פתרון בעיות עבור מנגנון הרמת הקבל של מיקרוסקופים
העיקרון הבסיסי של מיקרוסקופ כוח אטומי הוא כדלקמן: קצה אחד של מיקרו-קנטיליבר, הרגיש ביותר לכוחות חלשים, קבוע, וקצה בדיקה זעיר מותקן בקצה השני. הקצה יוצר בעדינות קשר עם משטח הדגימה. בגלל כוח הדחייה החלש ביותר בין האטומים על קצה הגשושית לאלו שעל פני הדגימה, על ידי שמירה על כוח זה קבוע במהלך הסריקה, המיקרו-קנטיליבר עם הקצה נע למעלה ולמטה בניצב למשטח הדגימה, בעקבות משטח שווי הפוטנציאל המוגדר על ידי כוח האינטראקציה בין קצה אטומי משטח הדגימה. באמצעות שיטות זיהוי אופטי או מנהור זרם, ניתן למדוד את השינוי המיקום של המיקרו-קנטיליבר בכל נקודת סריקה, כך שניתן לקבל מידע על טופוגרפיית פני השטח של הדגימה. בהמשך, ניקח את מיקרוסקופ הכוח האטומי המשתמש בהטיית קרן לייזר לזיהוי כוח (Laser-AFM), חבר נפוץ במשפחת מיקרוסקופי הבדיקה הסורקים, כדי לפרט על עקרון הפעולה שלו.
לאורך כל תהליך ההדמיה והזיהוי של המערכת, המרחק בין הבדיקה לדגימה הנבדקת נשמר בסולם ננומטר (10⁻⁹ מ'). אם המרחק גדול מדי, לא ניתן להשיג מידע משטח של המדגם; אם המרחק קטן מדי, גם הבדיקה וגם הדגימה שנבדקה ייפגעו. לולאת המשוב פועלת באופן הבא: במהלך הפעולה, היא קולטת את גודל כוח האינטראקציה בין בדיקה לדגימה מהבדיקה, ומתאים את המתח המופעל על הציר האנכי של סורק המדגם. זה דוחף את הדגימה להאריך או לסגת, ובכך מווסת את ההפרדה בין בדיקה לדגימה ובתמורה מייצב את גודל כוח האינטראקציה בין בדיקה לדגימה כדי לממש בקרת משוב. לכן, בקרת משוב מהווה את מנגנון התפעול המרכזי של מערכת זו.
מערכת זו מאמצת לולאת בקרת משוב דיגיטלית. משתמשים יכולים לשלוט במאפיינים של לולאת המשוב על ידי הגדרת פרמטרים כולל זרם הייחוס, רווח אינטגרלי והגבר פרופורציונלי בסרגל הכלים של הפרמטרים של תוכנת הבקרה.
