CN215728236U - 扫描探针显微镜系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种扫描探针显微镜系统，包括探针架、主机探头、音叉型传感探针、主机底座、测控装置以及光学显微镜系统。主机探头包括探针架安装位。探针架被配置为安装于探针架安装位。音叉型传感探针的针尖与音叉型传感探针的音叉垂直。音叉型传感探针被配置为安装于探针架时，主机探头与音叉型传感探针之间具有一个容置区。主机底座被配置为支撑主机探头，并与主机探头信号连接。测控装置与主机底座信号连接。工作时，光学显微镜系统部分置于容置区。光学显微镜系统与测控装置信号连接。本申请基于音叉型自感应型探针设计了可与光学显微镜系统的联用扫描探针显微镜系统。

Description

扫描探针显微镜系统

技术领域

本申请涉及显微镜技术领域，特别是涉及一种扫描探针显微镜系统。

背景技术

扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope,SPM)采用尖锐的探针在样品表面扫描的方法来获取样品表面的一些性质。不同的SPM通常使用不同的传感探针，它们的针尖特性及相应针尖-样品相互作用不同。

原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)是SPM中的一重要仪器类型，目前应用最为广泛。AFM能够对样品的形貌进行成像。AFM还能够对样品局域表面电势、电荷、载流子密度、导电性等进行高分辨的测量和成像。目前在不同环境下，需要使用不同传感探针，此时需要配备不同的主机探头及测控系统，甚至需要设计和配备整套的专用仪器，导致实施的技术难度很大，成本很高，费时费力。

AFM通常都配置辅助的光学显微镜，用于在安装探针或样品时对他们进行观察。不过，这种辅助光学显微镜的放大倍数较小，通常采用长焦距光学显微镜，光学放大倍数通常只需0.5-5倍。更为重要和常见的应用需求是，将AFM 与基于光学显微镜的各种光谱仪相联用，即在AFM形貌测量时对样品的光谱特性进行原位测试并实现较高的空间分辨率，或在光激发的情况下测试其形貌结构或光谱特性。

大气环境AFM通常使用基于激光位置检测的微悬臂探针，由于探针附近需安装激光的光路系统，剩下的空间很小，很难实现与光学显微镜的高倍物镜的联用，通常需要对光路系统进行结构改造，以腾出更多空间用于物镜的安装。因此，存在结构复杂、成本较高，或对AFM的性能和功能形成制约等突出问题。

实用新型内容

基于此，本申请针对上述技术问题，提供一种扫描探针显微镜系统。

本申请提供一种扫描探针显微镜系统，包括：

主机探头，包括探针架安装位；

探针架，被配置为安装于所述探针架安装位；

音叉型传感探针，所述音叉型传感探针的针尖与所述音叉型传感探针的音叉垂直，所述音叉型传感探针被配置为安装于所述探针架时，所述主机探头与所述音叉型传感探针之间具有一个容置区；

