[发明专利]一种扫描激光显微镜

说明书

技术领域

本发明属于用于研究微观机理的小型设备技术领域，具体涉及一种扫描激光显微镜。

背景技术

随着微加工技术的发展，电子元器件的尺寸已经到了微米甚至是纳米量级。由于器件尺度的减小，无论是基于半导体材料，还是基于超导材料的电子器件，其内部存在的热现象都对器件工作状态有着重要的影响。某些特殊的电子器件，由其材料决定，必须工作在极端条件下（如基于超导材料的超导电子器件需工作在低温环境），这时热效应的影响就更加显著。在利用这些器件宏观效应（如基于BSCCO高温超导材料的太赫兹辐射源）的同时，希望能更深入地研究这些器件工作的微观机制，其内部的自热现象，电磁场的分布等影响器件表现的各种因素。然而这些电子器件的尺寸和工作温度条件，给研究其内部的微观机制提出了苛刻的要求。现有的研究设备，还不能完全满足使用需求。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种扫描激光显微镜，使其能够用于研究小尺寸、对工作温度有一定要求的器件内部发生的热学和电学相关的物理现象，满足使用需求。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种扫描激光显微镜，包括恒温器、三维位移平台、光学系统和电学系统；在所述的恒温器内设有恒温源，所述的恒温源与氮流或氦流连通；在所述的恒温器内底座上设三维位移平台，光学系统的末端设在三维位移平台上，样品安装在恒温源上；电学系统通过设在恒温器上的电学接口为恒温器内提供工作所需的电学条件。

在所述的恒温器上设有用于对样品表面进行加热的光学系统的光学接口。

在所述的恒温器上设有用于辐射的辐射窗口。

所述的三维位移平台由X、Y、Z三个方向的位移器构成，整体的尺寸为15mm×15mm×30mm，三个轴的最高位移精度在nm量级，最大位移距离为mm量级。

所述的光学系统将激光从恒温器外部引入恒温器内，并聚焦到样品表面，从而对样品局部或整体进行加热。

有益效果：与现有方法相比，本发明的显著优点包括：该扫描激光显微镜，能够用于研究尺寸小、工作温度低的器件内部发生的热学和电学相关的物理现象，满足使用需求。将位移平台集成在恒温器内部，减少了设备的体积。通过恒温器上的各窗口，可在测量样品内存电学参量分布的同时，测量外部的电磁辐射，具有很好的实用性。

附图说明

图1是扫描激光显微镜的结构示意图；

图2是光学系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，扫描激光显微镜，主要结构部件包括恒温器1、三维位移平台2、光学系统3和电学系统4（现有）。在恒温器1内设有恒温源6，恒温源6与氮流或氦流8连通，样品安装在恒温源6上。在恒温器1内底座7上设三维位移平台2，光学系统3的末端设在三维位移平台2上，电学系统4通过设在恒温器1上的电学接口9为恒温器1内提供工作所需的电学条件。

恒温器1，用于提供从4.2K至室温的所需的工作温度环境。工作时通以液氮或氦流8，通过控制流速和恒温器1内部的加热器来达到所需的工作温度。恒温器1上设有用于引入电学信号的电学接口9、用于对样品表面进行加热的光学系统的光学接口10、以及用于电磁辐射的辐射窗口5。

三维位移平台2，由X、Y、Z三个方向的位移器构成，整体的尺寸约为15mm×15mm×30mm，三个轴的最高位移精度在nm量级，最大位移距离为mm量级。三维位移平台2固定在恒温器1内部的底座7上，三维位移平台2与光学系统3末端连接。