[发明专利]一种微小力的加载测量装置和方法

权利要求书

1.一种微小力的加载测量装置，其特征在于，包括压电组件、移动组件、第一加载模块、第二加载模块、第一测量模块、第二测量模块、处理模块、光源、第一半透半反镜、第二半透半反镜、第一反射镜至第六反射镜，所述第五反射镜位于所述压电组件和待测样品之间，并随所述压电组件移动；

所述压电组件朝向所述移动组件的一端承载有待测样品，所述压电组件用于带动所述待测样品移动；

所述移动组件的第一端位于所述待测样品的移动方向上且与所述待测样品之间具有预设距离；

所述待测样品朝向所述压电组件的一端具有第一电极；所述移动组件的第二端固定且所述移动组件的第二端具有第二电极，所述第二端与所述第一端相对设置；

所述第一加载模块用于控制所述压电组件产生形变，并通过所述形变向所述移动组件施加机械力，通过所述机械力带动所述移动组件移动；

所述第二加载模块通过向所述第一电极和第二电极施加电压，使所述第一电极和所述第二电极之间产生静电力，并将所述静电力施加在所述移动组件上，通过所述静电力带动所述移动组件移动；

所述光源用于出射测量光；

所述第一半透半反镜用于将所述测量光分成第一测量光和第二测量光；

所述第一反射镜用于将所述第一测量光反射至所述移动组件的第一端；

所述第二反射镜用于将所述移动组件的第一端反射的第一测量光反射至所述第一测量模块；

所述第三反射镜和第四反射镜用于将所述第二测量光反射至所述第二半透半反镜；

所述第二半透半反镜用于将所述第二测量光分成第三测量光和第四测量光，将所述第三测量光反射至所述第五反射镜，将所述第四测量光反射至所述第六反射镜，以使所述第五反射镜反射的第三测量光与所述第六反射镜反射的第四测量光发生干涉形成干涉光；

所述第一测量模块用于根据所述移动组件的第一端反射的第一测量光的位移量以及预先得到的所述第一测量光的位移量与所述移动组件的位移量的对应关系，得到所述移动组件的位移量；

所述第二测量模块用于根据所述干涉光的条纹数以及所述测量光的波长，得到所述压电组件的位移量；

所述处理模块用于根据所述移动组件的位移量得到所述移动组件所承受的力的大小，所述力包括所述机械力和所述静电力；所述处理模块还用于根据所述移动组件的位移量得到所述移动组件与所述待测样品之间的粘附力；所述处理模块还用于根据所述压电组件的位移量和所述移动组件的位移量得到所述待测样品的形变量，并根据所述待测样品的形变量以及所述机械力得到所述待测样品的杨氏模量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一测量模块包括光束质量分析仪和第一计算模块；

所述光束质量分析仪用于测量得到所述移动组件的第一端反射的第一测量光的位移量；

所述第一计算模块用于根据所述移动组件的第一端反射的第一测量光的位移量以及预先得到的所述第一测量光的位移量与所述移动组件的位移量的对应关系，得到所述移动组件的位移量。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二测量模块包括光电探测器和第二计算模块；

所述光电探测器用于探测所述干涉光，并将所述干涉光信号转换为电信号；

所述第二计算模块用于根据所述电信号得到所述干涉光的条纹数，并根据所述条纹数以及所述测量光的波长的一半，得到所述压电组件的位移量；

或者，所述第二测量模块包括光电探测器和示波器；

所述光电探测器用于探测所述干涉光，并将所述干涉光信号转换为电信号；

所述示波器用于根据所述电信号得到所述干涉光的光强随电压变化的曲线，以根据所述曲线得到所述干涉光的条纹数，并根据所述条纹数以及所述测量光的波长的一半，得到所述压电组件的位移量。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括显微镜；

所述显微镜用于观察所述待测样品和所述移动组件。