本发明涉及光电测试领域，尤其涉及一种基于扫描探针的光路减震装置及方法。
背景技术：
在材料的微观光电表征分析中，通常需要涉及到辅助的光路系统。在常规的激光辅助光电测试系统中，特别是单激光光源多设备联用的情况下，一般测试系统和光学系统是分立的。测量过程中，首先对样品进行普通的表面电学表征。之后，对样品的光电响应进行表征的时候，加入激光，激光光源是从另一独立的设备中发射过来，并通过反射镜、准直镜等的调节最终将激光光斑投射到指定的位置；最后通过扫描探针设备对样品进行测试，实现定点原位光电响应表征。
但是，由于扫描探针设备和激光光源设备是两套独立的系统，并且由于不同设备对振动噪声的屏蔽程度要求不同，因此，当设备工作时，光源和扫描探针设备总是会存在一定的相对运动，如果激光在到达扫描探针指定测量的区域之前需要传播的距离过长，那么样品上的光斑就会出现由于光路的放大导致的光斑晃动漂移，使得光斑不能准确的聚焦在指定的位置，影响实验测量结果的准确性。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于扫描探针的光路减震装置及方法，其能够控制光斑稳定不漂移。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于扫描探针的光路减震装置，包括：一控制器；一第一扫描振镜及一第二扫描振镜，所述第一扫描振镜设置在光源之后，用于改变光源发出的光的光路，所述第二扫描振镜设置在所述第一扫描振镜与样品台之间，用于改变第一扫描振镜反射的光的光路，并将光反射向样品台，所述第一扫描振镜及第二扫描振镜分别与控制器电连接，所述控制器控制第一扫描振镜及第二扫描振镜的转动；一第一采样镜及一第二采样镜，所述第一采样镜设置在第一扫描振镜及第二扫描振镜之间的光路上，用于采集该光路的光信号，所述第二采样镜设置在第二扫描振镜与样品台之间的光路上，用于采集该光路的光信号；一第一四象限光探测器及一第二四象限光探测器，所述第一四象限光探测器相对于第一采样镜设置，用于检测来自第一采样镜的光，并将该光在第一四象限光探测器上的位置信息传递给控制器，所述第二四象限光探测器相对于第二采样镜设置，用于检测来自第二采样镜的光，并将该光在第二四象限光探测器上的位置信息传递给控制器。
进一步，所述第一扫描振镜与光源在同一水平面上放置，所述第一扫描振镜与所述第二扫描振镜在同一竖直面上放置。
进一步，还包括一反射镜，所述反射镜设置在第二扫描振镜与样品台之间，将所述第二扫描振镜反射的光反射向样品台。
进一步，所述反射镜与所述第二扫描振镜在同一水平面上放置，并与所述样品台在同一竖直面上放置。
本发明还提供一种基于扫描探针的光路减震的方法，包括如下步骤：第一扫描振镜反射光源发射的光，并将所述光反射向第二扫描振镜，第二扫描振镜接收来自第一扫描振镜反射的光，并改变光路，使光射向样品台；设置在第一扫描振镜与第二扫描振镜之间的光路上的第一采样镜采集该光路的光，并将光反射向第一四象限光探测器；所述第一四象限光探测器检测该光在该第一四象限光探测器上的位置，并将该位置信息反馈给控制器；若所述光在该第一四象限光探测器上的位置不在所述第一四象限光探测器的中心，则所述控制器调节所述第一扫描振镜，改变光路，使光在该第一四象限光探测器的中心；设置在第二扫描振镜与样品台之间的光路上的第二采样镜采集该光路的光，并将该光反射向第二四象限光探测器；所述第二四象限光探测器检测该光在该第二四象限光探测器上的位置，并将该位置信息反馈给控制器；若所述在该第二四象限光探测器上的位置不在所述第二四象限光探测器的中心，则所述控制器调节所述第二扫描振镜，改变光路，使光在该第二四象限光探测器的中心。
进一步，所述第一扫描振镜与光源在同一水平面上放置，所述第一扫描振镜将所述光源发射的光朝向竖直方向反射，所述第一扫描振镜与所述第二扫描振镜在同一竖直面上放置，所述第二扫描振镜将接收的光朝向水平反向反射。