主机底座，被配置为支撑所述主机探头，并与所述主机探头信号连接；

测控装置，与所述主机底座信号连接；以及

光学显微镜系统，工作时，所述光学显微镜系统部分置于所述容置区，所述光学显微镜系统与所述测控装置信号连接。

在其中一个实施例中，所述探针架为扁平状，以使得工作距离大于或等于设定距离的所述光学显微镜系统在所述容置区内进行工作。

在其中一个实施例中，所述探针架的数量为多个，每一个所述探针架被配置为安装一个所述音叉型传感探针，所述探针架可拆卸的安装于所述探针架安装位。

在其中一个实施例中，所述多个探针架通过插入的方式的安装于所述探针架安装位。

在其中一个实施例中，所述多个探针架中的任意一个探针架安装于所述探针架安装位时，其上的音叉型传感探针的针尖相对于所述探针架安装位的位置不变。

在其中一个实施例中，所述光学显微镜系统包括：

光谱仪，与所述测控装置信号连接；以及

联用光学系统，工作时，所述联用光学系统部分置于所述容置区，所述光谱仪的光路通过所述联用光学系统实现传送并聚焦于待测样品的设定位置。

在其中一个实施例中，所述联用光学系统包括：

光路组件，所述光路组件部分置于所述容置区，所述光谱仪的光路通过所述光路组件实现传送并聚焦于所述待测样品的设定位置；

三维调节组件，与所述光路组件机械连接，用于调整所述光路组件的位置；以及

支撑平台，被配置为支撑所述三维调节组件。

在其中一个实施例中，所述支撑平台设置于所述主机底座上。

在其中一个实施例中，所述光路组件包括镜筒、转角镜和物镜，所传送的光线依次经所述镜筒、所述转角镜和所述物镜聚焦于所述待测样品的设定位置。

在其中一个实施例中，所述光学显微镜系统还包括：

辅助光路调节系统，设置于所述光谱仪与所述联用光学系统之间。

上述扫描探针显微镜系统包括探针架、主机探头、音叉型传感探针、主机底座、测控装置以及光学显微镜系统。主机探头包括探针架安装位。探针架被配置为安装于所述探针架安装位。所述音叉型传感探针的针尖与所述音叉型传感探针的音叉垂直。所述音叉型传感探针被配置为安装于所述探针架时，所述主机探头与所述音叉型传感探针之间具有一个容置区。主机底座被配置为支撑所述主机探头，并与所述主机探头信号连接。测控装置与所述主机底座信号连接。工作时，所述光学显微镜系统部分置于所述容置区。所述光学显微镜系统与所述测控装置信号连接。本申请基于音叉型自感应型探针设计了可与光学显微镜系统的联用扫描探针显微镜系统。采用针尖垂直与音叉臂安装的所谓垂直力测量模式的音叉探针，使之能够满足在音叉型传感探针的针尖的正上方(或前上方)、以及同时在音叉型传感探针的针尖的左前方和右前方，安装光学显微镜系统的空间位置的需要。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请一个实施例提供的扫描探针显微镜系统的结构示意图；

图2本申请一个实施例提供的音叉型自感应探针中的针尖安装方式；

图3为本申请一个实施例提供的探针架结构示意图；

图4为本申请一个实施例提供的包括探针架和音叉型传感探针的主机探头结构示意图；

图5为本申请一个实施例提供的主机(含主机探头和主机底座)结构示意图；

图6为本申请一个实施例提供的扫描探针显微镜系统立体结构示意图；

图7为本申请又一个实施例提供的扫描探针显微镜系统立体结构示意图；

图8为本申请再一个实施例提供的扫描探针显微镜系统立体结构示意图；

图9本申请一个实施例提供的光学显微镜系统结构示意图。

主要元件附图标号说明

100、扫描探针显微镜系统；10、探针架；11、上方压紧位置；12、电路板安装空间；13、探针安装空间；14、探针架手柄；20、音叉型传感探针；30、主机探头；31、前置电路；32探针架安装位；33、上压紧装置；40、主机底座； 41、压电扫描器；42待测样品；43、探针高度粗调组件；50、测控装置；51、主控制器；52、计算机；60、光学显微镜系统；61、联用光学系统；610、光路组件；611、镜筒；612、转角镜；613、物镜；620、三维调节组件；630、支撑平台；62、光谱仪；621、光学显微镜；622、光谱仪测控系统；63、辅助光路调节系统；101、容置区。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一获取模块称为第二获取模块，且类似地，可将第二获取模块称为第一获取模块。第一获取模块和第二获取模块两者都是获取模块，但其不是同一个获取模块。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种扫描探针显微镜系统。所述扫描探针显微镜系统是基于音叉型自感应型传感探针设计的可与光学显微镜的联用AFM系统。该AFM系统除了具有普通AFM的所有功能外，还可实现与基于光学显微镜的各种光谱仪的联用，可显著提高光谱仪测量成像的空间分辨率。以图1为一实施例，扫描探针显微镜系统100包括探针架10、主机探头30、音叉型传感探针20、主机底座 40、测控装置50以及光学显微镜系统60。主机探头30包括探针架安装位32。探针架10被配置为安装于所述探针架安装位32。所述音叉型传感探针20的针尖与所述音叉型传感探针20的音叉垂直。所述音叉型传感探针20被配置为安装于所述探针架10时，所述主机探头30与所述音叉型传感探针20之间具有一个容置区101。主机底座40被配置为支撑所述主机探头30，并与所述主机探头 30信号连接。测控装置50与所述主机底座40信号连接。工作时，所述光学显微镜系统60部分置于所述容置区101。所述光学显微镜系统60与所述测控装置 50信号连接。可以理解的是，探针架10和音叉型传感探针20连接，构成一个完整的探针结构。

