CN209764026U - 晶棒承载装置以及立式激光干涉检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶棒承载装置以及包含该晶棒承载装置的立式激光干涉检测设备。本实用新型的晶棒承载装置包括：支撑座；可转动地安装在支撑座上的旋转盘；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，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，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。

Description

晶棒承载装置以及立式激光干涉检测设备

技术领域

本实用新型属于激光干涉检测设备技术领域，具体涉及一种晶棒承载装置以及包含该晶棒承载装置的立式激光干涉检测设备。

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，晶棒的端面面形精度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。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种晶棒承载装置以及包含该晶棒承载装置的立式激光干涉检测设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

<结构一>

本实用新型提供了一种晶棒承载装置，安装在具有准直透镜和反光镜的立式激光干涉检测设备上，用于承载待测晶棒以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：支撑座；可转动地安装在支撑座上的旋转盘；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，其中，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。

本实用新型提供的晶棒承载装置，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。

本实用新型提供的晶棒承载装置，还可以具有这样的特征：其中，弹性杆的直径为0.5-5mm。

本实用新型提供的晶棒承载装置，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。

本实用新型提供的晶棒承载装置，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、连通套筒并安装有推块，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。

本实用新型提供的晶棒承载装置，还可以具有这样的特征：其中，推块为圆锥体结构。

本实用新型提供的晶棒承载装置，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。

本实用新型提供的晶棒承载装置，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。

本实用新型提供的晶棒承载装置，还可以具有这样的特征：其中，晶棒夹持部还含有复位弹簧，该复位弹簧的两端分别活动臂和固定臂的中间位置相连接。

<结构二>

本实用新型还提供了一种立式激光干涉检测设备，其特征在于，包括：晶棒承载装置，用于承载待测晶棒，其中，晶棒承载装置为<结构一>的待测晶棒承载装置。

实用新型作用与效果

根据本实用新型所涉及的晶棒承载装置以及包含该晶棒承载装置的立式激光干涉检测设备，因为具有旋转支撑座、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，本实用新型例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上并通过反射测量从而对晶棒的端面面形精度进行检查，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查，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是本实用新型的实施例中立式激光干涉检测设备的立体结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中待测晶棒承载装置的立体结构示意图；

图3是本实用新型的实施例中支撑座的分解安装示意图；

图4是本实用新型的实施例中旋转盘、晶棒承托台以及反光镜安装座的分解安装示意图；以及

图5是本实用新型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实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

图1是本实用新型的实施例中立式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4)。

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。

如图1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。

图2是本实用新型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2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3是本实用新型的实施例中支撑座的分解安装示意图。

如图2和图3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4是本实用新型的实施例中旋转盘、晶棒承托台以及反光镜安装座的分解安装示意图。

如图2和图4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2和图4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5是本实用新型的实施例中晶棒夹持部的分解安装示意图。

如图2、图4以及图5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2和图4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晶棒承载装置以及包含该晶棒承载装置的立式激光干涉检测设备，因为具有旋转支撑座、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，本实施例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、连通套筒并安装有推块，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。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶棒承载装置，安装在具有准直透镜和反光镜的立式晶棒激光干涉检测设备上，用于承载待测晶棒以对所述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：

支撑座；

可转动地安装在所述支撑座上的旋转盘；以及

安装在所述旋转盘上的晶棒承托台、晶棒夹持部和反光镜安装座，

其中，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所述的晶棒承载装置，其特征在于：

其中，所述弹性压紧件为由钢制成的弹性杆。

3.根据权利要求2所述的晶棒承载装置，其特征在于：

其中，所述弹性杆的直径为0.5-5mm。

4.根据权利要求1所述的晶棒承载装置，其特征在于：

其中，所述支撑座含有座体、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。

5.根据权利要求4所述的晶棒承载装置，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。

6.根据权利要求5所述的晶棒承载装置，其特征在于：

其中，所述推块为圆锥体结构。

7.根据权利要求1所述的晶棒承载装置，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。

8.根据权利要求1所述的晶棒承载装置，其特征在于：

其中，所述夹持安装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安装座作前后俯仰转动，

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。

9.根据权利要求1所述的晶棒承载装置，其特征在于：

其中，所述晶棒夹持部还含有复位弹簧，该复位弹簧的两端分别所述活动臂和所述固定臂的中间位置相连接。

10.一种立式激光干涉检测设备，其特征在于，包括：

晶棒承载装置，用于承载待测晶棒，

其中，所述待测晶棒承载装置为权利要求1-9中任意一项所述的晶棒承载装置。