[发明专利]STM针尖增强光信号空间成像装置及其成像方法

权利要求书

1.一种STM针尖增强光信号空间成像装置，其特征在于，包括激光器、STM针尖、针尖压电位移台、样品台、光谱仪、锁相放大器和前置放大器；其中，

所述样品台用于承载测试样品并带动所述测试样品沿水平方向移动；

所述激光器用于发出激光束并聚焦于所述测试样品表面形成光斑；

STM针尖垂直于所述测试样品表面并指向所述光斑的中心；

所述针尖压电位移台用于驱动所述STM针尖垂直于所述测试样品表面做高频振动；其中，所述STM针尖高频振动的振动频率为1KHz～500KHz，当所述STM针尖处于高频振动的最低点时，在所述测试样品表面诱导出增强光信号；

所述光谱仪用于采集所述测试样品表面的光信号并转换电信号；

所述前置放大器用于对所述光谱仪转换成的电信号进行放大；

所述锁相放大器用于从所述前置放大器放大后的电信号中提取出与所述增强光信号同频的信号，获得二维空间成像。

2.根据权利要求1所述的STM针尖增强光信号空间成像装置，其特征在于，所述STM针尖高频振动的低点位置相距所述测试样品表面0.1～1nm范围，所述STM针尖高频振动的高点位置相距所述测试样品表面3～10nm。

3.根据权利要求1所述的STM针尖增强光信号空间成像装置，其特征在于，驱动所述针尖压电位移台的波形为正弦波。

4.根据权利要求1所述的STM针尖增强光信号空间成像装置，其特征在于，所述STM针尖高频振动的振动频率波动小于0.1％。

5.根据权利要求1所述的STM针尖增强光信号空间成像装置，其特征在于，所述光谱仪的狭缝范围为0.5nm～3nm。

6.一种STM针尖增强光信号空间成像装置的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、通过样品台带动测试样品沿水平方向移动，同时通过激光器发出激光束，使其聚焦于所述测试样品的表面形成光斑；

步骤S2、通过针尖压电位移台驱动STM针尖垂直于所述光斑的中心做高频振动，在所述STM针尖处于高频振动的最低点时，于所述测试样品的表面诱导出增强光信号；其中，所述STM针尖高频振动的振动频率为1KHz～500KHz；

步骤S3、通过光谱仪采集所述测试样品表面的光信号并转换电信号，再通过前置放大器进行放大；

步骤S4、通过锁相放大器从放大后的电信号中提取出与所述增强光信号同频的信号，获得二维空间成像。

7.如权利要求6所述的STM针尖增强光信号空间成像装置的成像方法，其特征在于，所述STM针尖高频振动的低点位置相距所述测试样品表面0.1～1nm，所述STM针尖高频振动的高点位置相距所述测试样品表面3～10nm。

8.根据权利要求6所述的STM针尖增强光信号空间成像装置的成像方法，其特征在于，驱动所述针尖压电位移台的波形为正弦波。

9.根据权利要求8所述的STM针尖增强光信号空间成像装置的成像方法，其特征在于，所述STM针尖高频振动的振动频率波动小于0.1％。