与传统的激光检测型AFM探针相比，采用自感应型探针更有利于AFM与光学显微镜621的联用。目前，用于AFM的各种自感应探针目前还在发展之中，已经商品化的基于QTF的自感应探针种类不多，目前应用较多的主要是 A-probe。音叉型自感应探针中的针尖安装方式通常有两种：垂直安装和平行安装(请参见图2)。这两种安装方式所需占用的位置空间有所不同。采用针尖平行安装方式时，探针需占用样品上方高度较大的空间，因此通常只能将与光学显微镜621联用的物镜613安装在探针的前方，而在探针针尖的正上方、以及左前方和右前方两侧等位置都没有空间可供物镜613安装。采用针尖垂直安装方式时，探针需占用样品上方高度空间相对较小，更有利于在待测样品42上方安装与光学显微镜621联用的物镜613，物镜613的安装空间更为宽裕。

请一并参见图3-8，扫描探针显微镜系统100中的主机探头30安装在主机底座40的上方，通过主机底座40中的探针高度粗调组件43(步进马达和升降运动丝杆)支撑，在本例中共有三套包含运动丝杆在内的高度粗调组件。高度粗调组件在控制电路和软件的控制下，可以带动丝杆升降，从而带动主机探头 30的升降，使得音叉型传感探针20的针尖和待测样品42之间的间距变化。在扫描探针显微镜进行测量和成像时，针尖和样品之间通常处于接触状态(相互之间为斥力相互作用)或者间距很小(为引力相互作用，或静电力、磁力等长程力相互作用为主，间距为几纳米-100纳米范围)，并且需要测量该相互作用力的大小或通过该相互作用力来实现测量或成像。

扫描探针显微镜系统100中的主机底座40包含压电扫描器41。待测样品 42先安装在样品台上，样平台安装在压电扫描器41上。压电扫描器41的作用是带动待测样品42在X、Y、Z这3个方向的位置移动，实现待测样品42的扫描和高度的精确运动控制，运动控制的范围最大通常为1微米-100微米，精度或分辨率可达0.01纳米左右。在主机底座40中，通常设置了压电扫描器41及待测样品42在水平面内的位置调节装置，其调节范围通常约为正/负十毫米左右。

主机探头30上的探针架安装位32与探针架10的结构相适应，以便于将探针架10固定安装于主机探头30上。在一个实施例中，探针架10可拆卸的安装于所述探针架安装位32。可选地，所述探针架10通过插入的方式的安装于所述探针架安装位32。可选地，利用上压紧装置33压紧探针架10的上方压紧位置 11，以将所述探针架10固定安装于探针架安装位32。

探针架10的具体形状结构不做限定，只要将安装有音叉型传感探针20的探针架10安装于主机探头30时，音叉型传感探针20的上方具有一个容置区101，以便于光学显微镜系统60部分置于所述容置区101进行工作即可。光学显微镜系统60部分置于所述容置区101可以理解为光学显微镜系统60的部分结构处于容置区101内，光学显微镜系统60的另一部分结构处于容置区101外。

探针架10与主机探头30之间电气接口兼容，测控装置50具有所有传感探针所需的测量功能、可实现即选即用。即，探针架10与主机探头30之间采用统一的电气接口，兼容各种音叉型传感探针20，可实现探针架10类型的自动识别，也可通过用户测控软件(计算机52、手机等)实现测量功能或参数的配置或修改，所有音叉型传感探针20的任意测量成像功能均可实现即选即用。在主机探头30中，M1是主机探头30和主机底座40的电气信号。M2是测控装置 50和主机底座40之间的信号。M3是测控装置50和光学显微镜系统60之间的信号。

可以理解，测控装置50的结构不做具体限定，只要可以所述主机底座40 信号连接，以与相应的音叉型传感探针20实现信号交互，以使得扫描探针显微镜系统100可以实现任意测量成像功能即选即用即可。

