權(quán)利要求書： 1.一種掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光束發(fā)射模塊、CCD探測模塊、信號處理系統(tǒng)、運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)和控制中心；

所述激光束發(fā)射模塊安裝于掃描電子顯微鏡樣品室的側(cè)壁上，用來發(fā)射激光束；

所述CCD探測模塊安裝于與所述激光束發(fā)射模塊相對的樣品室側(cè)壁上，用來對所述激光束發(fā)射模塊發(fā)射的激光束穿過樣品室后進(jìn)行接收；

所述信號處理系統(tǒng)對所述CCD探測模塊的信號進(jìn)行分析，判斷樣品是否超出激光束限制高度；

所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)根據(jù)所述信號處理系統(tǒng)的判斷結(jié)果，控制承載樣品的樣品臺進(jìn)行下一步動作；

所述控制中心對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其能夠協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)包括一激光束發(fā)射模塊，所述激光束發(fā)射模塊安裝于樣品室側(cè)壁上，所述激光束發(fā)射模塊發(fā)射一激光束，所述激光束穿過樣品室側(cè)壁上的真空窗進(jìn)入樣品室內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述CCD探測模塊安裝于與所述激光束發(fā)射模塊相對的樣品室另一側(cè)壁上，所述激光束通過樣品室側(cè)壁上的真空窗照射到所述CCD探測模塊的探測面上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理系統(tǒng)對所述CCD探測模塊的信號進(jìn)行處理，判斷樣品是否超出激光束限位高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)對所述信號處理系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行反饋控制，控制樣品臺進(jìn)行下一步動作。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述激光束發(fā)射模塊用于產(chǎn)生一掃描式激光束，所述能夠產(chǎn)生掃描式激光束的激光束發(fā)射模塊包括：模塊外殼、激光二極管、固定式反射鏡、振動式反射鏡，激光束出射窗口；所述模塊外殼用來承載激光束發(fā)射模塊內(nèi)部組件，所述激光二極管用來產(chǎn)生一激光束，所述固定式反射鏡對所述激光束進(jìn)行第一次反射，所述振動式反射鏡對經(jīng)過第一反射鏡反射的激光束進(jìn)行第二次反射，形成一往復(fù)掃描式激光束，所述激光束經(jīng)所述激光束出射窗口射出。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述激光束發(fā)射模塊用于產(chǎn)生一一字線激光束，所述能夠產(chǎn)生一字線激光束的發(fā)射模塊包括：模塊外殼、發(fā)光模組、棱鏡組、激光束出射窗口；所述模塊外殼用來承載激光束發(fā)射模塊內(nèi)部組件，所述發(fā)光模組用來產(chǎn)生一線型激光光源，所述棱鏡組對所述線型激光進(jìn)行整形，形成一字線型激光束，所述一字線激光束經(jīng)所述激光束出射窗口射出。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述CCD探測模塊包括：模塊外殼、激光束入射窗口，CCD探測器；所述模塊外殼用于承載CCD探測模塊內(nèi)部組件，所述激光束入射窗口用來使激光束照射進(jìn)入模塊內(nèi)部被所述CCD探測器接收，所述CCD探測器對入射的激光束進(jìn)行探測，形成探測信號。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描式激光束的掃描幅度可通過調(diào)節(jié)所述振動式反射鏡的振動幅度來調(diào)節(jié)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，所述一字線激光束的激光束發(fā)散幅度可通過調(diào)節(jié)所述棱鏡組進(jìn)行調(diào)節(jié)。

