CN108261991A

CN108261991A - 反应器

Info

Publication number: CN108261991A
Application number: CN201611261749.7A
Authority: CN
Inventors: 花云; 范寅烨; 徐勇华
Original assignee: Accelergy Shanghai R & D Center Co Ltd
Current assignee: Accelergy Shanghai R & D Center Co Ltd
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2018-07-10

Abstract

一种反应器，包括有反应腔，其上开设有第一开口，所述反应器外设置有第一光源，其用于产生第一光束，其中，所述反应器外还设置有第二光源，其用于产生第二光束，且至少所述第一光束可选择的通过所述第一开口进入反应腔。这样，可以较方便的根据需要选择通过所述开口的光束。

Description

反应器

【技术领域】

本发明涉及一种反应器，尤其指一种设置有开口的高通量微反应器。

【背景技术】

近年来，随着技术和研究方法的发展，许多具有优良性能且应用广泛的新材料不断被开发出来。对新材料性能的深入了解不仅对材料的开发有着很大的益处，而且对材料的生产应用等具有很好的指导意义。

随着组合化学方法在材料研究中的应用，使得研究者可同时制备大量的材料样品。然而，在较短的时间内对大量样品的性能进行测试并对材料进行筛选使传统的研究方法面临巨大的困难。在传统的研究方法中，需要准备大量的材料用来研究，此种情况下，研发成本就会提高，且研究所需时间多，不利于材料的研究开发。

微反应技术的出现解决了这一难题。微反应技术是将传统的化学反应置于微型反应设备中进行，同时大大减少反应物的体积。与传统的化学反应相比，微反应可降低能耗和物耗，减少研发成本，提高资源利用率。其具有高传热、高传质及安全性高的特点，且系统的响应时间加快，提高了系统的工作效率。另外，其更易实现开发过程的连续和高度集成。将当前先进的过程自动化技术、传感技术、检测技术及软件层面的数据分析和微反应技术相结合，从而产生了高通量微反应系统。

高通量微反应器系统包括有反应器。反应器是微反应系统的核心部分，当进行反应时，反应原料气通入反应器中在一定的反应条件下进行反应。根据反应所需的反应条件的不同，有时需要对反应物进行加热来促使反应的进行。目前，一种加热方法是在反应器内设置加热装置，然而由于反应器的尺寸有时较小，不适于在其内部设置加热装置，而且，反应器内部设置加热装置常常是对整个反应器进行加热使其各处具有大致相同的温度，当反应器中具有不同的反应区域且不同的反应区域需要不同的反应温度时，反应器内设置加热装置便不能满足要求了。

此外，另一种加热方式是于反应器的外部设置加热装置，这样，当对不同的反应区域进行反应时，可根据反应的需要来调整不同反应区域的加热温度。此时就可能需要在反应器上开设开口以便于加热光束通过。当然，反应器上开设开口不仅仅是为了加热，当需要从外部观察或检测反应器内部的反应情况等时，往往也需要在反应器上开设开口。此外，也有可能有其他需求而需要在反应器上开设开口。

现有的一种加热方式为反应器外设置有一个加热源，其产生一个加热光束，反应器上开设有一个开口，所述加热源产生的加热光束通过所述开口对反应器内进行加热。然而，有时由于反应的需求需要能够有多个光束分别对不同的反应区域进行加热，或者多个光束相互配合进行加热或边加热边照明等情况，或者为了方便的在不同的光束间比较快速的切换光束来对同一个反应区域进行加热或照明等时，在一个开口处设置一个光源就不能满足要求了。

因此，需要设计一种新的高通量微反应器来解决现有微反应器技术中存在的一些不足。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可以可靠的进行反应的高通量微反应器。

本发明一方面提供一种反应器，包括有反应腔，其上开设有第一开口，所述反应器外设置有第一光源，其用于产生第一光束，其中，所述反应器外还设置有第二光源，其用于产生第二光束，且至少所述第一光束可选择的通过所述第一开口进入反应腔。

所述第一光束可选择的通过所述第一开口进入反应腔包括第一光束通过或其不通过第一开口进入反应腔的情况。

所述开口是指不安装其他装置的贯通的开口或其内可以安装有镜片、密封装置或其他需要的部件的开口。

所述第一光源和第二光源可以是分别完全独立的光源装置，或者第一光源及第二光源有相同的共用的装置。

所述开设有开口的反应器可为如美国专利第5,959,297号所揭示的反应器；或为如美国专利第6,864,091号或申请人的中国发明专利申请第200610139043.3号所揭示的反应器；甚或为其它任何可使反应进行的反应器。这样，反应器具有的反应腔的形状可以随着反应器形状的改变而改变，反应器的其他元件或元件间的关系可根据不同的实验要求进行改变。