在一个可以实施的方式中，所述测控装置50包括主控制器51和计算机52。扫描探针显微镜系统100中的主控制器51主要包括：粗调控制电路、扫描控制电路、反馈及成像电路等。反馈控制电路的作用是接收音叉型传感探针20所探测的信号(如AFM中的力信号)，与所设定的参考信号(如设定力的大小为1 纳牛)相比较后输出误差信号，根据该误差信号调整压电扫描器41的在垂直方向(Z方向)的电压值V_z，从而控制待测样品42的高度使探针和待测样品42 间的有效间距、或探针的形变量、或相互作用力保持恒定。这样，电压值V_z可作为不同位置时待测待测样品42的局部高度即形貌。通过扫描控制电路使探针针尖在待测待测样品42上的位置扫描，即可的到形貌图像。

由于扫描探针显微镜与光学显微镜系统60都是基于计算机52的仪器，他们之间的通信协调可采用各种基于计算机52的通信方法。所述光学显微镜系统 60与所述测控装置50信号连接，可以理解为为了实现AFM与光学显微镜系统 60的同步联用，测控装置50的计算机52与光学显微镜系统60之间通过网络接口和TCP/IP协议进行通信，在不影响AFM的常规的测量成像功能的基础上，可实现多种联机模式的同步和协调工作。在一个实施例中，通过网路接口TCP/IP 协议实现测控装置50的计算机52与光学显微镜系统60之间的底层通信可以是以光谱仪62为服务器，而SPM为客户端。光谱仪62安装完成并开放联机测试功能后，应向客户端开放其网络地址和端口号。

本申请基于音叉型自感应型探针设计了可与光学显微镜系统60的联用扫描探针显微镜系统100。采用针尖垂直与音叉臂安装的所谓垂直力测量模式的音叉探针，使之能够满足在音叉型传感探针20的针尖的正上方(或前上方)、以及同时在音叉型传感探针20的针尖的左前方和右前方，安装光学显微镜系统60 的空间位置的需要。

在其中一个实施例中，所述探针架10为扁平状，以使得工作距离大于或等于设定距离的所述光学显微镜系统60在所述容置区101内进行工作。采用扁平结构的专用探针架10可以减小探针高度，探针位于待测样品42上方并将待测样品42和探针的上方尽量留空以便为光学显微镜系统60的安装和调节预留足够的空间，可保证光学显微镜系统60有足够的安装空间和调节范围。在本例中，探针架10在探针附近的厚度约为9mm(探针架10上表面到探针针尖前端的垂直距离)。整体装配完成后，可以与工作距离大于或等于12mm的物镜613实现联用。

在其中一个实施例中，所述探针架10的数量为多个，每一个所述探针架10 被配置为安装一个所述音叉型传感探针20，所述探针架10可拆卸的安装于所述探针架安装位32。扫描探针显微镜系统100中的主机探头30可配置多种探针架 10组件，分别用于不同类型的自感应AFM探针或扫描隧道显微镜探针等探针针尖的安装，但每次只能同时插入其中的一种探针架10。而探针信号的前置电路 31则同时包含了各种类型的探针信号处理所需要的全部电路，通过识别探针架 10类型后选择使用这些电路。可选地，探针架10上可以设置电路板安装空间 12、探针安装空间13和探针架手柄14。电路板安装空间12用于安装前置电路31。探针安装空间用于安装音叉型传感探针20。探针架手柄14便于探针架的拆装及携带。

在其中一个实施例中，所述多个探针架10中的任意一个探针架10安装于所述探针架安装位32时，其上的音叉型传感探针20的针尖相对于所述探针架安装位32的位置不变。即，一个主机探头30可配置多种探针架10，不同探针架10安装不同音叉型传感探针20时探针针尖的机械位置基本保持不变(主机底座40也完全一样)。使得每次测量时探针针尖相对于待测样品42的中心位置也基本不变，方便实现原位的、比较性测量。

在其中一个实施例中，所述光学显微镜系统60包括光谱仪62和联用光学系统61。

光谱仪62与所述测控装置50信号连接。可以理解，光谱仪62可以通过光谱仪测控系统622与所述测控装置50的计算机52信号连接。工作时，所述联用光学系统61部分置于所述容置区101，所述光谱仪62的光路通过所述联用光学系统61实现传送并聚焦于待测样品42的设定位置。光谱仪62的光路通过联用光学系统61与扫描探针显微镜相连接，可将光谱仪62发出的光线(通常为激光)传送并聚焦于SPM探针针尖和待测样品42附近。光学系统还可以收集 SPM探针针尖和待测样品42附近的光线并传送到光谱仪62。光谱仪62的光路与扫描探针显微镜之间也可以是通过联用光学系统61沿同一光路反方向同时传送。

