日本電子電鏡是一個復雜的系統(tǒng)，濃縮了電子光學技術、真空技術、精細機械結構以及現(xiàn)代計算機控制技術。成像是采用二次電子或背散射電子等工作方式，隨著掃描電鏡的發(fā)展和應用的拓展，相繼發(fā)展了宏觀斷口學和顯微斷口學。是在加速高壓作用下將電子槍發(fā)射的電子經(jīng)過多級電磁透鏡匯集成細小(直徑一般為1~5nm)的電子束(相應束流為101-1012A)。在末級透鏡上方掃描線圈的作用下，使電子束在試樣表面做光柵掃描(行掃+幀掃)。
 

　　入射電子與試樣相互作用會產(chǎn)生二次電子、背散射電子、X射線等各種信息。這些信息的二維強度分布隨著試樣表面的特征而變(這些特征有表面形貌、成分、晶體取向、電磁特性等等)，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(diào)制其亮度，就可以得到一個反應試樣表面狀況的掃描圖像[1]。如果將探測器接收到的信號進行數(shù)字化處理即轉變成數(shù)字信號，就可以由計算機做進一步的處理和存儲。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(jīng)人工處理的自然表面。
 

　　日本電子電鏡特點：
 

　　(1)樣品可以在樣品室中作三維空間的平移和旋轉，因此可以從各種角度對樣品進行觀察。
 

　　(2)景深大，圖像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細微結構。掃描電鏡的景深較光學顯微鏡大幾百倍，比透射電鏡大幾十倍。
 

　　(3)圖像的放大范圍廣，分辨率也比較高。可放大十幾倍到幾十萬倍，它基本上包括了從放大鏡、光學顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學顯微鏡與透射電鏡之間，可達3nm。
 

　　(4)電子束對樣品的損傷與污染程度較小。
 

　　(5)能夠進行動態(tài)觀察(如動態(tài)拉伸、壓縮、彎曲、升降溫等)。
 

　　(6)在觀察形貌的同時，還可利用從樣品發(fā)出的其他信號做微區(qū)成分及晶體學分析。