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扫描电镜（SEM）的电子束聚焦与扫描是成像的核心机制，整个过程涉及电子枪、电磁透镜系统和扫描线圈等部件，目的是将电子束精准地聚焦成细小的束斑，并以系统控制的方式逐点扫描样品表面。以下是详细解释：

一、电子束的产生与加速

电子束首先由位于 SEM 顶部的 电子枪 发出，一般使用钨丝、场发射源或 LaB₆ 热发射源。这些电子在高压（加速电压）下被加速，形成高速直线电子流。

二、电子束的聚焦机制

电子束须高度集中，形成微米甚至纳米级的束斑，这需要精密的聚焦系统：

电磁透镜（聚光透镜与物镜）

电磁透镜由线圈绕制而成，通过通电产生磁场，作用类似光学显微镜的玻璃透镜，对电子束进行会聚。

第一组聚光透镜：粗调电子束大小和亮度。

第二组聚光透镜和物镜透镜：进一步精细聚焦电子束到样品表面，控制束斑尺寸与分辨率。

孔径光阑（Aperture）

在透镜之间设置有可调孔径，用于限制电子束直径和散射角度，影响成像清晰度和束流强度。

三、电子束的扫描原理

一旦电子束被聚焦成束斑，接下来的任务是控制其按照规律扫描样品表面，这通过扫描系统完成：

扫描线圈（X-Y 扫描线圈）

安装在物镜附近的电磁线圈通过控制电流，在磁场作用下轻微偏转电子束，实现按行（水平）和按列（垂直）的逐点扫描。

扫描方式通常为光栅扫描，类似电视或显示器逐行扫描的模式。

同步信号采集与图像形成

每扫描一个点，样品表面与电子束相互作用产生信号（如二次电子、背散射电子、X 射线等），被探测器接收并同步记录。

扫描系统将这些点阵信号按照对应的空间顺序组合，形成图像。

四、聚焦调节的用户操作

在实际使用中，操作者可以通过调节：

聚焦控制（Focus）：细调物镜透镜电流，使图像清晰。

散焦控制（Stigmator）：修正电子束形状偏差（椭圆形或失圆），保证束斑对称。

倍率（Magnification）：通过改变扫描面积范围来放大局部区域，而非通过物理变焦。