本發(fā)明涉及微納系統(tǒng)領(lǐng)域和磁探測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種可以直接測(cè)量鐵磁性分子團(tuán)簇的磁矩、甚至可以對(duì)單個(gè)微尺度鐵磁性顆粒、被大量非磁性樣品包裹的磁性顆粒以及其他不規(guī)則結(jié)構(gòu)等進(jìn)行磁矩測(cè)量的一種用于測(cè)量磁性分子團(tuán)簇的磁矩的磁強(qiáng)計(jì)。

背景技術(shù)：

通常情況下，宏觀尺度的磁強(qiáng)計(jì)用于估計(jì)塊狀或粉末狀材料的磁性，測(cè)得的塊狀材料的磁性，結(jié)合上測(cè)得的材料顆粒的體積，用于估計(jì)材料顆粒的磁矩，但是這種方法容易產(chǎn)生錯(cuò)誤，首先，塊狀材料中單個(gè)顆粒的磁化并非與整體的磁化一致，其次，微尺度顆粒的體積不容易精確估算出來(lái)，特別是其有不規(guī)則幾何結(jié)構(gòu)的情況下。

為了克服上述缺陷，科學(xué)家們發(fā)明了一些適用于單個(gè)磁性顆粒的磁強(qiáng)計(jì)，包括使用霍爾器件以及使用磁力顯微鏡等技術(shù)，這些磁強(qiáng)計(jì)在測(cè)量單個(gè)顆粒的磁矩時(shí)比傳統(tǒng)的磁強(qiáng)計(jì)有更高的精度，但是也受到不少條件的限制，比如，在使用霍爾器件的情況，必須精確地知道顆粒的幾何構(gòu)型才能最終確定顆粒的磁矩，而且，這個(gè)方法不能用于測(cè)量被大量非磁性樣品包裹的磁性顆粒的磁矩。又比如，在磁力顯微鏡的情況，其中一種技術(shù)是將一個(gè)未知磁矩的磁性顆粒附著于一個(gè)硅制的微懸臂上，通過(guò)測(cè)量微懸臂在交流磁場(chǎng)梯度中的振動(dòng)來(lái)估算顆粒的磁矩；在另一種技術(shù)中，一個(gè)磁性的針尖附著于一個(gè)硅制微懸臂上，通過(guò)測(cè)量此微懸臂在與某個(gè)未知磁矩的相互作用過(guò)程中的形變來(lái)估算未知磁矩。由于附著于懸臂的磁矩通常都非常小，并且在某一個(gè)具體實(shí)驗(yàn)中這個(gè)磁矩的大小是不可變的，從而限制了可測(cè)磁矩的范圍，并且導(dǎo)致了磁矩的估算是與顆粒和感應(yīng)器之間距離相關(guān)的一個(gè)非線性方程，再者，上述顆粒和感應(yīng)器之間距離并不能精確地估算，所以這個(gè)方法容易產(chǎn)生較大誤差。

