cascade探针台介绍

CASCADE探针台是一种用于电子与通信技术领域的电子测量仪器，于2009年12月18日启用。

探针台主要应用于半导体行业、光电行业、集成电路以及封装的测试。 广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发，旨在确保质量及可靠性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。

探针测试台x-y工作台的分类

纵观国内外的自动探针测试台在功能及组成上大同小异，即主要由x-y向工作台，可编程承片台、探卡/探卡支架、打点器、探边器、 *** 作手柄等组成，并配有与测试仪（TESTER）相连的通讯接口。

但如果按其x-y工作台结构的不同可为两大类，即：以美国EG公司为代表的平面电机型x-y工作台（又叫磁性气浮工作台）自动探针测试台和以日本及欧洲国家生产的采用精密滚珠丝杠副和直线导轨结构的x-y工作台型自动探针测试台。

由于x-y工作台的结构差别很大，所以其使用维护保养不可一概而论，应区别对待。

这个探针台已经是业内最好的了，不知道你是测试直流器件还是测试测试射频器件呢？直流如果测试小信号要看您的配置，最小可以到fA基本，一般这种是联合半导体参数分析仪，提取MOS器件参数；如果是高压到10000V的话，Cascade也有应对方案，但是目前都是以垂直器件为主，背面加高电压的方式。如果您是测试射频的话，可以到500G频率，国内现在也有这方面的应用了。

探针台我用的这么多年感觉他其实是一种高精度的夹具，测试部分是要靠仪表实现，所以您说的使用技巧也要看是什么方面的，这个牌子反正我用这么多年没坏过，毕竟第一就是第一，探针这些耗材是需要更换的，我平日会购买他们的清洗片延长射频探针的使用寿命。

不知有没有帮助到你，其实还是要看您的应用来回答您关于使用方面的技巧问题的。加分啊！

一个个的原子组成了物质世界，分子、原子、电子的行为与变化表现为激发、弛豫、荧光等过程，受到物理、化学、生物等自然科学研究者的关心。这些过程通常在飞秒(fs，10-15s)的时间尺度下发生在原子内部。对于这类问题，目前电子器件的响应速度不足以测量分辨，于是发展新的超快时间分辨测量技术显得十分必要。其中，泵浦-探测(pump-probe)技术就是诸多超快时间分辨测量技术中的一种，本文将以光泵浦探测这种分析光与物质作用过程的有力工具为例进行介绍。

1 基本原理

1.1 实验原理

泵浦-探测技术最早由Toepler[1]提出，使用两个具有时间延迟的飞秒脉冲，其中能量较高、时间较前的作为泵浦光，能量较低、时间延后的作为探测光，对样品分别进行激发和探测，如附图(a)。泵浦光激发样品到达激发态，经过时间延迟的探测光随后到达，探测样品受到激发后随时间的演化。

1.2 理论分析

考虑透射情况，未被激发的介质有吸收系数  。激发态多以指数形式衰减，激发后的瞬间，吸收率降低为  ，满足

，

是激发后的时间延迟，  是激发态寿命。对于光强，令  ，

其中是样品透光长度。所以随时间变化的光强满足

透过光强相对变化相对与时间延迟可用下式表示

通过以上计算可以发现，透过光强与时间延迟成指数关系，即可以通过探测不同时刻时间延迟的光强来获得样品的时间分辨信息。

2 技术要点和难点

2.1 关键部件

泵浦-探测技术必要的关键部件有作为光源的飞秒脉冲激光器、提供时间延迟的延迟线、进行探测的光强探测器三个部分。

上世纪，超短脉冲激光器有了突破性进展，可以提供fs级别的超短脉冲作为超快过程研究中的光探针。脉冲激光具有MHz到kHz不等的重频，即一个个脉冲存在ns到ms不等的时间间隔，远大于fs级别的超快过程，所以泵浦-探测可以看作是在许多个脉冲周期中对样品重复激发和探测的所得信号的叠加。

时间延迟的实现方式有异步光学采样和电动平移台。异步光学采样不会用到机械部件，工作较为稳定。主要采用两台工作在不同重复频率的超快激光器使得泵浦光和探测光的光脉冲在时间上不完全重叠，如同长度测量时的游标卡尺，如附图(b)。电动平移台是实现时间分辨最为常见的一种方式，可见图c。在电机的驱动下载有一对平面镜的平移台前后移动，根据光速进行换算则可以通过控制移动的空间距离精确调整探测光相对于泵浦光的光程差，进而对样品进行不同时间的扫描。

信号的探测可以用各种光强探测器比如光谱仪、CCD、APD、PMT等。经过前文的分析，时间延迟通过延迟线得到控制与调整，探测器的响应时间已经无需做任何要求。

2.2 弱信号探测

在泵浦-探测技术中，被测样品的信号一般都比较弱，而且，光路中的杂散光、光源与探测器的不稳定都会产生背景噪声。一般采用锁相放大器对弱信号进行探测，实验光路示意图如附(c)。