进一步，还包括一反射镜，所述反射镜设置在第二扫描振镜与样品台之间，将所述第二扫描振镜反射的光反射向样品台。
进一步，所述反射镜与所述第二扫描振镜在同一水平面上放置，并与所述样品台在同一竖直面上放置，所述反射镜将所述第二扫描振镜反射的光向竖直方向反射。
进一步，还包括：若光在该第一四象限光探测器的中心，则控制器不调节第一扫描振镜；和/或若光在该第二四象限光探测器的中心，则控制器不调节第二扫描振镜
本发明的优点在于，通过四象限光探测器感应光路中光信号，并将其位置信息进行实时反馈，通过扫描振镜调节光源的光路，使得样品上的光斑位置相对样品保持稳定不变，实现控制光斑稳定不漂移。本发明方法在减少光路振动的基础上，提高了扫描探针显微镜在材料表面光电测量上的稳定性和可靠性，提升了扫描探针显微镜在微区光电响应表征的准确度。
附图说明
图1是本发明基于扫描探针的光路减震装置的结构示意图及光路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的基于扫描探针的光路减震装置及方法的具体实施方式做详细说明。
图1是本发明基于扫描探针的光路减震装置的结构示意图及光路图。参见图1，本发明基于扫描探针的光路减震装置包括控制器（附图中未标示）、一第一扫描振镜10、一第二扫描振镜11、一第一采样镜20、一第二采样镜22、一第一四象限光探测器30及一第二四象限光探测器31。
所述第一扫描振镜10设置在光源40之后，用于改变光源40发出的光的光路。所述光源40可以为激光光源。所述第二扫描振镜11设置在所述第一扫描振镜10与样品台50之间，用于改变第一扫描振镜10反射的光的光路，并将光反射向样品台50。所述第一扫描振镜10及第二扫描振镜11分别与控制器电连接，所述控制器控制第一扫描振镜10及第二扫描振镜11的转动。扫描振镜为现有的结构，每个扫描振镜后面贴有两个压电陶瓷片，通过控制器控制扫描振镜后面的压电陶瓷的变化达到控制扫描振镜平动、转动，从而改变光反射的方向，进而实现光路的控制。
所述第一采样镜20设置在第一扫描振镜10及第二扫描振镜11之间的光路上，用于采集该光路的光信号。所述第二采样镜21设置在第二扫描振镜11与样品台50之间的光路上，用于采集该光路的光信号。所述第一采样镜20及所述第二采样镜21均为基本领域常规的采样镜，本领域技术人员可从现有技术中获取该装置。采样镜的工作原理和现有的半透半反镜类似，不同之处在于，采样镜的光透过率较半透半反镜高，不会过多引起光路由于反射引起的光损失。
所述第一四象限光探测器30相对于第一采样镜20设置，例如，第一采样镜20将光线采样后垂直入射所述第一四象限光探测器。所述第一四象限光探测器用于检测来自第一采样镜30的光信号，并将该光在第一四象限光探测器30上的位置信息传递给控制器，所述控制器根据该位置信息控制第一扫描振镜10转动，进而使光位于第一四象限光探测器30中心。所述第二四象限光探测器31相对于第二采样镜21设置，例如，第二采样镜21将光线采样后垂直入射所述第二四象限光探测器31。所述第二四象限光探测器41用于检测来自第二采样镜31的光信号，并将该光在第二四象限光探测器31上的位置信息传递给控制器，所述控制器根据该位置信息控制第二扫描振镜11转动，进而使光位于第二四象限光探测器31中心。
进一步，在本具体实施方式中，还包括一反射镜60，所述反射镜60设置在第二扫描振镜31与样品台50之间，将所述第二扫描振镜31反射的光反射向样品台50。所述第一扫描振镜10与光源40在同一水平面上放置，所述第一扫描振镜10与所述第二扫描振镜11在同一竖直面上放置，所述反射镜60与所述第二扫描振镜31在同一水平面上放置，并与所述样品台50在同一竖直面上放置，进而实现光源40发出的光线入射样品台50。反射镜60反射的光刻经过聚焦透镜90聚焦后入射至指定位置。
本发明还提供一种基于扫描探针的光路减震的方法。结合图1，所述方法包括如下步骤：
