CN203965224U

CN203965224U - 一种多靶位的激光剥蚀样品室

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Publication number: CN203965224U
Application number: CN201420326918.0U
Authority: CN
Inventors: 袁洪林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2024-06-19

Abstract

本实用新型可以应用于现有主流激光剥蚀技术中，具体涉及一种多靶位激光剥蚀样品室，包括空心壳体、观察窗和透射光入射口，所述空心壳体的前侧面开有矩形的放置口，样品靶架水平通过放置口固定在空心壳体内部并在其上方形成密封的内腔，密封侧板通过螺钉固定在空心壳体的前侧面上，空心壳体的前侧面和密封侧板之间通过O型密封圈密封；所述内腔的左侧面上开有至少三个水平方向依次排列的进气口，内腔的右侧面上开有一个出气口，所述出气口与空心壳体左侧面上中间的进气口同轴，克服现有的样品室放置样品少，经常换样品容易影响样品分析的准确性的问题，并且在气溶胶传输过程中不会产生涡旋气流，提高了分析结果的准确性和精密性。

Description

一种多靶位的激光剥蚀样品室

技术领域

本实用新型可以应用于现有主流激光剥蚀技术中，具体涉及一种多靶位的激光剥蚀样品室。

背景技术

激光剥蚀技术因可以实现几十微米的原位微区采样技术，与电感耦合等离子体质谱联用，可以进行样品的主微量元素和同位素组成的原位微区分析。近年来在地质、材料、生物、化学、考古等研究领域得到了广泛的应用。

激光剥蚀技术将激光器产生的激光经过特殊设计的光路聚焦至待研究样品表面，破坏样品的键能产生细微的样品粒子，然后通过载气将剥蚀出的样品粒子（气溶胶）运送到等离子体质谱中进行微量元素或同位素组成的分析。

影响激光剥蚀分析技术分析准确度的一个关键因素是样品在剥蚀和传输过程产生的分馏效应，该分馏效应主要产生于样品剥蚀池中。传统的样品室由于存在剥蚀位置不同而导致剥蚀产生气溶胶及气溶胶传输过程不尽相同，且有些位置存在涡流，导致剥蚀气溶胶不能完全传输至后续分析系统中，从而影响分析结果的正确性。

而且传统的样品室体积小，使得同一次装载样品量少，分析过程中需要频繁开样品室盖更换样品靶，而由于开盖和更换样品过程会引入空气（特别是氧气）导致后续等离子体离子源的不稳定性，并改变空间电荷效应，从而影响了分析结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多靶位的激光剥蚀样品室，克服现有的样品室放置样品少，经常换样品容易影响样品分析的准确性的问题，并针对传统的样品室易产生涡旋气流而影响样品分析准确性的问题进行改进。

为此，本实用新型提供了一种多靶位的激光剥蚀样品室，包括横置的立方体形状的空心壳体，空心壳体的上表面和下表面分别开有观察窗和透射光入射口，观察口和透射光入射口上装有透明窗，所述空心壳体的前侧面开有矩形的放置口，样品靶架水平通过放置口固定在空心壳体内部并在其上方形成密封的内腔，密封侧板通过螺钉固定在空心壳体的前侧面上，空心壳体的前侧面和密封侧板之间通过O型密封圈密封；

所述内腔的左侧面上开有至少三个水平方向依次排列的进气口，内腔的右侧面上开有一个出气口，所述出气口与空心壳体左侧面上中间的进气口同轴。

所述空心壳体内表面与样品靶架接触的部位均开设有凹槽，凹槽内设置有密封件。

所述出气口的内端与内腔的上下表面以及前后表面呈弧形无死角过渡。

所述进气口为长轴沿水平方向的椭圆形，中间的椭圆形进气口的长轴长0.3～0.5mm，短轴长0.5～1mm；两边的椭圆形进气口的面积大于2mm²，所述出气口为内径大于2mm的圆形。

所述内腔的空间体积小于1L，且观察口的下端面与样品靶架的上表面的垂直距离为3～10mm。

所述样品靶架由基板和设置在基板上的靶座构成，所述靶座包括薄片样品靶座和不同孔径的孔形靶座。

所述孔形靶座贯穿基板，由上部的靶座孔和下部的定位孔同轴连通组成，所述定位孔的内径大于靶座孔的内径，靶座孔的顶端安装有定位挡圈，定位孔内壁设置有螺纹，定位环通过螺纹旋接在定位孔内。