利用锁相放大器时，对泵浦光进行调制，并将调制频率作为参考信号，光电探测器信号中只有与参考信号频率相同的部分才会被锁相探测、放大并输出，达到提高信噪比的目的[2]。调制可以用斩光器(Chopper)、声光调制器(AOM)或电光调制器(EOM)。斩光器利用机械遮挡与通过的方式控制光的通断，声光、电光调制器通过电控可以达到更高的调制频率(MHz级别)，获得更高的信噪比。

2.3 时间分辨技术对比

超快时间分辨技术还有许多种，比如条纹相机、四波混频(Four-Wave Mixing)、Z扫描(Z-scan)、光学克尔效应(Optical Kerr Effect)、双光子荧光(Two-Photon Photoluminescence)等。相比其他探测技术，泵浦-探测技术由于可以根据具体需要研究的过程选取激发光探测信号类型，也可以选择电、热等其他方法进行泵浦和探测，具有很大改造空间和适用范围。

3 应用范围和作用

对于化学研究，艾哈迈德﹒泽维尔(Ahmed H. Zewail)[3-5]通过泵浦-探测研究了ICN解离出I原子的动力学演化过程，第一次从实验中观察到了基元反应过程，获得了1999年诺贝尔化学奖，开创了飞秒化学这一研究领域。此外，由于泵浦-探测技术可以提供电子能级、载流子动力学等信息，在纳米材料、半导体材料的鉴别、性质研究[6,7]等领域起到作用。在生物学领域，1995年首次在体外对染料标记的细胞进行激发[8]，提供了一种无需高速探测器的荧光寿命研究方法。

对于物理学研究，合适的泵浦激光作用到光学介质后对介质色散特性发生改变，可以控制探测光的传输，发生电致透明[9,10]、无反转激光[11]、拉莫尔进动[12,13]，光致旋光[14]、慢光[15,16]、快光[17]等许多新奇的物理现象。

附图 a) 泵浦-探测原理示意图 b) 异步光学采样示意图 c) 使用锁相放大器的泵浦-探测光路示意图。

4 参考文献

[1] A. ToePler. Optische Studien nach der Methode der Schlierenbeobachtung [J]. Annalerl der Physik, 1867, 207(5): 33-35.

[2] 曹宁, 傅盘铭, 张治国. 飞秒时间分辨光抽运探测技术及进展[J]. 物理, 2007, 36(05): 395-398.

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[4] M. J. Rosker, M. Dantus, A. H. Zewail. Femtosecond realtime probing of reactions. I. The technique[J]. Journal of Chemical Physics, 1988, 89: 6113-6127.

[5] M. Dantus, M. J. Rosker, A. H. Zewail. Femtosecond realtime probing of reactions. II. The dissociation reaction of ICN[J]. Journal of Chemical Physics, 1988, 89: 6128-6140.

[6] Terada Y, Yoshida S, Takeuchi O, et al. Laser-combined scanning tunnelling microscopy for probing ultrafast transient dynamics[J]. Journal of Physics: Condensed Matter, 2010, 22(26): 264008.

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[9] K. J. Boller, A. Imamolu and S. E. Harris. Observation of electromagnetically induced transparency. Phys. Rev. Lett., 1991, 66, 2593.

[10] M. Xiao, Y. Q. Li, S. Z. Jin and J. Gea-Banaclone. Measurement of dispersive properties of electromagnetically induced transparency in rubidum atoms. Phys. Rev. Lett., 1995, 74, 666.

[11] A. S. Manka, J. P. Dowling, C. M. Bowden and M. Fleischhauer. Piezophotonic

switching due to local field effects in a coherently prepared medium of three-level

atoms. Phys. Rev. Lett., 1994, 73, 1789.

[12] L. Lenci, S. Barreiro, P. Valente, H. Failache and A. Lezama. A magnetometer suitable for measurement of the Earth’s field based on transient atomic response. J.Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 2012, 45, 215401.

[13] F. T. Charnock, R. Lopusnik and T. J. Silva. Pump–probe Faraday rotation magnetometer using two diode lasers. Rev. Sci. Instrum., 2005, 76, 056105.

[14] T. H. Yoon, C. H. Park and S. J. Park. Laser-induced birefringence in a wavelength-mismatched cascade system of inhomogeneously broadened Yb atoms. Phys. Rev. A, 2004, 70, 061803.

[15] M. D. Lukin, S. F. Yelin and M. Fleischhauer. Entanglement of atomic ensembles by trapping correlated photon states. Phys. Rev. Lett., 2000, 84, 4232.

[16] M. Fleischhauer and M. D.Lukin. Dark-state polaritons in electromagnetically induced transparency. Phy. Rev. Lett., 2000, 84, 5094.

[17] L. J. Wang, A. Kuzmich, A. Dogariu. Gain-assisted superluminal light propagation. Nature, 2000, 406, 277.

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