透射式光学低温恒温探针台

本发明涉及探针台，具体提供一种透射式光学低温恒温探针台。

背景技术：

1、探针台主要用于半导体、生物蛋白检测以及芯片上的高精密电学测量等行业。随着行业的发展，被测器件的种类越来越多，要求也越来越复杂，探针台的功能和要求逐步提高。目前，世界各地的政府实验室、工业和大学的研究需要低温恒温探针台，国内市场上的低温恒温探针台均为进口的设备，价格昂贵，而且目前绝大多数低温恒温探针台均是采用横向放置样品的形式，在一些需要进行透射式探测时，现有的低温恒温探测台则无法使用，例如泵浦探测类实验、可透光半导体材料器件检测、溶液生物蛋白材料检测、可透光金属薄膜检测等。此外，现有的低温恒温探测台在更换探测材料时，需要通过回温、回压再抽真空、降温等繁杂过程更换待测样品。

2、因此，亟需一种探测样品更换简单且能够满足透射式探测的低温恒温探针台。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提供了一种透射式光学低温恒温探针台，将载物托板进行可旋转化的设计，将样品槽设计成通孔的形式，并在真空腔的侧面设置有对称的法兰口，探测光可通过法兰口以及样品槽对样品进行透射式光学探测。当一个样品探测完成后，通过旋转载物托板即可切换不同样品进行探测。

2、本发明提供的透射式光学低温恒温探针台，包括：真空腔和探测架；

3、真空腔的侧面设置有对称的法兰口，法兰口采用透光材料密封，法兰口用于光线透射；

4、探测架包括液氮循环腔、载物托板、电机、导热片、轴承、球头探针和电控伺服平台；

5、液氮循环腔与轴承连接，液氮循环腔用于储存液氮并向轴承进行热传导；

6、载物托板固定在轴承的内部，载物托板的正面均匀设置有至少两个样品槽，光线可穿过样品槽，每个样品槽的附近位置设置有至少四个探针孔，载物托板的背面贴合有导热片，导热片将轴承的热量均匀传导至载物托板，载物托板的背面中心处与电机连接，电机用于控制载物托板进行旋转；

7、球头探针与电控伺服平台连接，电控伺服平台用于控制球头探针移入或移出探针孔。

8、优选的，真空腔具有测温、调温以及抽真空的功能。

9、优选的，真空腔通过真空电缆连接器对探测架供电。

10、优选的，探针孔的数量为4，分别通过金丝与样品槽的正极、负极、栅极和漏极连接。

11、优选的，导热片采用紫铜盘。

12、优选的，样品槽为阶梯形通孔，即在载物托板的正面的开口大，样品槽在载物托板的背面的开口小。

13、优选的，轴承为球轴承，轴承的外圈与液氮循环腔固定，轴承的内圈与载物托板连接，轴承的内圈可转动。

14、优选的，载物托板的背面中心处通过垂直锥形齿轮组与电机连接，垂直锥形齿轮组包括两个相互啮合的锥齿轮，用于改变电机输出轴的传动方向。

15、优选的，电控伺服平台还连接有热电偶，热电偶用于测量样品探测过程中样品槽位置的温度。

16、优选的，电控伺服平台和电机均通过真空电缆与真空腔的外部计算机连接，通计算机控制电控伺服平台驱动球头探针移动，通过计算机控制电机进行任意圈数的旋转。

17、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

18、本发明实现了透射式光学探测，在探测过程中需要更换探测样品时，仅需要控制载物托板进行旋转即可更换探测样品，无需手动改变探针位置，无需重新进行回温、回压、抽真空、降温等繁杂的过程，极大较低了探测过程复杂程度以及缩短了探测时间。

技术特征：

1.一种透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，包括：真空腔和探测架；

2.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，所述真空腔具有测温、调温以及抽真空的功能。

3.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，所述真空腔通过真空电缆连接器对所述探测架供电。

4.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，探针孔的数量为4，分别通过金丝与样品槽的正极、负极、栅极和漏极连接。

5.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，所述导热片采用紫铜盘。

6.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，样品槽为阶梯形通孔，即在所述载物托板的正面的开口大，样品槽在所述载物托板的背面的开口小。

7.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，所述轴承为球轴承，所述轴承的外圈与所述液氮循环腔固定，所述轴承的内圈与所述载物托板连接，所述轴承的内圈可转动。

8.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，所述载物托板的背面中心处通过垂直锥形齿轮组与所述电机连接，垂直锥形齿轮组包括两个相互啮合的锥齿轮，用于改变所述电机输出轴的传动方向。

9.如权利要求8所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，所述电控伺服平台还连接有热电偶，热电偶用于测量样品探测过程中样品槽位置的温度。

10.如权利要求1所述的透射式光学低温恒温探针台，其特征在于，所述电控伺服平台和所述电机均通过真空电缆与所述真空腔的外部计算机连接，通计算机控制所述电控伺服平台驱动所述球头探针移动，通过计算机控制所述电机进行任意圈数的旋转。

技术总结
本发明提供一种透射式光学低温恒温探针台，主要分为真空腔和探测架两部分，真空腔的设置有用于光线透射的法兰口；探测架主要将轴承与载物托板进行嵌合设计，通过电机控制载物托板进行任意圈数的旋转，并将样品槽设计成通孔的形式，保证光线可以通过样品槽。本发明实现了透射式光学探测，在探测过程中需要更换探测样品时，仅需要控制载物托板进行旋转即可更换探测样品，无需手动改变探针位置，无需重新进行回温、回压、抽真空、降温等繁杂的过程，极大较低了探测过程复杂程度以及缩短了探测时间。

技术研发人员：王云鹏,赵东旭,王飞,范翊,成明,姜洋
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12