本發明涉及光電測試領域，尤其涉及一種基于掃描探針的光路減震裝置及方法。
背景技術：
在材料的微觀光電表征分析中，通常需要涉及到輔助的光路系統。在常規的激光輔助光電測試系統中，特別是單激光光源多設備聯用的情況下，一般測試系統和光學系統是分立的。測量過程中，首先對樣品進行普通的表面電學表征。之后，對樣品的光電響應進行表征的時候，加入激光，激光光源是從另一獨立的設備中發射過來，并通過反射鏡、準直鏡等的調節最終將激光光斑投射到指定的位置；最后通過掃描探針設備對樣品進行測試，實現定點原位光電響應表征。
但是，由于掃描探針設備和激光光源設備是兩套獨立的系統，并且由于不同設備對振動噪聲的屏蔽程度要求不同，因此，當設備工作時，光源和掃描探針設備總是會存在一定的相對運動，如果激光在到達掃描探針指定測量的區域之前需要傳播的距離過長，那么樣品上的光斑就會出現由于光路的放大導致的光斑晃動漂移，使得光斑不能準確的聚焦在指定的位置，影響實驗測量結果的準確性。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于掃描探針的光路減震裝置及方法，其能夠控制光斑穩定不漂移。
為了解決上述問題，本發明提供了一種基于掃描探針的光路減震裝置，包括：一控制器；一第一掃描振鏡及一第二掃描振鏡，所述第一掃描振鏡設置在光源之后，用于改變光源發出的光的光路，所述第二掃描振鏡設置在所述第一掃描振鏡與樣品臺之間，用于改變第一掃描振鏡反射的光的光路，并將光反射向樣品臺，所述第一掃描振鏡及第二掃描振鏡分別與控制器電連接，所述控制器控制第一掃描振鏡及第二掃描振鏡的轉動；一第一采樣鏡及一第二采樣鏡，所述第一采樣鏡設置在第一掃描振鏡及第二掃描振鏡之間的光路上，用于采集該光路的光信號，所述第二采樣鏡設置在第二掃描振鏡與樣品臺之間的光路上，用于采集該光路的光信號；一第一四象限光探測器及一第二四象限光探測器，所述第一四象限光探測器相對于第一采樣鏡設置，用于檢測來自第一采樣鏡的光，并將該光在第一四象限光探測器上的位置信息傳遞給控制器，所述第二四象限光探測器相對于第二采樣鏡設置，用于檢測來自第二采樣鏡的光，并將該光在第二四象限光探測器上的位置信息傳遞給控制器。
進一步，所述第一掃描振鏡與光源在同一水平面上放置，所述第一掃描振鏡與所述第二掃描振鏡在同一豎直面上放置。
進一步，還包括一反射鏡，所述反射鏡設置在第二掃描振鏡與樣品臺之間，將所述第二掃描振鏡反射的光反射向樣品臺。
進一步，所述反射鏡與所述第二掃描振鏡在同一水平面上放置，并與所述樣品臺在同一豎直面上放置。
本發明還提供一種基于掃描探針的光路減震的方法，包括如下步驟：第一掃描振鏡反射光源發射的光，并將所述光反射向第二掃描振鏡，第二掃描振鏡接收來自第一掃描振鏡反射的光，并改變光路，使光射向樣品臺；設置在第一掃描振鏡與第二掃描振鏡之間的光路上的第一采樣鏡采集該光路的光，并將光反射向第一四象限光探測器；所述第一四象限光探測器檢測該光在該第一四象限光探測器上的位置，并將該位置信息反饋給控制器；若所述光在該第一四象限光探測器上的位置不在所述第一四象限光探測器的中心，則所述控制器調節所述第一掃描振鏡，改變光路，使光在該第一四象限光探測器的中心；設置在第二掃描振鏡與樣品臺之間的光路上的第二采樣鏡采集該光路的光，并將該光反射向第二四象限光探測器；所述第二四象限光探測器檢測該光在該第二四象限光探測器上的位置，并將該位置信息反饋給控制器；若所述在該第二四象限光探測器上的位置不在所述第二四象限光探測器的中心，則所述控制器調節所述第二掃描振鏡，改變光路，使光在該第二四象限光探測器的中心。
進一步，所述第一掃描振鏡與光源在同一水平面上放置，所述第一掃描振鏡將所述光源發射的光朝向豎直方向反射，所述第一掃描振鏡與所述第二掃描振鏡在同一豎直面上放置，所述第二掃描振鏡將接收的光朝向水平反向反射。
進一步，還包括一反射鏡，所述反射鏡設置在第二掃描振鏡與樣品臺之間，將所述第二掃描振鏡反射的光反射向樣品臺。
