[实用新型]液体中扫描探针显微镜探针灵敏度提升装置

摘要

一种液体中扫描探针显微镜探针灵敏度提升装置，该装置包括有一中央控制单元；一探针致动器、探针、与探针震幅信号侦测电路；一探针震幅信号的讯号转换器、放大器、与滤波器电路；一相位移动电路；一弦波信号转换电路；一探针灵敏度控制器；一高精度类比至数位转换器等，其原理为将探针震幅的输出信号经过适当的相位移动与震幅放大之后与探针原始激振信号相加，成为一新的探针震源信号再馈入探针致动器，这种动态回馈的方式，可有效提升探针的谐振因子，进而提升探针的灵敏度，不论是在空气中、液体中或真空中，轻微的原子力作用即可以使探针震幅产生较大的改变，因此对于纳米级的微结构将可进行有效的侦测。

主权项

1. 一种液体中扫描探针显微镜探针灵敏度提升装置，其特征在于：包括有：一中央控制单元，产生特定频率与特定震幅的弦波信号所对应的数位控制讯号，决定控针的工作频率与工作震幅，并监控感测的连续震幅与相位改变；一探针致动器、探针、与探针震幅信号侦测电路，用以产生探针工作所需的特定频率弦波讯号，以驱动探针，并以探针震幅信号侦测器侦测探针受特定频率与特定震幅的弦波信号激震之后的震幅，上述的数位控制讯号馈入一数值控制型震荡器，产生探针工作所需的特定频率与特定震幅的微类比弦波讯号，以驱动探针，该微类比弦波讯号并作为相位差测量所需的参考弦波信号；一探针震幅信号的讯号转换器、放大器、与滤波器电路，与探针致动器、探针、与探针震幅信号侦测电路衔接，以接收探针震幅信号侦测电路的输出讯号，并将探针受特定频率与特定震幅的弦波信号激震之后的输出弦波信号进行适当的讯号转换，信号震幅放大、与信号杂讯滤波的处理；一相位移动电路，与探针震幅信号的讯号转换器、放大器、与滤波器电路衔接，包括一第一相移器与一第二相移器，该第一相移器将上述探针震幅信号的讯号转换器、放大器、与滤波器电路输出的测量弦波信号进行适当的相位移动，该第二相移器将上述参考弦波信号进行适当的相位移动；一弦波信号转换电路，与相位移动电路衔接，包括一相位差侦测器与一方均根值转换器，该相位差侦测器将上述经第一相移器处理过的测量弦波讯号与经第二相移器处理过的参考弦波信号间的相位差信号转换成与相位差相关的电压信号，该方均根值转换器将上述的测量弦波信号转换成相对应的直流电压信号；一探针灵敏度控制器，与相位移动电路衔接，包括一回馈可调式相位移动器、一回馈可调式震幅放大器、与一信号加法器，该回馈可调式相位移动器与第一相位移动器衔接，接收第一相移器的输出信号，对该输出信号进行适当的相位移动，再输入回馈可调式震幅放大器进行适当的震幅放大之后再馈入信号加法器；一高精度类比至数位转换器，与弦波信号转换电路衔接，将弦波信号转换电路输出的信号转换为相对应的数位信号，并送至中央控制单元进行数据分析与监控。