CN114594284A - 耦合反射和透射光路的原子力显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，包括腔体、探针、制冷系统和光学系统，腔体设有真空腔，真空腔用于容纳样品和探针，探针用于对样品表面进行探测；制冷系统用于给样品和探针制冷；光学系统包括一对视窗组件和一对物镜，视窗组件包括中空壳体和用于封闭中空壳体第二端的透光盖板，中空壳体的第二端伸入腔体内，两个透光盖板平行对称设置，样品和探针位于两个透光盖板之间；一对物镜分别设在一对中空壳体内，两个物镜平行对称设置，样品能够与物镜的轴线垂直。将传统物镜与超高真空超低温原子力显微镜的探针耦合，且激光能够垂直入射同时满足反射光路和透射光路的探测条件。

Description

耦合反射和透射光路的原子力显微镜

技术领域

本发明涉及光学探测技术领域，尤其涉及一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜。

背景技术

原子力显微镜是一种表面探测的常用仪器，它使用纳米级探针探测样品的表面性质，具有纳米/亚纳米尺度高分辨成像、分子间作用力的精确检测、摩擦力和摩擦能量耗散测量、分子/原子操纵等功能，在摩擦、物理、生物、化学、材料、力学等领域应用广泛。超高真空环境可以屏蔽空气中各种气体分子对表面的污染，保证探测到样品表面最本质的物理化学性质；超低温环境降低了样品表面的热活性，热涨落急剧下降，低维及纳米体系的许多激发态被冻结，量子特性更加明显，可以出现超导、超流等反常物理特性。因此，超高真空和超低温环境将极大地增强原子力显微镜的探测能力。

光学手段是探测物质性质的常用方法，常见的光学探测技术有拉曼探测技术、相干反斯托克斯拉曼探测技术、荧光寿命成像技术、瞬态吸收探测技术等，可以探测样品的电子行为、声子行为、组分和应力分布等信息。这些探测技术所使用的光路一般为反射式光路或透射式光路，探测终端为光学物镜。一般情况下，为了实现更高的信噪比和更高的成像分辨率，上述光路使用的光学物镜放大倍数高、数值孔径大，导致物镜的工作距离短，体积大。

设计与光学手段耦合的超高真空超低温原子力显微镜可实现对样品的力学信息、光学信息的同时探测，有助于探究物质本源。但是光学物镜不能在真空环境中使用，且光学物镜体积大，而超高真空超低温原子力显微镜的探针-样品附近空间封闭性强，很难将光学物镜和样品的间距控制在工作距离内。因此无论是反射光路还是透射光路，均难以实现与超高真空超低温原子力显微镜的耦合。

发明内容

本发明提供一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，用以解决现有技术中反射光路和透射光路难以实现与超高真空超低温原子力显微镜耦合的缺陷。

本发明提供一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，包括：

腔体，设置有真空腔，所述真空腔用于容纳样品；

探针，位于所述真空腔内，所述探针用于对样品表面进行探测；

制冷系统，用于使所述真空腔内形成低温环境；

光学系统，包括一对视窗组件和一对物镜，其中，

所述视窗组件包括中空壳体和用于封闭所述中空壳体第二端的透光盖板，所述中空壳体的第二端伸入所述腔体内，两个所述透光盖板平行对称设置，所述样品和所述探针位于两个所述透光盖板之间；

一对所述物镜分别设置在一对所述中空壳体内，两个所述物镜平行对称设置，所述样品能够与所述物镜的轴线垂直。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，还包括用于调节所述样品与所述探针相对位置的移动装置，所述移动装置位于所述真空腔内。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，还包括设置在所述真空腔内的减振模块，所述移动装置设置在所述减振模块上，所述减振模块与所述制冷系统或所述腔体连接。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，所述移动装置包括：

粗动模块，设置在所述减振模块上，所述粗动模块用于粗调、使所述样品接近所述探针；

精动模块，用于精调、使所述样品与所述探针接触或靠近，所述精动模块设置在所述粗动模块上，且所述样品设置在所述精动模块上；或，所述精动模块设置在所述减振模块上，且所述探针设置在所述精动模块上。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，所述制冷系统包括：

