显微镜或者电子显微镜利用光学镜片或者电磁场来偏转或者聚焦带能量的“入射粒子”，这些入射粒子束与样品作用后，会产生各种二次粒子信号。探测其二次粒子的信号，既可以分析材料的结构和各种特性。显微镜是利用可见光子作为入射粒子，采用光学镜片来偏转光子传播方向或者聚焦光束。

　　高倍显微镜，也是一种传统光学显微镜，根据瑞利判据，使用很大数值孔径的光学镜头，对微小物体进行高倍放大，一般比较接近可见光学的理论分辨率。除了理论分辨率限制以外，透镜系统的像差是制约成像分辨率的主要因素，由于像差的存在，高倍显微镜分辨率可以无限接近理论分辨率，却无法到达。高倍显微镜的透镜系统要求像差很小，需要苛刻的镜头加工精度，透镜系统组装精度。

　　一般认为，随着精密度的提高，制造成本按照指数增长。电子显微镜是利用电子作为入射粒子，通过电磁场来偏转电子或者聚焦电子束，电子光学和可见光学成像都符合高斯成像规律。电子显微镜主要分为透射电子显微镜和扫描电子显微镜。透射电子显微镜的光路和光学显微镜类似，根据瑞利判据，成像光线的波长成为分辨率基本限制，而1kev能量的电子波波长约等于可见光波长的万分之一，而一般透射电镜使用的电子束能量都在几十Kev到几百Kev，目前最好的TEM分辨率比最好的光学显微镜提高了近万倍，达到0.08nm。扫描电镜成像和光学显微镜成像完全不同，电磁透镜仅对电子束斑直径进行缩放，不直接参与到样品细节的放大缩小，目前最好的扫描电镜分辨率在0.8nm，（注意扫描电镜和TEM对于分辨率的定义有些不同）。

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