所述样品靶的前侧面中心位置开设有螺孔。

所述空心壳体内壁形成内腔的部位均涂有聚四氟乙烯膜。

所述空心壳体的材料均采用有机玻璃或工程塑料或密度小且具有较好强度的合金铝、钛镁合金；所述观察口上的透明窗上镀有增透膜；所述样品靶架的表面镀有特氟龙膜。

本实用新型的有益效果：

1、采用三个进气口进气，并结合流线型出口设计，使得剥蚀气溶胶在样品室内产生平稳气流，不会因样品室的死角而产生涡旋气流。

2、样品座采用直形设计，样品更换次数减少，且操作简易，定位结构的设计和底部固定环的应用使得样品更易安稳地固定在相同的高度，并可直接利用透、反射光从样品座下方的观察通道和表面进行样品内部结构和表面形貌观察。

3、多样品量装载设计，降低样品室开启频率，样品的装载更加简便，同时避免了因气路切换而引起的仪器参数变化，在提高分析效率的同时保证了分析结果准确度和精密度。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是空心壳体的结构示意图。

图2是本实用新型总体结构俯视图。

图3是本实用新型总体结构的右视剖面图。

图4是本实用新型总体结构的主视剖面图。

图5是全孔形靶座的样品靶架的示意图。

图6是全孔形靶座的样品靶架的剖视图。

图7是带孔形靶座和薄片样品靶座的样品靶架的示意图。

图8是带不同孔径的孔形靶座的样品靶架的示意图。

附图标记说明：1、空心壳体；2、观察窗；3、透射光入射口；4、放置口；5、样品靶架；6、内腔；7、密封侧板；8、进气口；9、出气口；10、凹槽；11、密封件；12、基板；13、薄片样品靶座；14、孔形靶座；15、靶座孔；16、定位孔；17、定位挡圈；18、定位环；19、螺孔。

具体实施方式

实施例1：

一种多靶位的激光剥蚀样品室，如图1～4所示，包括横置的立方体形状的空心壳体1，空心壳体1的上表面和下表面分别开有观察窗2和透射光入射口3，观察口2和透射光入射口3上装有透明窗，所述空心壳体1的前侧面开有矩形的放置口4，样品靶架5水平通过放置口4固定在空心壳体1内部并在其上方形成密封的内腔6，密封侧板7通过螺钉固定在空心壳体1的前侧面上，空心壳体1的前侧面和密封侧板7之间通过O型密封圈密封；所述空心壳体1内表面与样品靶架5接触的部位均开设有凹槽10，凹槽10内设置有密封件11。

上述内腔6的左侧面上开有至少三个水平方向依次排列的进气口8，内腔6的右侧面上开有一个出气口9，所述出气口9与空心壳体1左侧面上中间的进气口8同轴。

将样品靶架5通过放置口4插入空心壳体1内表面的凹槽10内，并且通过密封件11密封，密封件11为密封条，再将密封侧板7在放置口4所在侧面安装好，这样就能在空心壳体1的内部上方形成一个密封的长方体内腔6，这样在进行激光剥蚀的时候，样品靶架5上放置的样品的多少就决定了一次性实验样品量，本实用新型中的方形空间使得样品靶架5上能够同时装载大量样品，这样就能避免因样品少需要频繁更换样品而引起的分析误差。

实施例2：

本实施例中，如图4所示，出气口9的内端与内腔6的上下表面以及前后表面呈弧形无死角过渡。所述进气口8为长轴沿水平方向的椭圆形，中间的椭圆形进气口8的长轴长0.3～0.5mm，短轴长0.5～1mm；两边的椭圆形进气口8的面积大于2mm²，所述出气口9为内径大于2mm的圆形。所述内腔6的空间体积小于1L，且观察口2的下端面与样品靶架5的上表面的垂直距离为3～10mm。

将传统的一个进气口改变为三个进气口8相互配合，这样三股气流相互叠加，没有直冲气流，将出气口9前端设计为无死角过渡，这样气流在出气的过程中不会出现涡旋气流，能平稳地出气，带走剥蚀气溶胶。

这里的无死角的设计，可以是整体铸造式的做成弧形过渡段，也可以是做成两个弧状的半葫芦相互拼接而成。

实施例3：

如图5和图6所示，样品靶架5由基板12和设置在基板上的靶座构成，所述靶座包括薄片样品靶座13和不同孔径的孔形靶座14，本实施例中，样品靶架5上的样品槽是多种多样的，可以是单一的全孔形靶座14（如图5所示)，也可以是不同孔径的孔形靶座14(如图8所示），也可以是孔形靶座14和薄片样品靶座13都同时具有（如图7所示），具体根据所要实验的样品来选择不同的样品靶架5。

