一种用于扫描探针显微镜噪声源排查的低成本频谱分析仪

扫描探针显微镜众所周知对多种外部与内部干扰极为敏感，包括电学、机械与声学噪声。有时噪声甚至会被误认为图像中的真实特征。因此，量化任何噪声的频率与幅值，是发现其来源并将其从系统中消除的关键。尽管商用频谱分析仪非常适合此项任务，但它们相当昂贵且并非总可获取。我们提出了一种简单、高性价比的解决方案：将仪器的音频输出耦合至智能手机频谱分析仪应用程序。具体而言，扫描探针信号（例如扫描隧道显微镜的隧穿电流）被送入频谱分析仪，后者将时域声学信号傅里叶变换至频域。当扫描探针与样品接触但并未扫描时，输出是一个包含影响显微镜自身的任何周期性噪声的幅值与频率的频谱，从而可启动排查工作。