柔性機(jī)構(gòu)(compliantmechanism)的概念是在1968年由buens和crossley提出的，一般是指通過(guò)其部分或全部具有柔性的構(gòu)件變形而產(chǎn)生位移，傳動(dòng)力的機(jī)械結(jié)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)而言，柔性結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是低成本；二是無(wú)需鉸鏈或軸承，運(yùn)動(dòng)和力的傳遞是利用組成它的的某些或全部構(gòu)件的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)；三是無(wú)摩擦、磨損，無(wú)效行程小，可實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)，提高壽命；四是可存儲(chǔ)彈性能，自身具有回程反力；五是易于小型化和大批量生產(chǎn)；六是易于和其他非機(jī)械動(dòng)力相匹配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可直接測(cè)量鐵磁性分子團(tuán)簇的磁矩的磁強(qiáng)計(jì)，通過(guò)一個(gè)具有柔性機(jī)構(gòu)的微尺度的力感應(yīng)器與分子團(tuán)簇作用并產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，反映出磁力的相互作用，并且能夠測(cè)量分子團(tuán)簇的磁矩。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述一種用于測(cè)量磁性分子團(tuán)簇的磁矩的磁強(qiáng)計(jì)主要包括激光器、顯微鏡、平面鏡、力感應(yīng)器、微位移平臺(tái)、亥姆霍茲線圈、透鏡、四象限光電探測(cè)器、基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、樣品臺(tái)、磁性分子團(tuán)簇、微型反射器、一對(duì)梁、微型開(kāi)口環(huán)、基于螺線管的源磁場(chǎng)，所述四象限光電探測(cè)器、基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、微位移平臺(tái)依次電纜連接，所述力感應(yīng)器、亥姆霍茲線圈均與控制系統(tǒng)連接，所述基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)所得的數(shù)據(jù)輸出至所述控制系統(tǒng)，所述力感應(yīng)器的電流大小、亥姆霍茲線圈的電流大小、微位移平臺(tái)的移動(dòng)均由控制系統(tǒng)來(lái)控制，所述顯微鏡位于所述平面鏡上方，通過(guò)所述顯微鏡來(lái)觀察所述力感應(yīng)器和所述待測(cè)磁性分子團(tuán)簇之間的位置，所述平面鏡固定于所述亥姆霍茲線圈上方位置，所述亥姆霍茲線圈和所述樣品臺(tái)均為固定，所述力感應(yīng)器位于所述樣品臺(tái)上方、且均位于所述亥姆霍茲線圈之間，所述一對(duì)梁通過(guò)長(zhǎng)方形電極與襯底上的覆銅電路焊接、且工作時(shí)電流為i，所述磁強(qiáng)計(jì)特有的所述磁性分子團(tuán)簇磁矩的計(jì)算公式為由此可知，磁矩的測(cè)量無(wú)需確定所述力感應(yīng)器和所述磁性分子團(tuán)簇之間的絕對(duì)距離，磁矩的測(cè)量范圍可以通過(guò)改變所述力感應(yīng)器的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)；

所述力感應(yīng)器包括一個(gè)半徑為r的微型開(kāi)口環(huán)、所述微型開(kāi)口環(huán)開(kāi)口處的所述一對(duì)梁和連接于所述微型開(kāi)口環(huán)圓弧端的所述微型反射器，調(diào)節(jié)所述微位移平臺(tái)使所述力感應(yīng)器移動(dòng)，將所述微型開(kāi)口環(huán)置于待測(cè)的所述磁性分子團(tuán)簇上方一定距離z0處，所述控制系統(tǒng)對(duì)所述力感應(yīng)器加電流i，所述微型開(kāi)口環(huán)與所述磁性分子團(tuán)簇之間的磁力使所述力感應(yīng)器形變而產(chǎn)生zc的偏差，zc反映出磁力的相互作用力，因此所述控制系統(tǒng)運(yùn)用上述磁矩計(jì)算公式對(duì)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，能夠得出所述磁性分子團(tuán)簇的磁矩。

所述磁性分子團(tuán)簇直徑小于40微米；所述微型開(kāi)口環(huán)和所述一對(duì)梁均為柔性的；由所述力感應(yīng)器構(gòu)型以及相應(yīng)的測(cè)量方法，使得所述力感應(yīng)器能夠探測(cè)一些難以達(dá)到的、被其他材料包裹的磁性分子團(tuán)簇，能夠用于測(cè)量被大量非磁性樣品包裹的磁性分子團(tuán)簇的磁矩，能夠直接測(cè)量待測(cè)樣品的磁矩、且不需要知道磁性分子團(tuán)簇的具體幾何構(gòu)型；所述力感應(yīng)器由四微米厚度的鋁箔經(jīng)過(guò)激光微加工制成、且其剛度0.5n/m，工作時(shí)所述力感應(yīng)器(4)電流i＝100ma，溫度變化上限30攝氏度，所述力感應(yīng)器中的所述微型開(kāi)口環(huán)平均半徑70微米；所述微型反射器由硅材料制成，使得能夠增強(qiáng)對(duì)照射在其表面上的所述激光器發(fā)出的激光的反射率，能夠更高精度的測(cè)量所述zc；所述微型反射器使用微量的環(huán)氧樹(shù)脂與所述微型開(kāi)口環(huán)的圓弧端粘接。

所述亥姆霍茲線圈即一對(duì)線圈，用于產(chǎn)生均勻的恒定磁場(chǎng)，使這個(gè)磁場(chǎng)的均勻的區(qū)域較大，即可以在整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)域具有相同的磁場(chǎng)。其定義：如果有一對(duì)相同的載流圓線圈彼此平行且共軸，通以同方向電流，當(dāng)線圈間距等于線圈半徑時(shí)，兩個(gè)載流線圈的總磁場(chǎng)在軸的中點(diǎn)附近的較大范圍內(nèi)是均勻的，亥姆霍茲線圈在生產(chǎn)和科研中有較大的實(shí)用價(jià)值。

