具有三個自由度的樣品調(diào)整控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是關于一種樣品調(diào)整控制器，特別是運用在真空環(huán)境的樣品調(diào)整控制器。
【背景技術】
[0002]表面科學是一種研究物體表面微結構的學問，包括了解不同相位的接口的研究，我們可以藉由對接口特性的了解來解釋一些宏觀的現(xiàn)象，在半導體制程、磁性材料、超導體、燃料電池等方面，表面科學都是相當重要的。
[0003]光電子能譜學(photo electron spectroscopy, PES)是一種表面科學的分析技術，可用來觀察物體的表面元素構成、純物質的實驗式、混合物內(nèi)的雜質元素等，進而分析特定條件下的材料表面，因為光電效應原理當待測物受到真空紫外線(vacuum ultrav1let)，或X射線等激發(fā)光源照射，待測物中的電子被激發(fā)而射出光電子，藉由分析光電子的動能、電離能、強度等物理量，便能了解待測物的性質，這樣的測量必須在高真空的環(huán)境下進行。
[0004]在進行表面測量時，實驗人員有時候需要調(diào)整待測物的位置，而一般在大氣中觀測儀器使用之驅動系統(tǒng)，因為含有潤滑劑揮發(fā)等問題的限制，并不適合運用于高真空的環(huán)境，因此應用在光電子能譜儀之驅動組件必需使用超高真空兼容之調(diào)整裝置，
目前所知的光電子能譜儀所用的待測物調(diào)整裝置有一些問題，例如真空中異質金屬材料難以焊接，或在旋轉待測物時旋轉中心若非待測物的中心，造成旋轉角度后，必需調(diào)整X軸及Y軸才能回到樣品中心；另外，在面對需要加熱或冷卻的待測物時，待測物調(diào)整裝置各組件間的密合程度不佳，可能會造成量測不準確、密封破壞甚至傷害整個機構；因此，發(fā)明人認為有必要提供一種新的樣品調(diào)整控制器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]如前所述，發(fā)明人為了解決目前光電子能譜儀中的待測物調(diào)整器的問題，提供了一種包括波紋管的樣品調(diào)整控制器。
[0006]本發(fā)明提供了一種具有三個自由度的樣品調(diào)整控制器，其特征在于:控制部，其上配置有多個控制把手；中心桿，其一端和所述控制部連接；水平關節(jié)部，其具有垂直轉動軸，所述垂直轉動軸的一端配置轉軸，藉由所述轉軸和所述中心桿的另一端連接，且所述垂直轉動軸套設有中軸齒輪；垂直關節(jié)部，其一端和所述垂直轉動軸的另一端固定連接，所述垂直關節(jié)部是由第一波紋管及第二波紋管串接而成，所述第一波紋管及所述第二波紋管連接處和傳動齒輪相接；樣品部，位于所述樣品調(diào)整控制器的底端，具有樣品座及樣品載臺，所述樣品座和所述垂直關節(jié)部的另一端連接，所述樣品載臺位于所述樣品座的外側表面，并有前傘齒輪桿貫穿于所述樣品座外側表面，并和所述載臺相接；及傳動部，具有第一傳動桿及第二傳動桿，所述第一傳動桿及所述第二傳動桿皆有一端和所述控制把手的其中之一相接，所述第一傳動桿套設有一齒輪，且所述第一傳動桿的另一端配置有傘齒輪，而所述第二傳動桿的另一端套設有蝸桿，所述蝸桿和所述傳動齒輪相接，所述蝸桿和所述傳動齒輪的多個齒輪牙相接合；其中，所述第二傳動桿的轉動能帶動所述第一波紋管及所述第二波紋管的形變，進一步帶動所述樣品部轉動。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的樣品調(diào)整控制器，可以藉由傳動部的設計，使得操作者在旋轉待測物時，是可以使待測物且提供了依X、Y軸及Z軸為中心軸，等進行不同維度的旋轉自由度，增加了表面測量實驗的方便性。
[0008]由于本發(fā)明的樣品調(diào)整控制器是需要對待測物進行加熱或是冷卻，故本發(fā)明的樣品調(diào)整控制器可以藉由樣品座材料的選擇，使得樣品座具有良好的導熱性能，而不會因為加熱或冷卻而造成損壞，可以保持整個機具的密封度與潔凈度。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的樣品調(diào)整控制器示意圖；
