CN110030952B - 立式晶棒激光干涉检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立式激光干涉检测设备，用于对待测晶棒的端面面形精度和内部材质均匀性进行检测，包括：设备主体；参考平面镜承载装置；以及待测晶棒承载装置，其中，参考平面镜承载装置包含平面镜承载部以及微位移部，微位移含有对应布置的固定板和移动板、用于连接固定臂和移动板的至少两个弹性连接件、以及用于驱动移动板相对于固定板进行微小的位置移动的至少一个压电陶瓷封装驱动件，压电陶瓷封装驱动件具有两个端盖以及用于使该两个端盖相对移动的压电陶瓷圈，待测晶棒承载装置包含旋转支撑座、可转动地安装在该旋转支撑座上的旋转盘、以及安装在该旋转盘上的晶棒承托台、晶棒夹持部和反光镜安装座。

Description

立式晶棒激光干涉检测设备

技术领域

本发明属于激光干涉检测设备技术领域，具体涉及一种立式晶棒激光干涉检测设备。

背景技术

近年来，随着光纤通讯市场规模的不断扩大，晶棒作为光纤通讯中的重要部件，其端面面形和透射波前对光束传播质量有着重要的影响，因此对其质量的有效监测也是生成过程中一个必要的步骤。采用直拉法、区熔法等方法由单晶硅制备圆柱形的晶棒半成品，需要进一步对其表面进行磨削加工，从而生成得到具有一定尺寸精度和表面粗糙度的晶棒。因此，晶棒的端面面形和内部材质均匀性的检测也越来越重要。传统的测量方法主要依靠人眼判读，但是该人眼判读方法存在着低效率、高误检率以及易受主观因素影响等缺点，已不能满足现代工业生产的需要。

现在市面上的斐索型干涉仪虽然能够对晶棒的端面面形精度或内部材质均匀性进行检测，避免人眼判读方法产生的高误检率以及检测结果易受主观因素影响的问题，但是，斐索型干涉仪存在着如下缺点：(1)由于晶棒的体积较小并且斐索型干涉仪大都是水平式，晶棒需水平放置，这就造成晶棒的夹持和调整比较麻烦、不方便，而且，每测量一个晶棒样品，都需要对新换上的晶棒进行重新调整，大大降低了测量效率；(2)现有的斐索型干涉仪只能进行单一性能测量，若要对晶棒的端面面形精度和内部材质均匀性都进行检测，就需要两台具有不同的晶棒夹持机构的斐索型干涉仪，造成检测成本过高，测试效率也比较低。

