Устройство для измерения параметров материалов

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной СВЧ-технике и может быть использовано в технологических процессах электронной промышленности при контроле электрофизических параметров цилиндрических образцов (ЦО) из полупроводниковых , диэлектрических материалов или их структур. Цель изобретения - повышение локальности измерений ЦО. Устр-во содержит отрезок 1 прямоугольного волновода , в котором расположены источник 2 СВЧ-колебаний, детектор 3 СВЧ-колебаний, два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненных с возможностью перемещения вдоль своей оси, с отверстиями 6 и 7 для размещения ЦО, а также регистрирующий прибор 10. Для повышения локальности измерений используется подвижный короткозамыкающий поршень 8 с пазом 9. Выполнение его с возможностью перемещения на расстояние от стержней 4 и 5 обеспечивает эффективное взаимодействие СВЧ-поля в отрезке 1 преимущественно с частью ЦО в достаточно малом зазоре, а не с частями стержней 4 и 5. Следствием этого является сильная зависимость амплитуды стоячей волны и, следовательно, показаний прибора 10 от параметров ЦО. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН-<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663735/09 (22) 16.03.89 (46) 07.02.91. Бюл. М 5 (72) Д.А. Усанов, А.А. Лицов, В,Б. Феклистов, В.Д. Тупикин и А.Ю. Вагарин (53) 621.317.39(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 788039, кл. G 01 R 27/26, 1980, Авторское свидетельство СССР

N . 1493939, кл. G 01 N 22/00, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной СВЧ-технике и может быть использовано в технологических и роцессах электронной промышленности при контроле электрофизических параметров цилиндрических образцов (ЦО) из полупроводниковых, диэлектрических материалов или их структур. Цель изобретения — повыЯ2 1626138 А1

СВЧ-колебаний, детектор 3 СВЧ-колебаний, два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненных с возможностью перемещения вдоль своей оси, с отверстиями 6 и 7 для размещения ЦО, а также регистрирующий прибор 10. Для повышения локальности измерений используется подвижный короткозамыкающий поршень 8 с пазом 9.

Выполнение его с возможностью перемещения на расстояние от стержней 4 и 5 обеспечивает эффективное взаимодействие

СВЧ-поля в отрезке 1 преимущественно с частью ЦО в достаточно малом зазоре, а не с частями стержней 4 и 5. Следствием этого является сильная зависимость амплитуды стоячей волны и, следовательно, показаний прибора 10 от параметров ЦО. 4 ил.

1626138 ((ЯЯ)) 55

Изобретение относится к контрольноизмерительной СВЧ-технике и может быть использовано в технологических процессах, электронной промышленности при контроле электрофизических параметров цилиндрических образцов из полупроводниковых, диэлектрических материалов или их структур.

Цель изобретения — повышение локальности измерений цилиндрических образцов, На фиг, 1 изображена конструкция устройства; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — график зависимости величины индуктивности металлических стержней Х! от расстояния до короткоэамыкающего поршня; на фиг. 4 — схематическое изображение картины силовых линий краевого электрического поля в зазоре между концами металлических стержней, расположенных в отрезке прямоугольного волновода.

Устройство содержит отрезок прямоугольного волновода 1, расположенные в волноводе 1 источник 2 СВЧ-колебаний, детектор 3 СВЧ-колебаний, два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненные с возможностью перемещения вдоль своей оси, отверстия 6 и 7 в стержнях 4 и 5, выполненные для размещения цилиндрического образца, короткозамыкающий поршень 8 с пазом 9, регистрирующий прибор 10. Вход регистрирующего прибора 10 подключен к детектору 3 на входе датчика. Символами I, r, R обозначены, соответственно, расстояние между стержнями 4, 5 и поршнем 8, радиус стержней, радиус цилиндрического паза.

В качестве источника СВЧ-колебаний возможно использование диода Ганна, ЛПД, туннельного диода или элемента возбуждения волновода от внешнего СВЧ-генератора, В качестве металлических стержней удобно использовать винты со сквозными осевыми отверстиями.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый образец цилиндрической формы вводится в отверстия 6 и 7 металлических стержней 4 и 5. Внутри волновода устанавливается возбужденная источником

СВЧ-колебаний стоячая волна электромагнитного поля. Зависимость амплитуды стоячей волны от параметров измеряемого образца фиксируется детектором 3 и регистрирующим прибором 10.

Для повышения локальности измерений необходим подвижный поршень 8 с пазом 9. Поршень 8 с пазом 9, выполненный с возможностью перемещения на расстояние от металлических стержней 4 и 5 обеспечи-

50 вает эффективное взаимодействие СВЧ-поля в волноводе преимущественно с частью цилиндрического образца в достаточно малом зазоре. а не частями металлических стержней 4 и 5. Следствием этого является сильная зависимость амплитуды стоячей волны, а следовательно, и показаний регистрирующего прибора 10 от параметров цилиндрического образца.

Для получения эффективного взаимодействия СВЧ-поля преимущественно с частью образца, а не с металлическими стержнями 4 и 5, необходимо выбирать как расстояние между стержнями 4 и 5 и поршнем 8, так и местоположение и размеры паза в соответствии с соотношениями где а, Ь вЂ” размеры широкой и узкой стенок волновода 1;

r — радиус стержней 4 и 5.

Выполнение в поршне 8 цилиндрического паза, ось которого проходит через середины широких стенок волновода 1, центр находится на оси волновода 1, длина равна длине зазора между концами металлических стержней 4 и 5, а радиус равен позволяет избежать замыкания силовых линий краевого поля зазора на поршень 8 при любых сколь угодно малых расстояниях между поршнем 8 и стержнями 4 и 5 и при любых частотах из диапазона рабочих частот для стандартного прямоугольного волноводд 1, Таким образом, введение в волновод короткозамыкателя, расположенного на предлагаемом расстоянии от стержней, позволяет пренебречь индуктивностью стержней, а выполнение в короткозамыкателе паза в соответствии с предлагаемыми размерами позволяет пренебречь шунтирующим влиянием поршня 8 на зазор.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров материалов, содержащее датчик, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода, один конец, которого соединен с выходом источника CBV-колебаний, регистрирующий прибор, связанный с отрезком прямоугольного волновода, на противоположных широких стенках которого расположены два соосных металлических стержня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

1626138

Рог. 2 лба повышения локальности измерений цилиндрических образцов, вдоль оси металлических стержней выполнено отверстие для размещения цилиндрического образца, на расстоянии 1 от металлических стержней на другом конце отрезка прямоугольного волновода установлен введенный короткозамыкающий поршень, в котором выполнен паз в виде части поверхности цилиндра, ось которого параллельна оси металлических стержней и расположена на расстоянии I — r от них, высота р4вна расстоянию между металлическими стержнями, а радиус R и расстояние I выбираются из соотношений

I где а, Ь вЂ” размеры широкой и узкой стенок отрезка прямоугольного волновода; г — радиус металлических стержней.

1626138

Составитель Е. Адамова

Редактор С. Патрушева Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 273 )Тираж 383 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издатеаьскид комбинат "Патент", г. ужгород, уа.рогозина, 101