[实用新型]完全光纤探针扫描式近场光学显微镜

摘要

一种完全光纤探针扫描式近场光学显微镜，包括激光照明系统、监视系统、样品架、光纤探针扫描机构、三维粗调装置、反馈控制及数据采集系统，基本构思是：将光纤探针固定在音叉上，通过三维扫描器，带动音叉上的光纤探针在样品表面附近进行扫描。当光纤探针逼近样品表面时，光纤探针受到来自样品表面原子剪切力的作用。这个力将改变音叉的震动，从而可以解调出探针与样品之间的距离信息。将该信息反馈给Z向控制系统，以使光纤探针到样品表面的距离保持一恒定值。这一反馈信息反映样品表面的形貌。光纤探针收集到的光的强度给出了样品的透过率。本实用新型具有扫描范围大、不受样品大小限制、高度模块化、方便组合变换等优点。

主权项

1、一种完全光纤探针扫描式近场光学显微镜，包括激光照明系统、监视系统、样品架、光纤探针扫描机构、三维粗调装置、反馈控制及数据采集系统，其特征在于所述的激光照明系统包括激光光源(1)、调焦装置(5)和显微物镜(6)，激光光源(1)输出的激光光束与显微物镜(6)光轴重合，显微物镜(6)固定于调焦装置(5)上，该调焦装置(5)与计算机(15)相连；所述的监视系统包括白光光源(18)、半反半透镜(16)、光谱分光镜(3)和CCD图像采集器(17)，该光谱分光镜(3)的分光面与激光光源(1)输出的激光束成45°，白光光源(18)输出的白光束与半反半透镜(16)的分光面呈45°，被半反半透镜(16)反射的白光束被光谱分光镜(3)反射后与所述的激光束重合，所述的CCD图像采集器(17)的位置洽可使从样品表面(7)反射回来的光束在其上成像；所述的光纤探针扫描机构(8)包括光纤探针(801)、音叉(802)、解调及驱动电路板(803)、夹具(804)、三维扫描装置(805)和连接头(806)，光纤探针(801)固定于音叉(802)的尖端并突出其外，音叉(802)被固定在解调及驱动电路板(803)上，夹具(804)将解调及驱动电路板(803)与三维扫描装置(805)连为一体，连接头(806)将三维扫描装置(805)与三维粗调装置的XY二维调整架(9)相连接；所述的三维粗调装置是由XY二维调整架(9)和Z向高精度的步进马达(10)组成的；所述的反馈控制及数据采集系统，包括光电倍增管(11)、前置放大器(13)、锁相放大器(12)、原子力显微镜控制机箱和计算机(15)，光电倍增管(11)的输入端连接到光纤探针(801)引出的光纤，其输出端接前置放大器(13)的输入端，该前置放大器(13)的输出端连接原子力显微镜控制机箱(14)的信号采集输入端口(141)，调制与驱动电路板(803)的输出端连接锁相放大器(12)的输入端，该锁相放大器的(12)的输出连接原子力显微镜控制机箱(14)的Z向反馈输入端(142)，光纤探针扫描机构(8)的扫描驱动信号输入端连接原子力控制机箱的扫描控制输出端(143)，原子力显微镜控制机箱(14)连接到计算机(15)。所述的样品架(71)置于显微物镜(6)和光纤探针扫描机构(8)之间，该样品架(71)用于夹持样品(7)。