此外，移相干涉技术因其高测量精度而被广泛用于各种激光干涉检测设备中。压电陶瓷堆具有良好的精密定位等优点，既能实现大位移的精密定位，也能实现纳米尺度小位移的精密定位，现已成为激光干涉检测设备中的移相器的主要部件。然而，现有的压电陶瓷堆式移相器的结构复杂且体积较大，造成封装困难且实用性不强。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种立式晶棒激光干涉检测设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种立式晶棒激光干涉检测设备，用于对待测晶棒的端面面形精度和内部材质均匀性进行检测，其特征在于，包括：设备主体，具有准直透镜以及反光镜；参考平面镜承载装置，位于准直透镜的正下方并且与该准直透镜同光轴设置，用于承载参考平面镜；以及待测晶棒承载装置，位于参考平面镜承载装置的下方，用于承载待测晶棒，其中，参考平面镜承载装置包含平面镜承载部以及用于驱动该平面镜承载部进行沿光轴方向进行微小位置移动的微位移部，平面镜承载部含有承载盘安装座以及安装在该承载盘安装座上用于放置参考平面镜的承载盘，微位移部含有对应布置的固定板和移动板、用于连接固定臂和移动板的至少两个弹性连接件、以及用于驱动移动板相对于固定板进行微小位置移动的至少一个压电陶瓷封装驱动件，承载盘安装座安装在移动板的外端面，并且固定板和移动板均设有与参考平面镜的形状相匹配用于检测光束穿过的开口部，压电陶瓷封装驱动件具有两个端盖以及用于使该两个端盖相对移动的压电陶瓷圈，两个端盖分别与固定板和移动板的内端面相触接，一个端盖的内端设有与压电陶瓷圈的形状相匹配的凸台，压电陶瓷圈位于两个端盖之间并套接在凸台的外部，待测晶棒承载装置包含支撑座、可转动地安装在该支撑座上的旋转盘、以及安装在该旋转盘上的晶棒承托台、晶棒夹持部和反光镜安装座，旋转盘含有上下布置的上旋转盘和下旋转盘，上旋转盘设有沿该上旋转盘的周向间隔布置的承托台安装槽和光路通孔，晶棒承托台的下端安装在承托台安装槽内，上端用于放置待测晶棒，晶棒夹持部含有夹持安装座、固定臂、活动臂、夹爪以及弹性压紧件，固定臂活动安装在夹持安装座上，夹爪具有与待测晶棒的形状相匹配的形状，位于光路通孔的正上方并且活动安装在固定臂的一端，活动臂的一端与固定臂的另一端可转动地连接，弹性压紧件安装在活动臂的另一端，用于将待测晶棒压紧在夹爪上，反光镜安装座位于光路通孔的正下方并安装在下旋转盘的上端面，用于放置反光镜，当放置在晶棒承托台上的待测晶棒完成端面面形精度检测后，旋转盘被旋转至使反光镜与准直透镜同光轴的位置以进行内部材质均匀性检测。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，压电陶瓷封装驱动件还具有两个分别安装在两个端盖上的传动钢球，端盖外端面的中央位置设有与传动钢球的形状相匹配的钢球安装槽，端盖通过传动钢球与固定板或移动板的内端面相触接。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，凸台的中央位置设有导向槽，另一个端盖的内端设有与导向槽的形状相匹配的导向杆，该导向杆插设在导向槽内。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，弹性连接件是横截面形状为W形、S形以及U形中任意一者的弹簧片，该弹簧片的两端分别与固定板和移动板相连接。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，弹性连接件为两个，两个弹性构件对称设置在固定板和移动板的两个侧端。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，弹性压紧件为由钢制成的弹性杆。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，支撑座含有座体、支撑套筒以及连接套筒，下旋转盘的中央位置设有下连接套筒通孔，上旋转盘的中央位置设有上连接套筒通孔，支撑套筒可转动地安装在座体内，并且支撑套筒的上端与下旋转盘相连接，连接套筒的下端与支撑套筒的上端相连接，连接套筒的上端依次穿过下连接套筒通孔和上连接套筒通孔而伸出上旋转盘的上端面，夹持安装座安装在连接套筒的上端。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，晶棒夹持部还含有用于驱动活动臂相对于固定臂进行转动的推杆单元，推杆单元具有推杆、推块、连杆以及摇柄，推杆的一端依次穿过支撑套筒、连接套筒并安装有推块，连杆的一端与推杆的另一端相连接，摇柄安装在连杆的另一端，活动臂上设有与推块的形状相匹配的挡块。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，下旋转盘的上端面设有支撑钢球，反光镜设置在支撑钢球上，并且通过多个紧固件与下旋转盘紧固连接。

本发明提供的立式晶棒激光干涉检测设备，还可以具有这样的特征：其中，夹持支撑座和固定臂之间设置有固定臂连接轴，固定臂能够绕该固定臂连接轴相对于夹持支撑座作前后俯仰转动，固定臂和夹爪之间设置有夹爪连接轴，夹爪能够绕该夹爪连接轴相对于固定臂作左右俯仰转动。