进一步的，所述第一光束与所述第二光束可选择的通过所述第一开口进入反应腔，所谓的第一光束与所述第二光束均可选择的通过是指以下三种情况：

其一，仅第一光束通过所述第一开口；

其二，仅第二光束通过所述第一开口；

其三，第一光束和第二光束同时通过所述第一开口。

进一步的，所述反应器的反应腔内设置有载件，其上设置有承载区域用于承载样本，第一光束及第二光束可对承载区域上的样本进行操作。所述载件可为其他任何可以使反应进行的形状。优选平板状的形状，如基板。

通过所述开口可以对样本进行加热，或者可以来观察反应腔内的反应情况等。当然，也可能会有其它用途，如检测等。

结合图1到图3所示，基板7上可设置n*n个承载区域70，n取值可为1到20，当承载区域的面积较小的时，也可称为反应点，以下类同。基板7的材料可为石英或者硅片等。每个承载区域70可放置不同或相同的样本，即测试物。如图3所示，样本74放置于基板7上的高度h和每个承载区域的大小及所需完成的反应有关，一般h取值为10到300微米。为了使被测试物即测试样本能够较为牢固的固结在基板上，每个承载区域可进行表面处理，使其增大粗糙度来固结测试物样本，当然基板也可以设置下凹部来放置测试样本，如美国专利公告第7,071,000所示的基板设置的下凹部。

当采用仅第一光束通过所述第一开口或仅第二光束通过所述第一开口的情况时，每次只有第一光束或第二光束对一个承载区域上的样本进行操作。所述操作包括加热、照明、检测等可根据具体实验要求而采用具体操作的情况。当采用其三所示的情况时，第一光束和第二光束可同时通过所述开口，这样，第一光束和第二光束可同时对同一个承载区域上的样本进行操作或者同时或不同时的对不同承载区域上的样本的进行操作。第一光束或第二光束针对基板上的样本可选择的进行操作，所述可选择的进行操作包括以下几种情况：1.第一光束或第二光束之一对一个承载区域上的样本进行操作；2.第一光束和第二光束同时对同一个承载区域上的样本进行操作；3.第一光束和第二光束同时分别对不同承载区域上的样本进行操作；4.第一光束和第二光束不同时，即有时间间隔的分别对不同承载区域上的样本进行操作。

如图4到图6所示，反应器1的反应腔内设有基板7，任取基板7上的一个承载区域71，其上设有样本。反应器1的底部103上开设有开口40，反应器1外设置有第一光源50和第二光源51。当采用其一和其二所示的情况时，仅有第一光源50产生的光束或第二光源52产生的光束通过开口40对承载区域71上的样本进行加热等操作；当采用其三所示的情况时，如图6所示第一光源50和第二光源51产生的光束分别对不同的承载区域71，72上的样本进行加热等操作，或者如图4或图5所示的，第一光源50和第二光源51产生的光束同时对同一个承载区域70上的样本进行加热等操作。

此外，如图4及图5所示，第一光源50和第二光源51产生的光束的行进路径是独立的或者两个光束的路径可以部分重合。第一光源50及第二光源51分别产生的光束可以直接通过开口进入反应腔对基板上的承载区域上的样本进行操作，或者在光束的行进路径中设置有反光镜或凸镜来对光束的路径进行调整后再进入反应腔内，针对不同的光束需要不同材质的镜片。

进一步的，所述反应器还设置有第二开口，选择所述第一光束通过第一开口进入反应腔，所述第二光束通过所述第二开口进入反应腔。这样，第一光束和第二光束可选择的对承载区域上的样本进行操作就有两种情况：

其一，如图7所示，第一光源50产生的第一光束和第二光源51产生的第二光束分别通过不同的开口40，41对不同的承载区域71，72上的样本进行加热等操作。此时，第一光束和第二光束每次可同时或不同时的对对应的承载区域上的样本进行操作，或者一个进行操作，另一个不进行操作。

其二，如图8所示，第一光源50产生的第一光束和第二光源51产生的第二光束可对同一个承载区域71上的样本进行操作。当然，第一光束和第二光束可同时进行操作或者一个进行操作，另一个不进行操作。

