一种基于原子力显微镜的光路集成结构制造技术

一种基于原子力显微镜的光路集成结构，包括：基板，用于提供支撑基础；载物台组件，设置在基板上用于放置待测物；激光发生组件，设置在基板上用于发出激光束；第一反射组件，设置在所述基板上用于将激光发生组件产生的激光束反射到载物台组件；第二反射组件，设置在所述基板上用于将载物台组件反射回来的激光束反射到探测器单元；探测器单元，设置在所述基板上用于接收第二反射组件反射来的激光束并感应激光束的落点位置。本实用新型专利技术的有益效果在于，本实用新型专利技术的结构通过双反射镜精准定位，定位精度可达纳米级，载物台组件和探针调节器可实现对探针的移动控制更加细微精确，省去大量光路调节时间，使得实验效率得到提升。

【技术实现步骤摘要】
一种基于原子力显微镜的光路集成结构
本技术属于显微镜设备
，具体为一种基于原子力显微镜的光路集成结构。
技术介绍
原子力显微镜是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。由于目前原子力显微镜的探针使用寿命问题，探针更换较频繁，传统的每次更换完探针之后都需要调节激光器的激光光路，使激光反射在探针上，而由于探针体积极小，传统的调节光路中不采用放大镜进行辅助，调节时间有时可以需要3至4小时，这使得时间大幅度浪费，实验效率大幅度降低，因此我们提出一种基于原子力显微镜的光路集成结构。
技术实现思路
本技术的目的在于：为了解决现有原子力显微镜更换探针后需要重新调节激光光路，导致效率降低，时间浪费的问题，提供一种基于原子力显微镜的光路集成结构。本技术采用的技术方案如下：一种基于原子力显微镜的光路集成结构，包括：基板，用于提供支撑基础；载物台组件，设置在基板上用于放置待测物；激光发生组件，设置在基板上用于发出激光束；第一反射组件，设置在所述基板上用于将激光发生组件产生的激光束反射到载物台组件；>第二反射组件，设置在所述基板上用于将载物台组件反射回来的激光束反射到探测器单元；探测器单元，设置在所述基板上用于接收第二反射组件反射来的激光束并感应激光束的落点位置。可选地，所述载物台组件设置在所述基板上表面的一侧，所述激光发生组件、第一反射组件、第二反射组件和探测器单元设置在所述基板上表面的另一侧，所述第一反射组件和第二反射组件设置在所述激光发生组件和探测器单元之间，所述第一反射组件靠近所述激光发生组件设置，所述第二反射组件靠近所述探测器单元设置。可选地，所述第一反射组件包括：第一调节座和第一反射镜，所述第一调节座转动设置在所述基板上，所述第一反射镜固定在所述第一调节座上。可选地，所述第二反射组件包括：第二调节座和第二反射镜，所述第二调节座转动设置在所述基板上，所述第二反射镜固定在所述第二调节座上。可选地，所述激光发生组件上的输出端设置有凸透镜。可选地，所述载物台组件包括：基座、电机、螺纹推进杆、管状压电扫描器、固定滑块、载物片、探针；所述固定滑块滑动设置在所述基座内，所述电机设置在所述基座一端，所述固定滑块上设置有螺纹孔，所述螺纹推进杆一端与所述电机的输出端连接，所述螺纹推进杆另一端与所述固定滑块的螺纹孔配合，所述固定滑块上设置有固定板，所述管状压电扫描器设置在固定板上，所述管状压电扫描器上远离螺纹推进杆一端设置所述载物片，所述载物片上设置所述探针。可选地，所述基座包括：在基板上对称设置的两个角座以及设置在角座上的盖板，所述角座与盖板组成滑槽用于让所述固定滑块在其内部滑动，所述角座与盖板接近固定滑块的一侧设置有陶瓷涂层。可选地，所述基板底部设置有减震垫，所述基板上开设有多个固定孔，所述固定孔内设有螺栓，所述螺栓位于所述基板下方的位置设置有弹簧，所述弹簧底部位置设有垫片。可选地，所述激光发生组件包括：筒体、固定块、反射板、激光二极管，所述筒体内一端设置所述激光二极管，所述反射板分别倾斜设置在所述激光二极管上下两侧，所述反射板一端与激光二极管抵接，所述反射板另一端固定在筒体内壁上，所述固定块设置在所述激光二极管发射方向一侧，所述固定块分别设置在所述筒体内上下两侧，上下两侧的固定块之间界定一通道，所述固定块靠近激光二极管的一侧设有反射膜，所述固定块上靠近通道侧及远离激光二极管的一侧设有吸光层。可选地，所述探针通过探针调节器固定于载物片上，所述探针调节器包括：探针座、底座、齿轮组和调节旋钮，所述探针座用于固定探针，所述底座固定设置在所述载物片一端，所述探针座设置在所述底座上，所述底座内靠近探针座一侧开设有滑槽，所述探针座靠近底座一侧设置有伸入滑槽内的限位滑块，所述齿轮组设置在所述底座内并且一端外露，所述探针座靠近底座一侧设置设有凸齿，所述凸齿与齿轮组啮合，所述调节旋钮设置在所述底座外部并与所述齿轮组另一端连接。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术中，通过将激光发生组件、反射镜、探针以及探测器单元进行角度固定，保证激光发生组件的激光经第一反射镜照射在探针上，探针上的激光反射至第二反射镜，然后照射到探测器单元上，在需要更换探针时，通过控制齿轮组带动探针座进行调节移动，可设置减速齿轮组，例如三个大小不同的齿轮传动，使得探针座的移动控制更加细微精确，省去大量光路调节时间，使得实验效率得到提升。2、本技术中，通过在基板底部设置减震垫，同时基板的固定用螺栓上设置弹簧，在使用时，减震垫与弹簧吸收使用过程中碰撞或移动时的震动力，保证基板的稳定，同时也是避免探针受震动过度敲击在探测物体上，导致探针断裂，造成不必要的损失和麻烦问题。3、本技术中，通过在激光发生组件中正对激光二极管位置设置反射膜和反射板，在激光二极管发出激光时，反射膜和反射板不断将漫射出去的激光重新反射至激光束中，避免激光损耗大，同时在通道与固定块左侧设置了吸光层，吸收激光照射出去的散射光，避免光线散射造成探针激光强度低，反射的激光微弱影响探测器单元检测的情况发生。4、本技术中，通过步进电机带动载物片进行前后移动，配合探针调节器对探针进行左右与前后位置的调节，省去大量人工用放大镜进行辅助调节光路的时间，同时角座内与固定滑块紧贴位置设置了陶瓷涂层，增加耐磨性，避免长时间使用磨损大导致间距过大出现偏移影响激光对准探针的情况出现。附图说明图1为本技术的俯视图；图2为本技术中固定基座的结构示意简图；图3为本技术的侧视图；图4为本技术中激光发生组件的部分剖视图；图5为本技术中探针调节器的结构示意简图。图中标记：1、基板；2、基座；3、电机；4、螺纹推进杆；5、管状压电扫描器；6、载物片；7、固定孔；8、激光发生组件；9、凸透镜；10、第一调节座；11、第一反射镜；12、第二调节座；13、第二反射镜；14、探测器单元；15、探针调节器；16、螺栓；17、弹簧；18、垫片；19、减震垫；20、筒体；21、固定块；22、反射板；23、激光二极管；24、反射膜；25、吸光层；26、通道；27、角座；28、盖板；29、陶瓷涂层；30、固定板；31、固定滑块；32、探针；33、探针座；34、凸齿；35、限位滑块；36、滑槽；37、第一齿轮；38、第二齿轮；39、第三齿轮；40、底座。具体实施方式为了使本技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于原子力显微镜的光路集成结构，其特征在于，包括：/n基板(1)，用于提供支撑基础；/n载物台组件，设置在基板(1)上用于放置待测物；/n激光发生组件(8)，设置在基板(1)上用于发出激光束；/n第一反射组件，设置在所述基板(1)上用于将激光发生组件(8)产生的激光束反射到载物台组件；/n第二反射组件，设置在所述基板(1)上用于将载物台组件反射回来的激光束反射到探测器单元(14)；/n探测器单元(14)，设置在所述基板(1)上用于接收第二反射组件反射来的激光束并感应激光束的落点位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于原子力显微镜的光路集成结构，其特征在于，包括：
基板(1)，用于提供支撑基础；
载物台组件，设置在基板(1)上用于放置待测物；
激光发生组件(8)，设置在基板(1)上用于发出激光束；
第一反射组件，设置在所述基板(1)上用于将激光发生组件(8)产生的激光束反射到载物台组件；
第二反射组件，设置在所述基板(1)上用于将载物台组件反射回来的激光束反射到探测器单元(14)；
探测器单元(14)，设置在所述基板(1)上用于接收第二反射组件反射来的激光束并感应激光束的落点位置。


