[发明专利]一种光辐照悬空电容的装置和方法

权利要求书

1.一种光辐照悬空电容装置，其特征在于，包括：

用于承载悬空电容样品(402)的无氧铜腔体(308)；用于承载所述无氧铜腔体(308)的支撑装置(309)；光纤移动装置(310)；

其中，所述无氧铜腔体(308)固定在支撑装置(309)上，无氧铜腔体(308)的内部安放悬空电容样品(402)；所述支撑装置(309)固定在CCD平台的基座上；所述光纤移动装置(310)固定在CCD平台的移动平台上，且位于无氧铜腔体(308)的下方；通过悬空电容样品(402)中硅区域和铝区域对1550nm波段的光源光束分别具有透射和反射的不同特性，从而使聚焦于悬空电容样品(402)的检测透镜接收到从悬空电容样品(402)透射出的光束，并在CCD平台的显示屏上形成明暗图案，进而能够通过明暗图案精确引导平行光束对准。

2.根据权利要求1所述的一种光辐照悬空电容装置，其特征在于：所述无氧铜腔体(308)包括第一无氧铜腔体(101)、第二无氧铜腔体(102)、SMA接头(103)、PCB板(401)、带聚焦准直器的光纤(203)、用于固定带聚焦准直器的光纤(203)的夹具(202)和用于固定夹具(202)的压条(201)，所述第二无氧铜腔体(102)与第一无氧铜腔体(101)组合在一起，构成封闭的空间，用于承载悬空电容样品(402)；所述PCB板(401)固定在第一无氧铜腔体(101)的内部，所述SMA接头(103)分别固定在第一无氧铜腔体(101)的两侧，SMA接头(103)的第一中心导体(404)与PCB板(401)的第二中心导体(403)通过焊锡连接；所述夹具(202)在对光过程中固定在光纤移动装置(310)上，对光结束后，所述夹具(202)通过压条(201)固定在第二无氧铜腔体(102)的表面上，所述带聚焦准直器的光纤(203)位于夹具(202)的中间。

3.根据权利要求2所述的一种光辐照悬空电容装置，其特征在于：所述第一无氧铜腔体(101)和第二无氧铜腔体(102)的底部分别开有第一通光孔(105)和第二通光孔(701)。

4.根据权利要求1所述的一种光辐照悬空电容装置，其特征在于：所述承载无氧铜腔体(308)的支撑装置(309)包括基座固定架(301)和横梁(307)，所述基座固定架(301)固定在CCD平台的基座上，所述横梁(307)与基座固定架(301)用螺丝衔接在一起，构成承载无氧铜腔体(308)的支撑装置(309)，横梁(307)用于固定第一无氧铜腔体(101)。

5.根据权利要求2所述的一种光辐照悬空电容装置，其特征在于：所述光纤移动装置(310)包括第一支撑架(304)和第二支撑架(305)，所述第一支撑架(304)固定在CCD平台的移动平台上，所述第二支撑架(305)与第一支撑架(304)用螺丝衔接在一起，第二支撑架(305)用于承载夹具(202)。

6.根据权利要求1所述的一种光辐照悬空电容装置，其特征在于：所述悬空电容样品(402)为微加工工艺制作的微尺度的电容样品，包括硅基底(501)、铝膜接地面(504)、共面波导传输线(502)以及LC谐振电路(503)；所述硅基底(501)是整个悬空电容样品(402)的载体，所述LC谐振电路(503)、铝膜接地面(504)和共面波导传输线(502)均制作在硅基底(501)上，所述共面波导传输线(502)位于硅基底(501)的正中间，所述铝膜接地面(504)位于共面波导传输线(502)的两侧，铝膜接地面(504)与共面波导传输线(502)之间有沟道隔开。

7.根据权利要求6所述的一种光辐照悬空电容装置，其特征在于：所述LC谐振电路(503)包括上极板(602)、下极板(603)和螺旋电感(601)，所述LC谐振电路(503)的数量是8个，均匀分布在所述共面波导传输线(502)的两侧，所述上极板(602)和下极板(603)均位于每个LC谐振电路(503)的正中间，上极板(602)与下极板(603)上下正对，构成平面电容器，所述螺旋电感(601)呈螺旋状围绕着上极板(602)和下极板(603)。

8.一种光辐照悬空电容的方法，其特征是该方法包括以下步骤：

(1)、水平调节CCD平台的检测透镜，使得CCD平台的检测透镜位于第一无氧铜腔体(101)的第一通光孔(105)的正上方，然后在竖直方向调节CCD平台的检测透镜，使CCD平台的检测透镜聚焦于第一无氧铜腔体(101)内悬空电容样品(402)的底面，使得CCD平台的检测透镜能够接收到从悬空电容样品(402)透射出的光束，在CCD平台的显示屏上观测聚焦图样，分辨悬空电容样品(402)上透光的硅材料区域和不透光的铝材料区域；

(2)、在竖直方向调节第二无氧铜腔体(102)下方的CCD平台的移动平台，带动光纤移动装置(310)在竖直方向做运动，直到夹具(202)的上表面距第二无氧铜腔体(102)表面约3mm，在水平方向调节CCD平台的移动平台，带动光纤移动装置(310)在水平方向做运动，使得夹具(202)中间夹住的带聚焦准直器的光纤(203)对准第二无氧铜腔体(102)的第二通光孔701区域；

(3)、打开激光源，产生1550nm波段的光束，光束通过带聚焦准直器的光纤(203)传播，在光纤的聚焦准直器处产生聚焦光束；聚焦光束从第二无氧铜腔体(102)的第二通光孔701射入，照射在悬空电容样品(402)上，照射在硅区域的聚焦光束透射过去，被CCD平台的检测透镜接收，在CCD平台的显示屏上形成亮图案；照射在铝区域的聚焦光束被反射，在CCD平台的显示屏上形成暗图案；

(4)、观察CCD平台的显示屏，通过亮图案和暗图案分辨铝材料区域和硅材料区域，并在水平方向调节CCD平台的移动平台，带动光纤移动装置(310)产生水平位移，使得光束照在悬空电容样品(402)上的不同位置，根据亮图案和暗图案找出完整的LC谐振电路(503)的阴影部分，再将光束集中对准在LC谐振电路(503)中间的上极板(602)位置；

(5)、在竖直方向上调节CCD平台的移动平台，使得夹具(202)的上表面与第二无氧铜腔体(102)的表面紧贴，然后使用压条(201)将夹具(202)固定在第二无氧铜腔体(102)上；

(6)、将夹具(202)与第二支撑架(305)的连接部分取下，完成整个悬空电容样品(402)的对光步骤。