(1)電子光學(xué)合軸
掃描電鏡的電子光學(xué)系統(tǒng)由電子槍、聚光鏡、物鏡和物鏡光闌等組成。電子槍發(fā)射的電子必須沿著這些部件的中心軸線(xiàn)穿過(guò)，所以要調(diào)節(jié)這些部件同軸，調(diào)節(jié)同軸的過(guò)程稱(chēng)合軸，合軸也稱(chēng)對(duì)中。合軸后圖像亮度最亮，像差最小，分辨率最高，合軸是束流穩(wěn)定的一個(gè)主要因素之一。合軸主要包括電子槍合軸和光闌合軸。
更換燈絲和在燈絲使用過(guò)程中，電子槍燈絲發(fā)射的電子要與聚光鏡和物鏡的光軸對(duì)中調(diào)節(jié)，稱(chēng)鏡筒合軸，或者稱(chēng)電子槍合軸。電子槍合軸可以機(jī)械調(diào)節(jié)或者自動(dòng)合軸。合軸是通過(guò)電子源的傾斜校正及水平校正進(jìn)行調(diào)節(jié)，使燈絲發(fā)射的電子與聚光鏡和物鏡的光軸重合。合軸后圖像的亮度最高。
不同型號(hào)的掃描電鏡的物鏡光闌孔徑的數(shù)量不同，有的冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡只有一個(gè)物鏡光闌孔徑，電子探針、鎢燈絲掃描電鏡及熱場(chǎng)發(fā)射sem的物鏡光闌，一般都有多個(gè)不同尺寸的光闌孔徑。例如，日本電子公司的w燈絲sem的光闌有四檔選擇:20μ，30μm，1ooμm,0可以根據(jù)圖像分辨率和成分分析的束流需要選擇不同尺寸的光闌。要得到高分辨率圖像及穩(wěn)定的束流,在物鏡光闌交換及光闌清洗之后，需要重新調(diào)整物鏡光闌孔徑的位置，使物鏡光闌孔徑位置在物鏡極靴的中心，該調(diào)節(jié)過(guò)程稱(chēng)物鏡光闌合軸。物鏡光闌合軸后，電子束通過(guò)物鏡和光闌的中心。光闌位置有偏離時(shí)，圖像的像差會(huì)變大，無(wú)法得到高分辨率的圖像，束流也不穩(wěn)定。
光闌合軸是通過(guò)光闌的x,y方向移動(dòng)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后通過(guò)圖像聚焦，來(lái)觀(guān)察圖像是否有移動(dòng)，如果高倍(例如10000x)圖像在聚焦過(guò) 程中不發(fā)生圖像移動(dòng)，而且束流最大，說(shuō)明光闌合軸良好。可以通過(guò)選定sem的wobbler按鈕，觀(guān)察圖像的擺動(dòng)大小，然后進(jìn)行x,y方向移動(dòng)調(diào)節(jié)，使圖像無(wú)移動(dòng)說(shuō)明合軸良好。
(2)加速電壓
加速電壓是加速?gòu)碾娮釉窗l(fā)射的電子而加 到燈絲和陽(yáng)極之間的電位差。高加速電壓時(shí)圖像分辨率高，圖像包括 較深層信息，損失了圖像表面細(xì)節(jié)，增加了邊緣效應(yīng)，增加了試樣的放 電可能性并可能損傷某些試樣。wds和eds分析時(shí),為了能充分激 發(fā)元素的特征x射線(xiàn)，得到高x射線(xiàn)強(qiáng)度及高峰背比(p/b)，常用較高的加速電壓。人射電子的能量(加速電壓)通常應(yīng)為被測(cè)元素線(xiàn)系臨界激發(fā)能的2~3倍，即過(guò)壓比：
為了減小高加速電壓對(duì)試樣的損傷及減小荷電效應(yīng)，有的場(chǎng)發(fā)射 掃描電鏡采用電子束到達(dá)試樣前減速技術(shù),電子束到達(dá)試樣前的加速電壓(著陸電壓)可減小到100v~3kv。這不僅保證了原加速電壓的高分辨率特點(diǎn)，而且減小了電子束對(duì)試樣的不利影響，提高了低加速電壓的分辨率，場(chǎng)發(fā)射sem在1kv時(shí)分辨率可達(dá)到1.5nm左右，低加速電壓也有利于觀(guān)察試樣淺表面形貌。
(3)聚光鏡勵(lì)磁電流
入射電子束電流，簡(jiǎn)稱(chēng)束流，是通過(guò)聚光鏡勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，強(qiáng)勵(lì)磁 電流的束流小，電子束直徑小，圖像分辨率高，信噪比降低。wds和 eds分析的較大束流，一般是通過(guò)較小勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)。掃描電鏡的 電子束直徑的尺寸調(diào)節(jié)，實(shí)際是調(diào)節(jié)束流的大小，因?yàn)槭叱叽绱?，束流也大。有的掃描電鏡無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)聚光鏡束流大小來(lái)調(diào)節(jié)束流，只能通過(guò)不同物鏡光闌孔徑進(jìn)行調(diào)節(jié)束流，這種束流不能連續(xù) 調(diào)節(jié)。
(4)物鏡光闌
小物鏡光闌孔徑束流變小，圖像分辨率髙，景深大，信噪比低。在低倍率下觀(guān)察粗糙表面時(shí)，可選用小物鏡光闌，對(duì)襯度低的試樣用大物 鏡光闌可以增強(qiáng)信噪比。
物鏡光闌孔徑對(duì)圖像景深有明顯影響。圖為20和100光闌孔徑的景深圖像。右圖為100光闌的小景深圖像，箭頭所指部位模糊。左圖為20光闌大景深圖像，箭頭所指部位明顯清晰。
左20μm及右100μm光闌景深
(5)工作距離
工作距離是影響圖像分辨率及圖像景深的重要因素，短工作距離 能獲得高圖像分辨率及小景深圖像。wds/eds分析時(shí)，工作距離不能自由選擇，必需調(diào)節(jié)到儀器規(guī)定的工作距離。拍攝高分辨率圖像需 用短工作距離；觀(guān)察斷口等粗糙試樣時(shí)，應(yīng)該用長(zhǎng)工作距離。
(6)試樣傾斜角
大試樣傾斜角圖像信號(hào)強(qiáng)、有立體感并可以改善導(dǎo)電性差的試樣 表面荷電現(xiàn)象。在測(cè)量圖像特征長(zhǎng)度或者eds定量分析時(shí)，試樣最好 不傾斜，否則要進(jìn)行傾斜角度校正。
總之要得到高質(zhì)量的圖像和穩(wěn)定的eds，wds的分析束流，不僅需要將sem調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，還需綜合各種因素選擇合適的sem工作條件。