在其中一个实施例中，所述联用光学系统61包括光路组件610和三维调节组件620。所述光路组件610部分置于所述容置区101。所述光谱仪62的光路通过所述光路组件610实现传送并聚焦于所述待测样品42的设定位置。三维调节组件620与所述光路组件610机械连接，用于调整所述光路组件610的位置。支撑平台630被配置为支撑所述三维调节组件620。

在其中一个实施例中，所述光路组件610包括镜筒611、转角镜612和物镜 613。所传送的光线依次经所述镜筒611、所述转角镜612和所述物镜613聚焦于所述待测样品42的设定位置。可选地，所述物镜613可以为高倍物镜。

所传送的光线在高倍物镜和光谱仪62之间通常是平行光线，通常还需要经转角镜612转向后经镜筒611传送。仪器安装调试完成后，高倍物镜、转角镜 612和镜筒611等光路组件610之间的空间位置关系是固定的，用户在测量过程中不需调整。这些光路组件610进一步固定安装在三维调节部件上，可以在 X/Y/Z三个方向分别单独调节其位置，典型的调节范围约10mm-20mm。位置调节的主要目的主要是将光线的焦点调节到SPM探针针尖和样品之间的指定位置，实现探针针尖和激光光斑的共焦或近似共焦。三维调节部件则安装在支撑平台630上。安装完成后，支撑平台630与主机底座40的位置关系是固定的，用户无需调节。在其中一个实施例中，所述支撑平台630设置于所述主机底座 40上。

请参见图9，在其中一个实施例中，所述光学显微镜系统60还包括辅助光路调节系统63。辅助光路调节系统63设置于所述光谱仪62与所述联用光学系统61之间。在联用光学系统61和光谱仪62之间还可增加辅助光路调节系统63，以更好地实现他们之间的光路匹配。

扫描探针显微镜联用系统的典型工作过程如下：

1、安装样品；将待测样品42固定在样品台上(样品台通常为圆形铁片)，再将样品台放置在压电扫描器41上。

2、安装传感探针；将音叉型传感探针20安装在对应的探针架10上，将探针架10插入主机探头30的探针架安装位32中。

3、调节联用光学系统61；安装联用光学系统61，开启光谱仪62，通过三维调节部件对高倍物镜的位置进行调节，使得光斑焦点落在探针针尖位置的适当位置。调节光路，使光路和光谱仪62的匹配合适。

4、探针振动曲线测量及参数设置(即Q曲线测量，对于扫描隧道显微镜没有这一步骤)；首先，对探针施加正弦电压激发信号激发其机械振动并测量其振幅和相位，得到Q曲线。其次，根据Q曲线选择适当的电压、频率和振幅等参数的信号，使探针进入激发振动的状态。

5、探针-样品间距的自动逼近；设置探针传感信号的参考值(如频率变化量参考值为15Hz)，通过自动(或手动)方法使探针针尖和样品相接触并保持传感信号与所设置的参考值相等。自动逼近的方法是，通过测控装置50驱动主机底座40中的探针高度粗调组件43中的丝杆向下运动，从而使主机探头30向下移动，减小探针和待测样品42之间的间距直到探针所检测到的传感信号(如力的大小)与参考值相等。自动逼近完成后，探针所探测的信号与所设定的参考值(如设定力的大小)相比较后输出误差信号，根据该误差信号调整压电扫描器41的在垂直方向(Z方向)的电压值Vz，从而控制待测样品42的高度使探针和待测样品42间的有效间距、或探针的形变量、或相互作用力保持恒定。

6、SPM测量；SPM测量包括形貌扫描、力-举例曲线测量等。在正常的成像条件下，通过测控装置50输出X和Y方向的扫描驱动信号，使2-1压电扫描器41产生扫描光栅，保持探针传感信号恒定可实现对2-2待测样品42逐点扫描。扫描得到的图像(如形貌图)则有测控装置50来显示和处理。

