本發(fā)明公開一種超分辨可溯源的白光干涉原子力掃描探針標(biāo)定裝置及其標(biāo)定方法，上述的標(biāo)定裝置來執(zhí)行標(biāo)定方法，其中上述裝置及方法的核心技術(shù)包括有可溯源超分辨位移計(jì)量系統(tǒng)，白光干涉零級(jí)條紋定位算法，原子力探針彎曲模型和標(biāo)定流程；其中標(biāo)定裝置使探針產(chǎn)生形變，可溯源超分辨位移計(jì)量系統(tǒng)用于準(zhǔn)確獲取探針產(chǎn)生形變時(shí)的垂直位移，白光干涉零級(jí)條紋定位算法用于準(zhǔn)確獲取干涉條紋在探針懸臂上的位置，原子力探針彎曲模型用于擬合垂直位移與條紋位置之間的關(guān)系，標(biāo)定流程為具體實(shí)施步驟。按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的標(biāo)定裝置和標(biāo)定方法，能夠準(zhǔn)確、快速的獲取垂直位移與條紋位置之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)白光干涉原子力探針掃描顯微鏡的準(zhǔn)確測(cè)量。

1.一種超分辨可溯源的白光干涉原子力掃描探針標(biāo)定裝置，該標(biāo)定裝置包括平面平晶
(1)，原子力探針(2)，原子力探針懸臂，白光干涉系統(tǒng)(3)，垂直微動(dòng)平臺(tái)(4)，CCD(7)，測(cè)控
系統(tǒng)(8)；
所述白光干涉系統(tǒng)(3)用于在所述原子力探針懸臂上產(chǎn)生干涉條紋，所述CCD(7)用于
獲取所述原子力探針懸臂上的干涉條紋圖像，垂直微動(dòng)平臺(tái)(4)用于驅(qū)動(dòng)所述原子力探針
(2)與所述平面平晶(1)表面接觸產(chǎn)生擠壓；
其特征在于，所述標(biāo)定裝置還包括可溯源超分辨位移計(jì)量系統(tǒng)(5)，其設(shè)置于所述垂直
微動(dòng)平臺(tái)(4)之上，用于測(cè)量所述原子力探針(2)的垂直位移，所述可溯源超分辨位移計(jì)量
系統(tǒng)(5)沿光路依次包括半導(dǎo)體激光器(16)，消偏振分光棱鏡(15)，偏振分光棱鏡(14)，反
射棱鏡(12)，1/4玻片(11)，角錐棱鏡(6)，第一反射鏡(10)，第二反射鏡(9)及第三反射鏡
(13)，所述角錐棱鏡(6)與原子力探針(2)為同軸剛性連接；
其中由所述半導(dǎo)體激光器(16)發(fā)出的光經(jīng)過所述消偏振分光棱鏡(15)，到達(dá)所述偏振
分光棱鏡(14)，分成兩束光，一束為參考光，穿過所述偏振分光棱鏡(14)，依次通過反射棱
鏡(12)和1/4玻片(11)，到達(dá)所述第一反射鏡(10)，另一束為測(cè)量光，經(jīng)過所述偏振分光棱
鏡(14)反射，依次穿過1/4玻片(11)和所述角錐棱鏡(6)，到達(dá)所述第二反射鏡(9)，所述參
考光及所述測(cè)量光到達(dá)所述第三反射鏡(13)，經(jīng)反射后分別到達(dá)所述第一反射鏡(10)和所
述第二反射鏡(9)，最后返回到所述消偏振分光棱鏡(15)，產(chǎn)生干涉，由光電探測(cè)器(17)接
收，所述角錐棱鏡(6)產(chǎn)生位移時(shí)，所述參考光及所述測(cè)量光光程差為所述角錐棱鏡(6)位
移的8倍；
所述測(cè)控系統(tǒng)(8)接收所述CCD(7)及所述光電探測(cè)器(17)的信號(hào)并處理獲得所述干涉
條紋零級(jí)條紋在所述原子力探針懸臂上的位置和所述原子力探針(2)的垂直位移；所述可
溯源超分辨位移計(jì)量系統(tǒng)(5)的分辨率為皮米級(jí)。
2.如權(quán)利要求1所述的超分辨可溯源的白光干涉原子力掃描探針標(biāo)定裝置，其特征在
于，利用原子力探針彎曲模型求得所述干涉條紋零級(jí)條紋在所述原子力探針懸臂上的位置
和所述原子力探針(2)的垂直位移之間的關(guān)系為三次多項(xiàng)式。
3.一種如權(quán)利1或2中所述的超分辨可溯源的白光干涉原子力掃描探針標(biāo)定裝置的標(biāo)
定方法，其特征在于，所述標(biāo)定方法包括如下步驟：
步驟1：在所述原子力探針懸臂的適當(dāng)位置產(chǎn)生白光干涉條紋，使所述原子力探針(2)
針尖與所述平面平晶(1)的表面接觸；
步驟2：驅(qū)動(dòng)所述垂直微動(dòng)平臺(tái)(4)使所述原子力探針(2)向下移動(dòng)，以微小步距擠壓所
述平面平晶(1)的表面，原子力探針(2)懸臂會(huì)產(chǎn)生彎曲，帶動(dòng)所述角錐棱鏡(6)同步向下移
動(dòng)，通過所述可溯源超分辨位移計(jì)量系統(tǒng)(5)測(cè)量所述原子力探針(2)向下移動(dòng)的位移，同
時(shí)干涉條紋會(huì)在所述原子力探針(2)懸臂上移動(dòng)，通過所述CCD(7)實(shí)時(shí)獲取原子力探針(2)
懸臂上的干涉條紋圖像，使用白光干涉零級(jí)條紋定位算法分析干涉條紋圖像，獲取各個(gè)時(shí)
刻干涉條紋在原子力探針(2)懸臂上的準(zhǔn)確位置；
步驟3：使用所述原子力探針彎曲模型所確定的原子力探針垂直位移與原子力探針懸
臂上白光干涉零級(jí)條紋位置之間的關(guān)系來擬合步驟(2)中所獲得的位移和位置值，獲取標(biāo)
定曲線并保存，標(biāo)定完成。
4.如權(quán)利要求3所述的標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟2中的微小步距的量級(jí)為10nm
步距。