进一步的，所述第一光束或第二光束可为激光或红外光等，其作为加热源来进行加热。当然，也可以选择二极管光(Light Emitting Diode，简称LED)用来照明。

根据发射物质的不同，可将激光分为固体、气体、半导体、自由电子等几种类型。

固体激光是由精心筛选的材料棒产生的，如红宝石激光、蓝宝石激光等。

气体激光是具有放电特性的气体原子能被激活并发射和产生光线，如二氧化碳激光(CO₂Laser，波长1036nm)等。

半导体激光是由相连接的两片半导体材料构成的激光器产生的，这两片半导体预先经过了不同的处理，含有不同的杂质，当大量电流流经这一装置时，激光束就从连接处出现，如二极管激光(Diode Laser，也称808nm Laser)。

在自由电子激光器中，来自特定加速器或其他能源发生设备的自由电子(即脱离了原子核的)，通过一种由线性电磁构成的波动器，被加速到光速速度，以同步加速射线的方式发射出能量，通过改变磁场的周长，就可以调整这种射线的密度和波长，由于它是可调整的所以适合的波长范围广，短至微波，长至紫外线。

进一步的，根据不同的反应要求，可以选择不同类型的光束，根据不同的光束，基板的材质要求是不同的。当然，当采用了一定的基板材质，也可以根据基板材质的不同来选择合适的光束。随着技术的进步和反应的要求，基板可以选择其他不同的材质，所述光束也可以选择不同波长的光束，只要所选择的光束与对应的基板相适应，不会损伤基板且可以保证反应的进行就可以。

在一个实施方案中，所述基板材质采用硅片或石英，当采用硅片时，可使用波长808纳米的二极管激光或者是用来照明的光束如二极管光；当采用石英时，可使用波长1036纳米的二氧化碳激光或波长小于1036纳米的光束，如波长808纳米的二极管激光或者是用来照明的光束如二极管光等。

进一步的，在反应器需要一定程度的密封状态下，所述第一开口及第二开口内设置有第一透光元件和第二透光元件。所述透光元件是玻璃材质的镜片或是其他可以透光的材质。较好的是所述透光元件是玻璃材质，且第一透光元件和第二透光元件的玻璃材质可能相同也可能不相同，在本实施方案中，较好的是选择不同的玻璃材质以对应不同波长的第一光束和第二光束。

所述玻璃材质的种类繁多，其包括但不限于以下几种玻璃：(1)以SiO₂为主要成分的硅酸盐玻璃，(2)以B₂O₃、P₂O₅、Al₂O₃、GeO₂、TeO₂、V₂O₅等为主要成分的氧化物玻璃，(3)以硫系化合物、卤化物为主的非氧化物玻璃，(4)由某些合金快速冷却形成的金属玻璃等。

在一个实施方案中，第一开口或第二开口内设置二氧化硅(SiO₂)镜片或硒化锌(ZnSe)镜片。当所述光束为二氧化碳激光时，对应的采用硒化锌(ZnSe)镜片；当所述光束为二极管激光或二极管光时，对应的可采用二氧化硅(SiO₂)镜片或硒化锌(ZnSe)镜片。

为了防止光束的反射造成对入射光束的消弱等的影响，较好的是镜片上涂有抗反射层膜，同时，第一开口及第二开口内也可以涂成黑色，或者开口内加工的较为粗糙来吸收部分反射光束。当然，在采取上述措施减小光束的反射对入射光束的影响的同时，也可对反射光束与入射光束的角度通过计算进行调整来避免此种影响。

进一步的，所述第一开口及第二开口内开设有凹槽，其用来设置密封装置，较好的是O型密封圈。

进一步的，所述反应器还开设有第三开口，其用于通过第三光束。

在一个实施方案中，所述第一光束或第二光束或第三光束可为二极管激光或二氧化碳激光或二极管光。在一个实施方案中，第一光束采用二极管激光，第二光束采用二氧化碳激光，第三光束采用二极管光。

在进行反应时，通过第一开口的第一光束、通过第二开口的第二光束及通过第三开口的第三光束对承载区域上的样本的操作可分为以下几种情况：

其一，同时对同一个承载区域上的样本进行操作；

其二，三个光束每批次中的两个光束同时对同一个承载区域上的样本进行操作，另外一个光束对另一个承载区域上的样本进行与前一个承载区域同时或不同时的操作；

其三，三个光束每批次分别对三个不同的承载区域上的样本进行同时或者两个同时或者均不同时的操作。

所述的每批次是指根据光束的数量，完成一次所有光束的操作为一个批次，如有两束光束时，当完成对两束光束的操作时为完成了一个批次，该两束光束每批次可同时或不同时进行操作。

