一种基于光纤传感的扫描探针表面测量系统和测量方法

摘要

本发明提供了一种基于光纤传感的扫描探针表面测量系统和测量方法，所述系统包括：光纤位移传感单元，用于检测发射光纤入射到接收光纤的光功率，将光功率转换成电信号输入系统控制单元；光纤对准单元；微悬臂探针单元，用于通过改变弹性微悬臂的位置或弹性形变，调整微探针在样品表面上的位置，并带动微平板测头产生垂直位移，改变入射到接收光纤的光功率；三维扫描单元，用于使样品做三维移动扫描；系统控制单元，用于对上述单元的运动进行监视或控制，并对接收到的电信号和微探针在样品表面上的位置进行数据处理，获得样品的表面结构。本发明结构简单、光学器件少、稳定性好；可以实现高分辨率、大范围超精表面的检测。

主权项

一种基于光纤传感的扫描探针表面测量系统，其特征在于，包括：光纤位移传感单元，包括发射光纤和接收光纤，用于检测发射光纤入射到接收光纤的光功率，并将所述光功率转换成电信号输入到系统控制单元；光纤对准单元，用于依据系统控制单元的监视对发射光纤和接收光纤进行轴对准；微悬臂探针单元，包括带测头微探针，所述带测头微探针包括：弹性微悬臂、分别与弹性微悬臂的一端垂直连接的微平板测头和微探针，所述微平板测头位于发射光纤和接收光纤之间；所述微悬臂探针单元用于依据系统控制单元的控制，通过改变弹性微悬臂的位置或弹性形变，调整微探针在样品表面上的位置，并带动微平板测头产生垂直位移，改变入射到接收光纤的光功率；三维扫描单元，用于依据系统控制单元的控制，使样品做三维移动扫描；系统控制单元，用于对光纤对准单元的轴对准操作、微探针和三维扫描单元的运动进行监视或控制，并对接收到的电信号和微探针在样品表面上的位置通过工控机进行数据处理，获得样品的表面结构。