說明書： 一種掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及掃描電子顯微鏡技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及樣品防撞系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002] 掃描電子顯微鏡（ScanningElectronMicroscope,SEM）已成為科研及工業(yè)領(lǐng)域重要的儀器設(shè)備，是半導(dǎo)體、材料、生物等眾多領(lǐng)域必備的儀器設(shè)備。同時隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)在進(jìn)入人工智能時代，高端儀器設(shè)備也越來越智能化。同樣對于掃描電子顯微鏡來說，雖然不太為一般大眾所熟知，但其發(fā)展也使得其可操作性越來越好，這樣更多人能夠上手實(shí)際操作。[0003] 在電子顯微鏡操作中，樣品置于一真空狀態(tài)下的樣品室中，無法像光學(xué)顯微鏡那樣直接近距離操作和觀察，電子顯微鏡中一般通過一紅外相機(jī)觀察樣品室內(nèi)的情況。和光學(xué)顯微鏡類似，樣品碰觸到鏡頭是最應(yīng)該避免的，雖然紅外相機(jī)可以觀察到樣品室的情況，但由于角度固定，較難判斷樣品與鏡筒最下端或其他部件之間是否有接觸。一旦接觸就會損壞樣品和對鏡筒等部件造成污染。特別是對于經(jīng)驗(yàn)相對較少的操作者，可能一不注意就操作失誤。因此隨著儀器自動化的推進(jìn)，儀器自己也應(yīng)該具備這種保護(hù)性能。[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中一種方法是限制樣品的高度，即在根據(jù)樣品臺的高度和距離鏡筒的距離來對樣品進(jìn)行限制，這種方法一般只能粗略限制樣品高度，對于需要用小的工作距離觀察的情形無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部實(shí)際工作距離的測量；另一種方法就是通過物鏡聚焦到待觀測點(diǎn)通過物鏡電流等參數(shù)推斷此時工作距離，這種方法對于表面平整的樣品可行，但是如果樣品表面有較大起伏時，只能判斷觀測點(diǎn)位置的高度，范圍很小，無法判斷其他位置是否發(fā)射碰撞；還有一種方法是通過紅外相機(jī)的監(jiān)控視頻來判斷，這種方法由于攝像頭的角度固定，很難從圖像中判斷，特別是對于小工作距離時。[0005] 有鑒于此，特提出本實(shí)用新型。實(shí)用新型內(nèi)容

