[发明专利]原子力显微镜探针扩展作业方法

摘要

本发明公开了一种基于原子力显微镜的探针扩展作业方法。该方法以操作对象拓扑结构、操作的起始点为依据，判别任务的明确程度，并根据明确程度决策任务采用主从操作模式或扫描操作模式。在同一纳米操作系统的硬件构架下，通过修改软件算法，在主控计算机中引入规划层，在原子力显微镜控制器中引入执行层，并利用预编程的探针运动规划方法，实现探针的扫描操作模式。在主从操作模式下，原子力显微镜控制器依据探针作用力反馈和局部扫描图像判断操作状态，操作者可以根据科研与加工作业需要进行人机交互式纳米操作，从而可以实现具有传感器信息反馈与可视化图形辅助的纳米作业。该系统采用多模式工作方式，充分利用了系统的软硬件资源。丰富了纳米操作系统的功能，提高了纳米作业的效率。实现方法简单，具有很强的通用性。

主权项

一种原子力显微镜探针扩展作业方法，其特征在于，包括以下步骤：依靠原子力显微镜获取被操作对象、操作环境和操作目标信息，将对被操作对象的操作划分为主从操作模式和扫描操作模式；所述主从操作模式的操作过程为：通过取点的方法，确定被操作对象中心点的位置与操作目标点的位置；将控制命令通过输入设备下达到主控计算机；主控计算机将宏观尺度位置坐标转化为纳观尺度位置坐标，通过以太网传递给原子力显微镜控制器。由原子力显微镜控制器将探针的位置信息发送给原子力显微镜；将探针在操作过程中所受的力信号反馈给控制器；所述扫描操作模式的操作过程为：主控计算机中设置规划层，原子力显微镜控制器中设置执行层；操作者通过人机交互界面提供操作需求，由规划层求取被操作对象的初始位置与终止位置的水平坐标差和垂直坐标差及初始位置与终止位置的角度差；将这些差值分解成探针的一系列平动和转动操作，将分解后基本操作的起始和终止坐标通过以太网发送给操作层；执行层利用起始和终止坐标作为输入数据，进行探针的平动操作规划和转动操作规划；将规划后的探针位置信息向原子力显微镜发送，由原子力显微镜控制探针进行操作。