[发明专利]一种适用于高速扫描的原子力显微镜系统

摘要

一种适用于高速扫描的原子力显微镜系统，包括有搭载在垂直升降电机上的用于对样品进行水平方向一维扫描的X向扫描器，还设置有对应于样品用于对样品进行Y、Z向扫描的二维扫描模块，以及与所述的二维扫描模块光路连接用于对样品进行光学检测的光杠杆检测模块和光学显微镜模块。所述的样品固定在所述的X向扫描器上。本发明的一种适用于高速扫描的原子力显微镜系统，能够在保证较小的激光光斑尺寸与较大范围的光束跟踪能力的同时，获得更高的扫描器带宽和更好的光学观察效果。

主权项

一种适用于高速扫描的原子力显微镜系统，包括有搭载在垂直升降电机(1)上的用于对样品(20)进行水平方向一维扫描的X向扫描器(2)，其特征在于，还设置有对应于样品(20)用于对样品(20)进行Y、Z向扫描的二维扫描模块(I)，以及与所述的二维扫描模块(I)光路连接用于对样品(20)进行光学检测的光杠杆检测模块(II)和光学显微镜模块(III)；所述的二维扫描模块(I)包括有对样品(20)进行水平方向一维扫描的Y向扫描器(3)，对样品(20)进行竖直方向一维扫描的Z向扫描器(6)，所述的Z向扫描器(6)固定在所述Y向扫描器(3)的运动部上，且所述的X向扫描器(2)、Y向扫描器(3)和Z向扫描器(6)的运动方向相互正交，所述Y向扫描器(3)的运动部上设置有非球面透镜(4)和热反射镜(5)，所述的非球面透镜(4)的主光轴与Y轴平行，所述的热反射镜(5)分别与Z轴和Y轴成45°角，反射面朝向非球面透镜(4)和Z向扫描器(6)，所述Z向扫描器(6)的底端通过探针夹持器(7)设置有用于对样品(20)进行检测的悬臂梁探针(8)，所述悬臂梁探针(8)位于非球面透镜(4)经热反射镜(5)反射后的焦点处，所述悬臂梁探针(8)的宽度方向与Y轴平行，长度方向与X轴成8°～12°夹角，且探针针尖位于最低点；所述的光杠杆检测模块(II)包括有沿二维扫描模块(I)中的非球面透镜(4)的主光轴方向依次设置的四分之一波片(12)、极化分光镜(11)、准直镜(10)和近红外激光器(9)，以及依次设置在所述极化分光镜(11)的反射光路上的带通滤光片(13)和光电探测器(14)；所述的光学显微镜模块(III)包括有依次设置在二维扫描模块(I)中的热反射镜(5)正上方的物镜(15)、分光镜(17)、管镜(18)和相机(19)，以及设置在所述分光镜(17)入射光路上的照明光源(16)，所述照明光源(16)同轴耦合进入物镜(15)，所述物镜(15)的焦平面位于悬臂梁探针(8)上或位于样品(20)的表面。