此外，也可根据需要在反应器上开设第四开口、第五开口等等，其用于通过第四光束、第五光束等。

这样，根据反应的要求及光束和开口数量的不同，可对通过不同开口的光束进行组合来对基板上的承载区域上的样本进行不同情况的操作，例如上述的具有两个或三个开口时的不同组合情况，以此类推。

另一方面，如图1所示，所述反应器包括上部101，底部103及位于上部与底部之间的中部102，所述上部、中部及底部共同定义了一个反应腔108。所述第一开口或第二开口或第三开口开设于反应器的上部或底部或中部。这样，所述第一开口、第二开口及第三开口开设的位置可能相同或不同。此处的相同位置是指三个开口同时设置在上部或中部或底部之一上。

进一步的，所述第一开口、第二开口均设置于反应器的底部。

进一步的，所述第一开口、第二开口及第三开口均包括有第一开口部及连通第一开口部的第二开口部。所述第一开口及第二开口的第一开口部是于反应器底部的内表面向外凹陷形成的或是由反应器底部的外表面向内凹陷形成的。较好的是所述第一开口部是于反应器底部的内表面向外凹陷形成的。

如图11，12所示，第一开口21，31及第二开口22，32的第一开口部211，311，221，321自所述反应器的内表面向外凹陷形成。

进一步的，所述第一开口及第二开口的第一开口部的延伸方向倾斜于所述反应器的内表面或外表面，或者其垂直于所述反应器的内表面或外表面，较好的是垂直。第三开口垂直于所述反应器的内表面或外表面而开设。所述第一开口及第二开口的第二开口部的延伸方向倾斜或垂直于倾斜或外表面。

如图12-13所示，所述第一开口31及第二开口32第一开口部311，321的延伸方向A，C垂直于所述反应器的内表面，其与第二开口部312，322的延伸方向B，D倾斜于所述反应器的内表面，其所述第一开口部的延伸方向与所述第二开口部的延伸方向夹角大于零度小于90度。

进一步的，所述第一开口、第二开口及第三开口至少之一的第一开口部底端各处到直接形成所述第一开口部的对应的内表面或外表面距离均相等。

本发明另一方面提供一种反应器，该反应器具有反应腔，该反应器上设置有第一开口，所述第一开口包括有第一开口部及与第一开口部连通的第二开口部，其中，第一开口部的延伸方向与第二开口部的延伸方向的夹角为锐角，即该夹角大于零度小于90度，比如30度，45度，60度等。

进一步的，所述反应器具有形成所述反应腔的内表面及与所述内表面相对的外表面，所述第一开口的第一开口部可以从内表面向外凹陷形成，或者是从外表面向内凹陷形成，此处直接开始形成所述第一开口部的内表面或外表面可以定义为安装面。

根据设计的要求，第一开口也可以设置有第三开口部，第四开口部，甚或第五开口部等。

其中，第一开口部、第二开口部及/或其它开口部之一的延伸方向垂直于反应器的内表面或外表面。当然，较好的选择是直接从内表面或外表面凹陷形成的第一开口部的延伸方向垂直于对应的反应器的内表面或外表面。

如图12或图13所示，以第一开口31为例，该第一开口31包括从反应器内表面凹陷形成的第一开口部311及连通第一开口部311的第二开口部312及第三开口部313。第一开口部311的延伸方向A垂直于反应器的内表面，其与第二开口部312及第三开口部313的延伸方向B夹角大于零度小于90度。同样，可根据设计需要开设第四、第五开口部等。

此外，根据需要，除第一开口部外的其它开口部间的延伸方向夹角可以为零度，或者不为零度。

进一步的，所述反应器还可以设置第二开口、第三开口、甚或第四、第五开口等。其结构与第一开口具有大致相同的结构或者具有不同的结构，且其位置关系可以根据需要设置。此处的所谓结构是针对开口中不同的开口部的延伸方向间的相对位置而言的。

如图12及图13所示，反应器设置有第一开口31、第二开口32及第三开口30。第二开口32与第一开口31具有大致相同的结构，第三开口30与第一开口31及第二开口32具有不同的结构。

进一步的，所述第一开口、第二开口及第三开口等均设有直接从反应器内表面或外表面凹陷形成的第一开口部，所述三个开口的第一开口部底端分别到对应的外表面或内表面的距离可以相等或者不相等。较佳方式为所述距离均相等。

