一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头制造技术

一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，是由光学检测模块和扫描模块构成，扫描模块有：进行水平一维扫描运动的Y向一维扫描机构和固定连接在Y向一维扫描机构上能够进行垂直一维扫描运动的Z向一维扫描机构，Z向一维扫描机构上固定有悬臂梁探针和位于悬臂梁探针上方的非球面透镜，Y向一维扫描机构上固定设置有直角棱镜；光学检测模块有：沿直角棱镜的水平入射光路依次设置的激光器、准直镜、极化分光镜、四分之一波片和第一分束器，其中，第一分束器的垂直分光光路上依次设置有第二分束器、管镜和CCD相机，第二分束器的水平方向接口连接有照明光源，极化分光镜的垂直光路上依次设置有会聚透镜和光电探测器。本发明专利技术能够消除误差，进行高速扫描成像。

【技术实现步骤摘要】
一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头
本专利技术涉及一种原子力显微镜扫描测头。特别是涉及一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头。
技术介绍
20世纪80年代原子力显微镜的出现使人们得以在纳米尺度直观地认识各类导电、非导电材料乃至生物样品的表面结构。经过二十余年的发展，如今该技术已成为半导体工业、纳米材料、生命科学等领域的基本分析技术之一，应用十分广泛。目前大多数的原子力显微镜都采用悬臂梁式探针探测样品表面起伏，同时利用光杠杆方法放大悬臂梁的形变。光杠杆检测光路位于测头内，其中激光器发出激光束打在悬臂梁上，悬臂梁将光束反射至光电探测器，探测器上光斑的位移即反映梁的变形。根据扫描运动对象的不同，原子力显微镜的结构可分为上扫描和下扫描两类，分别如图1a、1b所示。上扫描为样品静止，测头相对于样品做扫描运动；下扫描为测头静止，样品相对于测头做扫描运动。扫描动作通常借助管式或三脚架式压电陶瓷扫描器实现。这类扫描器扫描速度快，能同时实现三维运动，但带载能力较弱，且原理上存在三轴运动耦合，在大范围XY平面扫描时会出现明显的Z向弯曲畸变。因此，对于较大的样品只能使用上扫描方式，即让扫描器集成于测头中带着探本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，是由光学检测模块（Ⅱ）和与所述的光学检测模块（Ⅱ）进行光连接的扫描模块（Ⅰ）构成，其特征在于，所述的扫描模块（Ⅰ）包括有：能够进行水平一维扫描运动的Y向一维扫描机构（7）和固定连接在所述Y向一维扫描机构（7）上能够进行垂直一维扫描运动的Z向一维扫描机构（5），所述的Z向一维扫描机构（5）上固定有悬臂梁探针（3）和位于悬臂梁探针（3）上方的非球面透镜（4），所述的Y向一维扫描机构（7）上固定设置有与所述的非球面透镜（4）透射光路相对应的直角棱镜（6）；所述的光学检测模块（Ⅱ）包括有：沿直角棱镜（6）的水平入射光路依次设置的激光器（8）、准直镜（9）、极化分光镜...

【技术特征摘要】
1.一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，是由光学检测模块(II)和与所述的光学检测模块(II)进行光连接的扫描模块(I)构成，其特征在于，所述的扫描模块(I)包括有：能够进行水平一维扫描运动的Y向一维扫描机构(7)和固定连接在所述Y向一维扫描机构(7)上能够进行垂直一维扫描运动的Z向一维扫描机构(5)，所述的Z向一维扫描机构(5)上固定有悬臂梁探针(3)和位于悬臂梁探针(3)上方的非球面透镜(4)，所述的Y向一维扫描机构(7)上固定设置有与所述的非球面透镜(4)透射光路相对应的直角棱镜(6)；所述的光学检测模块(II)包括有：沿直角棱镜(6)的水平入射光路依次设置的激光器(8)、准直镜(9)、极化分光镜(10)、四分之一波片(11)和第一分束器(12)，其中，所述的第一分束器(12)的垂直分光光路上依次设置有第二分束器(17)、管镜(19)和CCD相机(20)，所述的第二分束器(17)的水平方向接口连接有照明光源(16)，所述的极化分光镜(10)的垂直光路上依次设置有会聚透镜(13)和光电探测器(15)，所述的光学检测模块(II)和Y向一维扫描机构(7)固定在测头基座上，所述的Z向一维扫描机构(5)的工作方向与所述的Y向一维扫描机构(7)的工作方向正交，所述的光电探测器(15)安装在会聚透镜(13)的后焦平面以外。2.根据权利要求1所述的一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，其特征在于，所述的光学检测模块(II)发出的激光以线偏振光形式进入所述的扫描模块(I)，从所述的扫描模块(I)返回光学检测模块(II)的激光束也为线偏光。3.根据权利要求1所述的一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，其特征在于，所述的第二分束器(17)和管镜(19)之间设置有衰减片(18)。4.根据权利要求1所述的一种光束跟踪式原子力显微镜扫描测头，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴森，胡晓东，胡小唐，徐临燕，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：