進一步，所述反射鏡與所述第二掃描振鏡在同一水平面上放置，并與所述樣品臺在同一豎直面上放置，所述反射鏡將所述第二掃描振鏡反射的光向豎直方向反射。
進一步，還包括：若光在該第一四象限光探測器的中心，則控制器不調節第一掃描振鏡；和/或若光在該第二四象限光探測器的中心，則控制器不調節第二掃描振鏡
本發明的優點在于，通過四象限光探測器感應光路中光信號，并將其位置信息進行實時反饋，通過掃描振鏡調節光源的光路，使得樣品上的光斑位置相對樣品保持穩定不變，實現控制光斑穩定不漂移。本發明方法在減少光路振動的基礎上，提高了掃描探針顯微鏡在材料表面光電測量上的穩定性和可靠性，提升了掃描探針顯微鏡在微區光電響應表征的準確度。
附圖說明
圖1是本發明基于掃描探針的光路減震裝置的結構示意圖及光路圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明提供的基于掃描探針的光路減震裝置及方法的具體實施方式做詳細說明。
圖1是本發明基于掃描探針的光路減震裝置的結構示意圖及光路圖。參見圖1，本發明基于掃描探針的光路減震裝置包括控制器（附圖中未標示）、一第一掃描振鏡10、一第二掃描振鏡11、一第一采樣鏡20、一第二采樣鏡22、一第一四象限光探測器30及一第二四象限光探測器31。
所述第一掃描振鏡10設置在光源40之后，用于改變光源40發出的光的光路。所述光源40可以為激光光源。所述第二掃描振鏡11設置在所述第一掃描振鏡10與樣品臺50之間，用于改變第一掃描振鏡10反射的光的光路，并將光反射向樣品臺50。所述第一掃描振鏡10及第二掃描振鏡11分別與控制器電連接，所述控制器控制第一掃描振鏡10及第二掃描振鏡11的轉動。掃描振鏡為現有的結構，每個掃描振鏡后面貼有兩個壓電陶瓷片，通過控制器控制掃描振鏡后面的壓電陶瓷的變化達到控制掃描振鏡平動、轉動，從而改變光反射的方向，進而實現光路的控制。
所述第一采樣鏡20設置在第一掃描振鏡10及第二掃描振鏡11之間的光路上，用于采集該光路的光信號。所述第二采樣鏡21設置在第二掃描振鏡11與樣品臺50之間的光路上，用于采集該光路的光信號。所述第一采樣鏡20及所述第二采樣鏡21均為基本領域常規的采樣鏡，本領域技術人員可從現有技術中獲取該裝置。采樣鏡的工作原理和現有的半透半反鏡類似，不同之處在于，采樣鏡的光透過率較半透半反鏡高，不會過多引起光路由于反射引起的光損失。
所述第一四象限光探測器30相對于第一采樣鏡20設置，例如，第一采樣鏡20將光線采樣后垂直入射所述第一四象限光探測器。所述第一四象限光探測器用于檢測來自第一采樣鏡30的光信號，并將該光在第一四象限光探測器30上的位置信息傳遞給控制器，所述控制器根據該位置信息控制第一掃描振鏡10轉動，進而使光位于第一四象限光探測器30中心。所述第二四象限光探測器31相對于第二采樣鏡21設置，例如，第二采樣鏡21將光線采樣后垂直入射所述第二四象限光探測器31。所述第二四象限光探測器41用于檢測來自第二采樣鏡31的光信號，并將該光在第二四象限光探測器31上的位置信息傳遞給控制器，所述控制器根據該位置信息控制第二掃描振鏡11轉動，進而使光位于第二四象限光探測器31中心。
進一步，在本具體實施方式中，還包括一反射鏡60，所述反射鏡60設置在第二掃描振鏡31與樣品臺50之間，將所述第二掃描振鏡31反射的光反射向樣品臺50。所述第一掃描振鏡10與光源40在同一水平面上放置，所述第一掃描振鏡10與所述第二掃描振鏡11在同一豎直面上放置，所述反射鏡60與所述第二掃描振鏡31在同一水平面上放置，并與所述樣品臺50在同一豎直面上放置，進而實現光源40發出的光線入射樣品臺50。反射鏡60反射的光刻經過聚焦透鏡90聚焦后入射至指定位置。
本發明還提供一種基于掃描探針的光路減震的方法。結合圖1，所述方法包括如下步驟：
