透射电镜原理
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2023年2月25日发(作者：愉快的周末日记)1
照
明
系
统
透射电镜的基本原理及使用
图1放射电子显微镜基本结构原理图
（注：除上述部分外，电镜还包括必须的冷却和真空系统）
束取向调整器及合轴
消像散器
成
像
系
统
观
察
记
录
系
统
投影镜
中间镜
物镜
样品室
调
校
系
统
电子枪
聚光镜
显示器
照相室
观察室
分阴极、阳极和栅极，发射电子束功能，功能
类似于光学镜的光源。
电磁透镜，功能类似于光学镜的聚光镜。
物镜（o）、中间镜（i）和投影镜（p）的功
能一样，放大倍数M=Mo*Mi*Mp1*Mp2。
物镜的好坏决定电镜分辨本领，是电镜的心
脏。
相当于光学镜的目镜。
使电子枪、各级透镜和荧光屏中心轴对齐。
显示电镜工作状态，以利于操作。
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图2电镜和光镜原理对比图
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应用举例：
JEM-100CXⅡ透射电镜操作说明
一、开机程序
1、首先打开房间空调，冷却循环水房温度21度，操作室25度
2、开启冷却水循环装置，一个独立的小的控制器，先将开关打至ON，再将按
下POWER键
3、启动稳压电源，稳定于220V；查看电源箱供电指示灯亮
4、用钥匙启动主机，从OFF档位旋到START位，松开后钥匙自动回到ON位
置。仪器自动抽真空，等待约40分钟。
5、直至DP绿灯亮，HIGH绿灯亮，READY绿灯亮（若不亮的话，将LENSLIGHT
打至ON档位）。
二、电子枪合轴（1-3合轴）
1、确认READY绿灯亮
2、把样品拨出，物镜光栏拨出至0档位
3、加高压：按下HT键后，依次按下40-60-80-100KV键，并注意观察束流表是
否正常，每次都要等电流表显示稳定之后再进行下一步，一般调到80KV就
行了。
4、加灯丝：将FILAMENTEMIISSION旋钮缓慢旋至锁定位置
5、一般在SCAN（5300倍）条件下调节，调节CONDENSER钮，得到光斑。
6、SPOTSIZE调到3档，调节CONDENSER钮聚光，得到最小最亮光斑，然后
用左右ALIGNMENT：TRANS（小的）将光斑拉至最中心位置（中心位置有
一黑点）。
7、SPOTSIZE调到1档，调节CONDENSER钮聚光，得到最小最亮光斑，然后
用GUNALIGNMENT：TRANS（X、Y）将光斑拉至中心位置。
8、再重复6、7步骤，使束流不偏离中心。
三、调灯丝相（每次开机都需要检查）
1、在SCAN模式下，SPOTSIZE调到1档
2、将FILAMENTEMIISSION旋钮稍稍往回调，到看到灯丝欠饱和像，即车轮
像（鱼眼像），若车轮像不对称，则进行下面调节。
3、缓慢旋转GUNALIGNMENT：TILT（X、Y），使灯丝像对称。
4、然后调节FILAMENTEMIISSION旋钮至灯丝饱和（即刚好全亮，没有阴影），
并锁定该位置。
四、粗对焦（该步很重要）
1、关灯丝（FILAMENTEMIISSION旋钮至OFF）后，插入样品，插入物镜光
栏（2档）
2、开灯丝（FILAMENTEMIISSION旋钮至ON）后，放大光斑至满屏（以免烧
坏铜网）
3、找到样品，并选中一目标为参照
4、将IMAGEWOBBLER打至ON，此时看到样品会有一定的晃动，调节FOCUS
旋钮（有大中小三个，一般只用到中和小）至图像清晰没有重影。
五、聚光镜对中调节
1、关灯丝后，拨出样品，拨出光栏，开灯丝，缩小光斑，检查是否在中心位置，
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2、在SCAN模式，SPOTSIZE1档情况下，将CONDALIGNMENT打到ON，