第一冷屏，位于所述腔体内；

第二冷屏，位于所述第一冷屏内，所述样品和所述探针位于所述第二冷屏内，且两个所述中空壳体的第二端穿过所述第一冷屏和所述第二冷屏、并靠近所述探针；

液氮杜瓦，用于盛装液氮，所述第一冷屏与所述液氮杜瓦连接；

液氦杜瓦，用于盛装液氦，所述第二冷屏与所述液氦杜瓦连接。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，还包括用于驱动所述物镜在所述中空壳体内移动的三维位移台。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，所述减振模块包括：

弹簧减振架，所述弹簧减振架的第一端与所述制冷系统连接；

涡流阻尼减振模块，所述涡流阻尼减振模块与所述弹簧减振架的第二端连接，且所述移动装置设置在所述涡流阻尼减振模块上。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，所述粗动模块为三维压电扫描台，所述精动模块为压电扫描管。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，所述粗动模块或所述精动模块上设置有用于固定所述样品的样品托；所述精动模块或所述减振模块上设置有用于固定所述探针的探针托；且所述样品托和所述探针托上均设置有供光路通过的通孔。

根据本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，所述三维位移台通过物镜支架与所述物镜连接。

本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，通过制冷系统和真空腔能够使样品处于超高真空和超低温的环境中，能够极大地增强本原子力显微镜的探测能力；在满足超高真空和超低温实验环境的同时，不但为光学物镜的引入提供足够的空间，而且探针和样品垂直于物镜的轴线放置，结构紧凑，满足了物镜的工作距离；通过设置的水平对称的视窗组件可以解决物镜和真空环境兼容的问题，视窗组件的中空壳体内部为大气环境，保证了物镜在大气下的工作条件，中空壳体靠近样品的一端设置透光盖板，允许激光的通过。视窗组件水平对置的放置方式保证了激光的垂直入射以及反射光路和透射光路的同时实现，并允许任意一种光路和超高真空超低温原子力显微镜进行耦合，成功解决了光学检测手段和原子力显微镜的耦合问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜的剖视图；

图2是本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜的立体图；

图3是本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜的主视图；

图4是本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜的仰视图；

图5是本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜的局部视图之一；

图6是本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜的局部视图之二；

图7是本发明提供的耦合反射和透射光路的原子力显微镜的局部视图之三。

附图标记：

1：腔体；2：液氦杜瓦；3：第二冷屏；4：第一冷屏；5：内凹法兰；6：中空壳体；7：透光盖板；8：第一物镜；9：第二物镜；10：物镜支架；11：粗动模块；12：精动模块；13：支架；14：样品托；15：探针托；16：支架管道；17：上基座；18：下基板；19：弹簧；20：吊钩砝码；21：电磁涡流阻尼栅格；22：移动装置支座；23：三维位移台；24：激光器；25：光电检测器；26：CCD相机；27：第一镜片；28：第二镜片；29：通孔；30：励振陶瓷；31：液氮杜瓦。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图7描述本发明的耦合反射和透射光路的原子力显微镜。

如图1所示，本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，包括腔体1、探针、制冷系统和光学系统。

其中，腔体1设置有真空腔，真空腔用于容纳样品和探针，真空腔内的真空环境可以屏蔽空气中各种气体分子对样品表面的污染，从而保证能够探测到样品表面最本质的物理化学特性。并且探针用于对样品表面进行探测，可以获得材料力学性能或样品表面形貌等。

这里，该原子力显微镜的工作模式可以为接触模式、非接触模式或敲击模式。接触模式中：探针可以与样品接触，使在原子力显微镜在整个扫描成像过程中，探针针尖始终与样品表面保持紧密的接触；非接触模式中：探针可以在距离样品表面上方5-10nm的距离处振荡，这时，样品与针尖之间的相互作用由范德华力控制，通常为10-12N，样品不会被破坏，而且针尖也不会被污染，特别适合于研究柔嫩物体的表面；敲击模式中：探针在样品表面上方以其共振频率振荡，针尖仅仅是周期性地短暂地接触/敲击样品表面。在轻敲模式和非接触模式中都需要让探针振动起来，因此需要用励振陶瓷30激励探针振动。励振陶瓷30可以设置在探针托15上。

