天游线路检测中心 开发通用扫描电子显微镜，可以同时执行从表面观察到元素分析和报告创建的所有操作
2017年8月，JEOL发布了最新的扫描电子显微镜“JSM-IT500HR”。除了实现 100,000 倍的有效放大倍数外，JSM-IT500HR 还集成了能量色散 X 射线光谱仪和系统。这是新一代扫描电子显微镜，可实现从表面观察到元素分析和报告创建的无缝操作。我们追踪其发展和诞生背后的思想。
石田佑介JEOL 技术开发部开发 G 开发 2T
三岛良太JEOL 技术开发部开发 G 开发 1T
桑原博文JEOL Technics 系统开发部系统 2G
尚志木JEOL Technics 系统开发部系统 2G
开发通用扫描电子显微镜，可以同时执行从表面观察到元素分析和报告创建的所有操作
JEOL Technics 追求 SEM 的理想形式
JEOL Technics 开发和制造扫描电子显微镜 (SEM)。 SEM 是一种适合观察样品表面的电子显微镜。使用聚焦电子束作为探针，沿着样品表面进行照射。然后，样品产生称为二次电子和反射电子的信号。通过准确检测该信号（其强度根据表面不规则性和成分而变化），可以确定样品表面的身份。
JEOL 的 SEM 可以观察多种样品，包括生物样品以及有机和无机物质。应用不仅限于研究目的，还可用于家电、汽车和食品等制造行业的质量控制和安全检查。因此，用户是多种多样的，并且需要一种可用性，使用户无需拿起手册即可使用产品。
缩短开发周期的挑战
用户必须克服两个障碍才能掌握 SEM。一是能够在任何放大倍数下获得预期位置的清晰观察图像。另一个是能够进行元素分析。元素分析的需求尤其高。 80% 购买 SEM 的人购买该设备不仅用于表面观察，还用于微观区域和异物的元素分析。能量色散X射线光谱仪（EDS）是扫描电镜的重要附件，是元素分析的关键。通常将由专业 EDS 制造商制造的 EDS 连接到 SEM 外部来使用。 JEOL是世界上唯一同时开发SEM和EDS的制造商。 JEOL 可以实现高水平整合观察和分析的新概念。鉴于这些用户需求和市场趋势，JEOL Technics 于 2014 年 9 月启动了开发尖端 SEM 的项目，并组建了项目团队。我们提出的规格如下。一是即使在高倍率下也能轻松观察。另一种是开发配备EDS的设备并使其更易于操作。他们只决定了两个要点，剩下的就交给现场的判断了。大多数 JEOL 员工从加入公司起就不是 SEM 专家。加入公司后，你将学习如何使用SEM及其特点，通过试错向用户学习，培养与用户相似的情感。通过将我们学到的知识反馈到设备上，我们创造了一个可用性更高的SEM，这有助于它的普及。
然而，即使对他们来说，这种发展也需要决心。最紧迫的因素是开发周期。为了响应公司总裁“应对多样化需求和快速变化的市场”的指示，开发周期设定为两年。
“这是不可能的”许多团队成员都有这种感觉，即使他们没有说出来。然而，其中负责开发的成员之一石田佑介虽然担心自己是否能够做到，但他也将其视为一个机会。石田此前负责设备维护和服务。尽管他经常收到客户的直接要求，要求让产品更易于使用，但他无法自己做出回应。即使你告诉开发人员，也要很多年后才成型。他比任何人都更觉得有必要缩短开发周期。在石田的带领下，团队开始考虑具体的规范和开发方法。“放大倍率必须足够高”“我想从用户界面开始”虽然追求易用性的愿望是一样的，但不同的负责人注意到的点却不同。讨论非常热烈，每个人都提出了自己的想法，想要做出一个好的设备。在此期间，石田听取了各方的论点，但从用户的角度着眼于易用性，平衡了规格。
