纳米颗粒显微镜制造技术

一种纳米颗粒显微镜，主要包含带有显示器的主机，与主机联接的主控制器和与主控制器连接的探头，其特征在于所说的主机内含有形貌图处理和形貌图分析模块以及颗粒统计和观察显示模块；所说的主控制器内含有精度扩展数模变换器；所说的探头内含有预处理器和带振荡器的探针。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镜显镜，具体地说，涉及一种纳米颗粒显微镜。
技术介绍
传统的显微镜，有一种是利用光衍射统计方式构成的显微镜，其只能获得颗粒的统计特征。还有一种是利用透视的方式构成的显微镜，它也只能获得颗粒的透视特征。上述两种显微镜是达不到既能观测纳米颗粒的形状形貌又能进行纳米级颗粒的统计、分级的目的。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述在先技术中的问题，提供一种纳米颗粒显微镜，既能观测纳米颗粒的形貌特征、又能得到其统计数据。分辩率能够达到观察DNA，即分辩率达到纳米级。同时又可人为地干预适宜于研究纳米颗粒的一种工具。 本专利技术所采用的技术方案是在显微镜的结构中，主要包含含有形貌图处理和分析模块以及颗粒统计和观察模块的主机，与主机联接的含有精度扩展数模变换器的主控制器和与主控制器连接的含有预处理器和带振荡器探针的探头。 上述结构中的三大部分主机、主控制器和探头。首先是探头检测信号，当探头上的探针接近被测颗粒时，由于原子力的吸收和排斥作用，探针发生弯曲，于是经探针反射后射在探头内接收管上的光点产生移动，接收管将光点的移动转化为电量，经探头内的预处理器处理后送至主控制器。经过主控制器再进入主机。经过主机中的形貌图处理和形貌图分析模块以及颗粒统计和观察模块后，既可以在显示器上观察到被测颗粒的形貌图像，又可以获得被测颗粒的统计数据。当探针越接近被测颗粒时，被测颗粒与探针针尖之间的排斥力越大，探针弯曲的角度越大。则接收管输出的电量也越大。运用改变Z轴的数据，使被测颗粒与针尖之间保持恒定的距离，就取得了被测颗粒的形貌起伏变化的数据。由于Z轴控制的精度能够达到极高，故分辩率能够达到纳米级。 本专利技术显微镜的优点是显著的。 1、本专利技术的显微镜具有既可以观察被测颗粒的形貌图像，又能获得被测颗粒的统计数据，还可以获得单个颗粒的面积计算等功能。 2、本专利技术的显微镜的分辩率能够达到纳米级。能够使观测精度达到DNA纳米颗粒的要求。本专利技术显微镜的测量精度已达到小于0.5纳米。 3、本专利技术的显微镜有局部人为干预的功能。主机可以通过主控制器控制探头的预处理器，以致控制探头探针的振动。在不同范围的扫描均能达到16位的精度。 附图说明 图1是本专利技术显微镜的结构示意图。 图2是本专利技术显微镜中探头3的结构示意图。 图3是本专利技术显微镜中主控制器2的结构示意图。 图4是本专利技术显微镜中主机1的结构示意图。 具体实施方式 下面结合附图进一步说明本专利技术显微镜的结构。 图1是本专利技术显微镜的整体结构。主要包括主机1，与主机1联接的主控制器2，与主控制器相连的探头3。主机1上连接有显示器5。由主电源4供电给主机1、主控制器2和显示器5。 探头3探测被测颗粒的数据和形貌图像经主控制器2传送至主机1。主机1对数据和形貌图像进行处理、分析和统计，最终在显示器5上显示出被测颗粒的形貌图像，以及给出被测颗粒的统计数据等。 图2是本专利技术显微镜中探头2的具体结构。由图2所示，本专利技术的探头3包含接收管301，带有振荡器306的探针303，激光光源305，XYZ扫描器307和预处理器309。其中，预处理器309分别与接收管301、激光光源305、振荡器306和主控制器2相连。激光光源305发射的激光束射在探针303针尖的背面上。探针303针尖反射的光束射在接收管301的接收面上。图2中为了缩短光路，加入两个反射镜302、304。探针303的针尖指向XYZ扫描器307的台面。被测颗粒308就置放在XYZ扫描器307的台面上。 XYZ扫描器307与主控制器相连，由主控制器控制XYZ扫描器307的扫描。 所说的预处理器309含有数据采集预处理模块、控制稳定光源能量模块、控制探针振动模块和有效值变换器。 探针303的针尖对被测颗粒进行探测，在针尖背面反射移动的光点经接收管301接收并转化为电量送进预处理器309内。预处理器309中的数据采集处理模块采集到这个数据后进行预处理并输出通过主控制器2送至主机1中。预处理器309中的控制稳定光源能量模块在测量过程中，实时控制激光光源305，使其激光束的能量稳定。预处理器309中的控制探头振动模块与探针303的振荡器306相连，控制着振荡器306对探针303的振动。因为预处理器309控制振荡器306使探针303的针尖处在不断地上下震动状态。所以，本专利技术不仅能够获得很高的分辩率，而且探针303不会使被测颗粒受力过大，就是对刚性较差的被测颗粒也可以进行测试。 