[0006] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)。[0007] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光束發(fā)射模塊、CCD探測模塊、信號處理系統(tǒng)、運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)和控制中心。[0008] 所述激光束發(fā)射模塊安裝于樣品室側(cè)壁上，所述激光束發(fā)射模塊發(fā)射一激光束，所述激光束穿過樣品室側(cè)壁上的真空窗進(jìn)入樣品室內(nèi)。[0009] 所述CCD探測模塊安裝于與所述激光束發(fā)射模塊相對的樣品室另一側(cè)壁上，所述激光束通過樣品室側(cè)壁上的真空窗照射到所述CCD探測模塊的探測面上。[0010] 所述信號處理系統(tǒng)對所述CCD探測模塊的信號進(jìn)行處理，判斷樣品是否超出激光束限位高度。[0011] 所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)對所述信號處理系統(tǒng)的結(jié)果對樣品臺進(jìn)行反饋控制，控制樣品臺進(jìn)行下一步動作。[0012] 所述控制中心對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其能夠協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。[0013] 所述激光束發(fā)射模塊產(chǎn)生一掃描式激光束，所述激光束發(fā)射模塊包括：模塊外殼、激光二極管、固定式反射鏡、振動式反射鏡，激光束出射窗口；所述模塊外殼用來承載激光束發(fā)射模塊內(nèi)部組件，所述激光二極管用來產(chǎn)生一激光束，所述固定式反射鏡對所述激光束進(jìn)行第一次反射，所述振動式反射鏡對經(jīng)過第一反射鏡反射的激光束進(jìn)行第二次反射，形成一往復(fù)掃描式激光束，所述激光束經(jīng)所述激光束出射窗口射出。[0014] 所述激光束發(fā)射模塊產(chǎn)生一一字線激光束，所述激光束發(fā)射模塊包括：模塊外殼、發(fā)光模組、棱鏡組、激光束出射窗口；所述模塊外殼用來承載激光束發(fā)射模塊內(nèi)部組件，所述發(fā)光模組用來產(chǎn)生一線型激光光源，所述棱鏡組對所述線型激光進(jìn)行整形，形成一字線型激光束，所述一字線激光束經(jīng)所述激光束出射窗口射出。[0015] 所述CCD探測模塊包括：模塊外殼、激光束入射窗口，CCD探測器；所述模塊外殼用于承載CCD探測模塊內(nèi)部組件，所述激光束入射窗口用來使激光束照射進(jìn)入模塊內(nèi)部被所述CCD探測器接收，所述CCD探測器對入射的激光束進(jìn)行探測，形成探測信號。[0016] 所述掃描式激光束的掃描幅度可通過調(diào)節(jié)所述振動式反射鏡的振動幅度來調(diào)節(jié)。[0017] 所述一字線激光束的激光束發(fā)散幅度可通過調(diào)節(jié)所述棱鏡組進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0018] 使用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的掃描電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)的工作流程包括：所述激光束發(fā)射模塊發(fā)射激光束，所述CCD探測模塊對激光束進(jìn)行探測，然后將探測信號傳輸給信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理，判斷樣品是否超過激光束最高限位，然后將判斷結(jié)果傳輸給所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)，所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)控制承載樣品的樣品臺進(jìn)行下一步動作。所述控制中心對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其能夠協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。附圖說明[0019] 附圖作為本實(shí)用新型的一部分，用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，但不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。[0020] 顯然，下面描述中的附圖僅僅是一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。另外，附圖為示意圖，其大小比例并不一定與實(shí)際設(shè)計相同，也不對本實(shí)用新型進(jìn)行任何限定。