如图12及图13所示，第一开口31、第二开口32及第三开口30的第一开口部311，321，301均是从反应器的内表面竖直向外凹陷形成，其底端到反应器的内表面的距离d1，d2，d3均相等。

进一步的，通过所述第一开口、第二开口及第三开口等可以对反应物进行加热，或者可以来观察反应腔内的反应情况等。当然，也可能会有其它用途，如检测等。

更进一步的，在反应器需要一定程度的密封状态下，所述第一开口及第二开口内开设有凹槽，其用来设置密封装置，较好的是O型密封圈。此外，开口内还设置透光元件，其把反应腔与外部环境相隔离且便于光束通过进行加热或观察等。在本实施方案中，透光元件是玻璃镜片，所述镜片采用二氧化硅(SiO₂)镜片或硒化锌(ZnSe)镜片。透光元件于所述安装面处安装入所述开口中。

为了防止光束的反射造成的对入射光束的消弱的影响，较好的是镜片上涂有抗反射层膜，同时，第一开口、第二开口及第三开口等内也可以涂成黑色，或者开口内加工的较为粗糙来吸收部分反射光束。当然，在采取上述措施减小光束的反射对入射光束的影响的同时，也可对反射光束与入射光束的角度通过计算进行调整来避免此种影响。

进一步的，本发明提供了一种激光加热方式。当然，本发明反应器可以采用其它加热方式，如红外加热等。

如图14所示，本发明反应器设置的光源产生光束，如所述光源产生激光来加热时，激光加热的温度控制部分回路包括红外温度计12、PID控制器13、激光控制器14及激光器16。红外温度计12检测承载区域的温度并把信号进行转换；信号以4到20毫安的方式传输给PID控制器13作为PID控制器的输入信号；同时，电荷耦合器件17(Charge Coupled Device，简称CCD)把检测到的承载区域的位置图像传给计算机23以便于确定加热点，随后通过计算机23来主控PID控制器；最后，PID控制器把输出信号传给激光控制器14来控制激光器16的输出激光功率，一般处于0％到95％，来对承载区域进行加热。电源模块15控制激光器16开关，冷却系统18来冷却激光器16。

进一步的，所述激光加热方式是通过至少第一开口、第二开口及第三开口等之一来对反应进行加热。激光可选择的采用二氧化碳激光或二极管激光或其他符合反应要求的激光。根据需要，至少第一开口、第二开口及第三开口等处之一也可设置发光二极管，以便于观察反应器内的反应情况。当所述光束为二氧化碳激光时，所述玻璃镜片采用硒化锌(ZnSe)镜片；当所述光束为二极管激光或二极管光时，所述玻璃镜片采用二氧化硅(SiO₂)镜片或硒化锌(ZnSe)镜片。

加热过程中，可能仅使用单一种激光进行加热，如仅使用二氧化碳激光加热，或仅使用二极管激光加热；或者可使用两种及以上的激光混合加热，如同时使用二氧化碳激光加热及二极管激光加热；较好的是一次加热仅使用单一种激光。此外，发光二极管不论采用哪种加热方式，均可使用或不使用，当然，优选使用发光二极管。

如图12及图13所示，第一开口31处采用二极管激光加热方式，第三开口30处采用二氧化碳激光加热方式，第二开口32处设置发光二极管。进行加热时，可根据需要选择采用二氧化碳激光加热方式或二极管激光加热方式或二者的混合加热方式。

进一步的，第一开口或第二开口或第三开口等处的激光加热方式可以为独立的加热系统，或者为同一个的加热系统或者为采用不同激光器的共用的加热系统。

进一步的，如图1所示，所述反应器包括上部101，底部102及位于上部与底部之间的中部102，所述上部、中部及底部共同定义了一个反应腔108。所述第一开口可设置于至少上部101、中部102及底部103之一上。

进一步的，第一开口开设于反应器的底部，其第一开口部是从反应器的内表面向外凹陷形成，其延伸方向垂直于反应器对应的内表面。

进一步的，反应器的反应腔内设置有装载被测试物的基板，反应原料物进入反应器的反应腔内与基板上的被测试物进行反应。

对反应进行加热，基板材料为硅片时，选择二极管激光加热方式对承载区域上的样本进行加热，此过程中，LED可以处于工作状态或者不处于工作状态；基板材料为石英时，选择CO2激光加热方式或二极管激光加热方式或二者均采用来对承载区域上的样本进行加热，此过程中，LED同样可以处于工作状态或者不处于工作状态。当然，可根据需要选择是否设置LED。

