CN201904311U - 一种用于准分子激光辐照的可调温调压气氛装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种用于准分子激光辐照系统的可调温调压气氛控制装置，属于激光与物质相互作用的研究领域。一密闭腔体，腔体上设置有一进气口、一出气口。进气口依次通过挡板阀、微调充气阀、稳压阀与气瓶管道相连，在连接管道上设置有压力表；进气口还依次通过挡板阀、隔断放气阀与机械泵管道连接，在连接管道上设置有真空计。出气口与放气阀管道连接，在连接管道上设置有流量计。在腔体内设置有样品台，样品台能够从腔体侧壁取出，在样品台内设置有用于对样品台进行加热的碘钨灯，碘钨灯与温度控制器相连接，温度控制器与控制箱相连接。本实用新型可以实现激光辐照区域在不同温度、不同压强条件下气体成分以及流速的稳定控制。
Description
技术领域
本实用新型属于气氛炉技术领域，特别指一种用于准分子激光辐照系统的可调温调压气氛控制装置，属于激光与物质相互作用的研究领域。
背景技术
从激光技术问世以来，由于激光具有单色性、相干性和方向性三大特点，激光技术越来越多的被应用于材料研究领域。激光与物质相互作用也日渐成为一项非常热门的交叉学科研究领域。例如准分子激光由于具有紫外波长、短脉冲宽度及高峰值功率等特点，利用准分子激光与物质相互作用，可以显著改善某些功能材料的物理性能，如浸润性、导电性、光致发光等。
目前，对功能材料进行激光辐照，使其功能改性的过程大多在空气、常温、常压下以及开放环境的条件下进行，这样做的缺点是材料容易受到污染，而且易被氧化，辐照的条件也比较单一，不能在辐照过程中进行气氛控制和补偿，也不能进行温度和压力的控制，对功能材料的性能改善有很大的影响，制约了该技术的进一步发展。
例如，对氧化锌薄膜进行准分子激光辐照时，由于氧化锌薄膜很容易处于缺氧状态，如果在辐照过程中不补偿氧气，氧化锌薄膜的一些性能就不能得到改善，从而不能获得最佳的实验结果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服了在空气、常温、常压以及开放环境下对激光辐照功能材料造成的诸多不利影响，提供了一种用于准分子激光辐照的可调温调压气氛装置。该装置实现了辐照环境的气氛控制，能对辐照温度、压力进行调控，从而能够实现辐照氛围、辐照温度、辐照压力等多种辐照条件的最优化组合，有利于优化辐照效果，为进一步探索准分子激光与物质相互作用规律提供了有利条件。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本装置包括一密闭腔体，腔体上设置有一进气口、一出气口。进气口依次通过挡板阀、微调充气阀、稳压阀与气瓶管道相连，在连接管道上设置有压力表；进气口还依次通过挡板阀、隔断放气阀与机械泵管道连接，在连接管道上设置有真空计。出气口 与放气阀管道连接，在连接管道上设置有流量计。在腔体内设置有样品台，样品台能够从腔体侧壁取出，在样品台内设置有用于对样品台进行加热的碘钨灯，碘钨灯与温度控制器相连接，温度控制器与控制箱相连接。在腔体侧壁上还设置有用于观测样品台的观察窗。在腔体上还留有用于激光照射的窗口，该窗口与样品台在同一水平高度。在腔体顶部留有用于外接分子泵的真空泵接口。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型可以实现激光辐照区域在不同温度、不同压强条件下气体成分以及流速的稳定控制。
附图说明
图1是本实用新型功能示意图。
101.气瓶，102.稳压阀，103.微调充气阀，104.压力表，105.电阻规，106.挡板阀，107.进气口，108.分子泵接口，109.出气口，110.流量计，111.放气阀，112.观察窗，113.碘钨灯，114.样品台，115.石英玻璃窗口，116.腔体，117.机械泵，118.隔断放气阀，119.真空计，120.温度控制器，121.控制箱，122.分子泵，123.循环水冷却系统。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，该装置包括一密封腔体116，腔体要保证气密性。腔体116上设置有一进气口107、一出气口109。进气口107依次通过挡板阀106、微调充气阀103、稳压阀102与气瓶101管道相连，在连接管道上设置有压力表104。
进气口还依次通过挡板阀106、隔断放气阀118与机械泵117管道连接，外接机械泵对腔体进行抽真空。在连接管道上设置有真空计119，真空计119能实时显示腔体内的压力大小。出气口107与放气阀111管道连接，在连接管道上设置有流量计110。