步骤（1）、第一扫描振镜30反射光源40发射的光，并将所述光反射向第二扫描振镜11，第二扫描振镜11接收来自第一扫描振镜10反射的光，并改变光路，使光射向样品台。
在本具体实施方式中，所述第一扫描振镜10与光源40在同一水平面上放置，所述光源40发射的光水平入射在所述第一扫描振镜10上，并朝向竖直方向反射，所述第一扫描振镜10与所述第二扫描振镜11在同一竖直面上放置，所述第一扫描振镜10反射的光竖直入射在所述第二扫描振镜11上，并朝向水平方向反射。进一步，所述第二扫描振镜11反射出的光可射入反射镜60，经反射镜60反射后如何样品台50，所述反射镜60与所述第二扫描振镜11在同一水平面上放置，并与所述样品台50在同一竖直面上放置，第二扫描振镜11反射的光水平入射反射镜60，并从反射镜60竖直反射向样品台50。
步骤（2）、设置在第一扫描振镜10与第二扫描振镜11之间的光路上的第一采样镜20采集该光路的光，并将该光反射给第一四象限光探测器30。所述第一采样镜20仅采集很少一部分的光，其并不影响光路的走向。
步骤（3）、所述第一四象限光探测器30检测该光在该第一四象限光探测器30上的位置，并将该位置信息反馈给控制器。所述光在该第一四象限光探测器30上的位置指的是光在第一四象限光探测器30的中心或非中心。
步骤（4）、若所述光在该第一四象限光探测器30上的位置不在所述第一四象限光探测器30的中心，则所述控制器调节所述第一扫描振镜10，控制所述第一扫描振镜10转动，改变光路，使光在该第一四象限光探测器30的中心；若光在该第一四象限光探测器30的中心，则控制器不调节第一扫描振镜10。
步骤（5）、设置在第二扫描振镜11与样品台50之间的光路上的第二采样镜21采集该光路的光，并将该光反射向第二四象限光探测器31。所述第二采样镜21仅采集很少一部分的光，其并不影响光路的走向。
步骤（6）、所述第二四象限光探测器31检测该光在该第二四象限光探测器31上的位置，并将该位置信息反馈给控制器。所述光在该第二四象限光探测器31上的位置指的是光在第二四象限光探测器31的中心或非中心。
步骤（7）、若所述光在该第二四象限光探测器31上的位置不在所述第二四象限光探测器31的中心，则所述控制器调节所述第二扫描振镜11，控制所述第二扫描振镜11转动，改变光路，使光在该第二四象限光探测器31的中心；若光在该第二四象限光探测器31的中心，则控制器不调节第二扫描振镜11。
本发明通过四象限光探测器感应光路中光信号，并将其位置信息进行实时反馈，通过扫描振镜调节光源的光路，使得样品上的光斑位置相对样品保持稳定不变。本发明方法在减少光路振动的基础上，提高了扫描探针显微镜在材料表面光电测量上的稳定性和可靠性。
下面列举一实施例进一步说明本发明基于扫描探针的光路减震的方法技术方案。
实施例
参见图1，在对样品进行表面光电响应测量之前，打开激光光源；激光沿着图1所示的的光路（箭头所示方向）照射到样品70的表面，扫描探针80指向光照位置。调节第一采样镜20及第二采样镜21将光路上的激光采集到第一四象限光探测器30及第二四象限光探测器31上。启动样品台50（所述样品台50为主动式防震台），并开始对样品表面光电响应进行测试。由于激光光源40的平台（激光光源40的平台为普通光学平台）会相对于样品台50具有相对运动，因此光路中的激光由于相对运动导致光斑会在样品上来回移动。此时，第一四象限光探测器30及第二四象限光探测器31上收集到的光信号也会跟着移动；将第一四象限光探测器30及第二四象限光探测器31上的光信号实时反馈，并控制第一扫描振镜10及第二扫描振镜11上的压电陶瓷以调节扫描振镜的转动实现调节光路，使光斑的位置实时固定在第一四象限光探测器30及第二四象限光探测器31的中心，保持光路稳定，从而使样品上的光斑位置相对样品保持稳定不变，从而达到光路减震的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。