可见，相比于现有技术，本发明反应器一方面通过设置两个光源来可选择的对承载区域上的样本进行操作，这样可以比较方便的满足不同的反应要求，且光源间可以方便的切换或同时选择两个光源进行操作。进一步的，当两个光源均进行加热时，当需要时，可以较快的促进反应的进行，此外，反应器开设有一个或多个开口，可便于光源选择从相同或不同的方向进行操作，或来满足其他多种反应需求。本发明反应器另一方面通过在开口内设置第一开口部和与第一开口部具有一个锐角夹角的第二开口部，这样，当反应器上需要开设有多个开口，尤其当开口要满足特定反应需求，如通过多个开口可对同一个承载区域进行操作时，开口的结构就需要设置的比较紧凑，此时，在开口内设置第一开口部和与第一开口部具有一个锐角夹角的第二开口部便可以相对的增加开口之间的距离，减小开口之间因距离过小而使开口开设难度增加的问题，而且还可以满足光束以一定的角度进入反应腔的需求。

【附图说明】

图1是本发明反应器的反应系统的架构示意图，未显示底部开口。

图2是图1所示的反应系统架构示意图中基板的示意图。

图3是图2所示的基板与放置于基板上的承载区域的结构示意图。

图4是图1所示本发明反应器的一个实施例中底部开口与光源及基板的结构示意图。

图5是图4所示本发明反应器的一个实施例中底部开口与光源及基板的另一种结构示意图。

图6是图4所示本发明反应器的一个实施例中底部开口与光源及基板的第三种结构示意图。

图7是图1所示本发明反应器的另一个实施例中底部开口与光源及基板的结构示意图。

图8是图7所示本发明反应器的另一个实施例中底部开口与光源及基板的另一种结构示意图。

图9是本发明的再一个实施例中开设的开口的俯视图。

图10是图9中开设的开口的立体剖视图。

图11是图9中中开设的开口的侧视结构平面示意图。

图12是本发明反应器再一个实施例中开设的开口的另一种剖面结构示意图。

图13是图12中开设的开口的另一结构的剖面结构示意图。

图14是本发明反应器的加热架构示意图。

【较佳实施例】

如图1所示本发明反应器1所处的反应系统的架构示意图。本发明反应器1位于反应系统中间部位，其为整个高通量微反应系统的核心部分。反应器1的反应腔108内设置有探头10，放置被测试物样本的基板7及安装基板7的可动平台8。其中，探头10可沿竖直方向上下移动，平台8可沿水平前后左右移动。结合图1所示，CCD2设置于开口11处用于对探头10与放置于移动平台8上的基板7之间的距离进行调整和校对，以更好的定位探头10与基板7的相对位置。如图1中箭头所示，原料反应物依次经过气动截止阀(未图示)、过滤器(未图示)到达质量流量控制器3，而后经过反应器1中部102上的输入管送至探头10。在反应腔108内，原料反应物与基板7上的被测试物样本发生反应，反应生成物从探头10经过采样管输送至真空腔6中。检测仪器5对送至真空腔6内的生成物进行检测分析。后续便可以对检测获得数据进行处理。另外，为防止反应生成物在采样管路中输送时发生冷凝从而堵住采样管路，所以需要对采样管路进行加热控温。本发明一个实施例中，检测仪器5为四极质谱仪，质谱仪的电离灯丝和采样管尾端距离可根据情况进行优化。此外，部分未反应的原料反应物经过探头10送至输出管进而通过压力流量控制器4输出。反应腔108及真空腔6都设有独立的泵组和阀控(未图示)，以实现各自的真空要求。真空腔6外挂初级机械泵和分子泵以实现较高的真空要求。而反应腔108对于真空度要求不高，只需安装初级机械泵就可以了。

另外，为了更好的理解反应器其它方面，可以参看申请人的中国大陆发明专利申请第200610139043.3号。

参看图1及4-6所示的本发明一个实施例，反应器1的底部103上开设有一个开口40，反应器1外设置有第一光源50及第二光源51可选择的通过开口40对基板7上的承载区域71或72及73上的样本进行操作。

参看图1及7-8所示的本发明另一个实施例，反应器1的底部103上开设有第一开口40和第二开口41。反应器1外设置有第一光源50及第二光源51可分别通过第一开口40和第二开口41对基板7上的相同承载区域71上的样本进行加热或者对不同的承载区域72，73上的样本进行操作。

