透射电镜的总体工作原理是：由电子发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多；经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和、第2投影镜进行综合放大成像，终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上；荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。本节将分别对各系统中的主要结构和原理予以介绍。
大型透射电镜大型透射电镜（conventional tem）一般采用80-300kv电子束加速电压，不同型号对应不同的电子束加速电压，其分辨率与电子束加速电压相关，生物透射电镜测试服务，可达0.2-0.1nm，机型可实现原子级分辨。低压透射电镜低压小型透射电镜（low-voltage electron microscope，lvem）采用的电子束加速电压（5kv）远低于大型透射电镜。较低的加速电压会增强电子束与样品的作用强度，从而使图像衬度、对比度提升，尤其适合高分子、生物等样品；同时，低压透射电镜对样品的损坏较小。 分辨率较大型电镜低，1-2nm。由于采用低电压，可以在一台设备上整合透射电镜、扫描电镜与扫描透射电镜
聚光镜处在电子的下方，一般由2～3级组成，从上至下依次称为、第2聚光镜（以c1 和c2表示）。关于电磁透镜的结构和工作原理已经在上一节中介绍，电镜中设置聚光镜的用途是将电子发射出来的电子束流会聚成亮度均匀且照射范围可调的光斑，投射在下面的样品上。c1和c2的结构相似，但极靴形状和工作电流不同，所以形成的磁场强度和用也不相同。c1为强磁场透镜，c2为弱磁场透镜，各级聚光镜组合在一起使用，可以调节照明束斑的直径大小，从而改变了照明亮度的强弱，在电镜---面板上一般都设有对应的调节旋扭。
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