CN211477006U - 一种双探针的纳米测量仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双探针的纳米测量仪器，包括测量器主体；所述测量器主体的前端设有第一探针、第二探针；所述第一探针用于探测外部环境干扰下的被测物体的信号；所述第二探针用于探测被测物体的附近环境的干扰信号；本实用新型的有益效果在于：本设计采用了双探针，一个探针探测外部环境干扰下的被测物体的信号，另一个探测被测物体的附近环境的干扰信号，通过计算出两个信号数值，最后两个数值相减，得到的数值就是被测物体的数值；让纳米测量***省去了传统的封闭坏镜设备，且能够测量大型的被测物体。

Description

一种双探针的纳米测量仪器

技术领域

本实用新型涉及纳米测量***技术领域，特别涉及一种双探针的纳米测量仪器。

背景技术

纳米测量技术是纳米科学技术的基础科学之一。纳米科学技术的快速发展，给纳米测量技术提供全新的发展机遇。

在工业生产中，常要测量一些工业产品生产制造过程中的关键参量，其量级都是纳米级大小，例如LED显示器的玻璃背板，通过测量LED显示器的背板的纳米级关键参量，判断出LED显示器质量；现有的纳米测量***，其工作原理如图8,通过扫描驱动带动探针探测被测物体的表面，探针的尖端直径约为纳米尺度量级，扫描被测物体表面时，由于被测物体表面在纳米尺度是凹凸不平的，必然引起探针极微小震动，此时光源发射器发射光束在探针上，再反射到光学传感器上，形成反光信号，再经过计算就得出纳米级信号数值；但是在微观环境下，任何一点嘈杂的声音都会引起物体极微小的震动，所以理论上纳米测量***所测量到被测物体的信号是如图9下方的真实信号；但现实只能测量到如图9上方的探测信号，该信号是被环境干扰下的被测物体的信号。环境干扰可以是噪音干扰，或地表运动干扰；于是，工程人员通过制造一个封闭的外部隔音环境设备，如图10，在这种封闭环境下，所探测出来的信号就是如图9的真实信号，再经过计算得出纳米尺度数值。

现有的纳米测量***都是带有隔音封闭坏境设备的如图10，但是随着时代的发展被测物体的体积越来越大，甚至比房子还大，而隔音封闭坏境设备是无法做到如房子那么大，这样就导致无法实现纳米测量。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种双探针的纳米测量仪器，其采用了双探针测量结构，可省去了传统的封闭坏镜设备，且能够测量大型的被测物体。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种双探针的纳米测量仪器，包括测量器主体；所述测量器主体的前端设有第一探针、第二探针；所述第一探针用于探测外部环境干扰下的被测物体的信号；所述第二探针用于探测被测物体附近环境的干扰信号。

进一步说，所述第一探针设有第一针尖、第一物理解码；所述第二探针设有第二针尖、第二物理解码。

进一步说，所述第一针尖的尖端曲率半径为纳米尺度量级，所述第二针尖的尖端曲率半径比第一针尖的尖端曲率半径要大，且所述第二针尖的尖端曲率半径为1微米以上。

进一步说，所述第一物理解码为一排可用于反射光信号的栅格；同理，所述第二物理解码为一排可用于反射光信号的栅格。

进一步说，所述第一物理解码的栅格距离为685纳米；所述第二物理解码的栅格距离为1微米。

进一步说，所述第一针尖用于探测时，使第一物理解码反射光信号，且其信号为环境干扰下的被测物体的信号；同理，所述第二针尖探测时，使第二物理解码反射光信号，且其信号为被测物体的附近环境的干扰信号。

进一步说，所述测量器主体用于安装在纳米测量***上。

进一步说，所述第二针尖的曲率半径作用空间可通过静电力场，空气阻尼力场等物理现象实现。

本实用新型公开了一种双探针的纳米测量仪器，包括测量器主体；所述测量器主体的前端设有第一探针、第二探针；所述第一探针用于探测外部环境干扰下的被测物体的信号；所述第二探针用于探测被测物体的附近环境的干扰信号；本实用新型的有益效果在于：本设计采用了双探针，一个探针探测外部环境干扰下的被测物体的信号，另一个探测被测物体的附近环境的干扰信号，通过计算出两个信号数值，最后两个数值相减，得到的数值就是被测物体的数值；让纳米测量***省去了传统的封闭坏镜设备，且能够测量大型的被测物体。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型测量器主体的前端示意图。

图3是本实用新型安装在纳米测量***上的原理图。

图4是本实用新型安装在纳米测量***上所探测的信号示意图。

图5是本实用新型第一针尖的尖端在被测物体工作示意图。

图6是本实用新型第二针尖的尖端在被测物体工作示意图。

图7是本实用新型的两个信号通过相减得出真实纳米信号示意图。

图8是现有纳米测量***的工作原理图。

图9是现有纳米测量***所探测到信号示意图。

图10是现有纳米测量***带隔音封闭环境的示意图。

下面结合实施例，并参照附图，对本实用新型目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1至图7所示，所述一种双探针的纳米测量仪器，包括测量器主体10；所述测量器主体10的前端设有第一探针11、第二探针12；所述第一探针11用于探测外部环境干扰下的被测物体的信号；所述第二探针12用于探测被测物体附近环境的干扰信号。