发明作用与效果

根据本发明所涉及的立式晶棒激光干涉检测设备，因为具有参考平面镜承载装置以及待测晶棒承载装置，参考平面镜承载装置包含平面镜承载部以及微位移部，该微位移部含有固定板、移动板、至少两个弹性连接件以及至少一个压电陶瓷封装驱动件，压电陶瓷封装驱动件具有两个端盖以及能够使两个端盖相对移动的压电陶瓷圈，一个端盖的内端设有与压电陶瓷圈的形状相匹配的凸台，压电陶瓷圈位于两个端盖之间并套接在凸台的外部，待测晶棒承载装置具有旋转支撑座、可转动地安装在旋转支撑座上的旋转盘以及安装在旋转盘上的晶棒承托台、晶棒夹持部和反光镜安装座，旋转盘含有上旋转盘和下旋转盘，上旋转盘设有沿该上旋转盘的周向间隔布置的承托台安装槽和光路通孔，晶棒承托台安装在承托台安装槽内，晶棒夹持部含有夹持安装座、固定臂、活动臂、夹爪以及弹性压紧件，固定臂活动安装在夹持安装座上，夹爪具有与待测晶棒的形状相匹配的形状，位于光路通孔的正上方并且活动安装在固定臂的一端，活动臂的一端与固定臂的另一端可转动地连接，弹性压紧件安装在活动臂的另一端，能够将待测晶棒压紧在夹爪上，反光镜安装座位于光路通孔的正下方并安装在下旋转盘的上端面，所以，一方面，作为移相器的微位移部的结构简单且体积较小，操作方便，实用性强；另一方面，能够在同一台检测设备上实现晶棒两种性能的检验，既能将待测晶棒放置在晶棒承托台上并通过反射测量从而对晶棒的端面面形精度进行检测，又能够将待测晶棒夹持在晶棒夹持装置上并通过透射测量从而对晶棒内部材质均匀性进行检测，而且，能够对晶棒进行快速、便捷的夹持和调整。

附图说明

图1是本发明的实施例中立式晶棒激光干涉检测设备的立体结构示意图；

图2是本发明的实施例中参考平面镜承载装置的仰视立体结构示意图；

图3是本发明的实施例中参考平面镜承载装置的仰视分解安装示意图；

图4是本发明的实施例中压电陶瓷封装驱动件的分解安装示意图；

图5是本发明的实施例中待测晶棒承载装置的立体结构示意图；

图6是本发明的实施例中支撑座的分解安装示意图；

图7是本发明的实施例中旋转盘、晶棒承托台以及反光镜安装座的分解安装示意图；以及

图8是本发明的实施例中晶棒夹持部的分解安装示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

图1是本发明的实施例中立式晶棒激光干涉检测设备的立体结构示意图。

如图1所示，本实施例中的立式晶棒激光干涉检测设备100，用于对待测晶棒的端面面形精度和内部材质均匀性进行检测。立式晶棒激光干涉检测设备100包括机座10、设备主体20、参考平面镜承载装置30以及待测晶棒承载装置40。

如图1所示，机座10为由金属材料制成的座体，用于固定安装设备主体20、参考平面镜承载装置30以及待测晶棒承载装置40。机座10的顶部设有机座支架11，底部设有四个支撑气垫12，该四个支撑气垫12设置在机座10底部的周边区域。

如图1所示，设备主体20包含设置在机座支架11上的激光发射器、滤波器、分光镜、准直透镜、成像物镜、图像探测器和处理部(图中未示出)以及设置在待测晶棒承载装置40上的反光镜21(见图7)。

激光发射器用于发射出激光束。

滤波器为空间滤波器，接收激光发射器发射来的激光束并对该激光束进行滤波，滤掉杂散光。

分光镜用于将被滤波器滤波后的激光束透射到准直透镜，并将参考平面镜的工作面反射形成的参考光束、待测晶棒的端面反射形成的测试光束以及反光镜21反射形成的测试光束进行反射。

准直透镜接收经分光镜透射过来的滤波后的激光束并对该激光束进行准直，从而形成准直光束发射到参考平面镜以及待测晶棒。

反光镜21用于接收透射过待测晶棒的准直光束，从而形成测试光束进行反射。

成像物镜为聚光镜，接收经分光镜反射的参考光束和测试光束，从而形成干涉条纹进行发射。

图像探测器接收成像物镜发射来的干涉条纹并形成干涉图像。

处理部与图像探测器通信连接，接收图像探测器发送来的干涉图像，并对该干涉图像进行处理得到待测晶棒的端面面形信息和内部材质均匀性信息。在本实施例中，处理部为包含有数据处理程序的计算机。

图2是本发明的实施例中参考平面镜承载装置的仰视立体结构示意图；图3是本发明的实施例中参考平面镜承载装置的仰视分解安装示意图。

如图1至图3所示，参考平面镜承载装置30位于准直透镜的正下方并且与准直透镜同光轴设置，用于承载参考平面镜。参考平面镜承载装置30包含平面镜承载部31以及微位移部32。

