一種納米圖形化系統(tǒng)及其光響應特性檢測裝置制造方法及圖紙

一種納米圖形化系統(tǒng)及其光響應特性檢測裝置，該納米圖形化系統(tǒng)包括電源、控制裝置和測量裝置，該測量裝置包括電子束槍、真空腔、真空系統(tǒng)、樣品臺和光響應特性檢測裝置，該光響應特性檢測裝置包括光發(fā)射器、導入光纖、光探測器、CCD成像設備和精密傳導光纖，該光發(fā)射器通過該精密傳導光纖與該導入光纖連接，該光探測器通過該精密傳導光纖與該CCD成像設備連接，該導入光纖及該光探測器均對應于該納米圖形化系統(tǒng)的樣品臺設置于該納米圖形化系統(tǒng)的真空腔內，該導入光纖用于將該光發(fā)射器發(fā)出的光束導入至該樣品臺的樣品上，該光探測器用于采集該樣品的反射光，該光探測器相對于該導入光纖設置以采集該樣品的反射光。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種納米圖形化系統(tǒng)，特別是一種適用于磁電高頻特性測量系統(tǒng)中的一種光激發(fā)和光探測的納米圖形化系統(tǒng)及其光響應特性檢測裝置。
技術介紹
導入光纖、光纖發(fā)射器、光纖探測器、精密球面鏡集合光技術、光學CCD照相技術以及光譜分析方法已經廣泛應用于各類工程測量技術中，同時也是高精度物理實驗研究重要手段。上述光學儀器和光學實驗技術方法在研究物質和光的相互作用以及原子分子的結構中是極為重要的研究手段。基于光學系統(tǒng)，在微米和納米器件的圖形化和測量系統(tǒng)中，需要對微米和納米圖·過程進行跟蹤探測，同時在測量過程中，微米和納米圖形化器件的光學性質也能體現(xiàn)和反映該器件的基本物理屬性，這樣可以對微米和納米圖形化器件進行實時的原位探測。最重要的是，通過光譜分析的方法對微米和納米圖形化材料或器件進行光激發(fā)、光吸收、光發(fā)射和光電轉換特性等方面的測量研究，有望能發(fā)現(xiàn)微米和納米圖形化材料或器件的新效應。為了解決以上的問題，在專利號為“201120265595. 5”，名稱為“納米圖形化和超寬頻電磁特性測量系統(tǒng)”的中國技術專利中公開了在納米圖形化和超寬頻電磁特性測量系統(tǒng)中，由光纖導入光束，實現(xiàn)對被測納米材料和器件的光輻照和光激發(fā)的方法和裝置，但該裝置中沒有涉及對微米和納米圖形化器件進行光激發(fā)、光吸收、光發(fā)射和光電轉換特性等方面光響應特性測試的具體方法及結構設計。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種能在微米和納米圖形化器件的圖形化和測量系統(tǒng)中進行表面特征和/或光電特性實時和原位檢測的納米圖形化系統(tǒng)及其光響應特性檢測裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供了一種納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，用于納米圖形化系統(tǒng)在微米和納米圖形化器件微加工和探測中，實時和原位探測微米和納米圖形化材料或器件的光響應特性，其中，包括光發(fā)射器、導入光纖、光探測器、CCD成像設備和精密傳導光纖，所述光發(fā)射器通過所述精密傳導光纖與所述導入光纖連接，所述光探測器通過所述精密傳導光纖與所述CCD成像設備連接，所述導入光纖及所述光探測器均對應于所述納米圖形化系統(tǒng)的樣品臺設置于所述納米圖形化系統(tǒng)的真空腔內，所述導入光纖用于將所述光發(fā)射器發(fā)出的光束導入至所述樣品臺的樣品上，所述光探測器用于采集所述樣品的反射光，所述光探測器相對于所述導入光纖設置以采集所述樣品的反射光。上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，其中，還包括光譜儀，所述光譜儀通過所述精密傳導光纖與所述光探測器連接。上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，其中，還包括電極探針，所述電極探針通過電極探針臂與電壓源或電流源連接，所述電極探針與所述樣品分別具有一連接位置和一斷開位置，所述電極探針與所述樣品在連接位置時組成閉合電路。上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，其中，所述電極探針臂與所述導入光纖和/或所述光探測器分別通過結合器安裝在所述真空腔內，所述結合器用于控制所述導入光纖和/或所述光探測器及所述電極探針臂的運動和定位。上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，其中，所述結合器包括固定架及安裝在所述固定架上的光纖滑軌、驅動電機及傳動機構，所述電極探針臂安裝在所述固定架上，所述光纖安裝在所述光纖滑軌上，所述光纖滑軌通過所述傳動機構與所述驅動電機連接。 上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，其中，所述電極探針為四路電極探針，所述四路電極探針的一對探針與所述電壓源連接，所述四路電極探針的另一對探針與所述電流源連接。