7、联机光谱测量；在形貌扫描完成后，启动光谱仪62和SPM系统的电气联用功能。对联用光学系统61进行精细条件，使得激光光斑落在探针和样品之间或附近的适当位置。启动联机光谱测试功能，完成联机光谱测试。

8、联机光谱测试的具体步骤一般为：

①在正常的成像条件下，通过测控装置50输出X和Y方向的扫描驱动信号，在水平面内移动样品，使激光光斑刚好位于样品上的待测位置。

②通过测控装置50将反馈断开，根据设置参数输出Z方向的高度控制驱动信号，在垂直方向移动样品，使探针和样品之间的间距保持某个恒定值或使探针和样品之间的相互作用力恒定。

③用光谱仪62进行光谱测量，收集-光谱仪62测量的数据；当然，此时也可同时收集SPM的数据。

④将样品移动到下一个待测位置，进行下一个位置的联机测量，直到结束。

本申请采用针尖垂直安装的音叉型自感应探针避免其它光源对光谱测量的干扰。音叉型自感应探针的针尖采用垂直安装方式，探针架10采用扁平结构，可保证光学显微镜621的高倍物镜有足够的安装空间和调节范围。使得待测样品42上方探针架10及其固定装置的所占用的空间显著减小，可保证光学显微镜621的高倍物镜有足够的安装空间和调节范围，可在探针正上方、前上方、左上方或右上方等位置安装高倍物镜，获得足够和灵活的安装位置，安装灵活，光谱收集的效率高，物镜613的三维位置手动调节的机械装置的一体化结构，设置在主机底座40上方和主机探头30的周围。在主机底座40上方和主机探头 30的周围设置，用于调节通过物镜613的激光光斑的位置使之始终位于探针针尖的正下方或其附近的指定位置，同时保证激光光路与原光谱仪62的光路的匹配。AFM控制器与光谱仪62之间通过网络接口和TCP/IP协议进行通信，灵活的通信协议，在不影响AFM的常规的测量成像功能的基础上，可实现多种联机方式的同步协调工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种扫描探针显微镜系统，其特征在于，包括：

主机探头，包括探针架安装位；

探针架，被配置为安装于所述探针架安装位；

音叉型传感探针，所述音叉型传感探针的针尖与所述音叉型传感探针的音叉垂直，所述音叉型传感探针被配置为安装于所述探针架时，所述主机探头与所述音叉型传感探针之间具有一个容置区；

主机底座，被配置为支撑所述主机探头，并与所述主机探头信号连接；

测控装置，与所述主机底座信号连接；以及

光学显微镜系统，工作时，所述光学显微镜系统部分置于所述容置区，所述光学显微镜系统与所述测控装置信号连接。

2.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述探针架为扁平状，以使得工作距离大于或等于设定距离的所述光学显微镜系统在所述容置区内进行工作。

3.根据权利要求2所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述探针架的数量为多个，每一个所述探针架被配置为安装一个所述音叉型传感探针，所述探针架可拆卸的安装于所述探针架安装位。

4.根据权利要求3所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述多个探针架通过插入的方式的安装于所述探针架安装位。

5.根据权利要求4所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述多个探针架中的任意一个探针架安装于所述探针架安装位时，其上的音叉型传感探针的针尖相对于所述探针架安装位的位置不变。

6.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述光学显微镜系统包括：

光谱仪，与所述测控装置信号连接；以及

联用光学系统，工作时，所述联用光学系统部分置于所述容置区，所述光谱仪的光路通过所述联用光学系统实现传送并聚焦于待测样品的设定位置。

7.根据权利要求6所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述联用光学系统包括：

光路组件，所述光路组件部分置于所述容置区，所述光谱仪的光路通过所述光路组件实现传送并聚焦于所述待测样品的设定位置；

三维调节组件，与所述光路组件机械连接，用于调整所述光路组件的位置；以及

支撑平台，被配置为支撑所述三维调节组件。

8.根据权利要求7所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述支撑平台设置于所述主机底座上。

9.根据权利要求7所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述光路组件包括镜筒、转角镜和物镜，所传送的光线经所述镜筒、所述转角镜和所述物镜聚焦于所述待测样品的设定位置。

10.根据权利要求6所述的扫描探针显微镜系统，其特征在于，所述光学显微镜系统还包括：

辅助光路调节系统，设置于所述光谱仪与所述联用光学系统之间。

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