如图2和图3所示，平面镜承载部31包括承载盘安装座311以及承载盘312。

承载盘安装座311具有第一安装板311a、第二安装板311b、两个倾斜调节旋钮311c。第二安装板311b活动安装在第一安装板311a上；两个倾斜调节旋钮311c对称设置在第二安装板311b上并且与第一安装板311a相连接，用于调节第二安装板311b的水平倾斜角度，进而对放置在承载盘312上的参考平面镜的水平倾斜角度进行调节。第二安装板311b上设有两个对称布置的锁紧件311d。

承载盘312为圆环盘，用于放置参考平面镜。承载盘312的一端嵌设在第二安装板311b内，另一端设有压紧环套312a，该压紧环套312a用于将参考平面镜压紧在承载盘312上。本实施例中，承载盘312设有两个分别与两个锁紧件311d相匹配的固定销(图中未示出)，通过固定销与对应的锁紧件311d相锁合，从而对承载盘312进行锁紧定位。

如图2和图3所示，微位移部32作为移相器用于驱动参考平面镜承载部31沿光轴方向进行微小位置移动，进而带动参考平面镜移动，从而实现对参考平面镜反射形成的参考光束的移相的目的。微位移部32含有固定板321、移动板322、两个弹性连接件323以及一个压电陶瓷封装驱动件324。

固定板321为长方形板，一侧端设有与参考平面镜的形状的相匹配用于检测光束穿过的固定板开口部321a、一侧部设有引线槽321b。

移动板322为长方形板，对应设置在固定板321的下方并且能够相对于固定板321进行微小位置移动。移动板322的一侧端设有与固定板开口部3121a相对应并且与参考平面镜的形状的相匹配的移动板开口部322a，用于检测光束穿过。承载盘安装座311的第一安装板311a安装在移动板322的下端面位于移动板开口部322a处的位置上。

两个弹性连接件323对称设置在固定板321和移动板322的两侧端。在本实施例中，弹性连接件323是横截面形状为W形的弹簧片，该弹簧片的两端分别与固定板321和移动板322相连接。当然，根据实际需要，弹簧片的横截面形状也可以为S形或U形。

图4是本发明的实施例中压电陶瓷封装驱动件的分解安装示意图。

压电陶瓷封装驱动件324设置在固定板321和移动板322之间，用于驱动移动板322相对于固定板321进行微小位置移动。如图4所示，压电陶瓷封装驱动件324具有第一端盖324a、第二端盖324b、压电陶瓷圈324c以及两个传动钢球324d。

第一端盖324a外端的中央位置设有与传动钢球324c的形状相匹配的钢球安装槽324e，内端的中央位置设有导向杆324f。

第二端盖324b外端的中央位置设有与传动钢球324c的形状相匹配的钢球安装槽(图中未示出)，内端设有压电陶瓷圈324b的形状相匹配的凸台324g，该凸台324g的中央位置设有与导向杆324f的形状相匹配的导向槽324h。第一端盖324a通过导向杆324f插设在导向槽324h内而安装在第二端盖324b上，并且第一端盖324a和第二端盖324b能够相对移动。在本实施例中，导向杆324f和导向槽324h之间设置有环状垫圈324i。

压电陶瓷圈324c为圆环柱形，由压电陶瓷材料制成。压电陶瓷圈324c位于第一端盖324a和第二端盖324b之间并且套接在凸台324g的外部，用于驱动第一端盖324a和第二端盖324b相对移动。压电陶瓷圈324c具有两个外部接线端子(图中未示出)，该两个外部接线端子设置在引线槽321b内，用于与外部电源的两个电源输出电子对应连接；通过给压电陶瓷圈324c施加预定的电压，压电陶瓷圈324c产生伸长量，从而带动驱动移动板322发生微小位置移动。

两个传动钢球324d分别安装在第一端盖324a的钢球安装槽324d和第二端盖324b的钢球安装槽内，第一端盖324a通过对应的传动钢球324c与移动板322的内端面相触接，第二端盖324b通过对应的传动钢球324c与固定板321的内端面相触接。