制冷系统可以设置在腔体1内，制冷系统用于使真空腔内形成低温环境，使样品和探针处于超低温环境中，从而能够降低样品表面的热活性，使样品的热涨落急剧下降，低维及纳米体系的许多激发态被冻结，量子特性更加明显，可以实现超导、超流等反常物理特性。

光学系统包括一对视窗组件和一对物镜，其中，视窗组件包括中空壳体6和透光盖板7，透光盖板7设置在中空壳体6的第二端并能够将中空壳体6的第二端封闭，并且，中空壳体6的第二端伸入腔体1内，两个视窗组件的两个透光盖板7平行对称设置，样品和探针位于两个透光盖板7之间，这样，通过透光盖板7透射进来的光路能够照射在样品和探针上。

需要说明的是，由于透光盖板7将中空壳体6的第二端封闭，使中空壳体6与真空腔互不连通，不会影响真空腔的真空环境，从而使样品处于超高真空的环境中。这里，中空壳体6的第二端为位于腔体1内的一端。

两个物镜分别设置在两个中空壳体6内，具体地，可以使两个物镜靠近透光盖板7设置，以便于接收或传递光路。两个物镜平行对称设置，样品能够与物镜的轴线垂直，这样，能够使激光无论通过哪一个物镜入射到样品上，都能够实现垂直入射到样品上，从而能够提高探测到的光学信息的可信度。

这里，样品和探针位于物镜的工作距离内，即样品和探针与物镜的距离小于物镜的工作距离，这样，能够保证通过物镜入射的光路能够照射在样品上，并且样品反射或透射的光路能够传递到物镜上。物镜的工作距离是指当所观察的标本最清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。

并且，两个物镜其中一者可以收集样品的反射光路，另一者可以收集透射光路。具体地，两个物镜可以分别为第一物镜8和第二物镜9，样品靠近第一物镜8设置，探针靠近第二物镜9设置。激光通过第一物镜8照射到样品上，由第一物镜8收集从样品上反射回来的激光信号，由第二物镜9收集经由样品透射的激光信号。

如此设置，通过制冷系统和真空腔能够使样品处于超高真空和超低温的环境中，能够极大地增强本原子力显微镜的探测能力；在满足超高真空和超低温实验环境的同时，不但为光学物镜的引入提供足够的空间，而且探针和样品垂直于物镜的轴线放置，结构紧凑，满足了物镜的工作距离；通过设置的水平对称的视窗组件可以解决物镜和真空环境兼容的问题，视窗组件的中空壳体6内部为大气环境，保证了物镜在大气下的工作条件，中空壳体6靠近样品的一端设置透光盖板7，允许激光的通过。视窗组件水平对置的放置方式保证了激光的垂直入射以及反射光路和透射光路的同时实现，并允许任意一种光路和超高真空超低温原子力显微镜进行耦合，成功解决了光学检测手段和原子力显微镜的耦合问题。

在本发明的可选实施例中，本耦合反射和透射光路的原子力显微镜还包括移动装置，移动装置用于调节样品和探针的相对位置，以便于探针与样品接触或靠近，从而对样品进行探测。

并且，移动装置可以位于真空腔内，这样，既便于调节样品和探针的相对位置，又能够保证真空腔的真空性。

在本发明的可选实施例中，本耦合反射和透射光路的原子力显微镜还包括减振模块，移动装置设置在减振模块上，以实现对样品和探针的减振，避免受外界作用力而影响对样品探测的准确性。

这里，减振模块与制冷系统或腔体1连接。

具体地，减振模块包括弹簧减振架和涡流阻尼减振模块，其中，弹簧减振架的第一端与制冷系统连接，涡流阻尼减振模块与弹簧减振架的第二端连接，并且移动装置设置在涡流阻尼减振模块上。这样，通过弹簧减振架和涡流阻尼减振模块的双重减振可以提高对样品和探针的减振效果。

在可选的实施例中，弹簧减振架和涡流阻尼减振模块通过外部框架与制冷系统连接，外部框架包括上基座17、四根支架管道16和下基板18，上基座17可以与制冷系统固定连接，四根支架管道16的顶端均与上基座17固定连接，下基板18与支架管道16的底端连接。

