【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及扫描探针显微术,特别涉及到扫描近场光学显微术等领域。 扫描近场光学显微术的光学分辨率主要取决于光学探针尖部的尺寸和探针与样品表面之间的距离。对于可见光和近红外光波而言,典型的探针尖部尺寸一般为50~200纳米,探针与样品表面间距通常控制在小于20纳米,即近场范围之内。因此,发展探针与样品的近场控制技术是扫描近场光学显微术中一个非常重要的问题。 检测探针和样品之间的切变力是实现扫描近场光学显微术中探针与样品近场控制的常用方法。切变力是指当探针沿样品表面方向振动时所感受到的探针与样品之间的横向作用力,它能使探针在固有频率振动时的共振振幅和相位发生明显变化。用适当的方法检测探针共振振幅或相位的变化就可实现切变力的检测,将振幅或相位变化转换为电压信号送入扫描探针显微镜的反馈回路就可实现探针与样品近场控制以及近场光学显微成像。 在目前现有技术中,一种最为常用的方法是采用U形石英振荡器即石英音叉来实现切变力的检测。在这种检测系统中,用光纤制成的探针粘贴在石英音叉的一个臂上,并随同音叉沿样品表面方向作横向振动。当这种石英音叉和光纤探针组成的系统在音叉的固有频率上振动时,音叉振幅将达到最大值,由此产生的压电电压(或电流)的振幅也将达到最大值。如果粘贴在音叉上的光纤探针受到探针和样品之间切变力的作用,其振幅和相位将产生变化,压电电压(电流)的振幅和相位也将随之变化。利用适当的电路就可实现压电电压振幅和相位变化的检测,进而实现切变力的检测。如将该变化转换为电压作为反馈信号送入反馈电路就可实现探针与样品近场控制。由于石英音叉的尺寸很小,材料很脆,将光纤探针粘接 ...
【技术保护点】
一种切变力检测器,包括双层压电陶瓷片、光纤探针和检测电路,其特征在于: 将双层压电陶瓷片一端上层的压电陶瓷层去掉一段,露出的中间电极接地,并将该端固定于一固定台上,双层压电陶瓷片的其余部分呈悬臂端伸出于固定台的另一端边缘; 双层压电陶瓷片悬臂端上粘接一光纤探针,该探针的探头略微伸出于该悬臂端的端缘,光纤探针的另外一端与光电探测器耦合; 双层压电陶瓷片中的一层与电压信号发生器相接,另一层与前置放大器相连,并将信号送入锁相放大器进行处理,其输出信号馈入扫描探针显微镜的反馈电路,驱动三维扫描器,由光纤探针测到的切变力和光学信号被分别送入数据采集成象系统。
【技术特征摘要】
1.一种切变力检测器,包括双层压电陶瓷片、光纤探针和检测电路,其特征在于将双层压电陶瓷片一端上层的压电陶瓷层去掉一段,露出的中间电极接地,并将该端固定于一固定台上,双层压电陶瓷片的其余部分呈悬臂端伸出于固定台的另一端边缘;双层压电陶瓷片悬臂端上粘接一光纤探针,该探针的探头略微伸出于该悬臂端的端缘,光纤探针的另外一端与光电探测器耦合;双层压电陶瓷片中的一层与电压信号发生器相接,另一层与前置放大器相连,并将信号送入锁相放大器进行处理,其输出信号馈入扫描探针显微镜的反馈电路,驱动三维扫描器,由光纤探针测到的切变力和...
【专利技术属性】
技术研发人员:商广义,王琛,吴际,白春礼,
申请(专利权)人:中国科学院化学研究所,
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]
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