设备对准方法技术

本发明专利技术公开了一种设备对准方法

【技术实现步骤摘要】
设备对准方法、装置、终端设备及介质


[0001]本专利技术涉及自动控制
，尤其涉及一种设备对准方法
、
装置
、
终端设备及计算机可读存储介质
。

技术介绍

[0002]随着近场光学的发展，表面增强拉曼技术和针尖增强拉曼技术逐渐发展起来，其中针尖增强拉曼技术在表面增强拉曼技术基础上使用金属化的尖锐探针，利用局域表面等离激元效应和避雷针效应等作用，在样品表面产生强烈的局域电磁场增强，从而获得高强度的拉曼信号
。
而在针尖增强拉曼测试系统中，探针需要与激光聚焦光斑精确对准，才能在探针针尖位置下方近场纳米级别区域内产生强烈的局域电磁场增强效果
。
[0003]目前常用的探针针尖与激光聚焦光斑对准方法是利用激光聚焦光斑扫描探针区域，通过
CCD
或者
PMT
来收集探针的反射光信号经过数据处理得到探针图像
。
如图1‑1和1‑2所示，该图像为探针的二维图像，认为实际针尖所在位置为该二维图像中针尖的中心位置
。
但是该方法存在的缺点是从三维结构转到二维图像的过程中忽视了垂直方向即
Z
方向上的误差，得到的二维图像忽略了实际针尖在
Z
轴方向的倾斜
。
可以理解的是，探针在针尖夹持架上并非水平放置，与观察面存在一定倾角，而且针尖本身与针尖悬臂梁并非垂直，如图1‑3所示的扫描电镜结果，针尖延伸方向存在部分弯曲，通过上述方法获得的探针图像为其在探测器平面的投影图像，在
Z
轴方向存在严重误差，因此，直接按图像中心定位探针位置误差较大
。
[0004]可见，现有的探针针尖与激光聚焦光斑对准方式，无法实现探针针尖与激光聚焦光斑的有效对准
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种设备对准方法
、
装置
、
终端设备及计算机可读存储介质，旨在实现激光聚焦光斑与探针针尖的精确对准
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种设备对准方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]控制激光器对标准样品的特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品在激光聚焦光斑处的第一特征位置形貌图像；
[0008]控制探针对所述特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品的第二特征位置形貌图像；
[0009]根据所述第一特征位置形貌图像和所述第二特征位置形貌图像，获取激光聚焦光斑和探针针尖之间的位置偏差，并根据所述位置偏差，对所述激光聚焦光斑和所述探针针尖进行对准
。
[0010]可选地，根据所述第一特征位置形貌图像和所述第二特征位置形貌图像，获取激光聚焦光斑和探针针尖之间的位置偏差的步骤，包括：
[0011]提取所述第一特征位置形貌图像中所述标准样品的第一特征边缘位置，以及，所
述第二特征位置形貌图像中所述标准样品的第二征边缘位置；
[0012]通过卷积神经网络算法，获取所述第一特征边缘位置和所述第二征边缘位置之间的位置偏差
。
[0013]可选地，所述控制激光器对标准样品的特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品在激光聚焦光斑处的第一特征位置形貌图像步骤，包括：
[0014]控制所述标准样品下方的样品台带动所述标准样品在水平方向进行移动，并在移动过程中控制激光器对所述特征边缘范围进行扫描，得到激光聚焦光斑处的多个扫描点位置坐标以及所述多个扫描点处所述标准样品的拉曼光谱；
[0015]获取所述拉曼光谱中特征峰位处的强度值，并根据所述强度值，确定所述标准样品的第一特征位置形貌图像
。
[0016]可选地，在所述控制激光器对标准样品的特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品在激光聚焦光斑处的第一特征位置形貌图像的步骤之前，还包括：
[0017]控制所述激光器对所述标准样品进行照射，并通过
CCD
相机获取所述激光器在所述标准样品表面的光斑成像；
[0018]根据所述光斑成像的亮度，通过机器视觉算法，控制所述标准样品下方的样品台在竖直方向上带动所述标准样品进行移动，并控制所述标准样品保持在所述光斑成像亮度最佳的竖直位置，并在所述竖直位置执行：控制所述标准样品下方的样品台带动所述标准样品在水平方向进行移动，并在移动过程中控制激光器对所述特征边缘范围进行扫描，得到激光聚焦光斑处的多个扫描点位置坐标以及所述多个扫描点处所述标准样品的拉曼光谱
。
[0019]可选地，所述探针包括探针显微镜，所述探针显微镜包括原子力显微镜或者扫描隧道显微镜，所述控制探针对所述特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品的第二特征位置形貌图像的步骤，包括：
[0020]通过探针控制器，控制所述原子力显微镜或者所述扫描隧道显微镜在水平方向上进行移动，并在移动过程中，对所述特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品的第二特征位置形貌图像
