[发明专利]一种三扫描器原子力显微扫描检测方法及装置

权利要求书

1.一种三扫描器原子力显微扫描检测方法，其特征在于采用样品扫描和探针扫描相结合的检测方法，引入叠层式压电陶瓷扫描器及扫描跟踪光路与反馈跟踪光路，以样品固定、微探针扫描与反馈的方式实现各种样品的0.1nm分辩率、10~100μm扫描范围的微纳米检测；引入管状压电陶瓷扫描器，以微探针固定、样品扫描与反馈的方式实现轻小样品的1~10μm扫描范围的微纳米检测；引入二维步进扫描台扫描样品，配合叠层式压电陶瓷器对微探针的Z向反馈控制及反馈跟踪光路，以微探针反馈、样品扫描的方式实现大、重样品的0.1nm分辩率、0.1~1mm范围的图像扫描及拼接。

2.一种三扫描器原子力显微扫描检测装置，其特征在于包括三扫描器原子力显微探测头（1）、前置放大器（5）、PID反馈单元（6）、第一XYZ控制模块（7）、第二XYZ控制模块（8）、步进控制模块（9）、计算机与接口（10）；前置放大器（5）与位置敏感元件（17）、PID反馈单元（6）相连，PID反馈单元（6）与第一XYZ控制模块（7）、第二XYZ控制模块（8）、计算机与接口（10）相连，第一XYZ控制模块（7）与叠层式压电陶瓷扫描器（20）、计算机与接口（10）相连，第二XYZ控制模块（8）与管状压电陶瓷扫描器（27）、计算机与接口（10）相连，步进控制模块（9）与二维步进扫描台（29）、计算机与接口（10）相连。

3.根据权利要求2所述的一种三扫描器原子力显微扫描检测装置，其特征在于所述的三扫描器原子力显微镜探测头（1）包括探针扫描与光电检测单元（2）、样品扫描单元（3）及二维步进扫描单元（4），其中，探针扫描与光电检测单元（2）包括半导体激光器（11）、准直透镜（12）、限束孔（13）、扫描跟踪透镜（14）、微探针（15）、反馈跟踪透镜（16）、PSD（17）、弯曲支架（18）、直支架（19）、叠层式压电陶瓷扫描器（20）、探针座（21）、第一扫描器座（22）、横梁（24），样品扫描单元（3）包括样品（25）、样品台（26）、管状压电陶瓷扫描器（27）、第二扫描器座（28），二维步进扫描单元（4）包括二维步进扫描台（29）、底座（30）；安装在支柱（23）上的横梁（24）固定有PSD（17）、弯曲支架（18）、半导体激光器（11）、叠层式压电陶瓷扫描器（20），弯曲支架（18）上装有反馈跟踪透镜（16），准直透镜（12）、限束孔（13）、扫描跟踪透镜（14）自上而下固定在直支架（19）上，在叠层式压电陶瓷扫描器（20）左侧固定有直支架（19）、下端固定有探针座（21），微探针（15）固定在探针座（21）上，样品(25)安装在样品台（26）上，样品台（26）固定在管状压电陶瓷扫描器（27）上，管状压电陶瓷扫描器（27）通过第二扫描器座（28）安装在二维步进扫描台（29）上，二维步进扫描台（29）固定在底座（30）上。