[發明專利]一種軸向運動電熱式微鏡的自動測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 201210215577.5
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102721526A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 蘭樹明;謝會開;陳巧;傅霖來;周亮;丁金玲;王東琳
• 申請（專利權）人: 無錫微奧科技有限公司
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種軸向運動電熱式微鏡的自動測試系統，其特征在于：其包括測試光學系統和自動測試控制電路系統；

所述測試光學系統包括激光光源、第一分光鏡、第二分光鏡、參考鏡、軸向運動電熱式微鏡裝置、光電轉換器PD和位置敏感傳感器PSD；激光光源經過第一分光鏡后分為兩束激光，一束打到電熱式微鏡裝置上，一束打到參考鏡上；第一分光鏡出射后到微鏡的距離和到參考鏡的距離大致相等；兩束光分別再反射回第一分光鏡并匯聚到第二分光鏡上，第二分光鏡將干涉光分成兩束，一束打在PSD上，一束打在PD上；

所述自動測試控制電路系統包括中央處理器，輸出數模轉換模塊，信號整形模塊，信號采集模塊和安全保護模塊；中央處理器是程序運算的中心，數模轉換模塊是將中央處理器的數字信號轉換成模擬電壓信號，模擬電壓信號經過信號整形模塊得到設定的驅動微鏡的信號加載到微鏡上；微鏡軸向位移導致干涉條紋的明暗變化，?PD及PSD光電轉換后輸出相應的電壓值，將信息通過信號采集模塊采集到中央處理器內部，中央處理器通過將采集到的數據發送到上位機軟件上進行下一步處理；安全保護模塊主要避免系統上電瞬間及工作中瞬時大電壓對微鏡的沖擊。

2.一種軸向運動電熱式微鏡的自動測試方法，包括下述步驟：

（1）在搭建好的測試光學系統中，調整微鏡與參考鏡的角度使參考鏡反射的光和微鏡反射的光在分光鏡處匯聚后發生干涉，出現干涉條紋；

（2）首先調整參考鏡和微鏡的角度，使在PSD處觀察到的干涉條紋密度最小化；然后利用電熱式微鏡的電熱特性，在電熱式微鏡的驅動臂上加載不同的峰峰值電壓的三角波信號，等間隔取N個峰峰值；電熱式微鏡在不同電壓的驅動下軸向運動到不同的位置，從而通過步驟（1）所述光學系統形成干涉條紋，這些干涉條紋打在PD上后，通過采集系統將信號采集到計算機中，記錄光電轉換后信號峰值的個數，存儲微鏡位移與加載電壓的數據值，系統將記錄的數據自動擬合出電壓值與微鏡軸向位移的關系曲線，同時標定出微鏡工作的電壓線性區，每個軸向位移對應的電壓值；另外，PSD記錄的干涉光斑中心在軸向運動過程中的變化量；微鏡的晃動可通過計算每個二維干涉圖的亮度中心的偏移來得到；根據PSD輸出的坐標值的變化來標定此參數；存儲并記錄偏移量的數據，擬合出不同電壓下干涉光斑的偏移量與驅動電壓的關系；

（3）給微鏡的一個驅動臂上加載固定幅值的三角波，改變三角波的頻率，觀察PSD輸出的信號，采集并存儲PSD輸出的信號波形和加載電壓波形，記錄驅動信號與PSD輸出信號之間的相位差，通過計算轉換為微鏡在不同頻率下的響應延時時間；與此同時記錄PD采集信號的幅值，當PD信號幅值衰減到0時，讀取加載信號的頻率，此頻率即為微鏡的極限工作頻率。