并且，弹簧减振架包括四根弹簧19，四根弹簧19分别设置在四根支架管道16内，弹簧19的顶端通过吊钩砝码20悬吊在支架管道16内，弹簧19的底端与涡流阻尼减振模块连接；涡流阻尼减振模块包括移动装置支座22和电磁涡流阻尼栅格21，电磁涡流阻尼栅格21设置在下基板18和移动装置支座22之间，移动装置设置在移动装置支座22上。

这里，四根支架管道16环绕设置在移动装置外，并且上基座17和下基板18均为圆形结构且直径相同。移动装置支座22可以为固定在电磁涡流阻尼栅格21上的铜盘结构。

在本发明的可选实施例中，移动装置包括粗动模块11和精动模块12。

其中，粗动模块11设置在减振模块上，具体地，粗动模块11可以设置在移动装置支座22上，粗动模块11用于粗调、使样品接近探针，以便于探针对样品进行探测。

精动模块12用于调节样品或探针的精确位置、使样品与探针接触，从而实现探针对样品的探测。

在其中一种实施例中，精动模块12设置在粗动模块11上，并且样品设置在精动模块12上，以使精动模块12能够带动样品与探针接触或靠近，并且探针通过支架13与减振模块连接。

在另一种实施例中，精动模块12可以设置在减振模块上，具体地，精动模块12可以设置在移动装置支座22上，并且探针设置在精动模块12上，以使精动模块12能够带动探针与样品接触或靠近。

在可选的实施例中，粗动模块11或精动模块12上可以设置有样品托14、以用于固定样品；精动模块12或减振模块上可以设置有探针托15、以用于固定探针。这里，样品托14可以设置在精动模块12上，精动模块12可以设置在粗动模块11上，探针通过探针托15与减振模块连接。

并且，为了使物镜入射进的光路照射在样品和探针上，在样品托14和探针托15上均设置有通孔29，以供光路穿过通孔29照射在样品和探针上或供反射和透射的光路传导至物镜上。

在可选的实施例中，粗动模块11可以为三维压电扫描台，步距较大，用于驱动样品快速接近探针。这里，三维压电扫描台是采用压电陶瓷驱动，基于高精度无摩擦柔性铰链平行导向结构实现三维XYZ向直线运动，具体不对三维压电扫描台的结构进行限定，只需能够实现三维XYZ向直线运动即可。

在可选的实施例中，精动模块12可以为压电扫描管，用于样品在粗动模块11的作用下到达指定位置后，精动模块12实现XYZ三个方向的扫描成像，从而调节样品和探针的精确位置。

在本发明的可选实施例中，制冷系统包括第一冷屏4、第二冷屏3、液氮杜瓦31和液氦杜瓦2，第一冷屏4和第二冷屏3用于屏蔽热辐射，第一冷屏4与液氮杜瓦31连接，这样，通过液氮杜瓦31能够使第一冷屏4的温度达到77K(即液氮温度)；第二冷屏3与液氦杜瓦2连接，这样，通过液氦杜瓦2能够使第二冷屏3的温度达到4K(即液氦温度)。

并且，第一冷屏4位于腔体1内，第二冷屏3位于第一冷屏4内，并且样品和探针均位于第二冷屏3内。这样设置，既能够保证样品和探针处于超低温环境中，又能够减小液氦的使用，从而降低成本。

这里，液氦杜瓦2和液氮杜瓦31均通过密封法兰与腔体1连接，以保证真空腔的密封性。

在一些实施例中，液氦杜瓦2可以设置在液氮杜瓦31内，即液氦杜瓦2和液氮杜瓦31可以为一个杜瓦，该杜瓦包括盛装液氦的内罐和盛装液氮的外罐，内罐位于外罐内，这样，便于减小制冷系统的占用空间。

在本实施例中，中空壳体6的第二端穿过第一冷屏4和第二冷屏3、并靠近探针，以便于物镜靠近位于两个中空壳体6之间的样品，从而使样品能够位于物镜的工作距离内，实现物镜与真空环境的耦合。

