专利名称：一种低温扫描近场光学显微镜的减振结构的制作方法
技术领域：
本发明属于近场光学仪器制造技术领域，具体是一种低温扫描近场光学显微镜的减振结构。
背景技术：
近场光学显微术(SNOM)利用近场相互作用，可以达到小于IOOnm的分辨率，远远优于受衍射障碍限制的远场显微术。运用近场光学成像的想法第一次是由Synge在1928年提出的，他指出通过亚波长孔径照射物体与非常接近样品的探测器的结合，通过非衍射限制过程可以获得高分辨率。将原理变为现实的常规的实验仪器是Pohl et al.等人在1984 年完成的，从而扫描近场光学显微镜得以实现，光学衍射极限获得真正突破。扫描近场光学显微镜(SNOM)在材料的纳米尺度光学成像，量子器件的发光特性，以及表面等离激元的近场探测等诸多领域得以应用。在低温环境下，一些常温的SNOM的问题可以得到改善。如 SNOM的成像较慢，以此对系统的各种参数温漂敏感，而在在低温下，热噪声小，各种漂移参数得到抑制，有利于得到高质量长时间成像与光谱信息。光学探测时，光信号的信噪比大幅提高，可探测到常温下被淹没的微弱信号。光谱谱线宽度减小，有利于分辨精细能级结构。 对于一些样品，如半导体、有机荧光分子中许多复合发光的现象与温度密切相关。在低温下一些非辐射复合过程发生的机率降低，载流子热运动的平均能量降低，因此发光效率比室温下大为提高，光谱宽度减小，信噪比高，而且诸如激子复合等现象也只能在低温下才能出现，载流子的寿命，迁移率等等其它性质也往往与温度密切相关。利用近场光学的高空间分辨率，结合低温的手段，可以对这些发光现象进行深入的研究。SNOM中应用的一个重要技术是压电陶瓷扫描，即可以在Inm以下步进样品。在这样微小的尺度上移动样品，需要对外界的振动实行高度的隔离，所以对SNOM的振动隔离部分有很高的要求。低温真空环境下工作的SNOM对振动的隔离有更高的要求。因为在低温下工作，需要高的真空，而为获得高真空需要各种真空泵，真空泵工作时，会引入各种频率的振动到样品台。此外，低温杜瓦中的液氦/液氮的冒泡现象也会给系统带来振动。所以必须把这些振动有效地隔离，使低温SNOM正常工作。同时减振设计还需考虑到与低温SNOM 的整体设计方案相匹配。现有的SNOM设备一般都工作在常规室温条件下，对减振部分一般并没有作严格的设计，甚至只是简单地将SNOM的扫描部分放在光学减振平台上，无法满足在低温真空环境下扫描近场光学显微镜的减振要求。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的是提供一种低温扫描近场光学显微镜的减振结构。本发明的具体技术方案如下扫描SNOM系统的真空腔室分为上下两部分，上部为扫描室，下部为低温杜瓦室。 扫描室内设有扫描头，低温杜瓦室内的低温杜瓦的顶部设有一导热铜盘，减振结构包括金属套筒，低温SNOM扫描头通过弹簧悬挂在金属套筒顶部，起到一次减振的作用。金属套筒与导热铜盘固定，使得整个部件连同扫描头可以整体取出真空腔室。磁阻尼减振装置的“U” 形铜框部分固定在扫描头底座下表面，相对应的磁铁固定在导热铜盘上。振动时，“U”铜框沿磁铁的一边作切割磁力线运动引起磁阻尼，起到二次减振的作用。本发明提出的在低温真空环境中隔离振动结构，通过弹簧和磁阻尼减振装置实现了 2次减振的作用，同时与低温SNOM整体设计方案相匹配。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步说明附图是本发明的结构示意图。其中1_刚性弯钩；2-金属套筒；3-弹簧；4-SN0M扫描头；5_铜框；6_铷铁硼磁铁；7-导热铜盘；8-铜辫子线；9-低温杜瓦的冷却铜盘。
具体实施例方式参考附图，整个减振部件通过刚性弯钩1悬吊在低温腔体的升降杆上。刚性弯钩 1连接在金属套筒2顶部中央。SNOM扫描头4由3根弹簧3悬吊于金属套筒2顶部。在扫描头底座下表面固定有6个铜框5，其下面固定在导热铜盘7上对应的6个方形铷铁硼磁铁 6处于铜框的中间，但不与铜框接触，构成一个磁阻尼减振装置。发生振动时，一方面弹簧3 减振，一方面铜框5沿磁铁6的一边作切割磁力线运动引起磁阻尼，起到减振的作用。金属套筒2与底部导热铜盘7固定，使得整个减振部件连同扫描头一起可以拿出真空腔室。且导热铜盘7紧贴低温杜瓦的冷却铜盘9，通过铜辫子线8降温。
权利要求
1.一种低温扫描近场光学显微镜的减振结构，其特征在于，在低温扫描近场光学显微镜的真空腔内设有一金属套筒，低温SNOM扫描头通过弹簧悬挂在金属套筒内的顶部。
2.如权利要求1所述的低温扫描近场光学显微镜的减振结构，其特征在于，还包括一磁阻尼减振装置，该磁阻尼减振装置的“U”形铜框部分固定在扫描头底座下表面，相对应的磁铁固定在导热铜盘上。
3.如权利要求1所述的低温扫描近场光学显微镜的减振结构，其特征在于，该金属套筒的下端与低温杜瓦顶部的导热铜盘固定。
4.如权利要求1所述的低温扫描近场光学显微镜的减振结构，其特征在于，金属套筒通过刚性弯钩悬吊在真空腔体的升降杆上。
全文摘要
本发明公开了一种低温扫描近场光学显微镜的减振结构，属于近场光学仪器制造领域。在低温扫描近场光学显微镜的真空腔内设有一金属套筒，低温SNOM扫描头通过弹簧悬挂在金属套筒内的顶部，起到一次减振的作用。进一步设有磁阻尼减振装置，磁阻尼减振装置的“U”形铜框部分固定在扫描头底座下表面，相对应的磁铁固定在导热铜盘上。振动时，“U”铜框沿磁铁的一边作切割磁力线运动引起磁阻尼，起到二次减振的作用。本发明实现了低温扫描近场光学显微镜扫描头的减振。
文档编号F16F15/04GK102434621SQ20111025598
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者朱星, 林峰, 赵华波 申请人:北京大学