[實用新型]一種掃描探針檢測裝置

有效

• 申請號: 201721279545.6
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN207528753U
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 王文娟;盧昆忠
• 申請（專利權）人: 武漢銳科光纖激光技術股份有限公司
• 主分類號: G01Q20/02
• 分類號: G01Q20/02
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍;張瑾

本實用新型提供了一種掃描探針檢測裝置，包括沿光路依次設置的激光光源、分光棱鏡、小孔光闌、透鏡組以及微懸臂，所述透鏡組與所述微懸臂組成半共心諧振腔，所述透鏡組朝向所述微懸臂的表面為凹球面，所述凹球面鍍有高反射率的部分透射膜，所述凹球面的球心落在所述微懸臂上，所述微懸臂表面具有反射層，所述分光棱鏡的一側還設有用于接收由所述半共心諧振腔出射的干涉光的光電探測器。本實用新型采用一組透鏡組與微懸臂組成的半共心諧振腔，通過對光束進行多光束干涉，可以對小尺寸、表面反射率不高的微懸臂的偏移進行探測。

技術領域

本實用新型涉及偏移檢測轉置，尤其涉及一種掃描探針檢測裝置。

背景技術

掃描探針顯微技術憑借其超高分辨率、實時成像、對樣品無損傷，對樣品無特殊要求（不受其導電性、干燥度、形狀、硬度、純度等限制）、可在大氣、常溫環境甚至是溶液中成像、等優勢，已經被廣泛應用于表面探測以及納米加工等領域。掃描探針顯微鏡通過感知探針與樣品之間的原子力的變化獲得樣品的表面形貌，精確探測微懸臂的偏移是掃描探針顯微鏡對樣品真實成像的需求。

目前，國內外研究人員已提出并發展了多種檢測微懸臂形變的方法，這些檢測方法在靈敏度、穩定性、適用微懸臂類型等方面各有優缺點。光束偏轉法是最常用的方法，它要求微懸臂的背面有較高的反射率，能夠將從光源發射的光反射到位置敏感探測器中。但是一些新型的掃描探針顯微鏡因為探測不同種類的力而采用的微懸臂的材料不同，有些微懸臂不能對光束高效反射，而且微懸臂的尺寸越來越小，對照射在其表面的大尺寸光斑同樣不能有效反射，從而影響位置敏感探測器對反射光束位置的探測。針對這種情況，本文采用Fabry-Perot光束干涉的檢測方法來檢測微懸臂的偏移，以彌補光束偏轉法在某些情況下不能應用的不足，擴大掃描探針顯微技術的應用領域。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種掃描探針檢測裝置，旨在用于解決現有的偏移檢測裝置無法對尺寸越來越小以及表面反射效率不高的微懸臂的微小偏移進行檢測的問題。

本實用新型是這樣實現的：

本實用新型提供一種掃描探針檢測裝置，包括沿光路依次設置的激光光源、分光棱鏡、小孔光闌、透鏡組以及微懸臂，所述透鏡組與所述微懸臂組成半共心諧振腔，所述透鏡組朝向所述微懸臂的表面為凹球面，所述凹球面鍍有高反射率的部分透射膜，所述凹球面的球心落在所述微懸臂上，所述微懸臂表面具有反射層，所述分光棱鏡的一側還設有用于接收由所述半共心諧振腔出射的干涉光的光電探測器。

進一步地，所述透鏡組由單個或多個透鏡組成。

進一步地，所述透鏡組包括一個凹透鏡，所述凹透鏡朝向所述微懸臂的表面為凹球面，所述凹透鏡背向所述微懸臂的表面為凸球面，所述凹球面的曲率半徑大于所述凸球面的曲率半徑。

進一步地，所述微懸臂與所述半共心諧振腔的光軸的垂線之間具有初始偏轉角。

進一步地，所述初始偏轉角滿足：

上式中θ為初始偏轉角，Δα為微懸臂跟隨樣品偏移的偏轉角的最大值，d為凹球面的直徑，r為凹球面的半徑。

進一步地，所述激光光源為單頻可見光源。

進一步地，所述小孔光闌的通光孔徑與激光光源所發出的激光光束的直徑相同。

進一步地，所述激光光源的輸出波長為488?nm，輸出光束的光譜寬度小于1.5MHz。

本實用新型具有以下有益效果：