图5是本发明的实施例中待测晶棒承载装置的立体结构示意图。

如图1和图5所示，待测晶棒承载装置40位于参考平面镜承载装置30的下方，用于承载待测晶棒。待测晶棒承载装置40包含支撑座41、旋转盘42、晶棒承托台43、晶棒夹持部44和反光镜安装座45。

图6是本发明的实施例中支撑座的分解安装示意图。

如图5和图6所示，支撑座41设置在在机座10上，用于支撑安装旋转盘42、晶棒承托台43、晶棒夹持部44和反光镜安装座45。支撑座41含有座体411、两个轴承412、支撑套筒413以及连接套筒414。

座体411为圆筒状结构，上端设有用于与机座10相连接的座体法兰盘411a，下端设有压盖411b。

两个轴承412呈上下布置地安装在座体411的内部，本实施例中，两个轴承412之间设有隔套412a，压盖411b和邻近的轴承412之间设有压圈411c。

支撑套筒413的下端伸入至座体411的内部，并且依次插设在两个轴承412内，从而使得支撑套筒413能够相对于座体411进行水平转动。支撑套筒413的上端设有支撑套筒法兰盘413a，用于支撑安装旋转盘42。

连接套筒414的下端设有连接套筒法兰盘414a，连接套筒414通过连接套筒法兰盘414a与支撑套筒法兰盘413a紧固连接而安装在支撑套筒413上，从而使得连接套筒414能够和第一支撑套筒413一起进行同步转动。

图7是本发明的实施例中旋转盘、晶棒承托台以及反光镜安装座的分解安装示意图。

如图5和图7所示，旋转盘42可转动地安装在支撑座41上，含有下旋转盘421、上旋转盘422、支撑杆组件423以及两个调节轮组件424。

下旋转盘421的中央位置设有下连通套筒通孔421a。支撑套筒法兰盘413a与下旋转盘421位于下连接套筒通孔421a的边缘处相连接。

上旋转盘422和下旋转盘421为上下平行布置，上旋转盘422的中央位置设有上连接套筒通孔422a，连接套筒414的上端依次穿过下连接套筒通孔421a、上连接套筒通孔422a而伸出上旋转转盘422的上端面。上旋转盘422的上端面设有沿该上旋转盘422的周向间隔布置的承托台安装槽422b和光路通孔422c。本实施例中，上旋转盘422还设有用于遮盖光路通孔422c的通孔盖罩422d。

支撑杆组件423和两个调节轮组件424被设置在下旋转盘421和上旋转盘422之间，并且分别位于下旋转盘421和上旋转盘422的周边区域；支撑杆组件423位于两个调节轮组件424之间。

支撑杆组件423用于支撑上旋转盘422，具有支撑杆423a以及支撑杆轴承423b。支撑杆423a的下端固定安装在下旋转盘421上，上端通过支撑杆轴承423b与上旋转盘422活动连接。

调节轮组件424用于支撑上旋转盘422并调节上旋转盘422的倾斜角度，具有调节螺母424a、调节杆424b、以及调节轮424c。调节螺母424a安装在下旋转盘421上；调节杆424b的下端设置在调节螺母424a上，上端与上旋转盘422的底部相触接；调节轮424c套接在调节杆424b的外部，通过转动调节轮424驱动调节杆424b进行转动并上升或下降，进而调节上旋转盘422的倾斜角度。

如图5和图7所示，晶棒承托台43用于承托待测晶棒200以对该待测晶棒200的端面面形精度进行检测。晶棒承托台43的下端安装在承托台安装槽422b内，上端具有凸台状放置部43a，该凸台状放置部43a用于放置待测平面镜200。

图8是本发明的实施例中晶棒夹持部的分解安装示意图。

如图5、图7以及图8所示，晶棒夹持部44用于对待测晶棒200进行夹持以对该待测晶棒200进行内部材质均匀性检测。晶棒夹持部44含有夹持安装座441、固定臂442、活动臂443、夹爪444、弹性压紧件445以及推杆单元446。

