数字解调自激励频率调制原子力显微镜
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TH742

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国家高技术研究发展计划“863”资助项目(2007AA12Z128);国家自然科学基金资助项目(11074019)


Study of atomic force microscope based on digital-demodulating and self-oscillating frequency modulation
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    摘要:

    研制了以石英音叉探针作为力传感器的频率调制原子力显微镜(FM-AFM)。利用石英音叉具有压电特性且品质因数高的特点,采用正反馈回路控制石英音叉自激振动于实时共振频率处,通过反馈回路中设置自动增益控制环节控制石英音叉振幅恒定;以简单的标定方法,由流经石英音叉的电流定量计算出石英音叉探针的振动幅度;设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的数字锁相环算法,实现了对石英音叉共振频率的数字化解调。结合实验室自制的AFM控制器,实现了频率调制成像功能,得到了多种样品的清晰图像。 更多还原

    Abstract:

    A frequency modulation atomic force microscope(AFM) using a tuning fork as the force sensor is developed.Utilizing the piezoelectricity and ultra high quality factor characteristics of tuning forks,a positive feedback loop is used to oscillate a tuning fork at its resonant frequency.An automatic gain control loop is used to keep the oscillating amplitude of the tuning fork constant.By a simple and accurate method,the quantitative amplitude of the tuning fork can be easily calibrated using the cu...

    参考文献
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    引证文献
引用本文

华宝成,钱建强,杨勇,姚骏恩.数字解调自激励频率调制原子力显微镜[J].光电子激光,2011,(10):1455~1458

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