本发明涉及精密测量仪器领域，特别涉及一种原子力显微镜超短距离激光检测装置。
背景技术：
原子力显微镜是通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微型力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时针尖将与样品相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。为了获得样品表面的信息，一般利用激光检测法，这种相应的装置也称之为激光检测扫描头。激光束打在探针悬臂背面，然后反射到位置探测器上。扫描时，由于样品和探针尖端的原子间相互作用力，探针悬臂将随样品表面形貌而弯曲起伏，反射光束也将随之偏移，再通过检测位置探测器上光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。
原子力显微镜的分辨率非常高，但是扫描范围却很小，通常只有几十微米。而一般在使用原子力显微镜扫描样品时，待测的样品特征区域并不是均匀的分布，通常需要事先进行定位，先要找到待测的样本区域范围。这时就需要一个光学观察定位装置作为辅助，帮助原子力显微镜找到想测的样本区域。当前市场上的原子力显微镜一般都会配置光学观察定位装置，常见的方式都是在原子力显微镜的激光检测扫描头之上增加一个单路光学成像装置，但是由于原子力显微镜的激光检测扫描头本身结构非常复杂，而且探针是处于扫描头的最下端，光学系统中的光路需要穿过扫描头打在最下端的探针和样品才能成像。而光学物镜的倍数越大，数值孔径越大，其工作距离就越小，由于原子力激光扫描头的结构限制，往往只能使用低倍的光学物镜进行定位(一般是10倍)，这就难以对更微小的样品区域定位。有鉴于此，实有必要开发一种原子力显微镜超短距离激光检测装置，用以解决上述问题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种原子力显微镜超短距离激光检测装置，以解决现有的激光检测扫描头由于结构的限制导致不能使用高倍光学物镜进行精确定位、使用不便等问题。
为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种原子力显微镜超短距离激光检测装置，包括：光学物镜组件；以及
设于所述光学物镜组件正下方的激光检测头，所述激光检测头包括：内部中空的壳体；及设于所述壳体内部的激光器组件、探针架组件、及位置探测器组件，
其中，所述光学物镜组件包括物镜转盘以及布置于所述物镜转盘周向上的多个不同放大倍数的物镜，所述物镜的放大倍数为4～100倍。
优选的是，所述物镜设有五个，分别为第一物镜、第二物镜、第三物镜、第四物镜及第五物镜，其中，所述第一物镜、所述第二物镜、所述第三物镜、所述第四物镜及所述第五物镜的放大倍数分别为4倍、10倍、20倍、50倍、及100倍。
优选的是，所述壳体包括设于所述壳体左部的第一腔体、设于所述壳体中间的第二腔体及设于所述壳体右部的第三腔体，所述壳体的最上部设有盖板。
优选的是，所述激光器组件设于所述第一腔体内，所述激光器组件包括：
激光器；
内部中空的激光器X滑块；以及
内部中空的激光器Y滑块；
其中，所述激光器从所述激光器X滑块和所述激光器Y滑块正中间穿过，并固定于所述激光器X滑块上。
所述激光器X滑块和所述激光器Y滑块的调节螺杆穿过所述第一腔体，并通过所述调节螺杆与所述第一腔体相连。
优选的是，所述探针架组件设于所述第二腔体内，所述探针架组件两侧有45°的燕尾槽，其通过所述燕尾槽与所述第二腔体相连。
优选的是，所述探针架组件包括：
探针定位块，其固定于所述探针架组件上；
探针，其固定于所述探针定位块的前端；
弹簧片，其固定于所述探针架组件上并利用弹簧的弹性将所述探针夹住；及
半透半反镜，其设于所述探针架组件正中并处于所述探针的正上方，以与所述探针架组件夹角为45°固定于所述探针架组件上。
优选的是，所述位置探测器组件设于所述第三腔体内，所述位置探测器组件包括：
位置探测器；
内部中空的位置探测器X滑块；以及
内部中空的位置探测器Y滑块；
其中，所述位置探测器从所述位置探测器X滑块和所述位置探测器Y滑块正中间穿过，并固定于所述位置探测器X滑块上。
所述位置探测器X滑块和所述位置探测器Y滑块的调节螺杆穿过所述第三腔体，并通过所述调节螺杆与所述第三腔体相连。
优选的是，所述第一腔体内部设有一个与所述盖板夹角为45°梁结构，所述梁结构上固定有左反光镜。
优选的是，所述第三腔体设有一个与所述盖板夹角为45°梁结构，所述梁结构上固定有右反光镜。
优选的是，所述第二腔体内部设有一圆孔，角度调节杆通过所述圆孔与所述第二腔体相连，所述角度调节杆的末端固定有一反光镜。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
本发明提供了一种原子力显微镜超短距离激光检测装置，在不影响激光检测头正常工作的情况下，能够同时使用4倍、10倍、20倍、50倍、100倍光学物镜进行定位，并且各种光学物镜之间还可以自由切换，不仅彻底解决了现有装置低倍物镜定位不够准确的问题，同时由于放大倍数和光学视野还可以根据样品实际情况进行随意切换，极大的方便了原子力显微镜的操作性，能够很轻易的找到待测的样本区域。
