显微镜成像原理(显微镜物镜成像原理)

在材料分析试验中我们经常会用到扫描电镜和金相显微镜，这两种设备在使用中有何不同？天纵检测（SKYALBS）这里总结了部分资料，分享给大家。

金相显微镜(metallurgical microscope)是用入射照明来观察金属试样表面(金相组织)的显微镜，它是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而对金相图谱进行分析，评级等以及对图片进行输出、打印。

扫描电镜（SEM）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像，这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的，即使用逐点成像的方法获得放大像。

两种显微镜存的区别，主要有以下几方面：

一、光源不同：金相显微镜采用可见光作为光源，扫描电镜采用电子束作为光源成像。

二、原理不同：金相显微镜利用几何光学成像原理进行成像，扫描电镜利用高能量电子束轰击样品表面，激发出样品表面的各种物理信号，再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息。

三、分辨率不同：金相显微镜因为光的干涉与衍射作用，分辨率只能局限于0.2-0.5um之间。扫描电镜因为采用电子束作为光源，其分辨率可达到1-3nm之间，因此金相显微镜的组织观察属于微米级分析，扫描电镜的组织观测属于纳米级分析。

四、景深不同：一般金相显微镜的景深在2-3um之间，因此对样品的表面光滑程度具有极高的要求，所以其的制样过程相对比较复杂。而扫描电镜则有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构。

总的说来，光学显微镜主要用于光滑表面的微米级组织观察与测量，因为采用可见光作为光源因此不仅能观察样品表层组织而且在表层以下的一定范围内的组织同样也可被观察到，并且光学显微镜对于色彩的识别非常敏感和准确。电子显微镜主要用于纳米级的样品表面形貌观测，因为扫描电镜是依靠物理信号的强度来区分组织信息的，因此扫描电镜的图像都是黑白的，对于彩色图像的识别扫描电镜显得无能为力。但扫描电镜不仅可以观察样品表面的组织形貌，还可以通过使用能谱分析仪等附件设备，用于元素的定性和定量分析，可用做分析样品微区的化学成分等信息。

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