[发明专利]一种超分辨可溯源的白光干涉原子力探针标定装置及标定方法有效

专利信息
申请号: 201710065121.8 申请日: 2017-02-06
公开(公告)号: CN106940389B 公开(公告)日: 2018-06-19
发明(设计)人: 卢文龙;杨文军;刘晓军;胡迟;周莉萍 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: G01Q40/00 分类号: G01Q40/00
代理公司: 武汉东喻专利代理事务所(普通合伙) 42224 代理人: 张英
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要: 发明公开一种超分辨可溯源的白光干涉原子力扫描探针标定装置及其标定方法,上述的标定装置来执行标定方法,其中上述装置及方法的核心技术包括有可溯源超分辨位移计量系统,白光干涉零级条纹定位算法,原子力探针弯曲模型和标定流程;其中标定装置使探针产生形变,可溯源超分辨位移计量系统用于准确获取探针产生形变时的垂直位移,白光干涉零级条纹定位算法用于准确获取干涉条纹在探针悬臂上的位置,原子力探针弯曲模型用于拟合垂直位移与条纹位置之间的关系,标定流程为具体实施步骤。按照本发明实现的标定装置和标定方法,能够准确、快速的获取垂直位移与条纹位置之间的关系,实现白光干涉原子力探针扫描显微镜的准确测量。 1
搜索关键词: 标定 白光干涉 标定装置 原子力探针 超分辨 溯源 垂直位移 定位算法 计量系统 零级条纹 探针产生 条纹位置 弯曲模型 形变 扫描显微镜 干涉条纹 核心技术 扫描探针 探针悬臂 准确测量 原子力 拟合
【主权项】:
1.一种超分辨可溯源的白光干涉原子力扫描探针标定装置,该标定装置包括平面平晶(1),原子力探针(2),原子力探针悬臂,白光干涉系统(3),垂直微动平台(4),CCD(7),测控系统(8);所述白光干涉系统(3)用于在所述原子力探针悬臂上产生干涉条纹,所述CCD(7)用于获取所述原子力探针悬臂上的干涉条纹图像,垂直微动平台(4)用于驱动所述原子力探针(2)与所述平面平晶(1)表面接触产生挤压;其特征在于,所述标定装置还包括可溯源超分辨位移计量系统(5),其设置于所述垂直微动平台(4)之上,用于测量所述原子力探针(2)的垂直位移,所述可溯源超分辨位移计量系统(5)沿光路依次包括半导体激光器(16),消偏振分光棱镜(15),偏振分光棱镜(14),反射棱镜(12),1/4玻片(11),角锥棱镜(6),第一反射镜(10),第二反射镜(9)及第三反射镜(13),所述角锥棱镜(6)与原子力探针(2)为同轴刚性连接;其中由所述半导体激光器(16)发出的光经过所述消偏振分光棱镜(15),到达所述偏振分光棱镜(14),分成两束光,一束为参考光,穿过所述偏振分光棱镜(14),依次通过反射棱镜(12)和1/4玻片(11),到达所述第一反射镜(10),另一束为测量光,经过所述偏振分光棱镜(14)反射,依次穿过1/4玻片(11)和所述角锥棱镜(6),到达所述第二反射镜(9),所述参考光及所述测量光到达所述第三反射镜(13),经反射后分别到达所述第一反射镜(10)和所述第二反射镜(9),最后返回到所述消偏振分光棱镜(15),产生干涉,由光电探测器(17)接收,所述角锥棱镜(6)产生位移时,所述参考光及所述测量光光程差为所述角锥棱镜(6)位移的8倍;所述测控系统(8)接收所述CCD(7)及所述光电探测器(17)的信号并处理获得所述干涉条纹零级条纹在所述原子力探针悬臂上的位置和所述原子力探针(2)的垂直位移;所述可溯源超分辨位移计量系统(5)的分辨率为皮米级。
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