然后下面一WOBBLER键打到X，以调节光斑重合，同样的方法进行Y轴对
中调节，调节完毕之后打到中间OFF档。
3、将IMAGEWOBBLER键打到ON，调节IMAGEWOBBLERA、B旋钮至重
合。
六、电流中心调节（此步调节有一定的难度）
1、插入样品，插入光栏，找到一样品做为参照物，调节时放大倍数小于5万倍
2、用目镜观察，聚焦，找准参照物，用FOCUS调焦至最清晰
3、快速反复转动FOCUS旋钮（以最清晰位置为中心前后旋转），此时观察参照
物样品的情况，如有放大缩小的情况（看到样品是以某点为中心在旋转）那
就是正常的，若是样品有左右或者上下移动的现象，就需要调节ALIGNMENT
的大旋钮，TILT钮直至正常。
七、电压中心调节
1、在第六步的基础上，放大倍数（大于5万倍）
2、找到一参照物，调焦至最清晰
3、HVWOBBLER置于ON，若参照物不偏离中心而四周同心振动，则电压中心
良好，反之，若参照物有漂移，则用左右ALIGNMENT：TILT调节
八、光栏的调节
1、聚光镜光栏调节：判断光栏是否在中间位置，调节CONDENSER时，光斑不
在中间，放大时会有很大阴影（电子束被东西挡住），移动样品时也没有改变，
此时可以断定是光栏位置不正确，通过调节光栏上两个旋钮，使光栏回到中
心位置。
2、物镜光栏调节：打开FUNCTION：SADIFF（控制台D区，与SCAN一排的
一个按钮），调节SA/HDDIFFRACTION：CAMERALENGTH（控制台B区）
和物镜光栏上的两个旋钮，使得中间最亮点周围的一圈较暗的光斑变得对称
即可。
九、聚光镜像散调节
在没有放入样品的情况下：插入聚光镜光栏（2档），SPOTSIZE调至3档，
调节CONDENSER钮至光斑最小最亮，再调节CONDSTIGMATORX、Y旋
钮（控制台F区），使得光斑变得最圆，即完成聚光镜像散调节。
十、物镜像散调节（用于高倍下观察样品的调节）
1、在完成以上调节，即确认仪器对中状态良好，电压中心对中，无聚光镜像散，
光栏位置正确的情况下进行物镜像散调节。
2、插入物镜光栏，在观察样品的时候调节，在高倍下（大于10万倍）找到一样
品作为参照，改变焦距，观察样品边沿系统是否均匀，若有像散，则进行以
下操作。
3、配合调节OBJSTIGMATOR：X、Y旋钮（控制台E区）和FOCUS旋钮，消
除像散。
十一、样品装卸操作
1、确认样品装卸时机器状态：放大倍数调至较小倍数，灯丝发射至OFF档。
2、右边的旋转手柄有四个档位：空档位、SET、AIRLOCK、ENG，观察样品的
时候一定在SET档位，ENG档位用来换样品，当需要打开左边的样品室时，
一定要放置在AIRLOCK档位，空档位只是做一个过渡。
3、左边的样品室旋转手柄上有两种标识，一种是数字（1-6），另外间于数字中
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间的是一些点，当数字对正时，可以用右边的旋转手柄把相应的样品从样品
室中取出。当需要打开样品室换下一批样品时，要保证所有的样品都留在样
品室，这样就要让数字中间的点对正，再将右边的旋转手柄拉出。
4、当右边旋转手柄置于AIRLOCK档位时可以打开样品室，左边有一能上下扳
动的把手。
十二、关机程序
1、放大倍数降至小于1万倍，光斑满屏。
2、退灯丝至OFF
3、退高压，可直接按下20KV按扭，再按高压键HT（灯灭）。
4、钥匙旋至OFF，等待约15分钟，面板上所有的灯都熄灭，机械泵停止工作，
关冷却水装置，关稳压电源，关电源开关。
高分辨率TEM影像的拍摄要点：
1.样品制作：要求切片(或复型)样品的厚薄适宜，染色好。
2.合轴：保证机械合轴与电气合轴的精良。
3.消像散：细心消除聚光镜和物镜的像散。
4.聚焦：需一定经验，精心调正。
5.曝光：以重点观察部位密度为准，对测光结果略加补偿。
6.避免电压波动，外界磁场和震动的干扰。
7.拍摄倍率不宜太高，以刚能看清细节为界。