一.圖像顯示和記錄系統
高能電子束與樣品相互作用產生各種信息，如圖24-3所示，在掃描電鏡中采用不同的探測器接收這些信號。
圖24-3 高能電子束與樣品作用產生信號電子示意圖
二次電子的探測系統如圖24-4所示，它包括靜電聚焦電極(收集極或柵極)、閃爍體探頭、光導管、光電倍增管和前置放大器。二次電子在收集極的作用下(+500V)，被引導到探測器打在閃爍體探頭上，探頭表面噴涂厚約數百埃的金屬鋁膜及熒光物質。在鋁膜上加+10kV高壓，以保證靜電聚焦電極收集到的絕大部分電子落到閃爍體探頭頂部。在二次電子轟擊下閃爍體釋放出光子束，它沿著光導管傳到光電倍增管的陰極上。光電倍增管通常采用13極百葉窗式倍增極，總增益為105～106，光電陰極把光信號轉變成電信號并加以放大輸出，進入視頻放大器直至CRT的柵極上。顯示屏上信號波形的幅度和電壓受輸入二次電子信號強度調制，從而改變圖像的反差和亮度[l] 。
圖24-4 二次電子成像原理
一般的掃描電鏡二次電子探測器均在物鏡下面，當樣品置于物鏡內部時，焦距極短，使像差達到最小的程度，從而得到高的分辨率圖像，二次電子分辨率可達35
。
顯像管顯示的圖像、編號、放大倍率、標尺長度和加速電壓拍攝到底片上。隨著科學水平的不斷發展，20世紀80年代開始就已研制出用計算機代替照相機的功能，直接將圖像及設置的參數打印出來或存儲于軟盤。
二.真空系統
真空系統在電子光學儀器中十分重要，掃描電鏡要求其真空度高于10-3 Pa,否則會導致：①電子束的被散射加大；②電子槍燈絲的壽命縮短；③產生虛假的二次電子效應；④使透鏡光闌和試樣表面受碳氫化物的污染加速等。因此將影響成像質量。為保證掃描電子顯微鏡電子光學系統的正常工作，掃描電鏡采用一個機械泵和一個油擴散泵。真空系統的工作自動進行并有保護電路。若達不到高真空，高壓指示燈將不亮，高壓加不上，擴散泵冷卻水斷路或水壓不足，全機電源自動切斷，擴散泵溫度過高也自動斷電。電子槍燈絲更換有單獨的電子槍室與主機鏡筒隔離，更換燈絲后幾分鐘內電子槍即可達到高真空。
三.X射線能譜分析系統
X射線光電子能譜法是一種表面分析方法，提供的是樣品表面的元素含量與形態，而不是樣品整體的成分。其信息深度為3～5 nm。如果利用離子作為剝離手段，利用XPS作為分析方法，則可以實現對樣品的深度分析。固體樣品中除氫、氦之外的所有元素都可以進行XPS分析。
XPS譜圖中峰的高低表示這種能量的電子數目的多少，即相應元素含量的多少。由此，可以進行元素的半定量分析。由于各元素的光電子激發效率差別很大，因此這種定量結果會有很大誤差。同時特別強調的是，XPS提供的半定量結果是表面3～5 nm的成分，而不是樣品整體的成分。在進行表面分析的同時，如果配合Ar離子槍的剝離，XPS譜儀還可以進行深度分析。依靠離子束剝離進行深度分析，X射線的束斑面積要小于離子束的束斑面積。此時最好使用小束斑X光源。
元素所處化學環境不同，其結合能也會存在微小差別，依靠這種微小差別(化學位移)可以確定元素所處的狀態。由于化學位移值很小，而且標準數據較少，給化學形態的分析帶來很大困難，此時需要用標準樣品進行對比測試。
X射線能譜分析是掃描電鏡中的一個附加系統，在樣品室中裝入X射線接收系統，可對被測樣品進行成分分析，包括定性分析和定量分析。
1．定性分析
(1)點分析
將電子束固定在所需分析的微區上，幾分鐘即可直接從顯示屏上得到微區內全部元素的譜線。
(2)線分析
將能譜儀固定在所要測量的某一元素特征X射線信號能量的位置上，把電子束對著指定的方向做直線軌跡掃描，便可得到這一元素沿直線的濃度分布曲線，改變能譜儀的位置，便可得到另一種元素的濃度分布曲線。
(3)面分析
電子束在樣品表面做光柵掃描時，把能譜儀固定在某一元素特征X射線信號的位置上，此時在熒光屏上可得到該元素的分布圖像，移動位置便可獲得另一種元素的濃度分布圖像。
2. 定量分析
用半定量法，可測出微區內質量分數，修正后的誤差可限定在±5％之內。