圖2A為本發(fā)明樣品調(diào)整控器的傳動部示意圖；
圖2B為本發(fā)明控制部和傳動部連接示意圖；
圖3A為本發(fā)明的關節(jié)部剖視示意圖；
圖3B為本發(fā)明的關節(jié)部形變示意圖；
圖4為本發(fā)明的關節(jié)部與樣品座相接處的剖面示意圖；
圖5A為本發(fā)明樣品調(diào)整控器的載臺轉動結構示意圖；
圖5B為本發(fā)明樣品部的截面爆炸示意圖；
圖6為本發(fā)明樣品調(diào)整控制器運用于光電子能譜儀示意圖；及圖7為本發(fā)明樣品調(diào)整控制器運用于掃描式電子顯微鏡示意圖。
[0010]【附圖說明】:
樣品調(diào)整控制器1 控制部12
控制把手121、123、125
填充口122
樣品部13
樣品座131
樣品載臺132
前傘齒輪桿 135 陶瓷套1350
輪軸1351
彈簧1352
傘齒輪件1353
轉軸136
垂直關節(jié)部 14 側面撥桿140
第一波紋管 141 第二波紋管 142 接合部1420 刀刃頭1421
螺紋結構1422
傳動部15
第一傳動桿150
齒輪152
第三傳動桿153
后傘齒輪桿154
第二傳動桿155
可分離耦合件1550
蝸桿156
傳動齒輪157
中心桿16
水平關節(jié)部17
中軸齒輪171
第三波紋管172
轉軸173
固定框18 光電子能譜設備2
系統(tǒng)載臺20 X-Y-Z線性載臺22
真空腔24
端口26 電子能量分析裝置28
光電子信道280
激發(fā)光源29 掃描式電子顯微鏡3
電子源30
顯微鏡主體31
物鏡光欄32
物鏡34
真空腔36
樣品38。
具體實施例
[0011]本發(fā)明以下的說明和附圖，僅是為了方便展示本發(fā)明樣品調(diào)整控制器的特征，并使具有本發(fā)明相關領域知識者能實施本發(fā)明，因此并未亦不需要依真實尺寸繪制，合先敘明。
[0012]首先，如圖1所示，其中圖1是本發(fā)明的樣品調(diào)整控制器示意圖，并請同時參閱圖2A，為本發(fā)明控制部和傳動部連接示意圖。本發(fā)明的樣品調(diào)整控制器1是由控制部12、樣品部13、垂直關節(jié)部14、傳動部15及水平關節(jié)部17所組合而成。其中，垂直關節(jié)部14的一端和樣品部13連接，另一端和水平關節(jié)部17連接，而水平關節(jié)部17的另一端是透過中心桿16和控制部12連接，垂直關節(jié)部14是由第一波紋管141和第二波紋管142串接而成，而傳動部15同時連接垂直關節(jié)部14和控制部12。在使用樣品調(diào)整控制器1時，操作者能透過調(diào)整控制部12的控制把手121、123、125來帶動傳動部15，進一步帶動垂直關節(jié)部14及水平關節(jié)部17，使垂直關節(jié)部14及水平關節(jié)部17的作動能調(diào)整樣品部13位置及方向，至于各部件的詳細構造及連接關系，稍后詳述。另外，控制把手121、123、125可是以手動調(diào)整，或是以馬達來驅動。在本發(fā)明的實施例中，垂直關節(jié)部14和樣品部13是固定在固定框18上，固定框18是設置于水平關節(jié)部17的下方，垂直關節(jié)部14是在第一波紋管141和第二波紋管142的相接處以一側面撥桿140和固定框18連接，并且側面撥桿140也和傳動部15連接，而樣品部13是以一轉軸136和固定框18連接。
[0013]接著，請同時參考圖1、圖2A及圖2B，其中圖2A是本發(fā)明樣品調(diào)整控器的傳動部不意圖。如圖2A及圖2B所7K,本發(fā)明的傳動部15包括第一傳動桿150、第二傳動桿155和第三傳動桿153,而第一傳動桿150的一端是和控制部12的控制把手121連接,第二傳動桿155的一端是和控制部12的控制把手123連接，第三傳動桿153的一端是和控制部12的控制把手125連接。第一傳動桿150未與控制把手121相連的一端有傘齒輪151,同時第一傳動桿150套設于齒輪152中，齒輪152于適當位置時可與水平關節(jié)部