论文摘要：高速原子力显微镜控制电路研究

亚原子力显微镜是暂时运用最为普遍的扫描探针显微镜之一。自1986年Binning， Rohrer和Gerber在STM的普通上创造第一台亚原子力显微镜此后，很多高科技工作家在此普通长进行了连接矫正和普及，并拓宽其运用范围，进而派生出多种典型的亚原子力显微镜，不只可举行电性、磁性、纳米微影加工及底栖生物活性分子本质领会，更广为运用于探究纳米标准下微观的物性（光、力、电、磁），功效仍旧远远胜过往常显微镜本领，将生人带入了纳米期间。然而亚原子力显微镜也有自己的控制性，因为沿用逐点扫描成像本领，扫描一幅图像须要几十秒的功夫，难以满意日趋延长的对样本及时察看的需要。为此，连年来国表里很多高科技工作家发展了高速亚原子力显微镜的接洽。高速亚原子力显微镜从上个世纪九十岁月爆发到此刻兴盛特殊赶快，海外的科学家们经过百般本领以减少亚原子力显微镜的扫描速率，实行了80毫秒/帧的扫描成像速率，将保守亚原子力显微镜的扫描速率普及了近1000倍，而国内涵这一上面的接洽处事尚居于起步阶段，如中国科学院电工接洽所研制了鉴于DSP的亚原子力显微镜，扫描速度为55Hz声频，隔绝真实的高速亚原子力显微镜仍旧有确定的差异。本课题参考商用亚原子力显微镜的遏制通路，安排了一套以PC104工控长机（嵌入Linux为嵌入式操纵体例）为中心的高速亚原子力显微镜遏制体例。该体例不依附PC长机，不妨独力的实行对扫描探头的扫描遏制、数据搜集记载生存等功效。本课题还提出了对准亚原子力显微镜的鉴于数字电位器的PID遏制Z目标的遏制本领，这种本领既能保护PID的相应速率和真实性，又能长途窜改PID的参数。本遏制体例能输入-150V～150V、8A的电压启动旗号，以启动压电扫描器。试验表明，遏制体例不妨遏制保守亚原子力显微镜的扫描探头举行扫描、并赢得扫描图像。共同高速扫描探头，扫描的范畴能到达100μm×100μm，输入的最大行扫频次>400Hz。本课题研制的遏制体例为高速亚原子力显微镜扫描探头的接洽供给了遏制硬件平台。

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