本發(fā)明原理說(shuō)明：

在樣品為軟鐵磁材料的情況下，施加均勻外磁場(chǎng)bz0來(lái)控制磁性分子團(tuán)簇磁矩的大小和方向。

在樣品不是剛性固定狀態(tài)下的永久磁性分子團(tuán)簇的情況下，外場(chǎng)bz0使得磁矩方向沿著z軸，但是并沒(méi)有明顯影響磁矩的大小。

在樣品是微尺度結(jié)構(gòu)上固定的永久磁體的情況下，外場(chǎng)bz0不是必須的。

在外場(chǎng)b中，磁性分子團(tuán)簇所經(jīng)受的磁力表達(dá)式為：其中，b＝bz0+bc，bc是磁性分子團(tuán)簇附近的微型環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

因?yàn)閎z0是均勻的，磁性分子團(tuán)簇所經(jīng)受的在微型環(huán)軸線方向的磁力只依賴(lài)于bc，并且沿著z軸方向，其相互作用力可以表示為其中，z＝z0+zc，因?yàn)榉磻?yīng)力-fz使得力感應(yīng)器變形，有fz＝kczc，其中，kc表示力感應(yīng)器的剛度。

當(dāng)z遠(yuǎn)小于r時(shí)，fz近似為這里引入一個(gè)變量可以估算出其中，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中是這樣得到的：使用力感應(yīng)器測(cè)量fz(z0)，通過(guò)微位移臺(tái)來(lái)改變z0的值，之后計(jì)算這個(gè)線性關(guān)系的斜率。因?yàn)?imgfile="bsa0000143211070000047.gif"wi="273"he="110"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>實(shí)驗(yàn)上得到的kz可以用于測(cè)量樣品磁矩

由上式可以看出，在z遠(yuǎn)小于r時(shí)，估算的磁矩不依賴(lài)于z0。

這樣，使得能夠通過(guò)合理的設(shè)計(jì)微型環(huán)的半徑r，該技術(shù)方法可以用于測(cè)量被大量非磁性樣品包裹的磁性分子團(tuán)簇的磁矩，或者是由于以前的實(shí)驗(yàn)條件限制無(wú)法精確估計(jì)z0而難以接近的微型磁體。

因此，本申請(qǐng)技術(shù)改進(jìn)方案的理論基礎(chǔ)是，基于上述等式得出，更小的磁矩可以通過(guò)增加流過(guò)微型環(huán)的電流i的方法來(lái)測(cè)量，這樣，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方法就擁有了可變的測(cè)量范圍。

所述力感應(yīng)器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：擁有特殊的剛度kc；因?yàn)榱鬟^(guò)力感應(yīng)器的電流i導(dǎo)致了感應(yīng)器產(chǎn)生了電阻加熱，尺寸的選擇要保證溫度的升高在溫度上限之下；所述微型開(kāi)口環(huán)尺寸能夠容納下特殊尺寸的磁性分子團(tuán)簇。

剛度kc分析：對(duì)一個(gè)彈性模量為e的力感應(yīng)器，其統(tǒng)一的厚度為t，微型環(huán)中心位置的偏移量為loff，整個(gè)力感應(yīng)器的剛度表達(dá)式為其中ω(ξ)，(0≤ξ≤loff)表示感應(yīng)器在其徑向即y方向的寬度變化。

溫度上限分析：使用傅里葉熱傳輸來(lái)估計(jì)溫度上限值，溫度上限值在一個(gè)橫截面統(tǒng)一的導(dǎo)體中，表示為其中，ρ是電阻率，k是導(dǎo)熱系數(shù)，l是力感應(yīng)器周長(zhǎng)。

所述力感應(yīng)器的制備

所述力感應(yīng)器由四微米厚度的鋁箔經(jīng)過(guò)激光微加工制成，由于鋁箔在機(jī)械加工后有相對(duì)較高的粗糙度，加工后的力感應(yīng)器表面的光反射率不夠，所以，在所述力感應(yīng)器的微型開(kāi)口環(huán)的圓弧端加上了一個(gè)硅材料制成的所述微型反射器來(lái)增強(qiáng)光反射率，使用微量的環(huán)氧樹(shù)脂將所述微型反射器粘在所述力感應(yīng)器的微型開(kāi)口環(huán)的圓弧端。

