[发明专利]一种近场热反射测量装置

说明书

本发明实施例提供了一种近场热反射测量装置，该近场热反射测量装置包括：激光发生器、光束校正系统、近场测量系统和计算机；激光发生器发射激光信号至光束校正系统；光束校正系统对激光信号的方位进行校正，并将校正后的激光信号传输至近场测量系统；近场测量系统根据校正后的激光信号得到表征待测样品的热物性信息的电信号，并将电信号传输至计算机；计算机根据电信号和预先存储的激光信号的光强得到待测样品的热物性信息。通过实施本发明，不仅能够减小环境震动的影响，还能减除由各个光学元器件本身不稳定性带来的对光束传输方位的影响，保证了近场热反射测量装置的可靠性和准确度。

技术领域

本发明涉及热导率测试技术领域，具体涉及一种近场热反射测量装置。

背景技术

随着微电子/光电子等器件特征尺度的减小、集成度的提高和运行速度的增加，器件/芯片中产生的单位热损失日益严重，温升加快，热点温度上升，严重影响器件/芯片的性能和可靠性。为此，需要合理的热设计和材料、电路布局是将器件快速产生的热有效导出，对构成器件的多层微纳米薄膜和结构的热物性的测量是实现这一目的的关键一步。

采用近场光学显微镜(SNOM)的近场热反射测量装置，利用纳米尺度的光学探针在距离样品表面几个纳米的近场区扫描，可以获得几十纳米的超高空间分辨，基于近场技术的热反射测量方法可以在横向获得纳米级的测量精度，由于近场探针孔尺寸很小，为了实现准确测量，要求入射激光束与近场探针具有很好的对准精度，即要求光束具有很好的稳定性，并且在进入近场探针时保持良好的位置和角度。而由于该装置存在很多导致光束不稳定的因素，比如激光器本身的不稳定性，光束传递系统中光机元件的不稳定性，外界温度、噪声以及震动的影响等，这些不稳定因素使得近场热反射测量装置中抽运光和探测光在运行过程中偏离预设光轴，不能进入或只是部分进入近场探针孔，难以保障近场热反射测量装置的可靠性和准确度。

现有的热反射测量装置通过将光学组件置于气浮等减震光学平台上，但是这种方法的主要作用是减小环境震动的影响，不能减除由各个光学元器件本身不稳定性带来的对光束传输方位的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种近场热反射测量装置，用以解决现有热反射测量装置只能减小环境震动的影响，不能减除由各个光学元器件本身不稳定性带来的对光束传输方位的影响的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面，提供了一种近场热反射测量装置，所述近场热反射测量装置包括：激光发生器、光束校正系统、近场测量系统和计算机；所述激光发生器发射激光信号至所述光束校正系统；所述光束校正系统对所述激光信号的方位进行校正，并将校正后的激光信号传输至所述近场测量系统；所述近场测量系统根据所述校正后的激光信号得到表征待测样品的热物性信息的电信号，并将所述电信号传输至所述计算机；所述计算机根据所述电信号和预先存储的所述激光信号的光强得到所述待测样品的热物性信息。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述光束校正系统包括：反射镜、分束器和位置传感器；所述反射镜对所述激光信号进行反射，并将反射后的激光信号传输至所述分束器；所述分束器对所述反射后的激光信号进行分光，并将所述分束器反射的激光信号传输至所述位置传感器；所述位置传感器接收所述分束器反射的激光信号，得到所述分束器反射的激光信号的位置信息，并将所述位置信息传输至所述计算机；所述计算机将所述位置信息与预设位置信息进行对比，根据对比结果调整所述反射镜的方位。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述光束校正系统还包括：光电探测器；所述光电探测器对所述校正后的激光信号进行监测，得到所述校正后的激光信号的光强，并将所述校正后的激光信号的光强传输至所述计算机；所述计算机根据所述校正后的激光信号的光强对所述预先存储的所述激光信号的光强进行修正。