[发明专利]非轻敲模式的散射式扫描近场光学显微镜系统及方法

权利要求书

1.一种原子力显微镜电路，包括：

探针，其具有在针尖处结束的悬臂，所述探针被配置成接近样品台上的样品的组，从而导致所述悬臂的一个或多个垂直偏转；

位置传感器，其被配置成检测所述悬臂的垂直偏转；

光源，其被配置成将光引向所述样品；

光学检测器，其被配置成检测从所述样品散射的光；以及

分析电路，其被配置成：

i)接收多个近场散射响应，所述近场散射响应对应于所述多个近场散射响应中的相应的一个与背景信号之间的差；以及

ii)将所述多个近场散射响应与所述针尖和所述样品之间的多个针尖-样品距离相关联，以创建近场响应数据映射，所述映射将不同样品位置的近场响应与相应的针尖-样品距离相联系。

2.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，其中，所述分析电路包括处理器。

3.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，其中，所述分析电路还包括二维建模电路，所述二维建模电路被配置成响应于相关性生成所述样品的三维表示。

4.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，其中，所述分析电路还包括三维建模电路，所述三维建模电路被配置成响应于相关性生成所述样品的三维表示。

5.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，还包括：压电区域，其被布置在所述样品台上并被配置成在频率范围内振荡。

6.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，还包括：电传感器，其被配置成当所述针尖不足够接近所述样品来引起短距离近场相互作用时确定背景信号，并且被配置成确定由于所述针尖与所述样品的短距离近场相互作用而产生的散射光信号响应。

7.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，其中，所述光源包括被配置成产生来自由红外光、可见光和太赫兹范围的光组成的组中的光信号的光源。

8.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，其中，所述位置传感器还包括电压检测器。

9.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，其中，所述光学检测器还包括干涉光学检测器。

10.根据权利要求1所述的原子力显微镜电路，其中，所述针尖包括金、铂、铱或它们的合金。

11.一种原子力显微镜，包括：

样品台，其用于接收材料样品；

压电振荡区域，其被配置成以振荡频率振荡；

探针，其具有在针尖处结束的悬臂，所述探针被配置成接近样品台上的所述样品的组，从而导致所述悬臂的一个或多个垂直偏转；

位置传感器，其被配置成检测悬臂的垂直偏转；

压电驱动器，其被配置成以低于所述探针的所述悬臂的最低谐振频率的频率驱动所述压电振荡区域；

光源，其被配置成将光引向所述样品；

光学检测器，其被配置成检测从所述样品散射的光；以及

分析电路，其被配置成：

i)接收多个近场散射响应信号，所述近场散射响应信号对应于所述多个近场散射响应信号中的相应的一个与背景信号之间的差；以及

ii)将所述多个近场散射响应信号与所述针尖和所述样品之间的多个针尖-样品距离相关联，以创建近场响应数据映射，所述映射将不同样品位置的近场响应与相应的针尖-样品距离相联系。

12.根据权利要求11所述的原子力显微镜，其中，台驱动器还被配置成以0.1kHz至100.0kHz的振荡频率驱动所述压电区域。

13.根据权利要求11所述的原子力显微镜，还包括：一个或多个抛物面镜，其被配置成对近场散射响应进行重新定向。

14.根据权利要求13所述的原子力显微镜，还包括：分束器，其被配置成将原始光源信号与所述近场散射响应信号相结合。