所述力感應(yīng)器的校準(zhǔn)

通過(guò)調(diào)節(jié)所述微位移平臺(tái)，使得所述力感應(yīng)器的末端停駐于一個(gè)剛性的襯底，然后對(duì)所述微位移平臺(tái)施加一個(gè)已知距離的移動(dòng)，以此來(lái)校準(zhǔn)所述力感應(yīng)器的靈敏度，由測(cè)試結(jié)果知，所述力感應(yīng)器的靈敏度達(dá)到了比原來(lái)增強(qiáng)了20倍的技術(shù)效果。

本發(fā)明的有益效果是：

由所述力感應(yīng)器等構(gòu)型能夠計(jì)算出所述磁強(qiáng)計(jì)特有的磁矩的計(jì)算公式為而其他磁強(qiáng)計(jì)不具備該優(yōu)點(diǎn)，磁矩的測(cè)量與所述力感應(yīng)器和所述磁性分子團(tuán)簇之間的距離無(wú)關(guān)，磁矩的測(cè)量范圍可以通過(guò)改變所述力感應(yīng)器的電流來(lái)改變，所述力感應(yīng)器能夠探測(cè)一些難以達(dá)到的、被其他材料包裹的磁性分子團(tuán)簇，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)微型環(huán)的半徑r，可以找到合適的技術(shù)與所述力感應(yīng)器相結(jié)合，能夠用于測(cè)量被大量非磁性樣品包裹的磁性分子團(tuán)簇的磁矩，或者是由于以前的實(shí)驗(yàn)條件限制無(wú)法精確估計(jì)z0而難以接近的微型磁體，因此本發(fā)明可以直接測(cè)量待測(cè)樣品的磁矩，并且不需要知道磁性分子團(tuán)簇的具體幾何構(gòu)型。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合本發(fā)明的圖形進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明示意圖；

圖2是力感應(yīng)器平面示意圖；

圖3是力感應(yīng)器產(chǎn)生偏差zc示意圖。

圖中，1.激光器，2.顯微鏡，3.平面鏡，4.力感應(yīng)器，5.微位移平臺(tái)，6.亥姆霍茲線圈，7.透鏡，8.四象限光電探測(cè)器，9.基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)，10.控制系統(tǒng)，11.樣品臺(tái)，12.磁性分子團(tuán)簇，13.微型反射器，14.一對(duì)梁，15.微型開(kāi)口環(huán)。

具體實(shí)施方式

如圖1是本發(fā)明示意圖，圖中反映主要包括激光器1、顯微鏡2、平面鏡3、力感應(yīng)器4、微位移平臺(tái)5、亥姆霍茲線圈6、透鏡7、四象限光電探測(cè)器8、基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)9、控制系統(tǒng)10、樣品臺(tái)11、磁性分子團(tuán)簇12，所述四象限光電探測(cè)器8、基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)9、控制系統(tǒng)10、微位移平臺(tái)5依次電纜連接，所述力感應(yīng)器4、亥姆霍茲線圈6均與控制系統(tǒng)10連接，所述基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)9所得的數(shù)據(jù)輸出至所述控制系統(tǒng)10，所述力感應(yīng)器4的電流大小、亥姆霍茲線圈6的電流大小、微位移平臺(tái)5的移動(dòng)均由控制系統(tǒng)10來(lái)控制，所述顯微鏡2位于所述平面鏡3上方，通過(guò)所述顯微鏡2來(lái)觀察所述力感應(yīng)器4和所述待測(cè)磁性分子團(tuán)簇12之間的位置，所述平面鏡3固定于所述亥姆霍茲線圈6上方位置，所述亥姆霍茲線圈6和所述樣品臺(tái)11均為固定，所述力感應(yīng)器4位于所述樣品臺(tái)11上方、且均位于所述亥姆霍茲線圈6之間，所述磁強(qiáng)計(jì)特有的所述磁性分子團(tuán)簇12磁矩的計(jì)算公式為由此可知，磁矩的測(cè)量無(wú)需確定所述力感應(yīng)器4和所述磁性分子團(tuán)簇12之間的絕對(duì)距離，磁矩的測(cè)量范圍可以通過(guò)改變所述力感應(yīng)器4的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)；