本实施例中，接收管301选用四象限接收管。 图3是本专利技术显微镜的主控制器2的结构。如图3所示，主控制器2含有XYZ扫描输出器201、Z采样输入器202和输出输入转换器203。 所说的XYZ扫描输出器201内含有X、Y、Z三个方向的扫描单元201X、201Y、201Z。每个扫描单元201X、201Y、201Z都分别含有带精度扩展数模变换器(DAC)2011X、2011Y、2011Z的扫描电压输出数模变换器2015X、2015Y、2015Z和X、Y、Z轴偏移量数模变换器2012X、2012Y、2012Z连接的X、Y、Z三个加法器2013X、2013Y、2013Z。三个加法器2013X、2013Y、2013Z分别连接到X、Y、Z三个方向上的放大器2014X、2014Y、2014Z上。三个放大器的输出均连接到探头2内的XYZ扫描器307上。如上述XYZ扫描输出器201的结构，在X、Y、Z三个方向上的扫描单元201X、201Y、201Z内均含有精度扩展数模变换器2011X、2011Y、2011Z。所以本专利技术的显微镜在不同范围内的扫描，都能达到16位的精度。 所说的Z采样输入器202内，含有相互联接的Z数模变换器2021和低通滤波器2022。Z采样输入器202与探头3中的预处理器309相连。预处理器309输出的Z采样数据输入到主控制器2中Z采样输入器202内，经过Z采样输入器202内的低通滤波器2022滤波后，通过Z数模变换器2021变换进入输出输入转换器203内。 所说的输出输入转换器203内含有分配器2031、与分配器2031相互连接的数字信号处理器(DSP)2032、与数字信号处理器2032相互连接的转换接口电路(I/O)2033；与转换接口电路2033连接的振荡控制模块2036，以及低压电源2034和高压电源2035。 由Z采样输入器202中Z数模变换器2021输入的信号经过分配器2031、数字信号处理器2032和转换接口电路2033送至主机1内。主机1输出的控制振荡信号经过转换接口电路2033和振荡控制模块2036进入探头3内的预处理器309，最后送至探针303的振荡器306内，以致控制探针303的振动。 图4是本专利技术显微镜的主机1结构。 本专利技术显微镜主机1的载体是计算机。 本专利技术的主机1是在计算机操作系统的平台上建立的。如图4所示。本专利技术的主机1含有形貌图采样模块101，与形貌图采样模块101输出端相联的形貌图处理模块102，与形貌图处理模块102输出端相联的形貌图分析模块103，与形貌图分析模块103输出端相联的颗粒统计模块104，以及与颗粒统计模块104输出端相联的观察显示模块105。 所说的形貌图处理模块102含有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒显微镜，主要包含带有显示器的主机，与主机联接的主控制器和与主控制器连接的探头，其特征在于所说的主机内含有形貌图处理和形貌图分析模块以及颗粒统计和观察显示模块；所说的主控制器内含有精度扩展数模变换器；所说的探头内含有预处理器和带振荡器的探针。2.根据权利要求1所述的纳米颗粒显微镜，其特征在于所说的探头(3)还包含接收管(301)、XYZ扫描器(307)和激光光源(305)；所说的预处理器(309)分别与接收管(301)、激光光源(305)、振荡器(306)以及主控制器(2)相连；激光光源(305)发射的激光束射在探针(303)针尖的背面上，探针(303)针尖反射的光点落在接收管(301)的接收面上；探针(303)的针尖指向XYZ扫描器(307)的台面，被测颗粒(308)置放在XYZ扫描器(307)的台面上。3.根据权利要求1或2所述的纳米颗粒显微镜，其特征在于所说的探头(3)内的预处理器(309)含有数据采集预处理模块、控制稳定光源能量模块、控制探针振动模块和有效值变换模块。4.根据权利要求1所述的纳米颗粒显微镜，其特征在于所说的主控制器(2)内含有XYZ扫描输出器(201)、Z采样输入器(202)和输出输入转换器(203)。5.根据权利要求4所述的纳米颗粒显微镜，其特征在于所说的XYZ扫描输出器(201)内含有X、Y、Z三个方向的扫描单元(201X、201Y、201Z)，每个扫描单元都分别含有带精度扩展数模变换器(2011X、2011Y、2011Z)的扫描电压输出数模变换器(2015X、2015Y、2015Z)和X、Y、Z轴偏移量数模变换器(2012X、2012Y、2012Z)连接的X、Y、Z加法器(2013X、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣庆，林学海，
申请(专利权)人：上海爱建纳米科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：