CN217820792U - 一种一维磁场探针台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一维磁场探针台，包括磁场发生模块、探针模块、样品支撑位移模块，磁场发生模块包括电磁铁、轭铁，两个电磁铁的磁芯的远端分别连接于轭铁并与轭铁磁路连接，样品支撑位移模块包括样品支撑柱、位移台，轭铁设置有容纳部，样品支撑柱穿过容纳部，样品支撑柱的两端分别位于轭铁的两侧，通过使得磁场发生模块与样品支撑位移模块所处空间部分重合，减小了磁场探针台整体的体积。

Description

一种一维磁场探针台

技术领域

本实用新型属于物理及半导体测试技术领域，涉及一种探针台，具体地，涉及一种一维磁场探针台。

背景技术

探针台测试设备是一种应用广泛的非破坏性测试手段，可用于物理及半导体领域的测试，具体地，可用于测试材料样品或器件的电学特性、光电特性、高频特性等方面的性能，在物理及半导体领域中的应用十分丰富。在此基础上，磁场探针台测试系统进一步提供了磁场环境，使得探针台测试设备可以进一步研究被测材料或器件在磁场下的性能表现及特性，其典型应用包括磁学、自旋电子学、半导体物理与器件、量子器件等。

由于磁场探针台需要提供测试所需的可控磁场，因而广泛采用电磁铁作为提供磁场的元器件。但是，一方面，由于电磁铁需要通过线圈产生磁场，为了使电磁铁产生的磁场能够覆盖测试所需磁场强度范围，需要尽可能增大电磁铁所能产生的最大磁场，因而线圈部分需要较多的线圈，进而具有较大的体积；另一方面，为了便于对各种尺寸、放置方式的被测样品进行测试，需要提供较大范围的均匀磁场，在使用具有磁芯的电磁铁作为磁场发生装置时，需要使磁芯的正对的端面面积更大，因此需要更大的磁芯；更进一步地，使用更大的磁芯时，由于线圈需要缠绕在磁芯上，更进一步地增大了电磁铁线圈的体积。因此，由于电磁铁需要具有较大的体积，磁场探针台的体积通常较大，占据较大的空间。

实用新型内容

针对现有的磁场探针台需要较大体积的技术问题，本实用新型提供了一种结构紧凑的一维磁场探针台。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种一维磁场探针台，包括磁场发生模块、探针模块、样品支撑位移模块，所述磁场发生模块包括电磁铁、轭铁，两个所述电磁铁正对间隔设置，两个所述电磁铁的磁芯的远端分别连接于所述轭铁并与所述轭铁磁路连接；所述样品支撑位移模块包括样品支撑柱、位移台，所述样品支撑柱的样品端伸入至两个所述电磁铁的磁芯之间，所述样品支撑柱的另一端固定连接于所述位移台，所述轭铁设置有容纳部，所述样品支撑柱穿过所述容纳部，所述样品支撑柱的两端分别位于所述轭铁的两侧。

可选地，所述容纳部为通孔，所述通孔被构造成能够至少容纳所述样品支撑柱沿垂直于所述电磁铁轴线的方向移动的形式，从而保证被测样本的位置能够进行调整。

可选地，所述容纳部为通槽，所述通槽被构造成能够至少容纳所述样品支撑柱沿垂直于所述电磁铁轴线的方向移动的形式，从而保证被测样本的位置能够进行调整，或将样品支撑柱移动至电磁铁之外。

更进一步地，所述样品支撑位移模块还包括平移机构，所述样品支撑柱、位移台的其中至少之一设置于所述平移机构，所述平移机构向所述通槽的开口方向延申。

优选地，为了调整磁铁发生装置产生的均匀磁场的范围，所述轭铁上限位可转动给地设置有旋转把手，所述旋转把手与所述磁芯螺纹连接。

更进一步地，所述磁芯的周向面上设置有刻度尺，所述刻度尺的长度方向沿所述电磁铁的轴线设置，从而便于确定两磁芯的间距，便于调整匀强磁场的范围。

再进一步地，所述刻度尺至少部分地被所述电磁铁遮挡，便于刻度的读数。

可选地，作为一种实施方式，所述探针模块还包括支架，所述探针模块安装于所述支架，所述支架靠近于所述电磁铁设置。此外，探针模块的具体形式，还可根据需要进行相应调整。

优选地，为了进行多探针的测试，所述支架有两个，两个所述支架设置于所述电磁铁的轴线两侧；所述探针有至少两个，两个所述支架上分别设置有所述探针。此外，还可以在同一支架上设置多个探针，以满足相应的测试需求。

