层前的电流值，q为单位电子电量；②N(Δt<sub>i</sub>)个入射电子在x‑y平面上的服从确定的统计分布G(x<sub>1</sub>,y<sub>1</sub>；x<sub>2</sub>,y<sub>2</sub>；...；x<sub>N</sub>,y<sub>N</sub>)，利用步骤一、步骤二、步骤三计算出经过离子壁垒膜散射后的透射电子束空间分布规律为G(x'<sub>1</sub>,y'<sub>1</sub>；x'<sub>2</sub>,y'<sub>2</sub>；...；x'<sub>N</sub>,y'<sub>N</sub>)；③计算分布规律为G(x'<sub>1</sub>,y'<sub>1</sub>；x'<sub>2</sub>,y'<sub>2</sub>；...；x'<sub>N</sub>,y'<sub>N</sub>)的电子束在面积为S的范围内的电子个数N'(Δt<sub>i</sub>)；④将步骤四中分步①、分步②、分步③操作过程重复P次，光的强度变化值分别定义为I<sub>1</sub>,I<sub>2</sub>,...,I<sub>i</sub>,...I<sub>P</sub>，<img file="FDA0000588408590000012.GIF" wi="293" he="141" />将P个数值连线模拟出在ΔT的时间内由离子壁垒膜所引起的光电子信号波动随时间的变化曲线，该曲线即为离子壁垒膜所引起的信号波动随时间变化的规律；步骤五、图像噪声特性影响因素评价通过电子束入射膜层之前的统计分布G(x<sub>1</sub>,y<sub>1</sub>；x<sub>2</sub>,y<sub>2</sub>；...；x<sub>N</sub>,y<sub>N</sub>)，得出粒子入射膜层之前的入射信号信噪比，其公式为(在给定范围S内的粒子个数统计平均值)/(在给定束径范围内的粒子个数偏离平均值的均方根)＝P<sub>in</sub>，P<sub>in</sub>作为入射信号的信噪比；根据电子与固体相互作用理论公式，得出粒子透过膜层后的分布服从统计分布G(x'<sub>1</sub>,y'<sub>1</sub>；x'<sub>2</sub>,y'<sub>2</sub>；...；x'<sub>N</sub>,y'<sub>N</sub>)，由此得到透过膜层后的出射膜层位置处信噪比，其公式为(在给定束径范围内的粒子个数统计平均值)/(在给定束径范围内的粒子个数偏离平均值的均方根)＝P<sub>out</sub>，P<sub>out</sub>作为透过膜层后的信噪比，将这里的P<sub>in</sub>/P<sub>out</sub>定义为离子壁垒膜的噪声因子；总噪声因子P<sub>in</sub>/P<sub>out</sub>是离子壁垒膜的膜层厚度、原子密度物理量的函数，由此评价离子壁垒膜对图像噪声影响。 |
