原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope、AFM）システムにおいて、探針交換後の光路調整が複雑で時間を要し、精度が不足する問題を解決するため、本論文は初めて探針と探針クランプの組み付け位置を精密に制御することで、交換された探針のAFMシステムの原光路位置との一致を実現し、その結果、AFMシステムでの探針交換後の光路調整工程を省略する方法を提案した。本システムの光路一致コンポーネントはビーム偏向法を用いて探針の位置と偏向を拡大および監視し、高精度な変位および角度調整プラットフォームを使用して探針と探針クランプの相対方位を調整する。実物構築により探針の一致効果を検証し、紫外線（Ultraviolet、UV）接着剤硬化過程による探針位置のずれの影響、探針の異なる偏移量により発生する検出器ノイズがAFMシステムの画像品質に与える影響を体系的に分析した。実験結果は、本システムで組み付けられた探針の平均位置精度が約1.1 µmに達し、AFMシステムにおける一致探針の交換時間はわずか8秒であることを示した。本システムは高精度かつ品質安定した探針の一致組み付けを実現し、AFMシステムの光路再校正作業を大幅に簡素化し、自動探針交換装置と組み合わせることで産業用計測型AFMの操作および測定性能を効果的に向上させることができる。

原子間力顕微鏡;探針組み付け;ビーム偏向法;マイクロメートル級変位調整