在附圖中：[0021] 圖1是本實(shí)用新型提供的掃描電子顯微鏡樣品防撞裝置示意圖；[0022] 圖2是本實(shí)用新型提供的樣品未超過激光束限制高度情形示意圖；[0023] 圖3是本實(shí)用新型提供的樣品已超過激光束限制高度情形示意圖；[0024] 圖4是本實(shí)用新型提供的掃描式激光束發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；[0025] 圖5是本實(shí)用新型提供的CCD探測模塊對掃描式激光束進(jìn)行探測的示意圖；[0026] 圖6是本實(shí)用新型提供的樣品高度未超過激光束限制高度時，CCD探測模塊的對掃描式激光束的探測信號示意圖；[0027] 圖7是本實(shí)用新型提供的樣品高度超過激光束限制高度時，CCD探測模塊的探測信號示意圖；[0028] 圖8是本實(shí)用新型提供的一字線激光束發(fā)射模塊結(jié)構(gòu)示意圖；[0029] 圖9是本實(shí)用新型提供的CCD探測模塊對一字線激光束進(jìn)行接收探測的示意圖；[0030] 圖10是本實(shí)用新型提供的樣品高度未超過激光束限制高度時，CCD探測模塊對一字線激光束的探測信號示意圖；[0031] 圖11是本實(shí)用新型提供的樣品高度已超過激光束限制高度時，CCD探測模塊對一字線激光束的探測信號示意圖；[0032] 圖12是本實(shí)用新型提供的所述電子顯微鏡樣品防撞系統(tǒng)的工作流程示意圖。[0033] 需要說明的是，這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本實(shí)用新型的構(gòu)思范圍，而是通過參考特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本實(shí)用新型的概念。具體實(shí)施方式[0034] 為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。[0035] 如圖1所示為本實(shí)用新型提供的掃描電子顯微鏡樣品防撞裝系統(tǒng)意圖。圖中1為掃描電子顯微鏡鏡筒，1a為鏡筒最低處，通常為物鏡極靴。2為樣品室，為方便說明，圖中樣品室的側(cè)壁及頂部都只顯示輪廓，可以方便對樣品室內(nèi)部的樣品3及樣品臺4進(jìn)行描述。3為樣品，為方便說明本實(shí)用新型，樣品3的上表面是不規(guī)則的。4為放置樣品3的樣品臺，通常樣品臺是三維（X，Y，Z）或五維（X，Y，Z，R旋轉(zhuǎn)，T傾斜）樣品臺，用來承載樣品，并將樣品移動到待觀測位置。5為本實(shí)用新型所述樣品防撞系統(tǒng)中的激光束發(fā)射模塊，安裝在樣品室2的側(cè)壁上，通過一真空窗口向樣品室內(nèi)部發(fā)射一激光束7。6為本實(shí)用新型所述樣品防撞系統(tǒng)中的CCD探測模塊，其安裝于樣品室與激光束發(fā)射模塊相對的側(cè)壁上，用來對所述激光束發(fā)射模塊發(fā)射的激光束進(jìn)行探測。所述CCD探測模塊中的CCD可以是線陣或面陣CCD。[0036] 如圖2所示為一表面不規(guī)則樣品3未超過激光束7限制高度的情形，圖中301為樣品的最高面，302為樣品次高面，如圖中所示樣品最高面301未超出激光束7所限制的最高位置。此時激光束發(fā)射模塊發(fā)射的激光束7未被樣品遮擋，被安裝于激光束發(fā)射模塊對面的CCD探測模塊接收，所述信號處理系統(tǒng)對CCD接收的信號進(jìn)行處理并做出判斷，樣品高度未超出限制高度，所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)根據(jù)所述信號處理系統(tǒng)的判斷結(jié)果控制所述運(yùn)動平臺繼續(xù)進(jìn)行樣品移動等操作。如圖3所示，樣品的最高面301已經(jīng)超出了激光束所限制的高度，此時樣品對激光束7造成了遮擋，CCD接收到的信號發(fā)生變化，所述信號處理系統(tǒng)對CCD接收的信號進(jìn)行處理并做出判斷，樣品已經(jīng)超出限制高度，所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)根據(jù)所述信號處理系統(tǒng)的判斷結(jié)果控制所述運(yùn)動平臺停止運(yùn)動。同時所述控制中心對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其能夠協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)本實(shí)用新型，如圖2所示，激光束7與物鏡下表面之間設(shè)有一很小的緩沖距離303，用來提供當(dāng)樣品超過激光束限制高度而被探測器感應(yīng)到，到樣品完全停止運(yùn)動所需要的“反應(yīng)距離”。根據(jù)本實(shí)用新型的一個特征實(shí)施例，緩沖距離303可調(diào)。[0037] 特征實(shí)施例一：[0038] 本特征實(shí)施例中，所述激光束發(fā)射模塊產(chǎn)生一掃描式激光束，結(jié)合圖4至圖7對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述：[0039] 如圖4所示為本實(shí)用新型特征實(shí)施例一中的激光束發(fā)射模塊5示意圖，所述激光束發(fā)射模塊5用于產(chǎn)生一掃描式激光束7a。如圖中所示，所述掃描式激光束發(fā)射模塊5主要包括：模塊外殼501a；激光二極管502a，用于產(chǎn)生一激光束；固定式反射鏡503a，用來對激光二極管產(chǎn)生的激光束進(jìn)行第一次反射；振動式反射鏡504a，用來對由反射鏡503a反射后的激光束進(jìn)行第二次反射，同時反射鏡504a可繞軸504z以一定幅度做往復(fù)式振動（轉(zhuǎn)動），從而產(chǎn)生一掃描式激光束7a，所述激光束7a通過真空窗505a進(jìn)入樣品室內(nèi)，506a示意了激光束7a的反復(fù)掃描方向。

