电子显微镜为什么必须在真空下运行？

受光的物理性子的限定，光学显微镜能达到的最大分辨率在200nm旁边（阿贝极限）。

在上个世纪二三十年代，为了看到有机细胞（细胞核、线粒体等）内部的细微构造（<100nm），人们开拓出了透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy），它在普通显微镜的根本上用聚焦电子束代替可见光来“透视”标本，大大提高了分辨率。

20世纪60年代，扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope）问世，它采取高能电子束扫描样品来成像。
电子与组成样品的原子相互浸染，可以产生包含样品表面描述、身分和其他信息的旗子暗记。

无论是TEM还是SEM，都是靠电子束照射样品来获取图像，其紧张部分包含电子源（电子枪）、电子透镜、扫描线圈、检测器等，这些部件常日自上而下地装在一个高真空的腔室（镜筒）内。

电子枪（也被称为电子源）：一样平常位于镜筒的顶部，它能发射电子并形成速率均匀的电子束。
电子束向下通过电子透镜来聚焦。

电子透镜：电子显微镜镜筒中最主要的部件之一，它用一个对称于镜筒轴线的空间电场或磁场使电子轨迹向轴线偏转以形成聚焦，其浸染与玻璃凸透镜使光束聚焦的浸染相似，以是称为电子透镜。
当代电子显微镜大多采取电磁透镜，由很稳定的直流励磁电流利过带极靴的线圈产生的强磁场使电子聚焦。

扫描线圈：掌握和微调光束位置的电磁线圈。

检测器：聚焦的电子束照射样品台上的样品并产生旗子暗记，这些旗子暗记被检测器检测到，然后被转换成图像。

真空对付电子显微镜的主要性

真空对电子显微镜有非常主要的浸染。
电子显微镜事情时，全体电子束路径与待剖析的样品一起都会置于高真空的环境，如果真空度不足高，电子枪的栅极与阳极间可能会产生极间放电进而烧断灯丝，电子束与残留空气粒子发生碰撞还会导致散射，这种散射会导致电子束中的电子无法到达样品，或者剖析失落真。

电子显微镜对真空的哀求

为了使电子束中的电子只管即便不受阻碍地移动，电子显微镜的真空度常日须要达到1E-7mbar量级的高真空，乃至1E-10mbar量级的超高真空；除了真空度，真空泵事情时的振动水平也非常关键。
由于电子束的截面小，在样品上的定位精度很高，只有处于振动水平极低的环境中，才能保持这种精度；其余，为了避免油蒸汽污染样品或显微镜内部元件，最好采取无油干式的真空泵。

范例的真空系统配置

下图是一个SEM系统的示例。
左侧从上往下分别是装有电子枪和电子透镜的镜筒和放置样品的样品腔，样品腔的右边是一个进出样室（LoadLock）。
待剖析的样品被放置于进出样室内，进出样室被抽到一定的真空度后再把样品转移到样品腔中进行剖析。
有进出样室的电子显微镜可以将样品腔一贯坚持在高真空，从而缩短每次检测的准备韶光，提高样品吞吐量，降落单次检测本钱。

该SEM的镜筒上配置有两台离子泵（IonPump），在样品腔和进出样室还配置了两套分子泵（TurboPump）机组和多个阀门（Valve），并配置了多个真空计以检测不同位置的真空度。

安捷伦真空对电子显微镜之类的聚束系统真空运用有着非常丰富的履历，为了知足SEM、TEM系统高真空、低电磁噪声和低振动的哀求，开拓了一系列的产品。

离子泵：作为离子泵的发明者，安捷伦真空可以生产多种类型的离子泵。
采取专利设计的安捷伦SEM专用离子泵，具有更加稳定和精准的压力读数，以及更少的粒子产生，特殊适宜安装于电子枪处（电子枪处对温度、磁场的哀求都比较高，一样平常的冷阴极或热阴极真空计对其正常事情会有影响，而普通的离子泵丈量的压力偏差又比较大）。
安捷伦真空独占的StarCell离子泵在保留较高活性气体抽速的同时，还具有相称高的惰性气体抽速，一样平常将其安装于镜筒的下部，与电子枪上的SEM离子泵相结合，为电子显微镜供应一个强大的高真空抽气组合。

分子泵：安捷伦TwisTorr涡轮分子泵采取独占的AFS悬浮轴承技能，事情时振动非常低，被广泛地运用在世界各地的浩瀚电子显微镜上。
一个位于日本的业界领袖，从2015年起，在其生产的电子显微镜上利用了1000多台安捷伦分子泵，泵的可靠性非常靠近100%，实测的振动水平低于0.01米/秒2，噪声等级更是只有40dB(A)。

阻尼减振器：为了进一步减小分子泵振动对电子显微镜等高灵敏度剖析仪器的影响，安捷伦真空专门开拓了一款阻尼减震器，该减震器可以将涡轮分子泵在满转速时的振动减小到原来的1/40旁边（CF法兰）。

除此之外，安捷伦真空可以供应各种抽速的涡旋干泵、各种类型的真空计、电磁噪声险些为零的各种真空泵掌握器等，其余，基于其在聚束系统广泛的知识和灵巧的制造能力，还可以为特定系统定制分外的离子泵，还可以为敏感的显微镜运用供应最前辈的振动仿照和测试。