电子显微镜（包括透射电镜、扫描电镜）和光学显微镜的性能和特点比较分析

1）视野、景深和焦深不同。视野或视场指所能看到的被检样品的范围，与分辨本领和放大倍数有关。景深是指电子束在试样上扫描时可获得清晰图像的深度范围。TEM的视野较小，为1.0mm-0.1um。景深较大，在相同分别本领下，比光学显微镜大1000倍，这便于聚焦和进行立体摄影。焦深可达100m,这对于荧光屏和照片底片的纺织位置十分有利。SEM视野比透射电镜大的多，有10nm-10um。景深也较TEM大，可以直接观察到各种样品凹凸不平的微细结构，图像富有立体感，可用于立体分析。光学显微镜市场0.1mm(1000倍）-100mm(1倍），景深小。

 

2）样品的损伤和污染。TEM：加速电压较高，电子能量大，电子束照射而引起样品的损伤较大，易造成样品和镜筒污染。电镜必须在真空条件下工作，样品放到电镜中观察前，必须进行样品制备。光学显微镜的光源是可见光，不存在样品损伤的问题，但在脱蜡、染色时等环节操作不当，或使用器具不够干净时，容易造成污染。

3）成像原理和反差来源不同。电子显微镜的光源是电子束，TEM是透射成像，可以观察样品内部的形态和结构，是二维成像。而SEM是二次电子像，主要观察样品表面相貌的立体图像（即三维图像）。光学显微镜是用可见光作为光源，样品是吸收成像，一般是彩色或黑色的二维图像。

4）TEM,电子必须能够穿过样品，才能成像，所以要求样品很薄，视野很小。生物样品要制备成50nm左右的超薄切片，样品制备相对复杂些。SEM对导电性好的样品厚土要求不严格，只要适合样品室大小即可。金属等导电性的样品可以直接放入电镜中观察。不导电的样品要经过固定、脱水、干燥和镀膜等环节的处理就可以观察。样品制备过程较超薄切片的制备容易操作。光学显微镜需要石蜡包埋切片，切片厚度较TEM厚，一般为12-15um.

 

5）分辨本领和放大倍数不同。电子显微镜是利用短波长和电磁透镜来提高分辨率和控制改变放大倍数的连续性。TEM分辨本领是由相差决定的。目前TEM的最高分辨率为0.1nm。放大倍数最低几百倍，最高达150万倍。SEM在超高真空条件下的水平分辨率为0.14nm，垂直分辨率已达到0.01nm的水平。分辨本领主要取决于电子探针的入射电子束光斑的大小。放大倍数最低10倍，最高达150万倍。放大倍数由显像管偏转线圈电流和电镜扫描线圈电流之比决定。两种电镜的放大倍数可以任意改变，连续可调。光学显微镜的极限分辨率为200nm,放大倍数1-2000倍。