在本发明的可选实施例中，本耦合反射和透射光路的原子力显微镜还包括用于驱动物镜在中空壳体6内移动的三维位移台23。通过三维位移台23能够调整物镜的位姿，从而调节激光入射角度或位置，并便于接收反射光路和透射光路，提高探测的准确性。

具体地，三维位移台23通过物镜支架10与物镜连接，并且物镜支架10位于中空壳体6内，以便于三维位移台23调节物镜的位姿。

在本实施例中，物镜设置在物镜支架10的前端(即物镜支架10靠近透光盖板7的一端)，物镜支架10为内部中空结构，激光可以通过物镜支架10和物镜照射到样品上。三维位移台23可以设置在物镜支架10的底端，用于带动物镜沿水平方向和竖直方向移动，用于调整物镜的水平位置以及焦距，从而能够弥补装配过程中的误差。

在可选的实施例中，三维位移台23包括底座、位移平台和托板，位移平台与底座连接，位移平台包括X方向位移机构、Y方向位移机构和Z方向位移机构，以使位移平台能够实现三个自由度的平移。

这里，X方向位移机构、Y方向位移机构和Z方向位移机构可以由气缸或电动推杆或丝杠机构等驱动装置进行驱动。

在可选的实施例中，本耦合反射和透射光路的原子力显微镜还包括两个内凹法兰5。两个内凹法兰5相对称设置，并且两个内凹法兰5与腔体1通过金属密封的方式连接，两个视窗组件分别通过两个内凹法兰5伸入到腔体1内、并近距离接近样品和探针。

在本实施例中，视窗组件的中空壳体6的材质可以为不锈钢，透光盖板7的材质可以为高透光玻璃，并允许激光透过。并且，腔体1的材质可以为不锈钢。这里，中空壳体6和腔体1的材质具体可以为316不锈钢。

在本发明的可选实施例中，物镜可拆卸地设置在中空壳体6内，以便于根据需要更换物镜，即第一物镜8和第二物镜9可以更换为任何一种光学物镜。

在本发明的可选实施例中，光学系统还包括用于第一物镜8或第二物镜9连接的位置检测装置。

这里，位置检测装置可以与第二物镜9连接。具体地，位置检测装置包括CCD相机26、激光器24、光电检测器25、设置在物镜支架10内的第一镜片27和第二镜片28，其中，激光器24设置在物镜支架10外，并且激光器24用于发射激光，激光器24发射的激光能够通过第一镜片27垂直入射至第二物镜9处，该激光经过第二物镜9照射至探针上。CCD相机26设置在物镜支架10远离第二物镜9的一端，CCD相机26用于接收探针反射的部分光信号、以实现对探针的成像，并且第二镜片28靠近第二物镜9设置，以用于将探针反射回来的光信号反射至光电检测器25内，以使光电检测器25接收光信号从而检测探针的形变。

本耦合反射和透射光路的原子力显微镜还可以包括外部光路装置，外部光路装置可以设置物镜支架10远离透光盖板7的一端，并且物镜与外部光路装置可以根据功能需求任意搭配。

比如，利用拉曼光学检测系统发射激光，经由第一物镜8汇聚到样品上，并由第一物镜8收集从样品上反射的光信号，将该信号传回拉曼光学检测系统进行分析，获得样品的拉曼信号。从激光器24发射一束激光，经过第一镜片27和第二物镜9照射到探针上，经过探针反射，一部分激光经过第二镜片28照射在光电检测器25上，一部分激光照射在CCD相机26上。照射在光电检测器25的激光是为了检测原子力显微镜扫描过程中探针形变，获得力学信息；照射在CCD相机26上的激光可以实现对探针的成像。因此，实现了拉曼光学检测和超高真空超低温原子力显微镜检测的耦合。

在现有技术中，将光路与原子力显微镜耦合的方法有以下几种：

1)在大气下，通过将物镜倾斜放置(与样品表面夹角为45°)，实现激光和原子力显微镜探针的耦合；

2)在超高真空环境下，借助纤细的光纤，伸入到样品附近，实现耦合；

3)在超高真空环境下，设计特制透镜，置于真空中，替代传统光学物镜实现耦合。

而在现有将光路与原子力显微镜耦合的方法存在以下缺点：比如：

方法1)中，物镜倾斜放置会导致照射在样品上的光斑为椭圆形，光斑能量的空间分布将不再符合常规的高斯分布，使得探测到的光学信息可信度降低。另外，对于探测电子自旋来说，非垂直入射激光难以探测电子自旋状态，因此这种耦合方法限制了光学探测的适用范围。