夹持安装座441设置连接套筒414的上端，并且设有与该连接套筒414相对应的夹持安装座通孔441a。

固定臂442活动安装在夹持安装座441的左侧端上。本实施例中，固定臂442和夹持安装座441之间设有固定臂连接轴442a，并通过两个紧固螺钉紧固连接。固定臂442的底部和夹持安装座441左侧端的中间位置分别设有与固定臂连接轴442a的形状相匹配的连接轴凹槽442b、441b，从而使得固定臂442能够绕固定臂连接轴442a相对于夹持安装座441作前后俯仰转动，进而能够调节固定臂442的前后倾斜角度。

活动臂443的后端与固定臂442的后端可转动地连接，活动臂443的前端为自由端。活动臂443的中间位置设有挡块443a和限位杆443b。本实施例中，活动臂443和固定臂442之间还设有复位弹簧(图中未示出)，该复位弹簧的两端分别与活动臂443和固定臂442的中间位置相连接。

夹爪444具有与待测晶棒200的形状相匹配的形状，位于光路通孔442c的上方并且活动安装在固定臂442的前端。本实施例中，夹爪444和固定臂442之间设有夹爪连接轴444a，并通过两个紧固螺钉紧固连接。夹爪444左侧端和固定臂442前端的中间位置分别设有与夹爪连接轴444a的形状相匹配的连接轴凹槽444b、442c，从而使得夹爪444能够绕夹爪连接轴444a相对于固定臂442作左右俯仰转动，进而能够调节夹爪444的左右倾斜角度。

弹性压紧件445安装在活动臂443的自由端上，用于将待测晶棒压紧200在夹爪444上。弹性压紧件445为由钢制成的弹性杆，该弹性杆的直径为0.5-5mm，优选为1.5-2mm，本实施例中，弹性杆的之间为1.5mm。在本实施例中，弹性杆的外部还套有橡皮管，以防止待测晶棒发生形变。

推杆单元446用于驱动活动臂443相对于固定臂442进行转动，具有推杆446a、推块446b、连杆446c以及摇柄446d(见图1)。推杆446a的上端依次穿过支撑套筒413、连接套筒414以及夹持安装座通孔441a而伸出夹持安装座441的上表面。推块446b为圆锥体结构，设置在推杆446a的上端并且与挡块443a相对应，用于推动挡块443a远离或朝向固定板442方向移动，进而使活动臂443朝向或远离固定臂442转动。连杆446c的一端通过锥形齿轮副(图中未示出)与推杆446a的下端相连接。摇柄446d安装在连杆446c的另一端，通过转动摇柄446d使推杆446a和推块446b进行上下运动，使得推动挡块443a远离或靠近固定臂442移动，进而带动活动臂443远离或靠近固定臂442转动，从而使得压紧弹性件445松开或压紧待测晶棒200。

如图5和图7所示，反光镜安装座45安装在下旋转盘421的上端面并且位于光路通孔422c的正下方，反光镜安装座45的中央位置设有反光镜凹槽，该反光镜凹槽用于放置反光镜21。本实施例中，下旋转盘421的上端面设有支撑钢球421b，反光镜安装座45设置在该支撑钢球421b上并通过三个紧固螺钉451与下旋转盘421紧固连接，从而安装在下旋转盘421的上端面上，以方便调节反光镜安装座45的的水平倾斜角度，进而对反光镜21的水平倾斜角度进行调节。