步驟（1）、第一掃描振鏡30反射光源40發射的光，并將所述光反射向第二掃描振鏡11，第二掃描振鏡11接收來自第一掃描振鏡10反射的光，并改變光路，使光射向樣品臺。
在本具體實施方式中，所述第一掃描振鏡10與光源40在同一水平面上放置，所述光源40發射的光水平入射在所述第一掃描振鏡10上，并朝向豎直方向反射，所述第一掃描振鏡10與所述第二掃描振鏡11在同一豎直面上放置，所述第一掃描振鏡10反射的光豎直入射在所述第二掃描振鏡11上，并朝向水平方向反射。進一步，所述第二掃描振鏡11反射出的光可射入反射鏡60，經反射鏡60反射后如何樣品臺50，所述反射鏡60與所述第二掃描振鏡11在同一水平面上放置，并與所述樣品臺50在同一豎直面上放置，第二掃描振鏡11反射的光水平入射反射鏡60，并從反射鏡60豎直反射向樣品臺50。
步驟（2）、設置在第一掃描振鏡10與第二掃描振鏡11之間的光路上的第一采樣鏡20采集該光路的光，并將該光反射給第一四象限光探測器30。所述第一采樣鏡20僅采集很少一部分的光，其并不影響光路的走向。
步驟（3）、所述第一四象限光探測器30檢測該光在該第一四象限光探測器30上的位置，并將該位置信息反饋給控制器。所述光在該第一四象限光探測器30上的位置指的是光在第一四象限光探測器30的中心或非中心。
步驟（4）、若所述光在該第一四象限光探測器30上的位置不在所述第一四象限光探測器30的中心，則所述控制器調節所述第一掃描振鏡10，控制所述第一掃描振鏡10轉動，改變光路，使光在該第一四象限光探測器30的中心；若光在該第一四象限光探測器30的中心，則控制器不調節第一掃描振鏡10。
步驟（5）、設置在第二掃描振鏡11與樣品臺50之間的光路上的第二采樣鏡21采集該光路的光，并將該光反射向第二四象限光探測器31。所述第二采樣鏡21僅采集很少一部分的光，其并不影響光路的走向。
步驟（6）、所述第二四象限光探測器31檢測該光在該第二四象限光探測器31上的位置，并將該位置信息反饋給控制器。所述光在該第二四象限光探測器31上的位置指的是光在第二四象限光探測器31的中心或非中心。
步驟（7）、若所述光在該第二四象限光探測器31上的位置不在所述第二四象限光探測器31的中心，則所述控制器調節所述第二掃描振鏡11，控制所述第二掃描振鏡11轉動，改變光路，使光在該第二四象限光探測器31的中心；若光在該第二四象限光探測器31的中心，則控制器不調節第二掃描振鏡11。
本發明通過四象限光探測器感應光路中光信號，并將其位置信息進行實時反饋，通過掃描振鏡調節光源的光路，使得樣品上的光斑位置相對樣品保持穩定不變。本發明方法在減少光路振動的基礎上，提高了掃描探針顯微鏡在材料表面光電測量上的穩定性和可靠性。
下面列舉一實施例進一步說明本發明基于掃描探針的光路減震的方法技術方案。
實施例
參見圖1，在對樣品進行表面光電響應測量之前，打開激光光源；激光沿著圖1所示的的光路（箭頭所示方向）照射到樣品70的表面，掃描探針80指向光照位置。調節第一采樣鏡20及第二采樣鏡21將光路上的激光采集到第一四象限光探測器30及第二四象限光探測器31上。啟動樣品臺50（所述樣品臺50為主動式防震臺），并開始對樣品表面光電響應進行測試。由于激光光源40的平臺（激光光源40的平臺為普通光學平臺）會相對于樣品臺50具有相對運動，因此光路中的激光由于相對運動導致光斑會在樣品上來回移動。此時，第一四象限光探測器30及第二四象限光探測器31上收集到的光信號也會跟著移動；將第一四象限光探測器30及第二四象限光探測器31上的光信號實時反饋，并控制第一掃描振鏡10及第二掃描振鏡11上的壓電陶瓷以調節掃描振鏡的轉動實現調節光路，使光斑的位置實時固定在第一四象限光探測器30及第二四象限光探測器31的中心，保持光路穩定，從而使樣品上的光斑位置相對樣品保持穩定不變，從而達到光路減震的目的。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。