【技术实现步骤摘要】
原子力声学显微镜悬臂梁接触谐振频率追踪系统主要用于快速获取原子力显微 镜悬臂梁的接触谐振频率，进而实现原子力声学显微镜的快速弹性模量成像，属于无损检 测领域。
技术介绍
原子力声学显微镜(AFAM)技术，通过使原子力显微镜的悬臂梁或被测试件做超 声振动，激励悬臂梁的高阶振动模态。精确测定高阶谐振频率的漂移，可很好地反映试件表 面局部机械性质，如接触刚度、弹性常数、近表面缺陷等。这种技术具有很高的横向分辨率 (可小于lOnm)，既适用于电子封装焊点的表面及近表面缺陷检测，又可测量薄膜材料的弹 性性质，是近年来无损检测界的新的研究热点。AFAM 一般是在原子力显微镜平台上搭建起来的。根据激励源的不同可分为两类， 样品-AFAM(S-AFAM，样品激励)和探针-AFAM(T-AFAM，探针激励)。S-AFAM的工作方式是 指AFM工作在接触模式，样品背面用耦合剂粘接压电换能器，放置在原子力显微镜支架上， 将激励源接入压电换能器。T-AFAM的工作方式是指信号发生器驱动压电换能器产生一个连 续的振动信号，该信号穿透样品被AFM悬臂接受，当AFM悬臂的探针接触到样品时，这...
【技术保护点】
原子力声学显微镜悬臂梁接触谐振频率追踪系统，主要包括ＤＳＰ控制板、与原子力声学显微镜悬臂梁的光电二极管探测器连接的有效值直流转换电路ＲＭＳ－ＤＣ、与原子力声学显微镜的压电传感器连接的压控振荡器ＶＣＯ，其特征在于：ＲＭＳ－ＤＣ将光电二极管探测器输出的交流信号转换为直流信号，输入到ＤＳＰ控制板中进行信号处理；ＤＳＰ控制板处理ＲＭＳ－ＤＣ输入的信号，绘制出输入信号的频率谱，得到悬臂梁的中心频率；ＶＣＯ作为与样品耦合的压电传感器的信号激励源，根据ＤＳＰ控制板输入的控制信号，产生３ｋＨｚ～３ＭＨｚ的正弦波扫频到压电传感器；而且，ＤＳＰ控制板根据得到的中心频率，输出一个反馈信号也至ＶＣ...
【技术特征摘要】
1.原子力声学显微镜悬臂梁接触谐振频率追踪系统，主要包括DSP控制板、与原子力 声学显微镜悬臂梁的光电二极管探测器连接的有效值直流转换电路RMS-DC、与原子力声学 显微镜的压电传感器连接的压控振荡器VC0，其特征在于=RMS-DC将光电二极管探测器输 出的交流信号转换为直流信号，输入到DSP控制板中进行信号处理；DSP控制板处理RMS-DC 输入的信号，绘制出输入信号的频率谱，得到悬臂梁的中心频率；VCO作为与样品耦合的压 电传感器的信号激励源，根据DSP控制板输入的控制信号，产生3kHz 3MHz的正弦波扫频 到压电传感器；而且，DSP控制板根据得到的中心频率，输出一个反馈信号也至VC0，该信号 调整VCO来调节振动的中心频率以维持悬臂梁响应曲线位于谐振中心。2.如权利要求1所述的原子力声学显微镜悬臂梁接触谐振频率追踪系统，其特征在 于所述DSP控制板包含DSP芯片、A/D模数转换器和D/A数模转换器、多通道数据缓冲器、 复杂可编程逻辑器件CPLD、同步动态随机存储器SDRAM、闪...
【专利技术属性】
技术研发人员：何存富，杨发奎，张改梅，吴斌，宋国荣，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
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