透射电镜的总体工作原理是：由电子发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多；经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和、第2投影镜进行综合放大成像，终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上；荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。本节将分别对各系统中的主要结构和原理予以介绍。

电子能量损失光谱仪通常在光谱模式和图像模式上操作，这样就可以隔离或者排除特定的散射电子束。由于在许多图像中，非弹性散射电子束包含了许多操作者不关心的信息，从而降低了有用信息的可观测性。这样，电子能量损失光谱学技术可以通过排除不需要的电子束有效提高亮场观测图像与暗场观测图像的对比度。

晶体结构可以通过高分辨率透射电子显微镜来研究，这种技术也被称为相衬显微技术。当使用场发射电子源的时候，观测图像通过由电子与样品相互作用导致的电子波相位的差别重构得出。然而由于图像还依赖于射在屏幕上的电子的数量，对相衬图像的识别更加复杂。然而，这种成像方法的优势在于可以提供有关样品的更多信息。

分辨率是扫描电镜基本的性能判断指标，首先我们要弄清扫描电镜分辨率的一些细节问题。

通常有关分辨率的问题，都会遵循瑞利判据。即一个光点按照衍射理论会是一个衍射斑，两个光点逐步靠近时，对应的衍射斑也从分离趋于重合。当两个衍射斑的半高宽重叠，则认为不可区分了。此时两个衍射斑之间的距离即为分辨率，。

但一般单帧图像的仪器才完全符合此规律，比如TEM、光学显微镜等。扫描电镜的分辨率以瑞利判据为基础，透射电镜三维重构检测技术服务，但也却略有不同。扫描电镜是属于电子束移动型的，并不完全适用半高宽重合的概念。

扫描电镜的分辨率分为理论分辨率、验收分辨率，和一般测试过程中能达到的分辨率。

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