青岛日报社/青网讯 据2013年报道，美国宇航局派往火星执行探测任务的“好奇号”探测车罢工，经进一步调查发现，该事故起因是火星车上一电子元件出现了短路，导致探测车失去了工作能力，该事故直接导致价值25亿美元探测项目被迫中断！随着当前我国“十四五”规划和2035远景目标的提出，国家对制造业提出了全面升级要求。随着智能化时代的到来，设备中使用的电子元件数量急剧增多，电子元件失效而导致设备出现故障的概率进一步增大，越来越多的制造行业对产品性能提出更高的要求，极端条件下的性能测试成为了越来越多的工厂企业的要求，这迫切需要具有相关功能测试的检测设备满足市场需求。
近日，青岛科技大学大学生科创团队设计并制造了一款小型可控温度的真空光电综合测试平台，采用半导体技术、自动化控制技术等实现了光电测试平台的功能化、小型化。
来自企业的痛点
“曾经有企业找到我们，希望我们对其生产的电子元件进行高低温冲击下的光电性能测试。”据青岛科技大学科创团队指导老师宗兆存副教授回忆，“企业工作人员说在此之前他们找过一些高校和研究所，但是都没法达到测试条件的要求，单独购买相关大型检测设备，需要较大一笔资金，对他们中小型企业来说很不划算”
目前的光电测试系统主要是通过高校科研机构对大型设备改造而成，体积庞大、造价高、功能单一。无法满足企业产品进行相关测试的需求，企业生成的产品得不到更全面的性能检测。企业的无奈也反映出我国相关测试装置短缺的现状。
“如何在满足企业需求条件下实现测试平台的小型化，让造价低、功能强的测试仪器为企业提供全面的产品性能测试，这将助力企业发展，促进企业完成产品的性能升级”。
青科科创团队受到启发
受到这件事的启发，对半导体技术感兴趣的学生，在宗兆存老师的指导下成立科创团队，开始对可控温度的真空光电测试系统展开攻关。
“团队成立之初，面临的困难很多，需要解决的问题也很多。”团队学生在接受采访时说，“为了满足性能要求，我们首先想到对测试系统进行精准控温，快速变温。但是由于当时知识面相对匮乏，并没有什么突破性进展。”
“通过查阅资料，我们了解到TEC半导体两侧可以存在120℃温差。团队经过讨论，决定利用TEC制冷与PTC加热模块互补构建温度系统平台”
经过不断改进，该科创团队最终设计了在真空中具有冷热补偿机制的测试平台，通过温控系统利用四级TEC制冷片与PTC加热模块两个模块间的冷热耦合实现了对平台温度的快速、精准调整和控制。
测试平台组成
“系统由真空系统、温控系统、光学系统、循环系统组成。真空系统为装置提供真空环境，双模块冷热耦合实现温度调节，利用研发的辅助循环系统将热量传出真空系统，光学系统可提供真空条件下的对产品辐照、透射及吸收等方面的测试。四个系统互相依托，共同实现探测工作。”团队成员给我们介绍了整个测试平台的构成。
测试平台功能优势
“传统的加热方式采用电阻发热，一方面电压高使用不安全，另外由于采用交流电供电发热所以在运行时会产生一定的电磁波，这对于敏感的纳米类材料的光电性能测试存在一定的干扰。”团队成员描述道：“因此温控方面必须要避开传统的加热方法，还要实现安全、快速的变温，所以我们调研发现半导体材料TEC与PTC半导体材料结合自动化控制技术能满足这方面的要求。快速精准变温需要具有冷热补偿机制，通过温控系统利用两个模块间的冷热耦合实现了对平台温度的快速、精准调整和控制。”
截止到目前，该团队设计并制造的“可控温度的真空光电测试系统”已成功申请国家发明专利，并通过了深圳某电子企业实用性测试，获得较高的评价，部分相关企业已与该团队达成合作意向。