具体说：所述测量器主体10用于安装在纳米测量***上；所述第一探针11设有第一针尖111、第一物理解码112；所述第二探针12设有第二针尖121、第二物理解码122；所述第一针尖111的尖端曲率半径为纳米尺度量级，所述第二针尖121的尖端曲率半径比第一针尖111的尖端曲率半径要大，且所述第二针尖121的尖端曲率半径为1微米以上；所述第二针尖121不具备探测被测物体的表面内部分辨率如图6，但所述第二针尖121探测到垂直于被测物体的纵向分辨率和第一针尖111探测到垂直于被测物体的纵向分辨率是一致的；因此，所述第一针尖111的测量是反映被测物体的纳米尺度分辨率变化如图5；而所述第二针尖121反映的则是环境的变化，特别是垂直于被测物体的纵向振动引起的变化如图6；所述第二针尖121的曲率半径可以通过平整的几何尖端实现如图5，也可以通过其他不具有横向空间分辨率的其他物理现象实现；所述第二针尖121和被测物体间形成的静电场，阻尼力、远程范德瓦尔斯力等；所述第二针尖121只测量较大区域被测物体和纳米测量***之间的相对变化；因此，所述测量器主体10装在纳米测量***上的工作原理如图3，通过扫描驱动带动第一探针11、第二探针12探测被测物体的表面，所述第一针尖111如图5扫描被测物体表面时，第一探针11极微小震动，此时从光源发射器一发射光束一在第一物理解码112上，再反射到光学传感器一上，形成反光信号，其为外部环境干扰下的被测物体的信号如图4最上方信号；所述第二针尖121如图6扫描被测物体表面时，由于第二针尖121只探测到被测物体表面的上方，所述第二探针12只探测到附近环境的干扰而引起极微小震动，此时从光源发射器二发射光束二在第二物理解码122上，再反射到光学传感器二上，形成反光信号，其为被测物体的附近环境的干扰信号如图4最下方信号；第二探针12和第一探针11处于大体一致的空间位置，因此其噪声影响和第二探针12探测到干扰信号是完全一致的；如图7两个信号经过计算出两个纳米值，两个纳米值相减所得到的数值为被测物体的纳米数值。

如图1、图2所示，所述第一探针11设有第一针尖111、第一物理解码112；所述第二探针12设有第二针尖121、第二物理解码122。

如图1、图2、图5、图6所示，所述第一针尖111的尖端曲率半径为纳米尺度量级，所述第二针尖121的尖端曲率半径比第一针尖111的尖端曲率半径要大，且所述第二针尖121的尖端曲率半径为1微米以上。

如图1、图2所示，所述第一物理解码112为一排可用于反射光信号的栅格；同理，所述第二物理解码122为一排可用于反射光信号的栅格。

如图1、图2所示，所述第一物理解码112的栅格距离为685纳米；所述第二物理解码122的栅格距离为1微米。

如图1、图2、图5、图6所示，所述第一针尖111用于探测时，使第一物理解码112反射光信号，且其信号为环境干扰下的被测物体的信号；同理，所述第二针尖121探测时，使第二物理解码122反射光信号，且其信号为被测物体的附近环境的干扰信号。

如图1、图2所示，所述测量器主体10用于安装在纳米测量***上。

如图1、图2、图6所示，所述第二针尖121的曲率半径作用空间可通过静电力场，空气阻尼力场等物理现象实现。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种双探针的纳米测量仪器，包括测量器主体(10)；其特征在于，所述测量器主体(10)的前端设有第一探针(11)、第二探针(12)；所述第一探针(11)用于探测外部环境干扰下的被测物体的信号；所述第二探针(12)用于探测被测物体附近环境的干扰信号。

2.根据权利要求1所述一种双探针的纳米测量仪器，其特征在于，所述第一探针(11)设有第一针尖(111)、第一物理解码(112)；所述第二探针(12)设有第二针尖(121)、第二物理解码(122)。

3.根据权利要求2所述一种双探针的纳米测量仪器，其特征在于，所述第一针尖(111)的尖端曲率半径为纳米尺度量级，所述第二针尖(121)的尖端曲率半径比第一针尖(111)的尖端曲率半径要大，且所述第二针尖(121)的尖端曲率半径为1微米以上。

4.根据权利要求3所述一种双探针的纳米测量仪器，其特征在于，所述第一物理解码(112)为一排可用于反射光信号的栅格；同理，所述第二物理解码(122)为一排可用于反射光信号的栅格。

5.根据权利要求4所述一种双探针的纳米测量仪器，其特征在于，所述第一物理解码(112)的栅格距离为685纳米；所述第二物理解码(122)的栅格距离为1微米。

6.根据权利要求5所述一种双探针的纳米测量仪器，其特征在于，所述第一针尖(111)用于探测时，使第一物理解码(112)反射光信号，且其信号为环境干扰下的被测物体的信号；同理，所述第二针尖(121)探测时，使第二物理解码(122)反射光信号，且其信号为被测物体的附近环境的干扰信号。

7.根据权利要求1所述一种双探针的纳米测量仪器，其特征在于，所述测量器主体(10)用于安装在纳米测量***上。

8.根据权利要求3所述一种双探针的纳米测量仪器，其特征在于，所述第二针尖(121)的曲率半径作用空间可通过静电力场，空气阻尼力场等物理现象实现。

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