[0040] 如圖5所示為本實(shí)用新型特征實(shí)施例中的掃描式激光束7a照射到CCD探測模塊6上的示意圖。[0041] 圖中6為本實(shí)用新型所述CCD探測模塊6，其中601為所述CCD探測模塊的探測面，602為掃描式激光束在樣品未超出限制高度（如圖2所述情形）情況下CCD探測面601上掃描式激光束7a所覆蓋的最大范圍，603a為激光束在探測面601上的輪廓。604a為激光束產(chǎn)生的信號強(qiáng)度，如圖所示，當(dāng)信號強(qiáng)度超出圖中信號閾值時，則判斷為樣品未超出激光束限制高度，此時可以繼續(xù)進(jìn)行樣品移動等操作。如圖7所示為樣品超出激光束限制高度時（如圖3所述情形）CCD探測模塊信號情形，此時在掃描激光束覆蓋范圍602內(nèi)都無法找到激光束光斑，只有一些低于閾值的雜散光信號604，則此時判斷為樣品已經(jīng)超出激光束限制高度，通過運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)停止樣品臺的移動或自動降低樣品臺高度使得激光光斑信號出現(xiàn)。

[0042] 特征實(shí)施例二：[0043] 本特征實(shí)施例中，所述激光束發(fā)射模塊產(chǎn)生一字線激光束，結(jié)合圖8至圖10對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述：[0044] 如圖8所示為本實(shí)用新型實(shí)施例所述激光束發(fā)射模塊，所述激光束發(fā)射模塊5用于產(chǎn)生一一字線激光束7b。如圖8所示，所述一字線激光束發(fā)射模塊5主要包括：模塊外殼501b；發(fā)光模組502b，用于發(fā)出一線型激光束；棱鏡組503b，用于對線型激光束進(jìn)行整形，從而形成7b所示一發(fā)散型一字線激光束；所述一字線激光束7b經(jīng)過真空窗504b進(jìn)入樣品室內(nèi)。

[0045] 如圖9所示為本實(shí)用新型特征實(shí)施例中的一字線激光束7b照射到CCD探測模塊6上的示意圖。[0046] 如圖10所示：6為本實(shí)用新型所述CCD探測模塊，其中601為所述CCD探測模塊的探測面，602為樣品未超過一字線激光束限制高度（如圖2所述情形）情況下在CCD探測面601上所覆蓋的最大范圍，603b為一字線激光束在探測面601上的輪廓。604b為激光束產(chǎn)生的信號強(qiáng)度，如圖所示，在CCD探測面激光束覆蓋范圍602內(nèi)，信號強(qiáng)度均超出圖中信號閾值，此時則判斷為樣品未超出激光束限制高度，可以繼續(xù)進(jìn)行樣品移動等操作。如圖11所示為樣品已經(jīng)超出激光束限制高度時（如圖3所述情形）CCD探測模塊信號情形，此時CCD探測面上的一字線激光束缺少一部分（605b所示），同時信號強(qiáng)度曲線中有低于信號閾值的部分（606b所示），則此時通過運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)停止對樣品的移動或自動降低樣品臺高度使得CCD探測信號恢復(fù)到未被遮擋情形的信號狀態(tài)。[0047] 使用本實(shí)用新型所提供的掃描電子顯微鏡防撞系統(tǒng)，工作流程如圖12所示。所述控制中心對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其能夠協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，具體的所述控制中心對激光束發(fā)射模塊、CCD探測模塊、信號處理系統(tǒng)和運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)進(jìn)行整體控制。具體的，所述激光束發(fā)射模塊發(fā)射激光束，所述CCD探測模塊對激光束進(jìn)行探測，然后將探測信號傳輸給信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理，判斷樣品是否超過激光限制高度，然后將判斷結(jié)果傳輸給所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)，所述運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)控制承載樣品的樣品臺進(jìn)行下一步動作。具體的，若判斷結(jié)果為樣品未超過激光束限制高度，則運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)控制樣品臺繼續(xù)運(yùn)動；若判斷結(jié)果為樣品已經(jīng)超過激光束限制高度，則運(yùn)動控制反饋系統(tǒng)控制樣品臺立即停止，或下降到判斷結(jié)果為樣品未超過激光束限制高度的情形。[0048] 以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。