优选地，为了便于进行电磁铁的固定，所述一维磁场探针台还包括支撑座，所述支撑座与所述轭铁固定连接。

可选地，所述支撑座设置有镂空部，从而使得探针台整体的重量降低，便于运输。

所述电磁铁还包括极头，所述极头可拆卸地安装在两个所述磁芯的相互靠近的一端，所述极头上还设置有端面，所述端面为平面，两所述极头的所述端面相互正对且平行，所述样品支撑柱的样品支撑端设置于两所述端面的正对区域内。

本实用新型至少具有以下有益效果：通过设置轭铁与样品支撑柱的形状和位置，使得磁场发生模块与样品支撑位移模块所处空间部分重合，减小了磁场探针台整体的体积，使磁场探针台的整体结构更紧凑；样品支撑柱附近的磁场被封闭在轭铁内部，极大地减少了样品支撑柱附近的磁场，避免了磁场对样品支撑柱传递的电信号的干扰。

附图说明

图1为一维磁场探针台的整体结构示意图。

图2为图1的A部放大图。

图3为磁场发生模块的另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一：

请参阅图1，一种一维磁场探针台，包括磁场发生模块100、样品支撑位移模块200、探针模块300，磁场发生模块100包括电磁铁110、轭铁，两个电磁铁110正对间隔设置，两个电磁铁110的磁芯120的远端分别连接于轭铁并与轭铁磁路连接；样品支撑位移模块200包括样品支撑柱、位移台，样品支撑柱的样品端伸入至两个电磁铁110的磁芯120之间，样品支撑柱的另一端固定连接于位移台，轭铁设置有容纳部，样品支撑柱穿过容纳部，样品支撑柱的两端分别位于轭铁的两侧。

通过将磁场发生模块100中的电磁铁120的轭铁与样品支撑柱的位置相互重合，使得磁场发生模块100与样品支撑位移模块200所处空间部分重合，从而减小了磁场探针台整体的体积，减少了磁场探针台所占用的空间。另一方面，样品支撑柱从容纳部穿过轭铁，样品支撑柱附近的磁场被封闭在轭铁内部，极大地减少了样品支撑柱附近的磁场，避免了磁场对样品支撑柱传递的电信号的干扰。

具体地，所述磁芯120可以与所述轭铁固定连接，也可以与所述轭铁可动连接，例如，使磁芯120能够在电磁铁110的轴向上与轭铁相对运动。

实施例二：

请参阅图1、图3，在实施例一的基础上，容纳部为通孔133，通孔133被构造成能够至少容纳样品支撑柱沿垂直于电磁铁110轴线的方向移动的形式，从而保证被测样本的位置能够进行调整。具体地，请参阅图1，通孔133大体为方形孔，通孔133的大小显著地大于样品支撑柱的直径，从而使样品支撑柱能够在通孔133内进行有限的移动。当需要对被测样本的位置进行调整时，通过位移台驱动样品支撑柱进行X轴、Y轴的至少之一的移动，样品支撑柱在通孔133内进行有限的移动，从而进行被测样品的位置的微调。更进一步地，还可以通过Z轴位移台调整样品支撑柱的高度，以满足测试的需求。此外，当调整样品支撑柱的高度时，若样品支撑柱为阶梯台状，还可以通过调整样品支撑柱的高度，使通孔133容纳样品支撑柱的不同大小的部分，从而更大范围地调整样品支撑柱的位置。

作为一种可选的形式，轭铁包括端部段131、连接段132，两个端部段131分别设置于电磁铁 110的端部，连接段132将两个端部段131连接；通孔133设置于连接段132。端部段131、连接段132可以为可拆卸连接，也可以为固定连接。此外，还可以使端部段131、连接段132作为一个整体的不同部位。本领域技术人员可以根据需要对轭铁的形状进行调整。

请参阅图1至图3，为了调整磁铁发生装置100产生的均匀磁场的范围，轭铁上限位可转动给地设置有旋转把手124，旋转把手124与磁芯120螺纹连接。具体地，旋转把手124设置为便于抓握的形状。

可选地，请参阅图1至图3，旋转把手124设置于端部段131，旋转把手124与端部段限位可转动地连接。

请参阅图2，磁芯120的周向面上设置有刻度尺122，刻度尺122的长度方向沿电磁铁110的轴线设置，刻度尺122至少部分地被电磁铁110遮挡。使用时，拧动旋转把手124，通过旋转把手124与磁芯120间的螺纹，使磁芯120与把旋转把手124的端面之间的距离发生变化。由于旋转把手124与轭铁限位，电磁铁110与轭铁的位置相对固定，在本实施例中，旋转把手124与端部段131限位，从而使得磁芯120相对于电磁铁110的位置发生变化，从而使得磁芯120之间的间距发生变化。

