Метод Модуляции Частоты

При использовании Бесконтактного и Прерывисто-контактного Методов кантилевер приводится в колебательное состояние при постоянной околорезонансной частоте возбуждения, при этом градиенты сил детектируются как изменения амплитуды или фазы колебаний кантилевера. В соответствии с такой схемой отношение сигнал-шум может для заданной ширины полосы может быть повышено увеличением добротности Q колебаний кантилевера. Однако увеличение Q одновременно уменьшает максимально возможную ширину полосы системы. Это обстоятельство становится особенно важным при работе в вакууме. В вакууме добротность кантилевера Q может стать > 50 000. Такие высокие значения Q обеспечивают высокую чувствительность, но малую ширину полосы (< 1 Hz) обуславливая очень малые скорости сканирования ССМ для большинства применений.  

Для повышения чувствительности ССМ при увеличении Q без ограничений на ширину полосы пропускания или динамического диапазона был предложен альтернативный метод детектирования – так называемый Метод Модуляции Частоты [1].

В частотно-модуляционной (ЧМ) системе детектирования высокодобротные резонансные колебания кантилевера служат частотно-определенным компонентом колеблющегося с постоянной амплитудой осциллятора. Изменения градиентов сил обуславливают мгновенные изменения частоты колебаний осциллятора, которые детектируются ЧМ демодулятором. Кантилевер поддерживается колеблющимся при его  резонансной частоте (с малыми сдвигами ~ 50 Гц) применением положительной обратной связи посредством управляющего усилителя.  

    Ссылки

1.  J. Appl. Phys. 69, 668 (1991).

    Download Flash model