图4-8中所示的第一光源50或第二光源51可为二氧化碳激光光源或二极管激光光源或发光二极管(LED)。

参看图1及图9-11所示，其为设置于本发明反应器上的第三种开口结构，反应器1的底部103上于其内表面(未标注)向外凹陷形成贯穿底部103的第一开口21及设置于其两侧的第二开口22和第三开口20。该第一开口21，第二开口22及第三开口23均包括于反应器内表面向外凹陷延伸的第一开口部211，221，201，第三开口部213，223，203及连接第一开口部，第三开口部的第二开口部212，222，202。其中，第三开口20的第一开口部201，第二开口部202及第三开口部203是垂直于反应器的内表面依次向外凹陷延伸。第一开口21及第二开口22的第一开口部211，221，第二开口部212，222及第三开口部部213，223均是倾斜的于反应器的内表面依次向外凹陷延伸。

在本发明的图9-11所示的开口结构中，在承载区域与反应器相对位置不变的情况下，当第一开口21，第二开口22及第三开口20被用来对同一个的承载区域进行操作的时，由于反应器的结构较小，所以它们之间的结构需要设置的很紧凑，尤其是第一开口21，第二开口22及第三开口23的第一开口部211，221，201间的结构需要更紧密，这样各开口之间在制造上就可能相互影响，这样，制造会有一定的难度。

另外，反应器在反应过程中需要一定程度的密封，尤其当需要一定程度的密封下加热或观察反应器内部时，第一开口部211，221，201的底端分别向下凹陷形成凹槽(未标注)用于收容密封装置，如O型垫圈，且在密封装置上安装有利用螺钉(未图示)来固定的镜片以便于光束通过。如图12-14所示的第一开口21和第二开口22的第一开口部211，212是倾斜于反应器的内表面，所以镜片和密封装置也是相对于反应器的内表面倾斜设置于第一开口部211，212中。固定镜片和密封装置的螺钉是垂直于反应器的内表面设置的，这样，不同位置的螺钉对于镜片和密封装置的压力就可能不均匀，从而可能造成密封不好形成泄漏，影响反应的进行。

参看图1及图12-13所示，其为本发明反应器的第三种开口结构的另一种开口结构示意图。反应器1的底部103上于其内表面(未标注)向外凹陷形成贯穿底部103的第一开口31，第二开口32及第三开口30。该第一开口31及第二开口32分别设置于第三开口30的两侧。第一开口31，第二开口32及第三开口30分别对应的设置有于底部103内表面向外凹陷的第一开口部311，321，301，第三开口部313，323，303及连通第一开口部及第三开口部的第二开口部312，322，302。其中，第三开口30的第一开口部301，第二开口部302及第三开口部303的延伸方向E重合，即第一开口部301，第二开口部302及第三开口部303的延伸方向夹角为零度。第一开口31的第一开口部311的延伸方向A垂直于底部103的内表面，其与第三开口30的延伸方向E平行，其第二开口部312及第三开口部313的延伸方向B倾斜于底部103的内表面，其与第一开口部311的延伸方向A形成夹角，如30度。同样，第二开口32的第一开口部321的延伸方向C垂直于底部103的内表面，其与第三开口30的延伸方向E平行且与第二开口部322及第三开口部323的延伸方向D形成夹角，如45度。此外，第一开口31或第二开口32或第三开口30的第一开口部311，321，301底端各处距离底部103内表面的距离分别都均为d1，d2，d3，且d1，d2，d3之间也相等。根据反应的需要，于第一开口31，第二开口32及第三开口30的第一开口部311，321，301底端边缘向下凹陷形成有凹槽(未标注)，分别用于收容O型密封圈33，且于密封圈33上设置镜片(未图示)。此时，由于开口的第一开口部的底端各处到反应器内表面的距离相同，所以密封圈33及镜片可以平行于内表面设置于第一开口部的底端上，由于固定镜片和密封装置的螺钉垂直于反应器的内表面设置，这样，螺钉对于镜片和密封装置的压力就比较均匀了，可以很好的避免泄漏等不好的情况。

参看图13所示的反应器开口装置的结构示意图，其结构和图12所示的大致相同，区别在于图13中第二开口32还设置有连通第二开口部322及第三开口部323的第四开口部324。

