CN220357099U - 一种用于真空原子力显微镜的悬臂梁替换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及显微镜设备领域，特别涉及一种用于真空环境下的原子力显微镜的悬臂梁替换装置。本装置由悬臂梁、探针、光纤插头、光纤插座、光纤座套等组成。更换悬臂梁后，在真空外调整好悬臂梁和光纤座的位置，将光纤插头插入光纤座套，与光纤插座连接，将激光引入真空腔体内，与悬臂梁进行耦合，使原子力显微镜快速进入工作状态。本实用新型解决了悬臂梁更换后光纤光路聚焦调整麻烦的问题，无需在真空内进行复杂的调整，将真空外的光路直接引到探针附近，利用真空腔体内的光纤和悬臂梁进行耦合，通过光纤光路直接检测悬臂梁的形变，操作简单、方便，大大提高了检测效率和检测精准度。
Description
技术领域
本实用新型涉及显微镜设备领域，特别涉及一种用于真空环境下的原子力显微镜的悬臂梁替换装置。
背景技术
原子力显微镜是一种具有原子分辨率的表面三维形貌测量和电磁性能分析的重要仪器，在空气、真空、液体中对导电和非导电材料成像时具有的高分辨率、无损伤、广泛适用性以及多功能性，使其成为纳米级表征和测量最流行的科学仪器之一，大大拓展了显微技术在物理、化学、材料、生物、医学、纳米科学等领域的应用，在半导体、航天、制造、能源等行业的科学研究和工业生产中发挥着重要的作用。
原子力显微镜的工作原理是基于原子与原子之间的相互作用力。目前国内外常规的原子力显微镜由激光系统、悬臂系统、压电驱动器、探测系统、反馈路线等组成，通常采用光束偏转法通过检测微悬臂上激光因探针针尖原子与样品表面原子之间相互作用发生形变导致光路偏转从而获得样品表面形貌信息。
随着半导体芯片技术的发展，高真空环境下原位测量技术对原子力显微镜功能设计提出了更高的要求。由于真空环境需要130℃的烘烤，激光器和传感器只能放置于真空外部，激光的入射和反射光需要通过真空腔的密封窗口，以及悬臂梁的更换导致光路的聚焦、调整比较麻烦。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于真空环境下的原子力显微镜的悬臂梁替换装置，解决了悬臂梁更换后光纤光路聚焦调整麻烦的问题。
本实用新型的技术方案如下：
一种用于真空原子力显微镜的悬臂梁替换装置，包括悬臂梁、光纤插头、光纤插座、探针、针尖支架、光纤座套，探针位于悬臂梁一端，其特征在于：所述光纤插头包括光纤座一、光纤座二、内接光纤，所述内接光纤插入光纤座一、光纤座二，光纤座一、光纤座二分别位于内接光纤两端；所述针尖支架用于固定悬臂梁、光纤座一、光纤座二；所述光纤插座包括光纤座三、外接光纤，所述外接光纤插入光纤座三，所述光纤座三位于外接光纤末端；所述光纤座套在所述光纤插头或光纤插座一端，所述光纤插头插入光纤插座，实现内接光纤和外接光纤的光传输。
进一步地，所述的一种用于真空原子力显微镜的悬臂梁替换装置，其特征在于：所述光纤座套的材料为陶瓷。
本实用新型的有益效果是：本实用新型在悬臂梁更换后，在真空外部做好原子力悬臂梁和光纤位置的调整，无需在真空内进行复杂的调整，将真空外的光路直接引到探针附近，利用真空腔体内的光纤和悬臂梁进行耦合，通过光纤光路直接检测悬臂梁的形变，克服了常规原子力显微镜真空环境下光路调整的困难。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图
图中，1、悬臂梁；2、光纤插头；3、光纤插座；4、探针；5、光纤座一；6、光纤座二；7、针尖支架；8、内接光纤；9、光纤座套；10、光纤座三；11、外接光纤。
具体实施方式
下面将结合附图1和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型并不局限于实施例。
一种用于真空原子力显微镜的悬臂梁替换装置，包括悬臂梁1、光纤插头2、光纤插座3、探针4、针尖支架7、光纤座套9，探针4位于悬臂梁1一端，其特征在于：所述光纤插头2包括光纤座一5、光纤座二6、内接光纤8，所述内接光纤8插入光纤座一5、光纤座二6，光纤座一5、光纤座二6分别位于内接光纤8两端；所述针尖支架7用于固定悬臂梁1、光纤座一5、光纤座二6；所述光纤插座3包括光纤座三10、外接光纤11，所述外接光纤11插入光纤座三10，所述光纤座三10位于外接光纤11末端；所述光纤座套9在所述光纤插头2或光纤插座3一端；所述光纤插头2插入光纤插座3，实现内接光纤8和外接光纤11之间的光传输。
更换悬臂梁后，在真空外调整好悬臂梁1和光纤座一5的位置，将光纤插头2插入光纤座套9，与光纤插座3连接，将激光引入真空腔体内，与悬臂梁1进行耦合，使原子力显微镜快速进入工作状态，探针4在高低不平的样品表面运动导致悬臂梁1的形变产生干涉光的变化，通过测量干涉光的变化可以测量悬臂梁1的形变量从而对样品表面进行表征，描绘样品表面形貌。
Claims (2)
1.一种用于真空原子力显微镜的悬臂梁替换装置，包括悬臂梁(1)、光纤插头(2)、光纤插座(3)、探针(4)、针尖支架(7)、光纤座套(9)，探针(4)位于悬臂梁(1)一端，其特征在于：所述光纤插头(2)包括光纤座一(5)、光纤座二(6)、内接光纤(8)，所述内接光纤(8)插入光纤座一(5)、光纤座二(6)，光纤座一(5)、光纤座二(6)分别位于内接光纤(8)两端；所述针尖支架(7)用于固定悬臂梁(1)、光纤座一(5)、光纤座二(6)；所述光纤插座(3)包括光纤座三(10)、外接光纤(11)，所述外接光纤(11)插入光纤座三(10)，所述光纤座三(10)位于外接光纤(11)末端；所述光纤座套(9)在所述光纤插头(2)或光纤插座(3)一端；所述光纤插头(2)插入光纤插座(3)，实现内接光纤(8)和外接光纤(11)之间的光传输。
2.根据权利要求1所述的一种用于真空原子力显微镜的悬臂梁替换装置，其特征在于：所述光纤座套(9)的材料为陶瓷。
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2023
- 2023-05-15 CN CN202321158623.2U patent/CN220357099U/zh active Active
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