如圖2是力感應(yīng)器平面示意圖，所述一對(duì)梁14通過(guò)長(zhǎng)方形電極與襯底上的覆銅電路焊接、且工作時(shí)電流為i，所述力感應(yīng)器4包括一個(gè)半徑為r的微型開(kāi)口環(huán)15、所述微型開(kāi)口環(huán)15開(kāi)口處的所述一對(duì)梁14和連接于所述微型開(kāi)口環(huán)15圓弧端的所述微型反射器13，所述微型開(kāi)口環(huán)15和所述一對(duì)梁14均為柔性的，調(diào)節(jié)所述微位移平臺(tái)5使所述力感應(yīng)器4移動(dòng)，將所述微型開(kāi)口環(huán)15置于待測(cè)的所述磁性分子團(tuán)簇12上方一定距離z0處，所述控制系統(tǒng)10對(duì)所述力感應(yīng)器加電流i；由所述力感應(yīng)器4構(gòu)型以及相應(yīng)的測(cè)量方法，使得所述力感應(yīng)器4能夠探測(cè)一些難以達(dá)到的、被其他材料包裹的磁性分子團(tuán)簇，能夠用于測(cè)量被大量非磁性樣品包裹的磁性分子團(tuán)簇的磁矩，能夠直接測(cè)量待測(cè)樣品的磁矩、且不需要知道磁性分子團(tuán)簇的具體幾何構(gòu)型；所述力感應(yīng)器4由四微米厚度的鋁箔經(jīng)過(guò)激光微加工制成、且其剛度0.5n/m，工作時(shí)所述力感應(yīng)器(4)電流i＝100ma，溫度變化上限30攝氏度，所述力感應(yīng)器4中的所述微型開(kāi)口環(huán)15平均半徑70微米；所述微型反射器13由硅材料制成，使得能夠增強(qiáng)對(duì)照射在其表面上的所述激光器1發(fā)出的激光的反射率，能夠更高精度的測(cè)量所述zc；所述微型反射器13使用微量的環(huán)氧樹(shù)脂與所述微型開(kāi)口環(huán)15的圓弧端粘接。

如圖3是力感應(yīng)器產(chǎn)生偏差zc示意圖，所述微型開(kāi)口環(huán)15與所述磁性分子團(tuán)簇12之間的磁力使所述力感應(yīng)器4形變而產(chǎn)生zc的偏差，zc反映出磁力的相互作用力，因此所述控制系統(tǒng)10運(yùn)用上述磁矩計(jì)算公式對(duì)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，能夠得出所述磁性分子團(tuán)簇12的磁矩，所述磁性分子團(tuán)簇12直徑小于40微米。

所述一種用于測(cè)量磁性分子團(tuán)簇的磁矩的磁強(qiáng)計(jì)主要包括激光器1、顯微鏡2、平面鏡3、力感應(yīng)器4、微位移平臺(tái)5、亥姆霍茲線圈6、透鏡7、四象限光電探測(cè)器8、基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)9、控制系統(tǒng)10、樣品臺(tái)11、磁性分子團(tuán)簇12、微型反射器13、一對(duì)梁14、微型開(kāi)口環(huán)15、基于螺線管的源磁場(chǎng)，所述四象限光電探測(cè)器8、基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)9、控制系統(tǒng)10、微位移平臺(tái)5依次電纜連接，所述力感應(yīng)器4、亥姆霍茲線圈6均與控制系統(tǒng)10連接，所述基于光線偏向的測(cè)量系統(tǒng)9所得的數(shù)據(jù)輸出至所述控制系統(tǒng)10，所述力感應(yīng)器4的電流大小、亥姆霍茲線圈6的電流大小、微位移平臺(tái)5的移動(dòng)均由控制系統(tǒng)10來(lái)控制，所述顯微鏡2位于所述平面鏡3上方，通過(guò)所述顯微鏡2來(lái)觀察所述力感應(yīng)器4和所述待測(cè)磁性分子團(tuán)簇12之間的位置，所述平面鏡3固定于所述亥姆霍茲線圈6上方位置，所述亥姆霍茲線圈6和所述樣品臺(tái)11均為固定，所述力感應(yīng)器4位于所述樣品臺(tái)11上方、且均位于所述亥姆霍茲線圈6之間，所述一對(duì)梁14通過(guò)長(zhǎng)方形電極與襯底上的覆銅電路焊接、且工作時(shí)電流為i，所述磁強(qiáng)計(jì)特有的所述磁性分子團(tuán)簇12磁矩的計(jì)算公式為由此可知，磁矩的測(cè)量無(wú)需確定所述力感應(yīng)器4和所述磁性分子團(tuán)簇12之間的絕對(duì)距離，磁矩的測(cè)量范圍可以通過(guò)改變所述力感應(yīng)器4的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)；

