[发明专利]一种基于扫描探针技术的定位系统及其使用方法

权利要求书

1.一种基于扫描探针技术的定位系统，包括：

可以在第一扫描范围内三维自由移动的第一基体；

安装在所述第一基体上的第一压电陶瓷装置，该第一压电陶瓷装置连接电驱动模块并提供一个第一安装面，该第一安装面能够在电驱动模块的作用下，在第二扫描范围内相对于所述第一基体做三维自由移动；

安装在所述第一安装面上的第二压电陶瓷装置，该第二压电陶瓷装置也连接电驱动模块并提供一个第二安装面，该第二安装面能够在电驱动模块的作用下，在第三扫描范围内相对于所述第一安装面做三维自由移动；以及

固定在所述第二安装面上的探针；

所述第二扫描范围的量级界于所述第一扫描范围和所述第三扫描范围之间，所述第一压电陶瓷装置的定位精度量级界于第一级定位机构和第二压电陶瓷装置的定位精度量级之间。

2.根据权利要求1所述的基于扫描探针技术的定位系统，其特征在于，所述第一基体由第一级定位机构驱动，所述第一级定位机构是机械定位机构，所述第一基体是一个刚性基体。

3.根据权利要求1所述的基于扫描探针技术的定位系统，其特征在于，所述第一或第二压电陶瓷装置是压电陶瓷管、三脚架型压电扫描装置、十字架配合单管型压电扫描装置或者堆栈型压电扫描装置。

4.根据权利要求1所述的基于扫描探针技术的定位系统，其特征在于，所述第一扫描范围是毫米量级至厘米量级的扫描范围，所述第一级定位机构的定位精度为微米或亚微米尺度。

5.根据权利要求4所述的基于扫描探针技术的定位系统，其特征在于，所述第二扫描范围在微米尺度，所述第一压电陶瓷装置的定位精度达到团簇尺度。

6.根据权利要求5所述的基于扫描探针技术的定位系统，其特征在于，所述第三扫描范围在亚微米尺度，所述第二压电陶瓷装置的定位精度达亚原子或埃的量级。

7.根据权利要求1所述的基于扫描探针技术的定位系统，其特征在于，所述探针为SPM探针或者光纤探针。

8.一种利用权利要求1～7中任意一项所述的基于扫描探针技术的定位系统的使用方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)利用第一级定位机构驱动第一基体，使探针移动到所关注纳米结构附近；

2)利用第二级定位机构在第二扫描范围内对样品表面进行压电扫描，根据所关注纳米结构的外貌轮廓将探针对准所述所关注纳米结构；

3)利用第三级定位机构在第三扫描范围内对样品表面进行压电扫描，对所述所关注纳米结构的细节信息进行探测。

9.一种利用权利要求1～7中任意一项所述的基于扫描探针技术的定位系统的使用方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)在所述定位系统安装第一光纤并将其作为所述探针，利用第一级定位机构驱动第一基体，探测样品表面的发光区域；

2)将所述第一光纤替换为第二光纤，所述第二光纤接收光信号的截面面积小于所述第一光纤，利用第二级定位机构在步骤1)所得发光区域内对样品表面进行压电扫描，将发光结构锁定在对应于所述第二光纤的区域内；

3)将所述第二光纤替换为光纤探针，利用第三级定位机构在步骤2)所得到的对应于所述第二光纤的区域内对样品表面进行压电扫描，得到所述发光结构的细节信息。

10.一种利用权利要求9所述的基于扫描探针技术的定位系统的使用方法，其特征在于，所述发光结构的细节信息包括所述发光结构的形状。