在反应时，基板7上的承载区域一般都需要进行加热。图14是本发明反应器的加热架构示意图，结合图10及图12所示，加热系统通过反应器1的底部103上开设的第一开口21，31或第二开口22，32或第三开口20，30可选择的对测试物点即承载区域上的样本进行加热。本发明中，采用激光进行加热，第三开口20，30处为二氧化碳激光(CO₂Laser)加热，第一开口21，31处为二极管激光(Diode Laser，也叫808nm Laser)加热，第二开口22，32处设置发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)，以便于观察反应器内的反应情况。第一开口21，31处的二极管激光加热与第三开口20，30处的二氧化碳激光加热可选择的开启，第二开口22，32处的发光二极管可以一直处于工作状态或非工作状态。

对于如图4-8所示的开口，其中任一个开口内的具体结构可以根据反应的要求，如是否需要不同的光束队对同一个承载区域上的样本进行操作等，选择与图11或图13所示的三个开口中的任意一个开口的结构相同或大致相同。

Claims

1.一种反应器，包括有反应腔，其上开设有第一开口，所述反应器外设置有第一光源，其用于产生第一光束，其特征在于：所述反应器外还设置有第二光源，其用于产生第二光束，且所述第一光束、或所述第一光束与所述第二光束可选择的通过所述第一开口进入反应腔。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述反应器内设置有载件，所述载件为基板，设有承载区域，其用于承载样本，所述第一光束与所述第二光束可选择的对承载区域上的样本进行操作。

3.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于：所述反应器还设置有第二开口，选择所述第一光束从第一开口进入反应腔，所述第二光束从第二开口进入反应腔。

4.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于：所述第一光束及第二光束之一，或所述第一光束及第二光束同时对一个承载区域上的样本进行操作。所述第一光束及第二光束可对不同的承载区域上的样本进行操作。

5.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于：所述第一光源及第二光源为加热光源。所述第一或第二光束可为二极管激光或二氧化碳激光。根据不同材质的载件需要采用相适应的波长的光束对载件上承载区域上的样本进行操作。

6.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于：所述第一开口及第二开口内设置有不同材质的透光元件，该透光元件把反应腔与外部环境相隔离。所述透光元件是玻璃镜片，更具体的为第一开口设置有二氧化硅(SiO2)玻璃镜片，第二开口内设置有硒化锌(ZnSe)玻璃镜片。

7.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于：所述反应器包括上部、底部及位于上部和底部之间的中部，所述上部、中部及底部共同形成了所述反应腔。所述第一开口及第二开口开设于所述反应器的底部上。

8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于：所述第一开口及第二开口均包括有第一开口部及连通第一开口部的第二开口部。所述第一开口及第二开口的第一开口部是于反应器底部的内表面向外凹陷形成的或是由反应器底部的外表面向内凹陷形成的。所述第一开口的第一开口部的延伸方向倾斜于所述反应器的底部。所述第一开口的第一开口部的延伸方向垂于直接形成所述第一开口部的对应的内表面或外表面。所述第一开口部的延伸方向与所述第二开口部的延伸方向夹角大于零度小于90度。所述第一开口的第一开口部底端各处到直接形成所述第一开口部的对应的内表面或外表面距离均相等。

9.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于：所述反应器还设置有第三开口，所述反应器外还设置有第三光源，其用于产生通过所述第三开口进入反应腔内的第三光束。所述第三开口包括有第一开口部及连通第一开口部的第二开口部，所述第一开口部是于反应器底部的内表面向外或外表面向内凹陷形成的且其底端各处到对应的内表面或外表面的距离均相等。所述第三光束为LED光，便于对反应腔内的情况进行观察。所述第三开口内设置有玻璃镜片，该玻璃镜片可为二氧化硅(SiO2)玻璃镜片或硒化锌(ZnSe)玻璃镜片，其把反应腔与外部环境相隔离。

10.一种反应器，其包括有反应腔，该反应器开设有第一开口，该第一开口包括第一开口部及与所述第一开口部相连通的第二开口部，其特征在于：所述第一开口部的延伸方向与所述第二开口部的延伸方向夹角大于零度小于90度。所述反应器设置有安装面，所述第一开口部直接自所述安装面凹陷形成，其底端各处沿着与第一开口部的延伸方向相反的方向到所述反应器的安装面的距离均相等。所述第一开口部底端与安装面之间设置有透光元件。所述第一开口部的延伸方向垂直于所述内表面。所述反应器还开设有设置于其底部的第二开口及第三开口。所述至少第一开口、第二开口及第三开口之一处设置有加热装置，来对反应进行加热。