掃描電鏡是一個復雜的系統，濃縮了電子光學技術、真空技術、精細機械結構以及現代計算機控制技術。掃描電鏡的基本工作過程用電子束在樣品表面掃描，同時陰極射線管內的電子束與樣品表面的電子束同步掃描，將電子束在樣品上激發的各種信號用探測器接收，并用它來調制顯像管中掃描電子束的強度，在陰極射線管的屏幕上就得到了相應襯度的掃描電子顯微像。電子束在樣品表面掃描，與樣品發生各種不同的相互作用，產生不同信號，獲得的相應的顯微像的意義也不一樣。
這些信息的二維強度分布隨試樣表面的特征而變（這些特征有表面形貌、成分、晶體取向、電磁特性等），是將各種探測器收集到的信息按順序、成比率地轉換成視頻信號，再傳送到同步掃描的顯像管并調制其亮度，就可以得到一個反應試樣表面狀況的掃描圖如果將探測器接收到的信號進行數字化處理即轉變成數字信號，就可以由計算機做進一步的處理和存儲掃描電鏡主要是針對具有高低差較大、粗糙不平的厚塊試樣進行觀察，因而在設計上突出了景深效果，一般用來分析斷口以及未經人工處理的自然表面。
掃描電鏡樣品信息和電子束的關系：
電子束轟擊固體樣品，在其表面或內部發生散射時，各種散射信號被相應探測器采集后，可直接或間接體現固體樣品在微觀區域*的物理化學信息，如透射電子，二次電子，背散射電子，特征X射線，俄歇電子，陰極熒光，等離子激發，電聲等。微觀物理化學結構特征決定材料宏觀性能，對其開展準確分析意義重大。掃描電鏡的發明，推動材料科技發展。
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