张承青系列约稿[0]：序言 电镜实验室环境对电镜的影响

为促进电子显微学研究、电镜应用技术交流，打破时空壁垒，仪器信息网邀请电子显微学领域研究、技术、应用专家，以约稿分享形式，与大家共享电子显微学相关研究、技术、应用进展及经验等。同时，每期约稿将在仪器信息网社区电子显微镜版块发布对应互动贴，便于约稿专家、网友线上沟通互动。

专家约稿招募：若您有电子显微学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通（邮箱：yanglz@instrument.com.cn）。

本期将分享张承青老师为大家整理的关于电镜实验室环境对电镜的影响的系列约稿经验分享，以下为首篇序言，以飨读者。（本文经授权发布,分享内容为作者个人观点, 仅供读者学习参考,不代表本网观点）

序言 电镜实验室环境对电镜的影响

啊，标题好像不太严谨，电镜实验室环境对电镜本身是没有什么影响的，影响的只是成像质量，影响的只是电镜能否呈现最佳性能。这可不是废话噢，许多新用户都问过我，“振动超标？电镜这么精密的仪器，会不会震坏呀？”“磁场超标？电镜会不会磁化呀？对操作人员有没有影响呀？”某公司的扫描电镜和透射电镜，身历汶川地震（具体位置在绵阳）而毫无影响，地震后开机，一切正常。几个几十个毫高斯磁场既不会磁化电镜也不会影响操作人员健康（曾经查到过一个上海市暂行卫生标准，该标准认为，五高斯以下磁场是安全的，5个高斯！还远着呢）。跑题了跑题了，打住。

电子显微镜工作时，精细的电子束要在很高的真空环境中飞行0.7米（扫描电镜）到2米以上（透射电镜）。一路上，周边的磁场、脚下地面的振动、空气中有噪声还有气流，这些都会诱使电子束偏离我们期望它走的路径，直接致使成像质量变差，所以在使用电子显微镜时，对于周边的环境就有一些特殊的要求（其它大多数仪器都是电子乖乖地在导体和半导体中流动，不大容易被周边环境干扰），以确保电子束能够规规矩矩，不乱跑乱动。

讨论电子显微镜磁场环境时，因为只有50赫兹的工频（可能还包括三次和五次谐波）以及频率极低的准直流（英文nearDC，是一种幅度大小变化极为缓慢的直流磁场）电磁场会产生干扰，其它频率的电磁场影响甚微，所以都忽略过去。像是收音机的、电视机的、手机和WIFI的，等等无线电波，因它们频率的关系，不影响电镜成像，我们就暂时忘了它们吧。

纯直流磁场只会使全部电子束稳定偏移相同角度、也就是只会使全部像素点稳定偏移相同的方向和距离，并不会影响成像质量；350Hz以上的高频AC（除非刻意制造，否则很难见到它们踪影）电磁干扰对成像质量影响极小，实际工作中可以忽略，我们后面就不讨论它们啦。

在本专题系列讨论中，DC特指频率在0.001～1Hz的准直流（即near DC，也有称为近直流的）电磁干扰，AC特指为以50Hz为基频、不超过五次谐波（250Hz）的交流电磁干扰。对电镜干扰大的不是均方根有效值，而是峰峰值（peak to peak,简写为p-p），以后不特别说明的都是峰峰值。比如3mG，就是峰峰值为3毫高斯（3mGauss p-p）的电磁干扰。为什么特地说明一下呢？因为各种手持式简易磁场测试仪显示的都是均方根有效值，测出的数值往往比我们相知道的峰峰值小许多（电源的高次谐波越严重，波峰因数就越高，实测中碰到过波峰因数超过10的情况）。

振动也是一个经常谈起的话题，低频微振是我们重点关注对象（很遗憾我们人类很难直接查觉。曾经不止一次有人在测试现场质疑我的测试结果，理由就是“我怎么没有感觉”）。干扰电镜的振动大多数不是由某振动源单一产生的（特殊情况时也会有关闭某一振动源后环境振动明显变化现象），多数情况下不能简单地依靠关闭某个看上去很明显的振动源来解决振动问题，我们将在后面陆续展开的专题中分别讨论。

噪声声波（还有气流，就是空调吹出来的风啦）都会作用在镜筒上引发振动，对电镜成像质量的影响等同于振动。注意讨论振动时一定不能忽略频率，离开频率谈振幅，就是什么什么来着，呵呵。为什么又要特地说明一下呢？因为各种手持式简易噪声测试仪没有傅里叶变换，显示的总噪声分贝值参考意义不大。

地线对电镜的影响往往超乎大多数人的想象。什么？一根地线有什么可大惊小怪的？哎呀，这也是电镜实验室环境的特殊性之一啦，我们在后面再详细讨论吧。

对了，还有UPS。故弄玄虚吧？不就是个不间断电源嘛，这玩意儿现在到处都是，也有什么说道吗？不好意思，还真有，我们后面慢慢聊。

本专题系列中，我们主要想讨论以上几方面问题，没漏掉什么吧？好吧，出发！

2020.10

张承青

作者简介

作者张承青，退休前在某电镜公司工作多年，曾经做过约两千个（次）电镜环境调查、测试，参与多个电镜实验室设计及改造设计规划，在低频电磁环境改善和低频振动改善等方面有些体会，迄今仍在这些方面继续探索。

附1：张承青系列约稿互动贴链接（点击留言，与张老师留言互动）：

 https://bbs.instrument.com.cn/topic/7655934_1

附2：张承青系列约稿发布回顾

附3：相关专家系列约稿

安徽大学林中清扫描电镜系列约稿