当放置在晶棒承托台43上的待测晶棒200完成端面面形精度检测后，旋转盘42被旋转至使反光镜21与准直透镜同光轴的位置以进行内部材质均匀性检测。

实施例作用与效果

根据本实施例所涉及的立式晶棒激光干涉检测设备，因为具有参考平面镜承载装置以及待测晶棒承载装置，参考平面镜承载装置包含平面镜承载部以及微位移部，该微位移部含有固定板、移动板、至少两个弹性连接件以及至少一个压电陶瓷封装驱动件，压电陶瓷封装驱动件具有两个端盖以及能够使两个端盖相对移动的压电陶瓷圈，一个端盖的内端设有与压电陶瓷圈的形状相匹配的凸台，压电陶瓷圈位于两个端盖之间并套接在凸台的外部，待测晶棒承载装置具有旋转支撑座、可转动地安装在旋转支撑座上的旋转盘以及安装在旋转盘上的晶棒承托台、晶棒夹持部和反光镜安装座，旋转盘含有上旋转盘和下旋转盘，上旋转盘设有沿该上旋转盘的周向间隔布置的承托台安装槽和光路通孔，晶棒承托台安装在承托台安装槽内，晶棒夹持部含有夹持安装座、固定臂、活动臂、夹爪以及弹性压紧件，固定臂活动安装在夹持安装座上，夹爪具有与待测晶棒的形状相匹配的形状，位于光路通孔的正上方并且活动安装在固定臂的一端，活动臂的一端与固定臂的另一端可转动地连接，弹性压紧件安装在活动臂的另一端，能够将待测晶棒压紧在夹爪上，反光镜安装座位于光路通孔的正下方并安装在下旋转盘的上端面，所以，一方面，作为移相器的微位移部的结构简单且体积较小，操作方便，实用性强；另一方面，能够在同一台检测设备上实现晶棒两种性能的检验，既能将待测晶棒放置在晶棒承托台上并通过反射测量从而对晶棒的端面面形精度进行检测，又能够将待测晶棒夹持在晶棒夹持装置上并通过透射测量从而对晶棒的内部材质均匀性进行检测，而且，能够对晶棒进行快速、便捷的夹持和调整。

另外，因为压电陶瓷封装驱动件还具有两个传动钢球，该两个传动钢球分别安装在两个端盖的中央位置的钢球安装槽内，所以，端盖通过传动钢球能够很好地与固定板以及移动板的内端面相触接，进一步保证了微位移部的精度。

此外，因为弹性连接件是横截面形状为W形、S形以及U形中任意一者的弹簧片，弹簧片具有行程短、负载大以及所占空间小等优点，使得作为移相器的微位移部的体积较小、安全可靠以及使用寿命长，有利于保持参考平面镜承载装置的小型化。

另外，因为旋转支撑座具有座体、支撑套筒以及连接套筒，支撑套筒可转动地安装在座体内，并且支撑套筒的上端与下旋转盘相连接，连接套筒的下端与支撑套筒的上端相连接，连接套筒的上端依次穿过下连接套筒通孔以及上连接套筒通孔而伸出上旋转盘的上端面，夹持安装座安装在连接套筒的上端，使得本实施例中的待测晶棒承载装置结构紧凑、操作动作简单，进一步提高了检测的工作效率。

此外，因为晶棒夹持部中的推杆单元具有推杆、推块、连杆以及摇柄，推杆的一端依次穿过支撑套筒、连接套筒并安装有推块，连杆的一端与推杆的另一端相连接，摇柄安装在连杆的另一端，活动臂上设有与推块的形状相匹配的挡块，使得本实施例中的待测晶棒承载装置结构紧凑，而且操作简单，进一步提高了检测的工作效率。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

例如，在上述实施方式中，压电陶瓷封装驱动件只有一个，能够很好地满足直径2英寸以下的参考平面镜的移相需求。作为本发明的参考平面镜承载装置，在参考平面镜的直径大于2英寸时，需要使用三个压电陶瓷封装驱动件，并且三个压电陶瓷封装驱动件均匀设置在固定板和移动板之间的中央部位。

Claims (10)

1.一种立式晶棒激光干涉检测设备，用于对待测晶棒的端面面形精度和内部材质均匀性进行检测，其特征在于，包括：

设备主体，具有准直透镜以及反光镜；

参考平面镜承载装置，位于所述准直透镜的正下方并且与该准直透镜同光轴设置，用于承载参考平面镜；以及

待测晶棒承载装置，位于所述参考平面镜承载装置的下方，用于承载所述待测晶棒，

其中，所述参考平面镜承载装置包含平面镜承载部以及用于驱动该平面镜承载部沿光轴方向进行微小位置移动的微位移部，

所述平面镜承载部含有承载盘安装座以及安装在该承载盘安装座上用于放置参考平面镜的承载盘，

所述微位移部含有对应布置的固定板和移动板、用于连接所述固定臂和所述移动板的至少两个弹性连接件、以及用于驱动所述移动板相对于所述固定板进行微小位置移动的至少一个压电陶瓷封装驱动件，

