
对传统TEM成像、衍射和其他常规应用,所需要做的仅是将(热电子)枪饱和,合轴,或者仅是打开FEG,在很多仪器中有计算机负责处理这些。然而很多时候需要测量亮度和相干性。电子源亮度是AEM中需要测量的最重要参数,因为如果电子枪没有在最大的β下工作,产生的分析信号质量会比较差。同样电子源的能量发散度对EELS非常重要。相干性的测量对刚刚提到的集中先进技术也很重要。
通过测量方程式中的三个变量,即束流、束斑直径、会聚半角,可以确定β值。电子枪的发射电流值很容易测定,但不可能测量d0、α0值。所以做个近似,如果忽略透镜的像差,β在整个光学系统中是常数,其值与测量位置无关。实际上在样品面上定β值最容易。
束流
可以使用样品杆上的法拉第杯直接测量样品上的束流ib。法拉第杯由接地金属块中的探洞和它上面的小光阑构成,如果光阑足够小(例如大约50μm),金属块足够深(大约2mm),且由像Al一样的轻材料制作而成,以减小背散射,那么可以合理地假设没有电子从入口光阑逃逸。所有进入贝内的电子都传至大地,在地线上使用皮安培计就能测定电流。应该通过TEM屏幕曝光测量仪或电子能量损失谱仪的屏蔽电流对法拉第杯进行标定校准。这个过程使得我们可以在任意需要的时候迅速估计ib的值。
在装备由肖特基FEG的现代TEM中,束流的波动在运行数小时内应该小于百分之几。肖特基FEG TEM中稳定的束流不需要频繁监控,且很容易通过观察屏的读数去校准。相反,冷FEG TEM中,束流随时间减小。图A给出了冷FEG STEM中针尖闪蒸后测量的发射电流和束流随时间的变化情况。发射电流基本上线性减小,而闪蒸后3小时内束流抛物线下降。在热电子源TEM中,束流在稳定后也会减小,但变化不会像肖特基FEG中那么大。

图A 300KeV VG HB603 STEM中冷FEG的发射电流和束电流随时间的变化。两条曲线均在闪蒸针尖后测量
会聚角
可以很容易地从TEM观察屏上直接看到会聚束电子衍射(CBED)花样中测量会聚角α。在图B所示的示意图中,会聚角2α正比于衍射盘的宽度a。如果一直样品的布拉格角2θB,就可以很简单地标定a值,因为2θB正比于从000盘到hkl盘的距离b。因此:

样品处的会聚角α不仅在亮度方程中很重要,在CBED、STEM成像、XEDS和EELS中也具有重要作用,所以必须知道如何测量和控制α,因为它在TEM的很多方面都是很重要的。α的值可以由照明系统中最后一个限制光阑的尺寸控制。

图B 用来测量会聚半角a的会聚束电子衍射示意图,会聚半角与衍射盘的宽度成正比