[发明专利]三维磁场探针台测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种三维磁场探针台测试系统，其包括：基座(1)，用于放置样品的样品承载模块，用于在不同测试磁场环境下测试样品的探针台模块，用于观测探针台模块和样品进行扎针操作采集图像数据的显微测量装置(10)，以及三维电磁铁模块，其特征在于，

所述三维电磁铁模块包括：励磁电源，安装在基座(1)上的磁铁桥架(2)，可拆卸地安装在磁铁桥架(2)上在励磁电源的激励下产生磁场的三维电磁铁(3)；

所述样品承载模块包括：用于放置样品的样品台(6)和用于移动样品台(6)的位移台(7)，其中样品台(6)的样品盘面积最大可简兼容24英寸样品进行测试。

2.根据权利要求1的三维磁场探针台测试系统，其特征在于：

所述三维电磁铁(3)为五极电磁铁，包括一个垂直磁极和四个水平磁极，四个水平磁极位于同一水平面内，在X轴上相对设置的两个水平磁极为第一水平磁极对，在Y轴上相对设置的两个水平磁极为第二水平磁极对，在五个磁极之间留有间隙，五个磁极之间的间距可容纳样品台(6)的样品盘，并且每个磁极上都绕有线圈；或者

所述三维电磁铁为四极电磁铁，包括四个水平磁极，四个水平磁极位于同一水平面内，在X轴上相对设置的两个水平磁极为第三水平磁极对，在Y轴上相对设置的两个水平磁极为第四水平磁极对，在四个磁极之间留有间隙，四个磁极之间的间距可根据样品台(6)的样品盘面积调整，并且每个磁极上都绕有线圈。

3.根据权利要求1或2所述的三维磁场探针台测试系统，其特征在于：

在其中一个或者多个磁极的尖端附近设置磁传感器，用单个磁传感器的信号或者多个磁传感器信号的组合，反馈到计算机或者单片机装置，读取磁场；进一步地可以根据读取的磁场，调节各励磁线圈的电流，从而对磁场进行反馈调节。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的三维磁场探针台测试系统，其特征在于：

样品固定在样品台(6)上，样品台(6)位于三维电磁铁(3)水平磁极和垂直磁极之间，感受三维磁场；位移台(7)设置在磁铁桥架(2)下方，位移台(7)上方连接至样品台(6)，下方固定在基座(1)上，通过手动或电动调节位移台(7)，驱动样品台(6)在测试时产生XY两轴位移和/或绕Z轴的旋转；和/或

所述探针台模块包括：与至少一台直流或高频仪器相连接用于接触样品进行测试的探针(9)，在XYZ三轴方向对探针(9)进行微调的探针座(8)，以及设置在三维电磁铁(3)上方用于承载和固定探针座(8)的探针平台(5)，沿探针平台(5)的中间开口均匀环绕设置多组探针座(8)和探针(9)；

所述探针平台(5)通过多根探针台支撑柱(4)固定在基座(1)上，探针台支撑柱(4)驱动探针平台(5)沿Z轴方向升降。

5.根据权利要求1至3中任一项的三维磁场探针台测试系统，其特征在于：

所述显微测量装置(10)固定在基座(1)上，用于观测探针(9)针尖和样品进行扎针操作，采集图像数据，显微测量装置的光学显微镜可进行XYZ三轴移动，同时搭载摄像机进行成像显示。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的三维磁场探针台测试系统，其特征在于：

所述显微测量装置(10)为一种光学显微镜，包括光源、相机模块、显微成像模块，或者，其可替换为基于磁光克尔效应进行磁场测试的显微镜设备，所述基于磁光克尔效应进行磁场测试的显微镜设备其包括光源、偏振器和光电信号转换器。

7.一种基于权利要求1至6中任一项的三维磁场探针台测试系统的测试方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤1：根据样品的几何尺寸，选定合适尺寸的样品台并调整三维电磁铁(3)的磁极之间的间距，将样品固定在样品台上；

步骤2：使用励磁电源对三维电磁铁进行励磁，产生用于测试的磁场；

步骤3：调整样品台和探针空间位置，对样品进行扎针操作，操作探针进行测试；

步骤4：调整显微测量装置，用于观测样品，采集图像数据。