[发明专利]一种五自由度的白光干涉原子力探针位姿调整机构

摘要

本发明公开了一种原子力探针位姿调整机构。包括探针座，调节机构和连接头。其中探针座用于原子力探针的安装固定；调节机构包括由下至上的第一调节部件、第二调节部件、第三调节部件以及第四调节部件，分别用于原子力探针的里外水平偏摆、左右水平和上下旋转、上下俯仰以及上下竖直位姿调节；连接头用于与显微物镜相连。本发明能够实现原子力探针姿态在五个自由度上的细微调节，各个调节动作相互独立，彼此不发生干涉，互不影响，提高了探针姿态的调节精度；且能够对调节后的位姿进行锁定，使其保持稳定。

主权项

一种五自由度原子力探针位姿调整机构，其用于基于白光干涉的原子力探针扫描显微镜系统，其特征在于，该机构包括由下至上依次设置的第一调节部件、第二调节部件、第三调节部件以及第四调节部件，其中，第一调节部件包括调节臂(2)、副支架(4)、第一调节部(3，5)，所述调节臂(2)用于固定承载原子力探针的探针座(1)，所述第一调节部(3，5)分别挤压所述调节臂(2)右端的外里侧，由此实现所述原子力探针的里外水平偏摆调节与锁定；第二调节部件包括探针座(1)、调节臂(2)、锁紧螺钉(6)及第二调节部(7)，所述第二调节部(7)与所述针座(1)固定，所述第二调节部(7)左右拖动及里外旋转可带动承载于所述调节臂(2)内的所述探针座(1)相应运动，从而实现所述原子力探针的左右水平和上下旋转调节，所述锁紧螺钉(6)用于锁定原子力探针调整好后的姿态；第三调节部件包括调节支架(8)、第三调节部(9)及锁紧手柄(10)，所述第三调节部(9)与所述调节支架(8)固定，所述第三调节部(9)左右旋转可以带动与所述调节支架(8)连接的所述调节臂(2)相应运动，从而实现所述原子力探针上下俯仰调节，所述锁紧手柄(10)用于锁定原子力探针调整好后的姿态；第四调节部件包括所述连接头(12)、主支架(13)及第四调节部(11、14)，所述连接头(12)与所述扫描显微镜系统中的显微镜(15)固定，所述第四调节部(11、14)分别与所述连接头(11)上、下部配合，所述主支架(13)与所述连接头(11)中部配合，调节所述第四调节部(11、14)带动所述主支架(13)及与其固定的所述原子力探针位姿调节装置上下调节，从而实现所述原子力探针的上下竖直调节与锁定；所述调节支架(8)为一长方体两对侧面分别带有圆柱体(801，803)的结构，所述副支架(4)整体呈U字形结构，其中U形结构的两臂面上的沿开口方向的一侧中部分别开有开口方向与U形结构开口方向相同的U形槽(401、402)，U形架两臂面沿与U形结构底面平行的方向上各设有一用于与所述调节臂(2)固定的长方体调节支架臂，所述调节支架(8)的两端的所述两个圆柱(801，803)分别夹持于两个所述U形槽(401、402)内。