原子力测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于光学读出方式的红外探测器，尤其涉及一种原子力测量系统，属于红外成像技术领域。
【背景技术】
[0002]利用电学读出方法的红外热像仪探测器主要有铁电型、电阻型热探测器和热释电探测器。其中，铁电型探测器的主要材料是锆钛酸铅(PZT);电阻型热探测器的热敏感元是热敏电阻，其材料主要是氧化钒和非晶硅；而热释电探测器的主要材料是钛酸锶钡。传统的电学读出方法有很多优势，如能够在室温下工作，不需要光机扫描设备，焦平面阵列与硅工艺能够兼容，并且电学读出方法中的集成电路技术已经比较成熟。然而，电学读出方法仍存在着以下几个问题:由于电流会通过探测单元，因此探测器单元上会产生附加热量，这会影响探测器的探测精度，所以电学读出方法的红外热像仪很难达到很高的探测精度。探测器单元与基底之间设置了热隔离装置，这是为了能够让探测器单元产生有效的局部升温。但是，为了能够读出热电效应的变化，必须将探测器单元用导线与基底相连，而导线往往是良好的热导体，这就仍然会带来附加热量。所以，传统的红外热像仪很难实现理想的热隔离，其探测灵敏度比较低(NETD?100?400mK)，且像素数目很难提高。
【实用新型内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。
[0004]本实用新型提供了一种原子力测量系统，主要包括激光器、准直镜、真空盒、红外透镜、斩光器和PSD，激光器和PSD设置在真空盒的一端，真空盒的另一端依次设置有红外透镜和斩光器。
[0005]优选的，上述红外透镜和斩光器远离真空盒的一端设置有一控制台，控制台上设置有红外目标。
[0006]优选的，上述真空盒中配设有FPA。
[0007]优选的，上述激光器为He-Ne激光器。
[0008]优选的，上述斩光器为机械斩光器。
[0009]本实用新型提供的原子力测量系统利用相同的光路测量经优化的微悬臂梁的热变形的方法灵敏度非常高，并且使用机械斩光器可以提高锁相放大器的参考频率，减小信号噪声，提高信噪比。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型结构示意图。
[0011]附图标记:1_激光器；2_准直镜；3_真空盒；4_红外透镜；5_斩光器；6_红外目标控制台；8-PSD ；9-FPAo
【具体实施方式】
[0012]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0013]本实用新型提供的原子力测量系统，主要包括激光器1、准直镜2、真空盒3、红外透镜4、斩光器5和PSD8，激光器I和PSD8设置在真空盒3的一端，真空盒3的另一端依次设置有红外透镜4和斩光器5。红外透镜4和斩光器5远离真空盒3的一端设置有一控制台7，控制台7上设置有红外目标6。真空盒3中配设有FPA9。激光器I为He-Ne激光器。斩光器5为机械斩光器。
[0014]本实用新型使用了商用的压电电阻微悬臂梁，并采用标准的AFM光学成像系统作为信号读出方案。双材料微悬臂梁的典型尺寸为:长100?200 μ m、宽10?50 μ m、厚0.3?
0.4微米。He-Ne激光器I发出的光被聚焦在微悬臂梁的尖端。该入射光束经微悬臂梁反射后被PSD8接收。PSD8接收的光斑位移变化与微悬臂梁受热后变形偏转量成正比。通过锁相放大电路，他们第一次看到了温度为250°C的物体的热图像。利用相同的光路测量经优化的微悬臂梁的热变形的方法灵敏度非常高，通过验证得到梁的变形分辨率为0.003nm，最小可探测功率为76pW，温度分辨率为2 μ m，可以检测到原子尺度上的悬臂梁变形，但是由于是单点测量，即必须按顺序扫描每个像元，使得光线间会发生互扰；另外，因为要求测量面离焦面要很近，所以难以实现整个焦平面空间的测量。
[0015]其中，机械斩光器5可以提高锁相放大器的参考频率，减小信号噪声，提高信噪比。而PSD8，即四单元位置敏感探测器是用来确定微悬臂梁的位置，并将探测到的信息传到电脑中做后续处理。
[0016]以上所述之【具体实施方式】为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本【具体实施方式】，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种原子力测量系统，其特征在于:所述原子力测量系统主要包括激光器(I)、准直镜(2)、真空盒(3)、红外透镜(4)、斩光器(5)和PSD(8)，激光器(I)和PSD(8)设置在真空盒(3)的一端，真空盒(3)的另一端依次设置有红外透镜(4)和斩光器(5)。2.根据权利要求1所述的原子力测量系统，其特征在于:所述红外透镜(4)和斩光器(5)远离真空盒(3)的一端设置有一控制台(7)，控制台(7)上设置有红外目标(6)。3.根据权利要求1所述的原子力测量系统，其特征在于:所述真空盒(3)中配设有FPA (9)ο4.根据权利要求1所述的原子力测量系统，其特征在于:所述激光器⑴为He-Ne激光器。5.根据权利要求1所述的原子力测量系统，其特征在于:所述斩光器(5)为机械斩光器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种原子力测量系统，原子力测量系统主要包括激光器(1)、准直镜(2)、真空盒(3)、红外透镜(4)、斩光器(5)和PSD(8)，激光器(1)和PSD(8)设置在真空盒(3)的一端，真空盒(3)的另一端依次设置有红外透镜(4)和斩光器(5)。红外透镜(4)和斩光器(5)远离真空盒(3)的一端设置有一控制台(7)，控制台(7)上设置有红外目标(6)。本实用新型提供的原子力测量系统利用相同的光路测量经优化的微悬臂梁的热变形的方法灵敏度非常高，并且使用机械斩光器可以提高锁相放大器的参考频率，减小信号噪声，提高信噪比。
【IPC分类】G01Q60/24
【公开号】CN204807579
【申请号】CN201520390086
【发明人】陈灵燕
【申请人】陈灵燕
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月3日