[发明专利]一种基于激光反射的近场探针测距方法及装置

权利要求书

1.一种基于激光反射的近场探针测距方法，其特征在于，该测距方法具体包括以下步骤：

S1：将样品放置在样品位移台(8)上；

S2：打开可见光源(4)，发出可见光照射在光电导微探针(5)针尖上，通过可见光显微镜(3)结合CCD探测器(2)实时获取针尖附近的场景，并传输到计算机(1)进行图像处理及特征提取，得到光电导微探针-样品在图像尺度上的间距S；

S3：通过图像尺度上的间距S与实际间距的关系式，计算得到光电导微探针-样品的实际距离d。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光反射的近场探针测距方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述图像处理包括：伪彩色处理、阈值二值化、腐蚀及膨胀。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光反射的近场探针测距方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述特征提取包括：对图像边缘提取并计算边缘区域的边界距离。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光反射的近场探针测距方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：通过电机控制盒(9)准确控制三维样品台(8)沿Z方向位移L时，测得光电导探针-样品在图像上间距变化ΔS；已知光电导微探针-样品的实际间距d与图像上测得间距S的关系为d＝S·sinα，0＜α＜90°，其中α为可见光显微镜(3)与样品位移台(8)水平方向夹角；

(1)对于光滑表面的样品，图像与实际的比例尺k₁＝S·sinα/L，计算得到光电导微探针-样品的实际间距d＝k₁·S；

(2)对于粗糙表面的样品，图像与实际的比例尺k₂＝ΔS/L，计算得到光电导微探针-样品的实际间距d＝k₂·S。

5.适用于权利要求1～4中任意一项所述测距方法的一种基于激光反射的近场探针测距装置，其特征在于，该测距装置包括激光器(6)、可见光源(4)、可见光显微镜(3)、CCD探测器(2)、光电导微探针(5)、样品位移台(8)、电机控制盒(9)以及计算机(1)；

所述激光器(6)用于辐射出探测激光；所述样品位移台(8)水平放置，用于盛放样品(7)，并控制样品在各方向的运动；所述电机控制盒(9)用于准确控制样品位移台(8)在Z方向的运动步进。

6.根据权利要求5所述的一种基于激光反射的近场探针测距装置，其特征在于，所述可见光显微镜(3)与样品位移台(8)水平方向呈α角度放置，且0＜α＜90°。

7.根据权利要求5所述的一种基于激光反射的近场探针测距装置，其特征在于，所述可见光显微镜(3)上配有彩色CCD摄像头，其工作在RGB模式下，以30帧/每秒的速率向计算机发送实时图像。