2.根据权利要求1所述的基于原子力显微镜的光路集成结构，其特征在于，所述载物台组件设置在所述基板(1)上表面的一侧，所述激光发生组件(8)、第一反射组件、第二反射组件和探测器单元(14)设置在所述基板(1)上表面的另一侧，所述第一反射组件和第二反射组件设置在所述激光发生组件(8)和探测器单元(14)之间，所述第一反射组件靠近所述激光发生组件(8)设置，所述第二反射组件靠近所述探测器单元(14)设置。


3.根据权利要求1所述的基于原子力显微镜的光路集成结构，其特征在于，所述第一反射组件包括：第一调节座(10)和第一反射镜(11)，所述第一调节座(10)转动设置在所述基板(1)上，所述第一反射镜(11)固定在所述第一调节座(10)上。


4.根据权利要求1所述的基于原子力显微镜的光路集成结构，其特征在于，所述第二反射组件包括：第二调节座(12)和第二反射镜(13)，所述第二调节座(12)转动设置在所述基板(1)上，所述第二反射镜(13)固定在所述第二调节座(12)上。


5.根据权利要求1所述的基于原子力显微镜的光路集成结构，其特征在于，所述激光发生组件(8)上的输出端设置有凸透镜(9)。


6.根据权利要求1所述的基于原子力显微镜的光路集成结构，其特征在于，所述载物台组件包括：基座(2)、电机(3)、螺纹推进杆(4)、管状压电扫描器(5)、固定滑块(31)、载物片(6)、探针(32)；
所述固定滑块(31)滑动设置在所述基座(2)内，所述电机(3)设置在所述基座(2)一端，所述固定滑块(31)上设置有螺纹孔，所述螺纹推进杆(4)一端与所述电机(3)的输出端连接，所述螺纹推进杆(4)另一端与所述固定滑块(31)的螺纹孔配合，所述固定滑块(31)上设置有固定板(30)，所述管状压电扫描器(5)设置在固定板(30)上，所述管状压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克武，邓祎昕，李元振，许涛，温斐旻，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：新型
国别省市：山西;14