大范围高速原子力显微镜的前馈反馈混合控制方法

• 作者: 初明璋 林云生 殷伯华 陈代谢 韩立
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 原子力显微镜(AFM) 高速扫描 Z向控制 前馈反馈混合控制
• 年，卷（期）: 2011,（4）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 836-843
• 分类号: TH742.9|TNL6
• 字数: 3750字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20111904.0836

摘要

为了扩大原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)使用范围,研制了一套大范围高速AFM系统.针对大范围高速扫描时Z方向控制问题,提出了前馈反馈混合控制方法.前馈控制包括自动调平前馈和基于前一行扫描前馈,前者通过多线扫描确定样品倾斜位置,将所有扫描点的倾斜位移差用函数式表达,然后将其换算为Z向驱动电压后驱动下扫描器运动;后者利用前一行扫描高度数据作为当前行Z向扫描器驱动的参考输入.反馈控制为在普通比例-积分(PI)控制基础上改进的动态P参数PI控制,P参数设置与误差大小有关.实验结果表明:采用本控制方法最大控制误差由40.17 nm减小为6.01 nm,误差均方根值由22.85 nm减小为2.01 nm,明显抑制了误差信号,提高了Z向控制效果,获得了更精确的高度图像.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	殷伯华	中国科学院电工研究所微纳加工研究部	24	94	6.0	8.0
2	韩立	中国科学院电工研究所微纳加工研究部	98	376	9.0	13.0
3	初明璋	中国科学院电工研究所微纳加工研究部	15	85	6.0	8.0
4	林云生	中国科学院电工研究所微纳加工研究部	21	148	8.0	11.0
5	陈代谢		12	55	4.0	7.0