顯微鏡或者電子顯微鏡利用光學鏡片或者電磁場來偏轉(zhuǎn)或者聚焦帶能量的“入射粒子”，這些入射粒子束與樣品作用后，會產(chǎn)生各種二次粒子信號。探測其二次粒子的信號，既可以分析材料的結(jié)構(gòu)和各種特性。顯微鏡是利用可見光子作為入射粒子，采用光學鏡片來偏轉(zhuǎn)光子傳播方向或者聚焦光束。

　　高倍顯微鏡，也是一種傳統(tǒng)光學顯微鏡，根據(jù)瑞利判據(jù)，使用很大數(shù)值孔徑的光學鏡頭，對微小物體進行高倍放大，一般比較接近可見光學的理論分辨率。除了理論分辨率限制以外，透鏡系統(tǒng)的像差是制約成像分辨率的主要因素，由于像差的存在，高倍顯微鏡分辨率可以無限接近理論分辨率，卻無法到達。高倍顯微鏡的透鏡系統(tǒng)要求像差很小，需要苛刻的鏡頭加工精度，透鏡系統(tǒng)組裝精度。

　　一般認為，隨著精密度的提高，制造成本按照指數(shù)增長。電子顯微鏡是利用電子作為入射粒子，通過電磁場來偏轉(zhuǎn)電子或者聚焦電子束，電子光學和可見光學成像都符合高斯成像規(guī)律。電子顯微鏡主要分為透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡。透射電子顯微鏡的光路和光學顯微鏡類似，根據(jù)瑞利判據(jù)，成像光線的波長成為分辨率基本限制，而1kev能量的電子波波長約等于可見光波長的萬分之一，而一般透射電鏡使用的電子束能量都在幾十Kev到幾百Kev，目前最好的TEM分辨率比最好的光學顯微鏡提高了近萬倍，達到0.08nm。掃描電鏡成像和光學顯微鏡成像完全不同，電磁透鏡僅對電子束斑直徑進行縮放，不直接參與到樣品細節(jié)的放大縮小，目前最好的掃描電鏡分辨率在0.8nm，（注意掃描電鏡和TEM對于分辨率的定義有些不同）。

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