全面剖析透射电子显微镜TEM

透射式电子显微镜（TEM）的工作原理与投射式光学显微镜很相似，图1画出了两者的简化光路图，尽管光源、透镜各不相同，但照放大及成像方式却完全一致。

图1 投射光镜与透射电镜的光路对照图

在实际情况下无论是光镜还是电镜，其内部结构都要比图示复杂得多，图中的聚光镜（condonser lens）、物镜（object lens）和投影镜（projection lens）为光路中的主要透镜，实际制作中它们往往各是一组（多块透镜构成），在设计电镜时为达到所需的放大率、减少畸变和降低像差，又常在投影镜之上增加一至两级中间镜（intemediate lens）。

透射式电子显微镜的总体结构包括镜体和辅助系统两大部分,镜体部分包含：

①照明系统（电子枪G，聚光镜C1、C2），

②成像系统（样品室，物镜O，中间镜I1、I2，投影 镜P1、P2），

③观察记录系统（观察室、照相室），

④调校系统（消像散器、束取向调 整器、光阑）。

辅助系统包含：

①真空系统（机械泵、扩散泵、真空阀、真空规），

②电路系统（电源变换、调整控制），

③水冷系统。图2（a）为典型透射电镜的电子光学系统构成及成像原理示意图,其中只包含了电镜镜体内的照明系统和成像系统两部分；图2（b）为透射电镜的镜体外形结构对照示意图。

透射电镜一般工作原理为：电子枪发出的电子束沿真空通道内镜体光轴穿过聚光镜并经聚光镜汇聚成尖细的光束、明亮均匀光斑照射到样品室中的试样；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1、第2投影镜进行综合放大成像，最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。