专利汇可以提供完全光纤探针扫描式近场光学显微镜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种完全光纤探针扫描式近场光学 显微镜 ,包括激光照明系统、监视系统、样品架、光纤探针扫描机构、三维粗调装置、反馈控制及 数据采集 系统,基本构思是:将光纤探针固定在音叉上,通过 三维扫描 器,带动音叉上的光纤探针在样品表面附近进行扫描。当光纤探针逼近样品表面时,光纤探针受到来自样品表面 原子 剪切 力 的作用。这个力将改变音叉的震动,从而可以解调出探针与样品之间的距离信息。将该信息反馈给Z向控制系统,以使光纤探针到样品表面的距离保持一恒定值。这一反馈信息反映样品表面的形貌。光纤探针收集到的光的强度给出了样品的透过率。本 发明 具有扫描范围大、不受样品大小限制、高度模 块 化、方便组合变换等优点。,下面是完全光纤探针扫描式近场光学显微镜专利的具体信息内容。
1、一种完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,包括激光照明系统、 监视系统、样品架、光纤探针扫描机构、三维粗调装置、反馈控制及数 据采集系统,其特征在于
所述的激光照明系统包括激光光源(1)、调焦装置(5)和显微物镜 (6),激光光源(1)输出的激光光束与显微物镜(6)光轴重合,显微 物镜(6)固定于调焦装置(5)上,该调焦装置(5)与计算机(15)相 连;
所述的监视系统包括白光光源(18)、半反半透镜(16)、光谱分光 镜(3)和CCD图像采集器(17),该光谱分光镜(3)的分光面与激光 光源(1)输出的激光束成45°,白光光源(18)输出的白光束与半反半 透镜(16)的分光面45°,被半反半透镜(16)反射的白光束被光谱 分光镜(3)反射后与所述的激光束重合,所述的CCD图像采集器(17) 的位置洽可使从样品表面(7)反射回来的光束在其上成像;
所述的光纤探针扫描机构(8)包括光纤探针(801)、音叉(802)、 解调及驱动电路板(803)、夹具(804)、三维扫描装置(805)和连接头 (806),光纤探针(801)固定于音叉(802)的尖端并突出其外,音叉 (802)被固定在解调及驱动电路板(803)上,夹具(804)将解调及驱 动电路板(803)与三维扫描装置(805)连为一体,连接头(806)将三 维扫描装置(805)与三维粗调装置的XY二维调整架(9)相连接;
所述的三维粗调装置是由XY二维调整架(9)和Z向高精度的步 进马达(10)组成的;
所述的反馈控制及数据采集系统,包括光电倍增管(11)、前置放大 器(13)、锁相放大器(12)、原子力显微镜控制机箱和计算机(15),光 电倍增管(11)的输入端连接到光纤探针(801)引出的光纤,其输出端 接前置放大器(13)的输入端,该前置放大器(13)的输出端连接原子 力显微镜控制机箱(14)的信号采集输入端口,调制与驱动电路板(803) 的输出端连接锁相放大器(12)的输入端,该锁相放大器的(12)的输 出连接原子力显微镜控制机箱(14)的Z向反馈输入端,光纤探针扫描 机构(8)的扫描驱动信号输入端连接原子力控制机箱的扫描控制输出端, 原子力显微镜控制机箱(14)连接到计算机(15);
所述的样品架置于显微物镜(6)和光纤探针扫描机构(8)之间, 该样品架用于夹持样品(7)。
2、根据权利要求1所述的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,其 特征在于所述的激光光源(1)是一种输出的光强度可调的激光器,或是 连续激光器加上一个声光调制器来实现。
3、根据权利要求1所述的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,其 特征在于所述的调焦装置(5)与普通显微镜的调焦系统类似,由计算机 (15)控制自动调焦。
4、根据权利要求1所述的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,其 特征在于所述的该显微物镜(6)具有较大的放大倍数和数值孔径,显微 物镜的共轭距可以是195或者无穷大。
5、根据权利要求1所述的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,其 特征在于所述的光谱分光镜(3)对激光波长高透射,而对白光高反射。
6、根据权利要求1所述的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,其 特征在于所述的半反半透镜(16)是分光比例一定的分光镜。
7、根据权利要求1所述的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,其 特征在于所述的光电倍增管(11)和前置放大器(13)具有低噪声、高 灵敏度,并且输出和原子力显微镜机箱反馈输入相匹配。
8、根据权利要求1所述的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜,其 特征在于所述的三维粗调装置是一三维调整架。
9、根据权利要求1至8任一项所述的完全光纤探针扫描式近场光学 显微镜,其特征在于所述的三维扫描装置(805)是纳米精度平板扫描器, 或压电陶瓷扫描管。
本发明涉及近场光学扫描显微镜,特别是一种完全通过移动光纤探 针进行扫描的完全光纤探针扫描式近场光学显微镜。适用于分子生物学 (天然纳米结构)、纳米材料与纳米器件(人造纳米结构)和高密度信息 光存储等。
技术背景
早在1928年Synge预言,用比波长更小的点源在足够近的距离内照 明物体或用比波长更小的点探测器在足够近的距离内探测物体的散射 波,分辨率可以突破衍射极限。进入80年代以后,以近场扫描光学显微 镜为代表的近代显微术也就由设想变成了现实,不仅突破了衍射极限, 而且还开辟了如纳米光学、超高密度存储等一系列新的研究领域。通常 的扫描显微镜,参见“Scanning near-field optical microscopy with aperture probes:Fundamentals and applications”,B.Hecht,B.Sick,UP Wild,V. Deckert,R.Zenobi,OJF Martin and DW Pohl,J.Chem.Phys.112(18)(2000) 7761-7774.采用移动样品的方式进行扫描。这种结构中移动的部件比较 分散,对器件间的刚性连接要求不高,有利于装置的构建。但是对于样 品比较大的情况,很难通过移动样品进行扫描,这种结构也就不再适用。 特别地对于近场光存储中记录装置与记录介质的情形,记录装置与测试 装置分别位于记录介质两侧,由于记录介质(通常是光盘)是很大的, 并且记录过程要求照明物镜的焦点位于记录介质表面,通过移动记录介 质进行扫描是不现实的。
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