[发明专利]一种白光干涉原子力探针系统的成像自动调整装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于白光干涉原子力探针扫描显微镜探针系统的成像自动调整装置，其中白光干涉原子力探针扫描显微镜探针系统包括面CCD测量系统(8)、原子力扫描探针(1)及其探针组件(2)、白光干涉显微系统(11)以及计算机(12)，其特征在于：

所述原子力探针组件(2)通过机架(4)固定，垂直电机位移平台(5)设置于所述机架(4)之上用于实现所述原子力探针组件(2)的调整，所述机架(4)一侧通过面CCD光路连接筒(6)与所述面CCD测量系统(8)联通，通过一夹持机构(7)夹持所述面

CCD光路连接筒(6)与舵机(10)相连，通过所述舵机(10)实现所述面CCD光路连接筒(6)的调整从而调整成像；

所述白光干涉显微系统(11)接收所述计算机(12)的控制产生测试的白光干涉光源传输于所述原子力扫描探针组件(2)的微悬臂上形成白光干涉条纹，其包含所述原子力探针组件上的所述探针(1)的形变信息，所述面CCD测量系统(8)接收所述白光干涉系统(11)形成的图像，并且实时计算所述探针(1)在所述面CCD测量系统(8)中的夹角变化；

所述计算机(12)还包括舵机控制模块及面CCD测量系统控制模块，所述舵机控制模块接收所述计算机(12)的指令来实现所述舵机(10)的运动从而实现成像的自动调整，所述面CCD测量系统控制模块控制所述面CCD测量系统(8)完成成像图像采集及成像夹角的实时计算。

2.如权利要求1所述的白光干涉原子力探针扫描显微镜探针成像自动调整装置，其特征在于，所述舵机(10)与所述夹持机构(7)之间采用铰链机构(9)连接。

3.如权利要求1或2中任意一项所述的白光干涉原子力探针扫描显微镜探针成像自动调整装置，其特征在于，所述夹持机构(7)为两个固定连接的半环状结构，用于夹持所述面CCD光路连接筒(6)。

4.一种利用如所述权利要求1-3中任意一项所述的探针成像自动调整装置来实现成像自动调整的方法，其特征在，该方法包括如下步骤：

第1步通过所述垂直电机位移平台(5)调整所述原子力探针组件(2)将干涉条纹显示在探针上，同时使得整个所述探针(1)在面CCD成像图像上靠近中间区域的位置；

第2步利用所述面CCD测量系统(8)采集所述探针(1)的干涉图像，并返回给所述计算机(12)；

第3步所述计算机(12)通过采集的数据进行图像处理，提取所述探针(1)的边缘，计算所述探针(1)与面CCD坐标系水平的夹角是否在给定的范围内，如果在这个范围内，则调整结束；若不在这个范围内转到第4步；

第4步所述计算机(12)通过计算得到所述探针(1)与面CCD坐标系的水平夹角后，给所述舵机(10)转动的命令，调节所述面CCD光路连接筒(6)的偏转，转入第2步。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特种在于，第3步中判断所述探针(1)与面CCD坐标系的水平夹角是否在给定的范围是所述探针(1)与面CCD坐标系的水平因在±1.5°内。