石田佑介
JEOL 技术开发部开发 G 开发 2T爱好/特殊技能：到处吃饭、为红袜队加油
我有海外服务人员的背景，与国内外的许多客户有过互动。在这次设备开发中，我作为开发负责人，带领大家，从用户的角度出发，积极开发设备。
自动超级跑车
样品：金颗粒加速电压：15kV 成像倍率：×100,000高真空模式二次电子图像
我们开始的第一件事是提高有效放大倍率，即可以清楚地看到观察到的图像的放大倍率的极限。即使您使用EDS，如果SEM捕获的图像不清晰，也很难找到您想要分析的区域。此外，传统多用途扫描电镜的有效放大倍数约为20000倍，已无法满足精密设备制造商和其他观察小至01μm的微小异物和缺陷的场所的性能要求。所需的有效放大倍数为100,000倍或以上。有效放大倍数为 100,000 倍、价格低廉且与任何样品兼容的多用途 SEM 正是市场所寻求的。这个想法是安装高性能、高亮度的电子枪，它直接影响有效放大倍数。如果电子枪的性能得到改善，电子束将比传统的钨（W）或硼化镧（LaB6）电子枪更窄，这将大大提高有效放大倍数。然而，为了做到这一点，电子枪室必须放置在超高真空中，这是真空的最终状态，其中气体分子非常少。由于其价格不可避免地昂贵，因此仅安装在高端SEM中。为了实现多用途SEM所需的低价，有必要使高端SEM中培育的电子枪技术尽可能紧凑。高端 SEM 是为研究人员开发的，旨在实现最高性能，因此处理机载电子枪需要精细的程序。还需要简化流程。负责设计电子光学系统的三岛良太，不仅在公司总部研究技术，还阅读了大量电子光学方面的文献，认识到了一件事。
“我认为用户和开发者都过于执着于 SEM 很难这一常识。”
用户想要的是图像和分析数据等结果。不需要掌握 SEM。那么，即使这不是最好的性能，我们是否可以想出一种方法以最少的操作次数达到最佳性能呢？我突然想到，无论光学系统处理起来多么困难和复杂，如果有超越它的控制技术和机制，它就可以变得更简单、更紧凑。``您所需要的只是一个自动调整按钮。你可以制造一辆自动超级跑车，但我们只制造了手动超级跑车。”（三岛）
看似开发进展顺利，却出现了意想不到的问题。由于种种情况，我们只好更换了SEM必不可少的高压（电源）箱。当时，替代高压罐有两种候选方案，开发小组内部对于应该使用哪一种高压罐存在意见分歧。每种类型的坦克都有完全不同的控制方式，无论采用哪种方式，控制电路和硬件都需要重新改造。该设备发布大约需要六个月的时间，如果我们必须等到创建控制电路之前才能找出将使用哪种替代高压罐，那么我们就没有时间了。就在团队里的所有人都感到困惑的时候，一向沉默寡言的固件开发者桑原博文突然开口了。“那么你就必须做你想做的事。”桑原仿佛被自己的话所驱使，全身心投入到开发中。仅仅半个月后，他们就完成了能够满足这两个规格的固件。这是桑原的工作，他决心在设备发布之前及时完成该项目。至此，该设备的硬件已接近完成。此时，距离项目启动已经过去两年了。
三岛良太
JEOL 技术开发部开发 G 开发 1T爱好/特长：肌肉训练（1个半月）
我们设计和开发影响设备性能的电子光学系统。在这项开发中，通过有效地改进多功能SEM的整个镜筒，我们成功地以比以前更低的成本安装了高亮度电子枪。
桑原博文
JEOL Technics 系统开发部系统 2G爱好/特殊技能：慢跑、蔬菜园艺
固件开发商。在这次开发中，尽管由于高压罐的突然变化而对电路进行了全面审查，但我们仍以强烈的责任感和信念在规定的时间内完成了固件。