[发明专利]SPM高分辨图形数据处理方法

权利要求书

1.一种SPM高分辨图形数据处理方法，其特征在于采用探针与样品之间作用力的变化值与设定值之间的误差作为误差信号，用误差信号对原始成像数据进行算法补偿，所述的误差信号为第二误差信号(7)，所述的算法补偿包括以下步骤：

(1)SPM的激光器发射出一束激光(1)打在悬臂梁的探针上，激光经过探针的反射进入四象限光电传感器；

(2)控制步进电机使被测样品逼近探针，并使探针与样品之间的作用力保持在用户设定的参考点值(3)；

(3)计算机分别控制X、Y方向的驱动电压Ux、Uy，使样品在水平方向运动，实现探针对样品的矩阵扫描，Z方向扫描采用PID反馈控制方法；

(4)当探针扫描到某一点时，由于该点表面形貌的高低，使探针与样品之间的作用力发生变化，从而使悬臂梁发生相应的弯曲形变，导致反射到SPM的四象限光电传感器的激光点位置偏移，四象限光电传感器将该位移信号转换为电压信号(2)，送入比较器；

(5)电压信号(2)与参考点值(3)的电压信号通过比较器进行比较，比较的结果产生第一误差信号Error(4)；

(6)第一误差信号Error(4)经A/D转换成数字信号后，送到控制器进行数字PID运算，输出控制信号Uz；

(7)控制信号Uz一方面通过D/A转换成模拟信号(5)用来驱动压电陶瓷扫描器的Z方向运动，待PID运算完成后记录此刻由光电传感器转换来的电压信号与参考点比较得到的第二误差信号Error’(7)；另一方面所述的数字量的控制信号Uz直接保存至计算机，成为原始成像数据；

(8)通过调制系数k将第二误差信号(7)通过A/D转换成数字量后补偿到原始成像数据Uz，经图像数据补偿算法形成更高分辨的图像数据Uz′，Uz′＝Uz+λk*Error′，式中：Uz为原始成像数据，λ为悬臂梁的灵敏度，调制系数k取值范围0～1，Uz、Error′换算为统一的计量单位。

(9)重复步骤4～8，继续进行下一点的扫描。

2.根据权利要求1所述的SPM高分辨图形数据处理方法，其特征在于所述的调制系数式中：l为已知悬臂梁的长度、L为反射光光程长度。