专利名称：大气和液相通用的原子力显微镜探针架-样品池装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光学仪器中显微镜技术领域，更具体涉及一种适用于不同环境 下使用的原子力显微镜探针架-样品池装置。
背景技术：
众所周知，原子力显微镜是一种利用原子、分子间的相互作用力来观察物体 表面微观形貌的新型实验技术，而目前液相原子力显微镜均釆用特殊的探针架 一样品池装置予以实现，现有的探针架一样品有三种方案。
如图1所示的方案一，将样品1放置于样品台2上，并在样品1的表面滴一 滴液体，然后将探针3伸入到液滴4中对样品1进行扫描，而样品1整体仍处 于大气环境之中，而且探针3及其检测光路极易受到液滴4表面张力和毛细力 的影响，当激光器19的入射激光光束14经过探针3反射后形成反射激光光束 15到达接收器5，在这个过程中图象难以稳定成像，因而仍存在诸多局限性。
如图2所示的方案二，由透光材料的探针架6、橡胶密封圈7和样品台2构 成，探针3固定于探针架6上，当探针3对样品1进行检测时，激光器19的入 射激光光束14经过探针架6、溶液(或大气)和探针3发生折射和反射后到达 接收器5，由于结构的影响，该方案在使用过程中容易出现漏液，导致样品池下 方的压电扫描器受损，而且受橡胶密封圈7的弹性限制，对被测样品1的厚度 有着严格的限制，此外，探针架6和溶液的折射引起反射激光光束的偏转要求 接收器5具有较大^j可调节范围探头。
如图3所示的方案三，采用一个矩形的透明基材作为窗口8，探针3固定于 窗口 8的下方，测量时窗口 8和探针3 —同进入液体池9中对样品1进行检测， 当激光器19的入射激光光束14经过探针3发生偏离折射后到达接收器5，由于受液体折射率的影响，探针3的反射激光光束15产生偏转，同样要求接收器5 具有较大的可调节范围探头。
综上所述,现有技术及实现方案均有不同程度的缺陷，难以大面积推广应用。
发明内容
针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的提出目的在于 一是为了实现原 子力显微镜在大气和液相环境下对样品进行检测成像的功能；二是为了实现能 够在不更换探针和探针架的情况下方便地进行切换，从而进行变换环境下对样 品的原位检测。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下 一种大气和液相通用的原子力 显微镜探针架-样品池装置，包括样品池、探针架以及探针，探针架由盖板及窗 口相接而成，窗口设于盖板内部的中间位置，窗口由透明平板一、透明平板二 所组成，探针悬挂设置于盖板的下方并由弹片顶装于盖板的锲口处，透明平板 一的一端与透明平板二固定相连，另一端与邻接的盖板相连，透明平板二与邻 接的盖板相接，所述的透明平板一、透明平板二分别垂直于打到探针的入射激 光光束和探针的反射激光光束，探针架置于样品池的上方，所述样品池两侧边 的适当位置分别设有进液口及排液口 ，进液口及排液口分别与导液管相连接。
本发明与现有技术相比，具有以下显著的进步和突出的特点用于检测探 针运动的激光束不受样品所处的环境(大气或不同溶液)的影响，可变换环境 对样品进行原位检测，安装便易、固定性好、成本低廉，具有结构合理，操作 简单，实用性高的技术优点，具有省时、省力、操作简便的技术优势。
真正提供三维表面图，同时，不需要对样品进行任何特殊处理，如镀铜或 碳，对样品不会造成伤害，适用范围广，应用价值高。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是现有技术实现方案一的结构示意图； 图2是现有技术实现方案二的结构示意图； 图3是现有技术实现方案三的结构示意图； 图4是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
根据图4所示，本发明的原子力显微镜探针架-样品池装置，包括样品池9、 探针架6以及探针3，探针架6由盖板12及呈透明状的窗口 8相接而成，窗口 8设于盖板12内部的中间位置，窗口 8由透明平板一 10、透明平板二 11所组 成，探针3悬挂设置于盖板12的下方并由弹片13顶装于盖板12的锲口处，透 明平板一 10的一端与透明平板二 11固定相连，另一端与邻接的盖板12相连， 透明平板二 11与邻接的盖板12相接，所述的透明平板一 10、透明平板二 11分 别垂直于激光器19打到探针3的入射激光光束14和探针3的反射激光光束15， 探针架6置于样品池9的上方，所述样品池9两侧边的适当位置分别设有进液 口 16及排液口 17，进液口 16及排液口 17分别与导液管18相连接，被测样品 1固定在样品池9的中央位置。
在上述探针架6中，由于两个透明平板10、 11分别垂直入射激光光束14 和反射激光光束15，因此，无论样品池9是否有溶液，光束都垂直经过所有界 面，不会因空气和的溶液折射率不同、或者不同成分溶液的折射率的差异而产 生折射引起光束偏转，接收器5便能重建三维图像，获得样品的形貌，也就是 说，本发明的原子力显微镜探针架-样品池装置，既可用于大气下，也可用于各 种溶液中对样品进行检测成像；而且检测过程中，可随时通过进液口 16或排液 口 17加入溶液或改变溶液成分，对样品1进行实时原位的检测。通过本发明，原子力显微镜在对样品1进行检测成像的过程中，可在不更
换探针架6和探针3的情况下，方便地改变样品1的环境(大气或不同成分的 液相环境)，对样品l进行实时原位的检测，在电化学、生命科学和界面相关领 域具有重要的应用前景。而且，本发明代替了原来需要分别实现大气和液相的 两套装置，有效降低仪器成本，提高了经济效益。
以上内容是结合具体的主要实施方式所做的进一步详细说明，不能认定本 发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员在不脱离本发明构思的前 提下，所作出的其他若干技术精确、美化的推演或替换，都应当属于本发明的 保护范围。
权利要求
1、一种大气和液相通用的原子力显微镜探针架-样品池装置，包括样品池、探针架以及探针，其特征在于探针架由盖板及窗口相接而成，窗口设于盖板内部的中间位置，窗口由透明平板一、透明平板二所组成，探针悬挂设置于盖板的下方并由弹片顶装于盖板的锲口处，透明平板一的一端与透明平板二固定相连，另一端与邻接的盖板相连，透明平板二与邻接的盖板相连，所述的透明平板一、透明平板二分别垂直于打到探针的入射激光光束和探针的反射激光光束，探针架置于样品池的上方。
2、 根据权利要求1所述的大气和液相通用的原子力显微镜探针架-样品池装置，其特征 在于所述样品池两侧边的适当位置分别设有进液口及排液口，进液口及排液口分别与导液 管相连接。
全文摘要
本发明提供一种适用于不同环境下使用的原子力显微镜探针架-样品池装置，包括样品池、探针架及探针，探针架包括盖板及由透明平板一、透明平板二所组成的窗口，探针悬挂设置于盖板的下方并由弹片顶装于盖板的锲口处，透明平板一、透明平板二分别垂直于打到探针的入射激光光束和探针的反射激光光束，样品池两侧边分别设有可与导液管相接的进液口和排液口，本发明设计合理，实用性强，可在不更换探针架和探针的情况下，方便地改变样品的环境，对样品进行实时原位的检测，在电化学、生命科学和界面相关领域具有重要的应用前景。而且，代替了原来需要分别实现大气和液相两套装置，有效降低仪器成本，大大提高了经济效益。
文档编号G01N13/10GK101581652SQ20091003805
公开日2009年11月18日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者吴浚瀚 申请人:北京本原纳米仪器有限公司