[发明专利]光学漂移校正系统以及方法

说明书

一种光学漂移校正系统以及方法，使用在镜子的曲面发生反射并在光敏检测器中检测到的光源光线对上述镜子相对于上述光源的移动进行检测。

相关申请的交叉引用

本申请包括本说明书中所参考的于2016年04月21日提交的临时美国专利申请第62/325,832号中所主张的权利。

背景技术

原子力显微镜(AFM)是一种用于执行计量精度要求极高的纳米级别试验的装置。但是因为其计量值会受到在显微镜中所使用的机械部件的复杂且不可预测的热漂移现象的固有影响，因此会导致成像探针与样本之间的相对运动。在简单图形分析中，这种现象会导致难以对上述漂移以及存在于样本中的实际特征进行区别的问题。因此，会对测定设备的准确性造成非常严重的影响。

发明内容

光学漂移校正系统以及方法使用在镜子的曲面发生反射并在光敏检测器中检测到的光源光线对上述镜子相对于上述光源的移动进行检测。

适用本发明之一实施例的光学漂移校正系统，包括：镜子，具有曲面；光源，配置在可向上述镜子的上述曲面发射光线的位置；多个光敏检测器，配置在可对从上述镜子的上述曲面反射过来的上述光线进行接收的位置；以及，检测回路，与上述光敏检测器电气连接，通过对从上述光敏检测器传送过来的信号进行处理而对上述镜子相对于上述光源的移动进行检测。

适用本发明之一实施例的原子力显微镜，包括：悬臂，配备有与样本对应的探针；扫描平台，用于放置上述样本；以及，光学漂移校正系统，与上述扫描平台联接。上述光学漂移校正系统，包括：镜子，具有曲面；多个光敏检测器，配置在可对从上述镜子的上述曲面反射过来的上述光线进行接收的位置；以及，检测回路，与上述光敏检测器电气连接，通过对从上述光敏检测器传送过来的信号进行处理而对上述镜子的移动进行检测。

适用本发明之一实施例的光学漂移校正方法，包括：从光源向镜子的曲面发射光线的步骤；在多个光敏检测器中对从上述镜子的上述曲面反射过来的光线进行接收；利用上述光敏检测器生成与所接收到的上述光线对应的信号的步骤；以及，通过在检测回路中对从上述光敏检测器传送过来的上述信号进行处理而对上述镜子相对于上述光源的移动进行检测的步骤。

适用本发明之实施例的其他特征以及优点，将通过结合附图进行说明的本发明的较佳实施例而得到进一步明确。

附图说明

图1是对适用本发明之实施例的漂移校正传感器的主要部件即曲面目标镜子的上光线的特征反射进行图示的示意图。

图2是对适用本发明之实施例的漂移校正传感器中所使用的准直化、发散化或会聚化的光线的光线追迹进行描述的示意图。

图3是对适用本发明之实施例的漂移校正传感器的光路布置进行图示的示意图。

图4是对适用本发明之实施例的无Z向偶联的漂移校正传感器的光路布置进行图示的示意图。

图5是对适用本发明之实施例的可提升效率并减少背向反射的无Z向偶联的漂移校正传感器的改良光路布置进行图示的示意图。

图6是对适用本发明之实施例的漂移校正传感器的检测回路进行图示的示意图。

图7是对适用本发明之实施例的漂移校正传感器中所使用的的归一化回路进行图示的示意图。

图8A至图8E是对适用本发明之实施例的通过磁力附着到原子力显微镜(AFM)的扫描镜台的样本支架上的漂移校正传感器的配置状态进行图示的示意图。

图9至图12是对适用本发明之实施例的将光学漂移校正传感器集成到AFM头以及将AFM头集成到整体AFM的构成进行图示的示意图。

图13是对适用本发明之实施例的配置在样本位置的相向两侧的两个光学漂移校正传感器进行图示的示意图。