所述力感應(yīng)器4包括一個(gè)半徑為r的微型開(kāi)口環(huán)15、所述微型開(kāi)口環(huán)15開(kāi)口處的所述一對(duì)梁14和連接于所述微型開(kāi)口環(huán)15圓弧端的所述微型反射器13，調(diào)節(jié)所述微位移平臺(tái)5使所述力感應(yīng)器4移動(dòng)，將所述微型開(kāi)口環(huán)15置于待測(cè)的所述磁性分子團(tuán)簇12上方一定距離z0處，所述控制系統(tǒng)10對(duì)所述力感應(yīng)器加電流i，所述微型開(kāi)口環(huán)15與所述磁性分子團(tuán)簇12之間的磁力使所述力感應(yīng)器4形變而產(chǎn)生zc的偏差，zc反映出磁力的相互作用力，因此所述控制系統(tǒng)10運(yùn)用上述磁矩計(jì)算公式對(duì)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，能夠得出所述磁性分子團(tuán)簇12的磁矩。

所述磁性分子團(tuán)簇12直徑小于40微米；所述微型開(kāi)口環(huán)15和所述一對(duì)梁14均為柔性的；由所述力感應(yīng)器4構(gòu)型以及相應(yīng)的測(cè)量方法，使得所述力感應(yīng)器4能夠探測(cè)一些難以達(dá)到的、被其他材料包裹的磁性分子團(tuán)簇，能夠用于測(cè)量被大量非磁性樣品包裹的磁性分子團(tuán)簇的磁矩，能夠直接測(cè)量待測(cè)樣品的磁矩、且不需要知道磁性分子團(tuán)簇的具體幾何構(gòu)型；所述力感應(yīng)器4由四微米厚度的鋁箔經(jīng)過(guò)激光微加工制成、且其剛度0.5n/m，工作時(shí)所述力感應(yīng)器(4)電流i＝100ma，溫度變化上限30攝氏度，所述力感應(yīng)器4中的所述微型開(kāi)口環(huán)15平均半徑70微米；所述微型反射器13由硅材料制成，使得能夠增強(qiáng)對(duì)照射在其表面上的所述激光器1發(fā)出的激光的反射率，能夠更高精度的測(cè)量所述zc；所述微型反射器13使用微量的環(huán)氧樹(shù)脂與所述微型開(kāi)口環(huán)15的圓弧端粘接。

所述力感應(yīng)器4的制備

所述力感應(yīng)器4由四微米厚度的鋁箔經(jīng)過(guò)激光微加工制成，由于鋁箔在機(jī)械加工后有相對(duì)較高的粗糙度，加工后的力感應(yīng)器表面的光反射率不夠，所以，在所述力感應(yīng)器4的微型開(kāi)口環(huán)15的圓弧端加上了一個(gè)硅材料制成的所述微型反射器13來(lái)增強(qiáng)光反射率，使用微量的環(huán)氧樹(shù)脂將所述微型反射器13粘在所述力感應(yīng)器4的微型開(kāi)口環(huán)15的圓弧端。

所述力感應(yīng)器4的校準(zhǔn)

通過(guò)調(diào)節(jié)所述微位移平臺(tái)5，使得所述力感應(yīng)器4的末端停駐于一個(gè)剛性的襯底，然后對(duì)所述微位移平臺(tái)5施加一個(gè)已知距離的移動(dòng)，以此來(lái)校準(zhǔn)所述力感應(yīng)器4的靈敏度，由測(cè)試結(jié)果知，所述力感應(yīng)器4的靈敏度達(dá)到了比原來(lái)增強(qiáng)了20倍的技術(shù)效果。