[實用新型]一體式半自動化掃描探針顯微鏡

有效

• 申請號: 201420318053.3
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN203894253U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 韓雄;王矛宏;錢鋒;羅力
• 申請（專利權）人: 蘇州飛時曼精密儀器有限公司
• 主分類號: G01Q60/00
• 分類號: G01Q60/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本實用新型涉及一種一體式半自動化掃描探針顯微鏡，屬于顯微鏡技術領域。

背景技術

掃描探針顯微鏡(SPM)是掃描隧道顯微鏡及在掃描隧道顯微鏡的基礎上發展起來的各種新型探針顯微鏡(原子力顯微鏡AFM,激光力顯微鏡LFM，磁力顯微鏡MFM等等)的統稱，是國際上近年發展起來的表面分析儀器，是綜合運用光電子技術、激光技術、微弱信號檢測技術、精密機械設計和加工、自動控制技術、數字信號處理技術、應用光學技術、計算機高速采集和控制及高分辨圖形處理技術等現代科技成果的光、機、電一體化的高科技產品。

由于探針和樣品之間的運動是相對的，掃描探針顯微鏡主要有兩種工作方式：第一種是探針掃描方式，即掃描時樣品位置保持不變，驅動探針進行運；第二種是樣品掃描方式，即掃描時探針位置保持不變，驅動樣品進行運動。大多數的掃描探針顯微鏡制造商都是利用第二種工作方式，即保持探針位置不變，驅動樣品運動進行掃描，在樣品掃描時，由于樣品表面的原子與微懸臂探針尖端的原子間的相互作用力，微懸臂將隨樣品表面形貌而彎曲起伏，利用激光檢測法可測得微懸臂對應于掃描各點的位置變化，從而獲得通過被測樣品表面形貌的信息。

如中國專利文獻CN202083708U公開了一種臺式一體化原子力顯微鏡，其包括主機和金屬屏蔽隔音箱，金屬屏蔽隔音箱內部下端設有電子控制系統，主機設在金屬屏蔽隔音箱內的防震裝置上，防震裝置通過四根彈簧懸掛在金屬屏蔽隔音箱內；主機的下端設有掃描器基座，掃描器基座前側面的中上方設有精密二維調節裝置，掃描器基座的頂端設有掃描器，掃描器的左右兩側對稱設有粗調驅動裝置，掃描器的后端設有微調驅動裝置；主機上端設有探針頭部，探針頭部頂端的左右兩側分別設有四象限接收器二維調整機構和激光器二維調整機構，探針頭部前側面的中下部靠近邊緣處設有探針模塊。由于該臺式一體式原子力顯微鏡的掃描探頭設置在掃描基座(樣品臺)上方，其兩者之間的間隙通過粗調驅動裝置和微調驅動裝置間隔開，在使用過程中，由于兩者之間間隙較小，一些稍大的樣品不能通過該顯微鏡觀察，其對樣品的尺寸要求較高，因此該顯微鏡的適用范圍有限。

實用新型內容

為此，本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有掃描探針顯微鏡的掃描探頭與樣品臺之間間隙較小，只能用于觀察尺寸較小的樣品，適用范圍有限的弊端。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種一體式半自動化掃描探針顯微鏡，并采用以下技術方案：

一種一體式半自動化掃描探針顯微鏡，包括隔音箱，所述隔音箱內設置有用于放置顯微鏡主體的型腔，所述顯微鏡主體包括設置在所述型腔下方的底座樣品臺，所述底座樣品臺的內部設置有二維移動架和用于放置樣品的掃描器，所述掃描器的上端延伸出所述底座樣品臺的上表面，且所述底座樣品臺的上表面設置有供所述掃描器水平移動的通孔；所述掃描器的上方設置有掃描探頭，所述掃描探頭內設置有激光檢測裝置，所述掃描探頭的下方設有用于將探針定位的探針架，所述掃描探頭固定在用于驅動所述掃描探頭上下運動的探頭升降裝置上，所述探頭升降裝置設置在所述底座樣品臺的一側，所述掃描探頭的上方設置有CCD攝像頭，所述CCD攝像頭固定在CCD升降裝置上。

所述探頭升降裝置及所述CCD升降裝置均由伺服馬達驅動。

所述CCD攝像頭上設有用于調整所述CCD攝像頭光學放大倍數的微型伺服馬達。

所述CCD攝像頭內設置有同軸光源。

所述隔音箱的一側設有控制面板，所述控制面板內設有電子學控制系統。

所述控制面板上設有用于顯示所述CCD攝像頭感應圖像的顯示屏。

所述隔音箱的下端設有防震裝置。

所述防震裝置為防震腳墊，所述防震腳墊內設有壓簧和橡膠墊，所述隔音箱的四個角處分別設有一個所述防震腳墊。

本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

1.本實用新型的一體式半自動化掃描探針顯微鏡通過將掃描探頭固定設置在探頭升降裝置上，掃描探頭與底座樣品臺上的掃描器在結構上相互獨立,可任意調節掃描探頭與掃描器之間間隔的大小，進而可在掃描器上放置任意尺寸的樣品，避免了傳統掃描探針顯微鏡只能觀察較小尺寸樣品的弊端，因此本實用新型的掃描探針顯微鏡具有更廣的適用范圍。