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样品室处在聚光镜之下,内有载放样品的样品台。样品台必须能做水平面上X、Y方向的移动,以选择、移动观察视野,相对应地配备了2个操纵杆或者旋转手轮,这是一个精密的调节机构,每一个操纵杆旋转10圈时,复眼透射电镜技术服务,样品台才能沿着某个方向移动3mm左右。现代电镜可配有由计算机控制的马达驱动的样品台,力求样品在移动时,固定时稳定;并能由计算机对样品做出标签式定位标记,以便使用者在需要做回顾性对照时依靠计算机定位查找,这是在手动选区操作中很难实现的。

观察试样的各个区域的细节。试样在样品室中可动的范围非常大。其他方式显微镜的工作距离通常只有2~3cm,故实际上只许可试样在两度空间内运动。但在扫描电子显微镜中则不同,由于工作距离大(可大于20 mm),焦深大(比透射电子显微镜大10倍),样品室的空间也大,因此,可以让试样在三度空间内有6个自由度运动(即三度空间平移,三度空间旋转),且可动范围大,这对观察不规则形状试样的各个区域细节带来极大的方便。

衍射图样的动态范围通常非常大。对于晶体样品,这个动态范围通常超出了CCD所能记录的大范围。因此TEM通常装备有胶卷暗盒以记录这些图像。对衍射图样点对点的分析非常复杂,这是由于图像与样品的厚度和方向、物镜的失焦、球面像差和色差等等因素都有非常密切的关系。尽管可以对格点图像对比度进行定量的解释,然而分析本质上非常复杂,需要大量的计算机来计算。衍射平面还有更加复杂的表现,例如晶体格点的多次衍射造成的菊池线。在会聚电子束衍射技术中,会聚电子束在样品表面形成一个极细的探针,从而产生了不平行的会聚波前,而汇聚电子束与样品的作用可以提供样品结构以外的信息,例如样品的厚度等等。

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