。
[0021]可选地，在所述控制探针对所述特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品的第二特征位置形貌图像的步骤之前，还包括：
[0022]通过所述探针控制器，控制所述探针移动至距离所述标准样品的预设高度处，并在所述预设高度处，执行通过探针控制器，控制所述原子力显微镜或者所述扫描隧道显微镜在水平方向上进行移动，并在移动过程中，对所述特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品的第二特征位置形貌图像的步骤
。
[0023]可选地，根据所述位置偏差，对所述激光聚焦光斑和所述探针针尖进行对准的步骤，包括：
[0024]按照所述位置偏差，通过所述探针控制器，控制所述探针在水平方向进行移动，以将所述激光聚焦光斑和所述探针针尖进行对准
。
[0025]为实现上述目的，本专利技术还提供一种设备对准装置，所述设备对准装置包括：
[0026]第一扫描模块，用于控制激光器对标准样品的特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品在激光聚焦光斑处的第一特征位置形貌图像；
[0027]第二扫描模块，用于控制探针对所述特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品的第二特征位置形貌图像；
[0028]修正模块，用于根据所述第一特征位置形貌图像和所述第二特征位置形貌图像，获取激光聚焦光斑和探针针尖之间的位置偏差，并根据所述位置偏差，对所述激光聚焦光斑和所述探针针尖进行对准
。
[0029]为实现上述目的，本专利技术还提供一种终端设备，所述终端设备包括存储器
、
处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的设备对准程序，所述设备对准程序被所述处理器执行时实现如上所述的设备对准方法的步骤
。
[0030]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有设备对准程序，所述设备对准程序被处理器执行时实现如上所述的设备对准方法的步骤
。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种设备对准方法，其特征在于，所述设备对准方法包括：控制激光器对标准样品的特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品在激光聚焦光斑处的第一特征位置形貌图像；控制探针对所述特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品的第二特征位置形貌图像；根据所述第一特征位置形貌图像和所述第二特征位置形貌图像，获取激光聚焦光斑和探针针尖之间的位置偏差，并根据所述位置偏差，对所述激光聚焦光斑和所述探针针尖进行对准
。2.
如权利要求1所述的设备对准方法，其特征在于，根据所述第一特征位置形貌图像和所述第二特征位置形貌图像，获取激光聚焦光斑和探针针尖之间的位置偏差的步骤，包括：提取所述第一特征位置形貌图像中所述标准样品的第一特征边缘位置，以及，所述第二特征位置形貌图像中所述标准样品的第二征边缘位置；通过卷积神经网络算法，获取所述第一特征边缘位置和所述第二征边缘位置之间的位置偏差
。3.
如权利要求1所述的设备对准方法，其特征在于，控制激光器对标准样品的特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品在激光聚焦光斑处的第一特征位置形貌图像的步骤，包括：控制所述标准样品下方的样品台带动所述标准样品在水平方向进行移动，并在移动过程中控制激光器对所述特征边缘范围进行扫描，得到激光聚焦光斑处的多个扫描点位置坐标以及所述多个扫描点处所述标准样品的拉曼光谱；获取所述拉曼光谱中特征峰位处的强度值，并根据所述强度值，确定所述标准样品的第一特征位置形貌图像
。4.
如权利要求3任一项所述的设备对准方法，其特征在于，在所述控制激光器对标准样品的特征边缘范围进行扫描，得到所述标准样品在激光聚焦光斑处的第一特征位置形貌图像的步骤之前，还包括：控制所述激光器对所述标准样品进行照射，并通过
CCD
相机获取所述激光器在所述标准样品表面的光斑成像；根据所述光斑成像的亮度，通过机器视觉算法，控制所述标准样品下方的样品台在竖直方向上带动所述标准样品进行移动，并控制所述标准样品保持在所述光斑成像亮度最佳的竖直位置，并在所述竖直位置执行：控制所述标准样品下方的样品台带动所述标准样品在水平方向进行移动，并在移动过程中控制激光器对所述特征边缘范围进行扫描，得到激光聚焦光斑处的多个扫描点位置坐标以及所述多个扫描点处所述标准样品的拉曼光谱
。5.
如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂政乾，黄伟华，毕海，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：