方法2)虽然可以将激光引入到样品表面，但是光纤提供的光斑形状和对光学信号的收集能力远远小于传统光学物镜，即信噪比很差。

方法3)中使用的特制透镜虽然解决了传统物镜不能在真空中使用的问题，但是透镜的成像质量和信噪比都要弱于传统光学物镜。除此之外，上述三种方法仅支持反射式光路，只能收集反射光的信息，无法支持透射光路。

本发明提供的一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜与上述将光路与原子力显微镜耦合的方法相比，本原子力显微镜使用的物镜为一般的光学物镜，通用性更强；使用的光学物镜工作在大气环境中，便于更换；使用的光学物镜可以是商业成品物镜，具有更强的成像能力和信号收集能力；并且提出的对称设置的视窗组件既可以满足反射光路需求，又可以满足透射光路需求；提供物镜支架10是通用光学接口，理论上可以将任意一种光学检测手段与该原子力显微镜耦合，使该原子力显微镜具有广泛的适用性。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，包括：

腔体，设置有真空腔，所述真空腔用于容纳样品；

探针，位于所述真空腔内，所述探针用于对样品表面进行探测；

制冷系统，用于使所述真空腔内形成低温环境；

光学系统，包括一对视窗组件和一对物镜，其中，

所述视窗组件包括中空壳体和用于封闭所述中空壳体第二端的透光盖板，所述中空壳体的第二端伸入所述腔体内，两个所述透光盖板平行对称设置，所述样品和所述探针位于两个所述透光盖板之间；

一对所述物镜分别设置在一对所述中空壳体内，两个所述物镜平行对称设置，所述样品能够与所述物镜的轴线垂直。

2.根据权利要求1所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，还包括用于调节所述样品与所述探针相对位置的移动装置，所述移动装置位于所述真空腔内。

3.根据权利要求2所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，还包括设置在所述真空腔内的减振模块，所述移动装置设置在所述减振模块上，所述减振模块与所述制冷系统或所述腔体连接。

4.根据权利要求3所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，所述移动装置包括：

粗动模块，设置在所述减振模块上，所述粗动模块用于粗调、使所述样品接近所述探针；

精动模块，用于精调、使所述样品与所述探针接触或靠近，所述精动模块设置在所述粗动模块上，且所述精动模块用于固定所述样品；或，所述精动模块设置在所述减振模块上，且所述探针设置在所述精动模块上。

5.根据权利要求1所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，所述制冷系统包括：

第一冷屏，位于所述腔体内；

第二冷屏，位于所述第一冷屏内，所述样品和所述探针位于所述第二冷屏内，且两个所述中空壳体的第二端穿过所述第一冷屏和所述第二冷屏、并靠近所述探针；

液氮杜瓦，用于盛装液氮，所述第一冷屏与所述液氮杜瓦连接；

液氦杜瓦，用于盛装液氦，所述第二冷屏与所述液氦杜瓦连接。

6.根据权利要求1所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，还包括用于驱动所述物镜在所述中空壳体内移动的三维位移台。

7.根据权利要求3所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，所述减振模块包括：

弹簧减振架，所述弹簧减振架的第一端与所述制冷系统连接；

涡流阻尼减振模块，所述涡流阻尼减振模块与所述弹簧减振架的第二端连接，且所述移动装置设置在所述涡流阻尼减振模块上。

8.根据权利要求4所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，所述粗动模块为三维压电扫描台，所述精动模块为压电扫描管。

9.根据权利要求4所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，所述粗动模块或所述精动模块上设置有用于固定所述样品的样品托；所述精动模块或所述减振模块上设置有用于固定所述探针的探针托；且所述样品托和所述探针托上均设置有供光路通过的通孔。

10.根据权利要求6所述的耦合反射和透射光路的原子力显微镜，其特征在于，所述三维位移台通过物镜支架与所述物镜连接。

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