[发明专利]一种动态微悬臂梁阵列循环扫描系统

说明书

本发明涉及一种动态微悬臂梁阵列循环扫描系统，其特征是：包括激光器、激光器光纤、转台、微悬臂梁阵列、压电陶瓷驱动器、光电位置敏感探测器、数据采集卡、计算机；所述激光器呈垂直状态安装且与激光器光纤相连，所述激光器光纤垂直正对转台侧面，所述转台的轴线与水平面平行且转台下方安装微悬臂梁阵列，所述微悬臂梁阵列的基底固定在压电陶瓷驱动器上，所述压电陶瓷驱动器与函数信号发生器相连，所述函数信号发生器与计算机相连，所述微悬臂梁阵列的斜上方安装光电位置敏感探测器，所述光电位置敏感探测器与数据采集卡相连，所述数据采集卡与计算机连接；本发明灵活性高，激光点大小相同、可控，且能实现循环扫描。

技术领域

本发明涉及微悬臂梁扫描领域，具体是一种动态微悬臂梁阵列循环扫描系统。

背景技术

微悬臂梁传感技术是在原子力显微镜和微系统出现后迅速发展起来的一种传感技术，并且在生物和化学领域得到了应用。但是目前比较成熟的微悬臂梁传感技术是使用单根的微悬臂梁，在进行多个单根微悬臂梁检测时环境因素的差异会使检测结果产生一定的误差。而利用微悬臂梁阵列来进行检测可以有效地减小这一误差，因为悬臂梁阵列本身可以提供需要的参考梁，实验环境条件相同。因此，对微悬臂梁阵列进行研究是非常必要的。

微悬臂梁传感器具有动态模式和静态模式两种工作模式，其中微悬臂梁传感器静态工作模式已广泛用于气体和液体环境的生物、化学检测,但是这种检测方法对环境温度变化敏感,灵敏度比较低,检测效果欠佳。而微悬臂梁传感器动态工作模式比其静态工作模式更具有优势，因为动态模式下，可以通过检测悬臂梁的频率进行实验。温度的变化对动态模式下的微悬臂梁传感器影响较小，在温度发生变化时，动态模式的微悬臂梁传感器比其静态模式灵敏度更高，检测效果更好，所以研究动态微悬臂梁传感技术更具有前景。

在题目为“A16-microcantilever array sensing system for the rapid andsimultaneous detection of analyte”的文献中报道了一种新的微悬臂阵列扫描方法。该文献中利用两个激光器实现对两个八根微悬臂梁阵列的扫描，其中一个微悬臂梁阵列的八根微悬臂梁作为参考，另一个微悬臂梁阵列的八根微悬臂梁作为实验梁，每一个微悬臂梁阵列对应一个激光器，两个微悬臂梁阵列并行放置，两个激光器分别对称设置在两个微悬臂梁阵列的两边并固定在同一移动平台上，通过电机带动移动平台沿着垂直悬臂梁的方向平动实现对微悬臂梁阵列的扫描。该文献中微悬臂梁扫描系统的优点是实现了微悬臂梁阵列的循环扫描，且实验重复性高，但也存在一些不足，因为使用两个激光器时不能保证在相同光强下激光的光斑大小一致，而激光的光斑大小对检测激光点的传感器检测的结果有影响，造成检测误差。

发明内容

本发明是为解决上述问题，提供一种动态微悬臂梁阵列循环扫描系统，使得对微悬臂梁阵列扫描时光电位置敏感探测器检测到的激光点大小相同，本发明在转台内部利用光纤进行激光传输，可以根据需要调节光纤长度来调节激光点的大小优化检测结果，且光纤在转台内部没有严格的方向限制，灵活性高，该系统还能实现循环扫描。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种动态微悬臂梁阵列循环扫描系统的结构特点是：设置由N个扫描单元所构成的循环扫描系统的结构形式为：包括激光器、激光器光纤、转台、微悬臂梁阵列、压电陶瓷驱动器、光电位置敏感探测器、数据采集卡、计算机；

所述激光器呈垂直状态安装且与激光器光纤相连，所述激光器光纤垂直正对转台侧面，所述转台的轴线与水平面平行且转台下方安装微悬臂梁阵列，所述微悬臂梁阵列的基底固定在压电陶瓷驱动器上，所述压电陶瓷驱动器与函数信号发生器相连，所述函数信号发生器与计算机相连，所述微悬臂梁阵列的斜上方安装光电位置敏感探测器，所述光电位置敏感探测器与数据采集卡相连，所述数据采集卡与计算机连接。

本发明一种动态微悬臂梁阵列循环扫描系统的结构特点也在于：