请参阅图1至图2，磁芯120设置有极头121，极头121可拆卸地安装在两个磁芯120的相互靠近的一端。具体地，极头121上还设置有端面123，端面123为平面，两极头121的端面123相互正对且平行，样品支撑柱的样品支撑端设置于两端面123的正对区域内。

请参阅图1，探针模块300还包括支架301、302，支架302被支架301支撑至所需高度，支架302上安装有探针模块300。通过支架302将探针模块300支撑至所需高度，例如，靠近被测样本的测试位置的高度。进一步地，可以设置多个支架301、302，例如，在电磁铁110的轴线两侧分别设置支架301、302，将对各探针模块300分别安装于相应位置附近的支架301、302上。

请参阅图1，一维磁场探针台还包括支撑座400，支撑座400用于支撑磁场发生模块100。支撑座400设置有镂空部401，以对支撑座400进行减重。

实施例三：

在实施例二的基础上，请参阅图3，容纳部为通槽134，通槽134沿垂直于电磁铁轴线的方向设置有开口，通槽134能够容纳样品支撑柱。此时，样品支撑柱能够在位移台的驱动下，经通槽134移动至轭铁之外，请参阅图1，即移动至便于更换样品支撑柱，或便于更换样品支撑柱上所固定的样品的位置，例如，移动至支架301、302围成的空间内。

更进一步地，样品支撑位移模块200还包括平移机构，样品支撑柱、位移台的其中至少之一设置于平移机构，平移机构向通槽134的开口方向延申。通过设置平移机构，使样品能够在平移机构的方向上移动，便于将样品移出通槽134并进行更换。具体地，平移机构可设置于样品支撑柱、位移台之间，样品支撑柱能够借助平移机构，在位移台上移动；也可以设置在位移台、底板500之间，位移台借助平移机构，在底板500上滑动移动；从而实现样品向通槽134外的移动。

更具体地，平移机构可以根据需要进行选择，例如，可以选择滑轨、滑槽、滑杆、螺杆，以及直线电动机、气动位移台。此外，平移机构可以为手动控制，例如滑轨；也可以自动控制，例如直线电动机。本领域技术人员能够根据需要进行选择。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点，因此以上仅为本实用新型的实施例。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还包括各种等效变化和改进，这些变化和改进都将落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (10)

1.一种一维磁场探针台，包括磁场发生模块、探针模块、样品支撑位移模块，其特征在于：所述磁场发生模块包括电磁铁、轭铁，两个所述电磁铁正对间隔设置，两个所述电磁铁的磁芯的远端分别连接于所述轭铁并与所述轭铁磁路连接；所述样品支撑位移模块包括样品支撑柱、位移台，所述样品支撑柱的样品端伸入至两个所述电磁铁的磁芯之间，所述样品支撑柱的另一端固定连接于所述位移台，所述轭铁设置有容纳部，所述样品支撑柱穿过所述容纳部，所述样品支撑柱的两端分别位于所述轭铁的两侧。

2.如权利要求1所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述容纳部为通孔，所述通孔被构造成能够至少容纳所述样品支撑柱沿垂直于所述电磁铁轴线的方向移动的形式。

3.如权利要求1所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述容纳部为通槽，所述通槽被构造成能够至少容纳所述样品支撑柱沿垂直于所述电磁铁轴线的方向移动的形式。

4.如权利要求3所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述样品支撑位移模块还包括平移机构，所述样品支撑柱、位移台的其中至少之一设置于所述平移机构，所述平移机构向所述通槽的开口方向延申。

5.如权利要求1所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述轭铁上限位可转动给地设置有旋转把手，所述旋转把手与所述磁芯螺纹连接。

6.如权利要求5所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述磁芯的周向面上设置有刻度尺，所述刻度尺的长度方向沿所述电磁铁的轴线设置。

7.如权利要求6所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述刻度尺至少部分地被所述电磁铁遮挡。

8.如权利要求1所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述探针模块还包括支架，所述探针模块安装于所述支架，所述支架靠近于所述电磁铁设置。

9.如权利要求1所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述一维磁场探针台还包括支撑座，所述支撑座与所述轭铁固定连接，所述支撑座设置有镂空部。

10.如权利要求1所述的一种一维磁场探针台，其特征在于：所述电磁铁还包括极头，所述极头可拆卸地安装在两个所述磁芯的相互靠近的一端，所述极头上还设置有端面，所述端面为平面，两所述极头的所述端面相互正对且平行，所述样品支撑柱的样品支撑端设置于两所述端面的正对区域内。

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