一種用于制備單光子探測器的自動切片機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于單光子探測技術領域，具體涉及一種用于制備單光子探測器的自動切片機。
【背景技術】
[0002]單光子探測器是對光子等單量子物質極為敏感的一種裝置，在高分辨率的光譜測量、非破壞性物質分析、高速現象檢測、精密分析、大氣測污、生物發光、放射探測、高能物理、天文測光、光時域反射(OTDR)、量子密鑰分發系統(QKD)等領域有著廣泛的應用。由于這類探測器都是工作在低于IK的溫區內，對比普通的半導體光子探測器(如光電倍增管及雪崩光電二極管)而言，它們以其獨有的高探測靈敏度，低背景噪聲，低暗記數率以及較快的信號響應速度等特點成為了光子探測器中的佼佼者。
[0003]近年來，一種基于超導臨界狀態轉換的超導邊界轉變傳感器(Transit1n-EdgeSensors, TES)得到飛速發展，其原理是，當光子照射到通有一定電流的超導薄膜上時，光子被薄膜吸收所產生熱量使局部溫度升高到超導臨界溫度，從而形成局部非超導態，這一非超導區的存在會明顯改變回路電阻，從而產生一個可探測的電流變化，通過這一變化電流的測量實現單光子探測的目的。
[0004]在探測器的制備過程中，需要在硅基底上生長一層金屬薄膜，通常在一塊大的基底上生長一層金屬薄膜，然后刻蝕成需要的電路形狀，再將其切割為一個個小的樣品。由于硅基片具有一定厚度且硬度較高，不易直接切割開，在上述超導薄膜被切割為小片的過程中，一般采用在顯微鏡下對準切割位置手動切割的方式，效率低，劃線效果差，不易對位；還有的先確定初始切割位置，再通過設置切割間距來實現半自動切割，難以實現全自動切割。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是解決上述問題，提供一種切割單光子探測器薄膜時自動化程度高、對位便捷精準的切片機。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種用于制備單光子探測器的自動切片機，包括用于安裝各組件的機架；安裝在機架上的運動平臺、切片組件和識別組件，運動平臺可在X軸方向和Y軸方向移動，切片組件和識別組件均位于運動平臺上方，識別組件用于對固定在運動平臺上的薄膜進行對位，切片組件用于切割固定在運動平臺上的薄膜；與運動平臺和識別組件相連的控制組件，控制組件用于接收識別組件的數據信號并控制運動平臺在X軸方向和Y軸方向的移動。
[0007]為了更好的理解本實用新型的自動切片機的工作原理，對適用于本實用新型的自動切片機的單光子探測器薄膜的制備方法作簡單的介紹，該單光子探測器薄膜的制備方法包括如下步驟:
[0008]S1、選用硅片作為基底材料，將硅片依次在丙酮、乙醇、氫氟酸和超純水中通過超聲波振蕩器清洗，然后風干；
[0009]S2、在清洗后的硅片上采用磁控濺射工藝生長金屬薄膜；
[0010]S3、在金屬薄膜的表面均勻的覆蓋一層光刻膠，并烘烤使光刻膠凝固定型；
[0011]S4、將掩膜板覆蓋在光刻膠上，通過光刻機用紫外線對光刻膠進行曝光，掩膜板四周均勻分布有預制的定位槽，用于在硅片上刻蝕出定位標記，該定位標記為定位線；
[0012]S5、取下掩膜板，并用顯影液腐蝕掉光刻膠中被曝光的部分，顯影后還需通過氧化刻蝕去掉顯影過程殘留的光刻膠；
[0013]S6、將顯影后的薄膜通過干法刻蝕工藝刻蝕掉裸露的金屬薄膜部分，采用的干法刻蝕工藝具體為反應離子刻蝕工藝；
[0014]S7、將刻蝕后的薄膜先后在丙酮、乙醇、氫氟酸和超純水中通過超聲波振蕩器清洗并風干，以去除殘余的光刻膠。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型所提供的用于單光子探測器薄膜的自動切片機，將具有定位線的單光子探測器薄膜固定在運動平臺上并使單方向的定位線與兩個傳感器的發射端連線平行，開啟切片機，控制組件控制運動平臺在Y軸方向移動，直到兩個傳感器均與同一定位線對齊，控制組件接收到傳感器的信號從而控制運動平臺停止在Y軸方向的移動；調整切片組件的刀片位置，使刀片的刀刃恰好能在單光子探測器薄膜切割出劃線；控制組件控制運動平臺在X軸方向來回運動一次，完成一次切割劃線，劃線后運動平臺歸位，兩個傳感器再次與該定位線對齊，然后控制組件控制運動平臺在Y軸方向運動，直到兩個傳感器與下一條定位線對齊，控制組件接收到傳感器的信號停止運動平臺在Y軸方向的運動，再次控制運動平臺帶動單光子探測器薄膜在X軸方向來回運動一次，完成又一次切割劃線，迭代上述步驟，該切片機便可完成單光子探測器薄膜單方向的切割劃線；然后將運動平臺旋轉90°，重復上述步驟，可完成另一個方向的切割劃線。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型自動切片機的結構示意圖；
[0017]圖2是本實用新型單光子探測器定位線的示意圖。
[0018]附圖標記說明:11、安裝座一 ；12、螺桿安裝座；13、安裝座二 ；21、面板；31、刀片；32、縱向調節螺桿；33、橫桿；34、安裝塊；35、調節塊；41、傳感器；5、顯微鏡；6、樣品模塊；7、定位線。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明:
[0020]如圖1和圖2所示，本實用新型的用于制備單光子探測器的自動切片機，包括用于安裝各組件的機架；安裝在機架上的運動平臺、切片組件和識別組件，運動平臺可在X軸方向和Y軸方向移動，切片組件和識別組件均位于運動平臺上方，識別組件用于對固定在運動平臺上的薄膜進行對位，切片組件用于切割固定在運動平臺上的薄膜；與運動平臺和識別組件相連的控制組件，控制組件用于接收識別組件的數據信號并控制運動平臺在X軸方向和Y軸方向的移動。
[0021]識別組件包括兩個并排設置且相對距離可調的傳感器41，傳感器41用于識別單光子探測器薄膜上的定位線，兩個傳感器41發射的檢測光線與切片組件用于切割薄膜的刀刃位于同一平面，具體的，傳感器41可以采用紅外線反射傳感器，定位線7為具有一定寬度的金屬標記線，由于單光子探測器薄膜上的定位線7寬度很小，當兩個傳感器41分別與定位線7相對時，則切片組件的刀刃位于該定位線7的延長線上，若此時運動平臺在X軸方向運動，刀刃以一定壓力劃過單光子探測器薄膜上的定位線7，完成一次切割劃線。
[0022]如圖2所示，定位線7為縱橫交錯的數條直線，每