薄片样品靶座13属于传统的装载样式；这里的孔形靶座14孔形靶座14贯穿基板12，由上部的靶座孔15和下部的定位孔16同轴连通组成，所述定位孔16的内径大于靶座孔15的内径，靶座孔15的顶端安装有定位挡圈17，定位孔16内壁设置有螺纹，定位环18通过螺纹旋接在定位孔16内。装载样品的时候，将样品从定位孔16放入，然后继续在定位孔16中旋入定位环18，旋紧定位环18的过程中，样品会被带到靶座孔15中，最终抵住定位挡圈17固定，这样就完成了样品的装载。

实施例4：

由于样品靶架5插在空心壳体1中，加上密封件11的作用，使得在拿出样品靶架5的时候比较困难，参照图2，在样品靶架5的前侧面中心位置开设有螺孔19，在需要取出更换样品靶架5的时候，只需要用一个带外螺纹的手柄旋进螺孔19，然后拉动手柄便可以将样品靶架5轻松取出。

实施例5：

所述空心壳体1的材料均采用有机玻璃或工程塑料或密度小且具有较好强度的合金铝、钛镁合金；所述观察口2上的透明窗上镀有增透膜，这样提高激光透过率，保证剥蚀样品的激光能量密度；所述样品靶架5的表面镀有特氟龙膜，空心壳体1内壁形成内腔6的部位均涂有聚四氟乙烯膜，避免了实验过程中气溶胶与内腔6直接接触，聚四氟乙烯膜的化学稳定性和高润滑不粘性使得气溶胶在传输的过程中快速地从出气口流出。

综上所述，本实用新型不仅可以实现同时引入多种多个样品靶，且扁平中央喷气口的设计使得样品剥蚀气溶胶的运移能力与其所处位置无关，所有样品具有相同的气溶胶传输效率，避免了传统方法来回开剥蚀池盖更换样品而引起的仪器条件的改变而导致的分析结果准确度降低。

本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，如有需要我们可提供参考资料。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多靶位的激光剥蚀样品室，包括横置的立方体形状的空心壳体（1），空心壳体（1）的上表面和下表面分别开有观察窗（2）和透射光入射口（3），观察口（2）和透射光入射口（3）上装有透明窗，其特征在于：所述空心壳体（1）的前侧面开有矩形的放置口（4），样品靶架（5）水平通过放置口（4）固定在空心壳体（1）内部并在其上方形成密封的内腔（6），密封侧板（7）通过螺钉固定在空心壳体（1）的前侧面上，空心壳体（1）的前侧面和密封侧板（7）之间通过O型密封圈密封；

所述内腔（6）的左侧面上开有至少三个水平方向依次排列的进气口（8），内腔（6）的右侧面上开有一个出气口（9），所述出气口（9）与空心壳体（1）左侧面上中间的进气口（8）同轴。

2.如权利要求1所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述空心壳体（1）内表面与样品靶架（5）接触的部位均开设有凹槽（10），凹槽（10）内设置有密封件（11）。

3.如权利要求1所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述出气口（9）的内端与内腔（6）的上下表面以及前后表面呈弧形无死角过渡。

4.如权利要求1所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述进气口（8）为长轴沿水平方向的椭圆形，中间的椭圆形进气口（8）的长轴长0.3～0.5mm，短轴长0.5～1mm；两边的椭圆形进气口（8）的面积大于2mm²，所述出气口（9）为内径大于2mm的圆形。

5.如权利要求1所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述内腔（6）的空间体积小于1L，且观察口（2）的下端面与样品靶架（5）的上表面的垂直距离为3～10mm。

6.如权利要求1所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述样品靶架（5）由基板（12）和设置在基板上的靶座构成，所述靶座包括薄片样品靶座（13）和不同孔径的孔形靶座（14）。

7.如权利要求6所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述孔形靶座（14）贯穿基板（12），由上部的靶座孔（15）和下部的定位孔（16）同轴连通组成，所述定位孔（16）的内径大于靶座孔（15）的内径，靶座孔（15）的顶端安装有定位挡圈（17），定位孔（16）内壁设置有螺纹，定位环（18）通过螺纹旋接在定位孔（16）内。

8.如权利要求1或5所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述样品靶架（5）的前侧面中心位置开设有螺孔（19）。

9.如权利要求1所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述空心壳体（1）内壁形成内腔（6）的部位均涂有聚四氟乙烯膜。

10.如权利要求1所述的多靶位的激光剥蚀样品室，其特征在于：所述空心壳体（1）的材料为有机玻璃或工程塑料；所述观察口（2）上的透明窗上镀有增透膜；所述样品靶架（5）的表面镀有特氟龙膜。