Bei uns in der AFM Gruppe wird das wie im angehängten Bild gelöst.
Der Cantilever (das Teil auf den der Laser leuchtet) bewegt sich und
ändert dadurch den Winkel vom Lichtstrahl. Der Laser trifft auf eine
Viersegmentphotodiode. Verschiebt sich der Lichtstrahl, ändern sich die
Spannungen der einzelnen Segmenten.
Für eine einfache Abstandsmessung reicht eine zweisegmentphotodiode, ein
Spiegel (oder etwas reflektierendes) und eben ein Laser. Der Laser wird
leicht schräg auf den Spiegel gerichtet, und die diode solange
verschoben (mikrometerschraube mit Feder) bis die Spannung bei beiden
Segmenten gleich ist. (Hier ist einmal die Summe interessant (wieviel
Laser ist auf der Diode) und einmal die Differenz (wie weit ist der
Laser verschoben)
Wird nun der Spiegel (oder das Ojekt andem der Spiegel ist) weiter weg
geschoben, verschiebt sich der laser am Spiegel um Abstand*sin(alpha),
bei der Diode also um 2 mal a*sin(alpha). hierdurch entsteht eine
differenz in der Spannung. Einmal kalibriert geht das auf nm genau. Wir
arbeiten mit 100kHz ADC, funktioniert einwandfrei.
Laser kostet um die 100€ (z.b. lasercomponents, die geben auf 10cm einen
durchmesser von unter 80µm an (nachgefragt)
spiegel ist umsonst wahrscheinlich. Photodiode umd die 30€ (edmund
optics).
Danach nur noch Signalverarbeitung (OPV, extra ADC oder der im µC) für
ein paar €.
Probleme gibts dann, wenn Dreck im Spiel ist, ansonsten läuft das.