所述承载盘安装座安装在所述移动板的外端面，并且所述固定板和所述移动板均设有与所述参考平面镜的形状相匹配用于检测光束穿过的开口部，

所述压电陶瓷封装驱动件具有两个端盖以及用于使该两个端盖相对移动的压电陶瓷圈，

所述两个端盖分别与所述固定板和所述移动板的内端面相触接，一个所述端盖的内端设有与所述压电陶瓷圈的形状相匹配的凸台，

所述压电陶瓷圈位于所述两个端盖之间并套接在所述凸台的外部，

所述待测晶棒承载装置包含旋转支撑座、可转动地安装在该旋转支撑座上的旋转盘、以及安装在该旋转盘上的晶棒承托台、晶棒夹持部和反光镜安装座，

所述旋转盘含有上下布置的上旋转盘和下旋转盘，所述上旋转盘设有沿该上旋转盘的周向间隔布置的承托台安装槽和光路通孔，

所述晶棒承托台的下端安装在所述承托台安装槽内，上端用于放置所述待测晶棒，

所述晶棒夹持部含有夹持安装座、固定臂、活动臂、夹爪以及弹性压紧件，

所述固定臂活动安装在所述夹持安装座上，

所述夹爪具有与所述待测晶棒的形状相匹配的形状，位于所述光路通孔的正上方并且活动安装在所述固定臂的一端，

所述活动臂的一端与所述固定臂的另一端可转动地连接，

所述弹性压紧件安装在所述活动臂的另一端，用于将所述待测晶棒压紧在所述夹爪上，

所述反光镜安装座位于所述光路通孔的正下方并安装在所述下旋转盘的上端面，用于放置所述反光镜，

当放置在所述晶棒承托台上的所述待测晶棒完成端面面形精度检测后，所述旋转盘被旋转至使所述反光镜与所述准直透镜同光轴的位置以进行内部材质均匀性检测。

2.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述压电陶瓷封装驱动件还具有两个分别安装在所述两个端盖上的传动钢球，

所述端盖外端面的中央位置设有与所述传动钢球的形状相匹配的钢球安装槽，

所述端盖通过所述传动钢球与所述固定板或所述移动板的内端面相触接。

3.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述凸台的中央位置设有导向槽，

另一个所述端盖的内端设有与所述导向槽的形状相匹配的导向杆，该导向杆插设在所述导向槽内。

4.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述弹性连接件是横截面形状为W形、S形以及U形中任意一者的弹簧片，该弹簧片的两端分别与所述固定板和所述移动板相连接。

5.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述弹性连接件为两个，两个所述弹性构件对称设置在所述固定板和所述移动板的两个侧端。

6.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述弹性压紧件为由钢制成的弹性杆。

7.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述旋转支撑座含有座体、支撑套筒以及连接套筒，

所述下旋转盘的中央位置设有下连接套筒通孔，

所述上旋转盘的中央位置设有上连接套筒通孔，

所述支撑套筒可转动地安装在所述座体内，并且所述支撑套筒的上端与所述下旋转盘相连接，

所述连接套筒的下端与所述支撑套筒的上端相连接，所述连接套筒的上端依次穿过所述下连接套筒通孔和所述上连接套筒通孔而伸出所述上旋转盘的上端面，

所述夹持安装座安装在所述连接套筒的上端。

8.根据权利要求7所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述晶棒夹持部还含有用于驱动所述活动臂相对于所述固定臂进行转动的推杆单元，

所述推杆单元具有推杆、推块、连杆以及摇柄，

所述推杆的一端依次穿过所述支撑套筒、所述连接套筒并安装有所述推块，

所述连杆的一端与所述推杆的另一端相连接，

所述摇柄安装在所述连杆的另一端，

所述活动臂上设有与所述推块的形状相匹配的挡块。

9.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述下旋转盘的上端面设有支撑钢球，

所述反光镜设置在所述支撑钢球上，并且通过多个紧固件与所述下旋转盘紧固连接。

10.根据权利要求1所述的立式晶棒激光干涉检测设备，其特征在于：

其中，所述夹持支撑座和所述固定臂之间设置有固定臂连接轴，所述固定臂能够绕该固定臂连接轴相对于所述夹持支撑座作前后俯仰转动，

所述固定臂和所述夹爪之间设置有夹爪连接轴，所述夹爪能够绕该夹爪连接轴相对于所述固定臂作左右俯仰转动。

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