Podobnie jak w mikroskopach optycznych, soczewki służą do kontrolowania toru elektronów. Ponieważ elektrony nie mogą przechodzić przez szkło, używane soczewki są elektromagnetyczne. Składają się po prostu ze zwojów drutów wewnątrz metalowych nabiegunników. Kiedy prąd przepływa przez cewki, generowane jest pole magnetyczne. Ponieważ elektrony są bardzo wrażliwe na pola magnetyczne, ich droga wewnątrz kolumny mikroskopu może być kontrolowana przez te soczewki elektromagnetyczne, po prostu regulując prąd, który jest do nich przykładany.
Sterowanie drogą elektronów
Zasadniczo stosuje się dwa rodzaje soczewek elektromagnetycznych: Soczewka kondensacyjna jest pierwszą soczewką, z którą spotykają się elektrony, gdy zbliżają się do próbki. Soczewka ta skupia wiązkę, zanim stożek wiązki elektronów ponownie się otworzy i jest ponownie skupiana przez soczewkę obiektywu przed uderzeniem w próbkę. Soczewka kondensora określa rozmiar wiązki elektronów (od której zależy rozdzielczość), podczas gdy główną rolą soczewki obiektywu jest skupienie wiązki na próbce. System soczewek SEM zawiera również cewki skanujące, które służą do rastrowania wiązki na próbce. W wielu przypadkach apertury są łączone z soczewkami, aby kontrolować rozmiar wiązki.
Elektrony wstecznie rozproszone i wtórne
Interakcja elektronów w próbce może generować wiele różnych rodzajów elektronów, fotonów lub promieniowania. W przypadku SEM dwa rodzaje elektronów używanych do obrazowania to elektrony wstecznie rozproszone (BSE) i elektrony wtórne (SE). BSE należą do pierwotnej wiązki elektronów i są odbijane z powrotem po elastycznych oddziaływaniach między wiązką a próbką. Natomiast elektrony wtórne pochodzą z atomów próbki; są wynikiem nieelastycznych oddziaływań między wiązką elektronów a próbką. Ponieważ BSE pochodzą z głębszych obszarów próbki, podczas gdy SE pochodzą z obszarów powierzchniowych, oba zawierają różne rodzaje informacji.
W wielu mikroskopach wykrywanie promieni rentgenowskich generowanych w wyniku interakcji elektron-materia jest również szeroko stosowane do przeprowadzania analizy elementarnej próbki. Każdy materiał wytwarza promieniowanie rentgenowskie o określonej energii; Promienie rentgenowskie to odcisk palca materiału. Wykrywając energie promieni rentgenowskich wychodzących z próbki o nieznanym składzie, można zidentyfikować wszystkie różne pierwiastki, które zawiera próbka.