上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，其中，還包括用于會聚所述樣品的反射光的球面鏡，所述球面鏡設置在所述納米圖形化系統(tǒng)的電子束槍下方且與所述光探測器的距離小于所述球面鏡的焦半徑，所述球面鏡上設置有微米級小孔以保證電子束穿過所述球面鏡對所述樣品進行微加工和/或成像。為了更好地實現(xiàn)上述目的，本專利技術還提供了一種納米圖形化系統(tǒng)，包括電源、控制裝置和測量裝置，所述控制裝置與所述測量裝置連接，所述控制裝置和所述測量裝置分別與所述電源連接，所述測量裝置包括電子束槍、真空腔、真空系統(tǒng)、樣品臺和光響應特性檢測裝置，所述真空系統(tǒng)與所述真空腔連接，所述電子束槍及樣品臺均設置在所述真空腔內，所述電子束槍對應于所述樣品臺設置，其中，所述光響應特性檢測裝置為上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置。上述的納米圖形化系統(tǒng)，其中，所述測量裝置還包括寬頻信號測試分析裝置，所述寬頻信號測試分析裝置包括信號傳輸裝置，所述信號傳輸裝置對應于所述樣品臺設置，所述信號傳輸裝置包括高頻探針臂和/或低頻探針臂、探針臂移動機構和探針，所述高頻探針臂和/或低頻探針臂與所述探針臂移動機構連接，所述探針安裝在所述高頻探針臂和/或低頻探針臂的前端，所述電極探針臂分別與所述高頻探針臂和/或低頻探針臂集成于一體。本專利技術的技術效果在于本專利技術利用開設微米小孔的高精密球面鏡、導入光纖、光發(fā)射器以及光探測器等構成的光纖探針系統(tǒng)，可以在微米和納米圖形化材料或器件的微加工及測量過程中，對微米和納米圖形化器件進行光電性質方面的探測，特別是能實現(xiàn)對微米和納米圖形化材料或器件進行光激發(fā)、光吸收、光發(fā)射和光電轉換特性等方面的實時和原位檢測。本專利技術具有探測技術的廣泛適用性，能擴展用于電子束曝光機(EBL)、掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道顯微鏡(STM)、磁力原子力顯微鏡(MFM/AFM))等系統(tǒng)中，具有重要的應用價值。以下結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細描述，但不作為對本專利技術的限定。附圖說明圖I為本專利技術的納米圖形化系統(tǒng)結構框圖；圖2為本專利技術一實施例的光響應特性檢測裝置結構示意圖；圖3為本專利技術一實施例的結合器結構示意圖；圖4為本專利技術又一實施例的結合器結構示意圖；圖5為本專利技術另一實施例的光響應特性檢測裝置結構示意圖；圖6為本專利技術一實施例的光響應特性檢測裝置原理示意圖；圖7為圖6的光路示意圖；圖8為本專利技術又一實施例的光響應特性檢測裝置原理示意圖；圖9為圖8的光路示意圖；圖10為圖8的光電探測光路示意圖；圖11為圖10的工作原理示意圖；圖12為本專利技術又一實施例的光響應特性檢測裝置原理示意圖；圖13為圖12的光電探測光路示意圖；圖14為圖13的工作原理示意圖；圖15為一現(xiàn)有技術的納米圖形化系統(tǒng)結構示意圖。其中，附圖標記I 電源2控制裝置3測量裝置31電子束槍32真空腔33真空系統(tǒng)34樣品臺35光響應特性檢測裝置351光發(fā)射器352導入光纖353光探測器354CCD成像設備355精密傳導光纖356光譜儀357電極探針358電極探針臂359結合器3591 固定架3592光纖滑軌3593驅動電機3594傳動機構350球面鏡3501微米級小孔36寬頻信號測試分析裝置37電壓源38電流源4 樣品A、B、C、D 探針具體實施方式以下結合附圖對本專利技術的結構原理和工作原理作具體的描述參見圖1，圖I為本專利技術的納米圖形化系統(tǒng)結構框圖。本專利技術的納米圖形化系統(tǒng)，包括電源I、控制裝置2和測量裝置3，所述控制裝置2與所述測量裝置3連接，所述控制裝 置2和所述測量裝置3分別與所述電源I連接，所述測量裝置3包括電子束槍31、真空腔32、真空系統(tǒng)33、樣品臺34和光響應特性檢測裝置35，所述真空系統(tǒng)33與所述真空腔32連接，所述電子束槍31及樣品臺34均設置在所述真空腔32內，所述電子本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米圖形化系統(tǒng)的光響應特性檢測裝置，用于納米圖形化系統(tǒng)在微米和納米圖形化器件微加工和探測中，實時和原位探測微米和納米圖形化材料或器件的光響應特性，其特征在于，包括光發(fā)射器、導入光纖、光探測器、CCD成像設備和精密傳導光纖，所述光發(fā)射器通過所述精密傳導光纖與所述導入光纖連接，所述光探測器通過所述精密傳導光纖與所述CCD成像設備連接，所述導入光纖及所述光探測器均對應于所述納米圖形化系統(tǒng)的樣品臺設置于所述納米圖形化系統(tǒng)的真空腔內，所述導入光纖用于將所述光發(fā)射器發(fā)出的光束導入至所述樣品臺的樣品上，所述光探測器用于采集所述樣品的反射光，所述光探測器相對于所述導入光纖設置以采集所述樣品的反射光。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉盼，郭鵬，于國強，韓秀峰，孫曉玉，周向前，
申請(專利權)人：中國科學院物理研究所，
類型：實用新型
國別省市：