在腔体116内设置有样品台114，样品台114能够从腔体侧壁取出，在样品台内设置有用于对样品台进行局部加热的碘钨灯113，碘钨灯113与温度控制器120相连接，温度控制器120与控制箱121相连接，温度控制器通过碘钨灯能实时显示腔体内的温度。
在腔体116侧壁上还设置有用于观测样品台的观察窗112，方便实验人员监控整个辐照过程。
在腔体上还留有用于激光照射的窗口，本实施例为石英玻璃窗口115，该窗口与样品台在同一水平高度。
本实施例在腔体外接控制箱，根据温度控制器和真空计的显示，通过对控制箱的操作，能对腔内温度、气压、气氛进行调节，达到实验所需的温度、气压以及气氛环境。
本实施例中腔体顶部预留有用于外接分子泵的的真空泵接口，用于备用分子泵连接使用。腔体顶部预留接口连接循环水冷却系统，在用分子泵抽真空时，开启冷却系统对设备进行冷却。
本实施例通过压力表104，可显示气氛炉内的实时压力值；通过流量计110可以显示气体的流速；通过放气阀门111，可在腔体内压力高于设定值时，进行放气。通过真空计119的读数，通过调节稳压阀102、微调充气阀103和放气阀111可以在0.5pa～1atm之间任意设定腔体内的气氛压强，如果在预留的分子泵接口108接上分子泵122，则腔体116内真空度最高可达10-5Pa。通过温度控制器120的读数，通过调节控制箱121的温度控制按钮，调节电阻规105的大小，改变碘钨灯112的发光功率，使得气氛装置能在室温～600℃范围内进行温度控制，从而可以实现对功能材料进行恒温、恒压、流动气氛的激光辐照。本实用新型可以实现对激光辐照区域进行调温调压以及气体成分、流速的稳定控制。
本实施例以KrF准分子激光器辐照Al2O3基ZnO半导体薄膜为例，本实用新型亦可用于其他激光辐照实验，以针对特定气氛、气压、温度以及流速下的激光辐照材料改性及制备。
图1是本实用新型功能示意图，实验开始前，将Al2O3基ZnO半导体薄膜固定在样品台114上，并将样品台114与腔体116密封连接，将激光光源对准用于激光照射的窗口，窗口装有用于248nm激光照射的有增透膜的石英玻璃窗口115。接着打开挡板阀106，打开机械泵117对腔体116抽真空，等到真空计119显示为0.35Pa时，关闭机械泵117与腔体116的隔断放气阀118。打开稳压阀102，气体经气瓶101、稳压阀102、微调充气阀103、压力表104进入腔体116，使Al2O3基ZnO半导体薄膜暴露在特定气氛环境下。气体通过出气口109，经过流量计110、放气阀111排入空气中。当腔体116内压强过大时，通过放气阀111放到空气中。通过稳压阀102和微调充气阀103，根据压力表104显示， 调节腔体116内压力。通过放气阀111，根据流量计110显示，调节出气口109的气体流速。通气一定时间后，腔体116内充满所需气体，关闭挡板阀106。接通碘钨灯113电源，对样品台114进行局部加热，设定温度为400℃。通过控制箱121调节电阻规105，调节腔体116内的温度。当温度控制器120所显示的温度都达到所需要求时，即可打开激光光源，248nm激光经有增透膜的石英玻璃窗口115后辐射Al2O3基ZnO半导体薄膜，实验人员可以通过观察窗112观察实验进展。
当需要腔体116内的气氛纯度较高时，可以经过预留的分子泵接口108连接分子泵122，在机械泵117抽真空后继续用分子泵122抽真空，并同时打开循环水冷却系统123。
Claims (2)
1.一种用于准分子激光辐照的可调温调压气氛装置，其特征在于：包括
一密闭腔体，腔体上设置有一进气口、一出气口；
进气口依次通过挡板阀、微调充气阀、稳压阀与气瓶管道相连，在连接管道上设置有压力表；进气口还依次通过挡板阀、隔断放气阀与机械泵管道连接，在连接管道上设置有真空计；
出气口与放气阀管道连接，在连接管道上设置有流量计；
在腔体内设置有样品台，样品台能够从腔体侧壁取出，在样品台内设置有用于对样品台进行加热的碘钨灯，碘钨灯与温度控制器相连接，温度控制器与控制箱相连接；
在腔体侧壁上还设置有用于观测样品台的观察窗；
在腔体上还留有用于激光照射的窗口，该窗口与样品台在同一水平高度。
2.根据权利要求1所述的一种用于准分子激光辐照的可调温调压气氛装置，其特征在于：在腔体顶部留有用于外接分子泵的真空泵接口。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108982364A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-11 | 钢研纳克检测技术股份有限公司 | 一种用于光谱分析的多功能样品室 |
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