附图说明
图1是本发明实施例所述的一种原子力显微镜超短距离激光检测装置的外形结构图；
图2是本发明实施例所述的一种原子力显微镜超短距离激光检测装置的光路结构示意图；
图3是本发明实施例所述的一种原子力显微镜超短距离激光检测装置的内部结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
参照图1、图2及图3，原子力显微镜超短距离激光检测装置包括：
光学物镜组件1；以及
设于所述光学物镜组件1正下方的激光检测头2，该激光检测头2包括：内部中空的壳体21；及设于所述壳体21内部的激光器组件22、探针架组件23、及位置探测器组件24，
其中，所述光学物镜组件1包括物镜转盘11以及布置于所述物镜转盘11周向上的多个不同放大倍数的物镜，所述物镜的放大倍数为4～100倍。
作为本发明的一种实施方式，所述物镜设有五个，分别为第一物镜12、第二物镜13、第三物镜14、第四物镜及第五物镜，其中，所述第一物镜12、所述第二物镜13、所述第三物镜14、所述第四物镜及所述第五物镜的放大倍数分别为4倍、10倍、20倍、50倍、及100倍。
所述壳体21包括设于所述壳体21左部的第一腔体211、设于所述壳体21中间的第二腔体212及设于所述壳体右部的第三腔体213，所述壳体21的最上部设有盖板29。
所述激光器组件22设于所述第一腔体211内，所述激光器组件22包括：
激光器221；
内部中空的激光器X滑块222；以及
内部中空的激光器Y滑块223；
作为本发明的一种实施方式，所述激光器221从所述激光器X滑块222和所述激光器Y滑块223正中间穿过，并固定于所述激光器X滑块上222。
所述激光器X滑块222和所述激光器Y滑块223的调节螺杆穿过所述第一腔体211，并通过所述调节螺杆与所述第一腔体211相连，所述调节螺杆通过控制所述激光器X滑块222和所述激光器Y滑块223移动来控制所述激光器221的移动。
所述探针架组件23设于所述第二腔体212内，所述探针架组件23两侧有45°的燕尾槽，其通过所述燕尾槽与所述第二腔体212相连。
所述探针架组件23包括：
探针定位块231，其固定于所述探针架组件23上；
探针232，其固定于所述探针定位块231的前端；
弹簧片233，其固定于所述探针架组件23上并利用弹簧的弹性将所述探针232夹住；及
半透半反镜234，其设于所述探针架组件23正中并处于所述探针232的正上方，以与所述探针架组件23夹角为45°固定于所述探针架组件23上。
所述位置探测器组件24设于所述第三腔体213内，所述位置探测器组件24包括：
位置探测器241；
内部中空的位置探测器X滑块242；以及
内部中空的位置探测器Y滑块243；
作为本发明的一种实施方式，所述位置探测器241从所述位置探测器X滑块242和所述位置探测器Y滑块243正中间穿过，并固定于所述位置探测器X滑块上242。
所述位置探测器X滑块242和所述位置探测器Y滑块243的调节螺杆穿过所述第三腔体213，并通过所述调节螺杆与所述第三腔体213相连，所述调节螺杆通过控制所述位置探测器X滑块242和所述位置探测器Y滑块243移动来控制所述位置探测器241的移动。
所述第一腔体211内部设有一个与所述盖板29夹角为45°梁结构，所述梁结构上固定有左反光镜25，所述左反光镜25用于反射激光器221射出的激光。
所述第三腔体213设有一个与所述盖板29夹角为45°梁结构，所述梁结构上固定有右反光镜26，所述右反光镜26用于反射反光镜28反射来的激光。
所述第二腔体212内部设有一圆孔，角度调节杆27通过所述圆孔与所述第二腔体212相连，所述角度调节杆27的末端固定有一反光镜28，所述角度调节杆27可调节所述反光镜28的反射角度。
作为本发明的一实施例，所述激光器221发出的激光光斑打在所述左反光镜25上，经所述左反光镜25反射打所述半透半反镜234上，其中1/2激光能量经过所述半透半反镜234反射并且垂直的打在所述探针232的悬臂上。调节所述激光器X滑块222和所述激光器Y滑块223进一步调节所述激光器221的位置并使光斑打到所述探针232的悬臂上，所述激光光斑经过所述探针232的悬臂反射再打在所述反光镜28上，再经所述反光镜28反射打在所述右反光镜26上，最终经右反光镜26反射打在所述位置探测器241上面。通过调节所述位置探测器X滑块242和所述位置探测器Y滑块243来调节所述位置探测器241的位置，调节所述角度调节杆27可以调节反光镜28反射的角度，最终使得光斑打在所述位置探测器241的中心。工作时所述探针232和待测的样品是处于同一个焦面上的，辅助光学系统通过物镜转盘和4～100倍物镜可以同时对探针和样品光学成像定位，各种光学物镜之间可以自由切换，并且不会影响激光检测头自身的光路。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。