图3 a.LaB6热阴极灯丝尖端；b.场发射W针尖，由特定取向的单晶W制造，尖端尤为尖锐；c.灯丝模组；d.场发射灯丝电子抽取电路示意图；e. 电子枪外观[3]
电子束光源性能参数
表2列出了由公式（5）、（6）计算在常见加速电压下电子束光源的性质参数，将表1中数据代回公式（1）可知（使用1.22系数），100kV加速电压所对应电子最小分辨距离约为4 pm (0.004 nm),远小于原子直径（约0.1 nm）。
表2 电子束性质与加速电压的关系[3]
2.2 离子束光源
离子束显微镜观测样品的原理与电子束显微镜相同，区别在于同等加速电压下，离子束进入样品深度随离子种类而不同，质量小的H 、He 较电子束深，Ga 较电子束浅。表3列出几种离子源在不同加速电压下的分辨率。
表3 Ga 、He 束流几个关键参数之比较[4]
离子束源通常是采用将单质元素电离的方法获得，可分为液态金属离子源、气体场离子源，电感耦合离子源等几类。
液态金属离子源
有众多金属或合金可以作为液态金属离子源（LMIS），但最普遍商业化的是Ga金属的离子源，见图4。Ga具有熔点低（约30 ℃）；不与钨针尖表面反应，可避免长期储存使用中与钨金属发生合金化反应；同时，Ga的蒸气压低，真空中不挥发；表面能低，可以在钨针尖表面被操控等一系列优点。与场发射电子束光源类似，Ga 离子同样也是分两步产生：
图4 Ga离子源和抽取电极示意图[5]
第一步：首先加热Ga源，使之熔化润湿钨丝并流到前端，形成2-5 μm 直径的液滴。随后在108V/cm的电场和液态Ga自身表面张力作用下，液滴尖端会被拉成“泰勒锥”型，此时最尖端直径达到了2-5 nm；第二步：当形成稳定平衡的“泰勒锥”后，尖端的Ga以场蒸发形式高效率地离子化并逸出表面，产生1×108A/cm2的高亮度束流，“泰勒锥”随后就会被后端的液态Ga补充维持形状。为保证离子束能量的单色性，需要用单一同位素的Ga原子，因此，Ga离子源价格较贵，在保证1000 h使用寿命时，每个源价格通常在3-8万RMB。
气体场离子源
与液态金属离子源结构类似，气体场离子源(GFIS)的拔出电路示意图如图5所示。极细的单晶W针尖作为气体场离子源的发射极放在距拔出电极指定距离处。单晶W针尖轴向取向为[111]方向，在最尖端为3个孤立的原子。拔出极相对离子源是负电位，以获取离子逸出的合适电场。对He离子，在最尖端处需要电场至少为4.4 V/Å，对Ne离子则是3.3 V/Å。由于针尖特别尖锐，这里是针尖等势面最密集的地方，其电场远远大于针尖其它位置。因此，He气、Ne气只能在针尖尖端处的几层原子电离为He离子和Ne离子。被拔出极拔出的He离子或Ne离子则继续被加速电场加速，进行入后续磁透镜系统进行成像。
