掃面電鏡（SEM）的工作原理通俗點講，就是高能電子束轟擊樣品，產生各種訊號（二次電子，背散射電子），這些訊號被探測器收集併成像。

下面我們就用圖片加文字的方式把成像原理詳細介紹下：

1 掃描電鏡的構造

掃描電鏡主要由五大系統組成，即電子光學系統，掃描系統，訊號收集系統，成像和記錄系統，真空和電源系統。

電子光學系統：由電子槍，聚光鏡，物鏡和樣品室組成，將來自電子槍的電子束聚焦成直徑小亮度高的入射電子束。掃描系統：主要是指掃描線圈，使入射電子束在樣品表面掃描和調節放大倍數。訊號收集系統：電子收集器將各種物理訊號收集起來，透過光電倍增管等元件使得光訊號轉換為電訊號。影象顯示和記錄系統：將電訊號成比例的轉換為陰極射線管（LED）電子束強度的變化，這樣在顯示器上得到一副黑白掃描像，可用CCD照相記錄下來。真空系統和電源系統：電子束需要真空環境，因為空氣中的各種粒子會散射大量的入射電子，導致成像質量下降。

2 掃描電鏡的工作過程

電子槍加高電壓，電子被牽引逸出形成電子束，電子束在電磁透鏡（聚光器）的聚焦作用下形成更細的聚焦電子束。電子束以光柵的模式掃描樣品表面。此時產生各種物理訊號：二次電子，背散射電子，透射電子，吸收電子，俄歇電子和特徵X射線。訊號被收集處理，最終成像。

3 掃描電鏡產生的訊號

電子與樣品相互作用產生各種電子訊號，其中最重要的三個訊號是二次電子SE，背散射電子BSE，特徵X射線。

背散射電子是被樣品中原子反射回來的入射電子。它來自於樣品較深層區域，對原子序數特別敏感，原子序數越大，影象就越亮。二次電子是被入射電子轟擊出來的樣品核外電子。它來自於樣品表面區域，可用於表面形貌觀察，影象立體感很強。特徵X射線是原子內層電子受到激發後，在能級躍遷過程中直接釋放的具有特徵能量和波長的電磁輻射。用於樣品成分定性和定量分析。

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