环境扫描电子显微镜在普通扫描电镜的基础上环扫实现较高的低真空，其核心技术就是采用两级压差光栅和气体二次电子探测器，还有一些其它相关技术也相继得到完善。
环境扫描电子显微镜是使用1个分子泵和2个机械泵，2个压差(压力限制)光栅将主体分成3个抽气区，镜筒处于高真空，样品周围为环境状态，样品室、光路和电子枪室的真空度P0、P1和P2分别相差一至两个数量级，允许样品室内有气体流动，最高达50Torr，一般1Torr-20Torr，样品室的温度、气压和相对湿度可以调节，样品室和镜筒之间存在一个缓冲过渡状态。附加一个环境预处理室，把样品进行完全或部分处理后，通过门阀再转置到显微镜的观察室中。
在观察过程中，还可以通过特殊的操作器系统，对样品进一步处理，并配有一个气氛检测装置，对环境气氛的压力大小进行测量和控制使用时，高真空、低真空和环境3个模式可根据情况任意选择，并且在3种情况下都配有二次电子探测器，都能达到3.5nm的二次电子图像分辨率。
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