TWI796849B - 微波人造鑽石生產裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種微波人造鑽石生產裝置，其包含有一反應容器及一微波發射模組。反應容器內用於放置一鑽石晶種。微波發射模組包含依序連接的一模式轉換管、一導向管、一第一導波管及一第一線極化微波源，以及一第二導波管及一第一匹配負載。模式轉換管連接該反應容器並且可將微波從圓極化模式及線極化模式之間來回轉換。導向管具有非平行的第一開口及第二開口，其分別連接第一導波管及第二導波管。第一線極化微波源設於第一導波管，第一匹配負載設於第二導波管。藉此，反應容器中無用的反射微波能被第一匹配負載吸收，進而提高鑽石生產效率。

Description

微波人造鑽石生產裝置

本創作係涉及一種人造鑽石的生產裝置，尤指一種利用微波電漿化學氣相沉積法(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition，簡稱MPCVD)生產人造鑽石的裝置。

現有技術中的MPCVD人造鑽石生產裝置具有一反應腔及一微波發射模組。反應腔內設置有一鑽石載台；微波發射模組朝反應腔發射2.45GHz的微波，且微波會在鑽石載台處形成的區域性駐波強電場。於生產人造鑽石時，將一鑽石晶種置於鑽石載台上，並且將高濃度甲烷注入反應腔內，此時微波發射模組發射的微波能量會將鑽石晶種周圍的甲烷氣體加熱至極高溫並形成電漿球，使甲烷氣體中的碳原子受電漿作用而附著於鑽石晶種上，進而使鑽石晶種逐漸生長成為體積較大的人造鑽石。

為了強化人造鑽石生產裝置的生產效率，台灣第TWI734405B號專利案揭露了一種具有圓極化管及聚焦機構及的人造鑽石生產裝置，微波由圓極化管轉換成圓極化微波後，再以聚焦機構聚焦在鑽石晶種處，使鑽石晶種周圍能夠穩定形成電漿球，以提高人造鑽石的生產效率。

然而，根據台灣第TWI734405B號專利案所設計出的人造鑽石生產裝置在實際測試時發現，圓極化微波雖然有助於穩定形成電漿球，但同時也容易因為阻抗不匹配而在反應腔內多次反射，使得反應腔中形成複雜的多重反射駐波，進而破壞鑽石晶種周圍的電漿球穩定性，導致生產效率下降。簡單來 說，根據台灣第TWI734405B號專利案所設計出的人造鑽石生產裝置雖然理論上能夠提高人造鑽石的生產效率，但實際運作時卻會因為反應腔內累積過多無用的微波能量，而導致鑽石生產效率無法達到預期水準。

因此，現有技術的人造鑽石生產裝置及其微波發射模組實有待加以改良。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本創作提供一種能避免反應腔內發生微波多次反射的微波人造鑽石生產裝置。

為達到上述的創作目的，本創作所採用的技術手段為設計一種微波人造鑽石生產裝置，包含：一反應容器，其為一中空體，該反應容器上具有一微波視窗，該微波視窗用於供外部的微波穿透至該反應容器內，該反應容器具有一鑽石載台，其設於該反應容器內，並且界定出一聚焦區域；一微波發射模組，其設於該反應容器外，並且朝該反應容器的該微波視窗發射圓極化微波，該微波發射模組包含依序連接的一模式轉換管、一導向管、一第一導波管及一第一線極化微波源，該微波發射模組還具有一第二導波管、一第一匹配負載及一連接套管，其中該模式轉換管連具有一圓極化開口，其位於該模式轉換管的一端，並且朝向該反應容器的該微波視窗；一線極化開口，其位於該模式轉換管的另一端；當外部的線極化微波從該線極化開口進入該模式轉換管，該線極化微波會被轉換成圓極 化微波並從該圓極化開口射出；當外部的圓極化微波從該圓極化開口進入該模式轉換管，該圓極化微波會被轉換成線極化微波並從該線極化開口射出；該導向管具有：一主開口，其位於該導向管的一端，並且連接該模式轉換管的該線極化開口；一第一開口；一第二開口，其位於該導向管的管壁；該第二開口的方向與該第一開口的方向非平行；該第一導波管的一端連接該導向管的該第一開口，另一端連接該第一線極化微波源；該第一線極化微波源產生線極化微波，該線極化微波被該模式轉換管轉換成圓極化微波並且經由該模式轉換管的該圓極化開口朝該反應容器的該微波視窗發射；該連接套管上具有一轉換孔，其從該連接套管的外壁面貫穿至內壁面，並且為一長孔；該轉換孔的相對二開口分別連接該導向管的該第二開口及該第二導波管的一端；該第一匹配負載設於該第二導波管；一微波透鏡，其設於該微波發射模組的該模式轉換管的該圓極化開口及該反應容器的該鑽石載台之間；該微波透鏡將該微波發射模組所發射的圓極化微波聚集於該鑽石載台的該聚焦區域。

為達到上述的創作目的，本創作進一步提供一種微波人造鑽石生產裝置，包含：其中該導向管的該第一開口的開口方向垂直於該第二開口的開口方向。

一反應容器，其為一中空體，該反應容器上具有一微波視窗，該微波視窗用於供外部的微波穿透至該反應容器內，該反應容器具有一鑽石載台，其設於該反應容器內，並且界定出一聚焦區域；一微波發射模組，其設於該反應容器外，並且朝該反應容器的該微波視窗發射圓極化微波，該微波發射模組包含依序連接的一模式轉換管、一導向管、一第一導波管及一第一線極化微波源，該微波發射模組還具有一第二導波管、一第一匹配負載及一連接套管，其中該模式轉換管連具有一圓極化開口，其位於該模式轉換管的一端，並且朝向該反應容器的該微波視窗；一線極化開口，其位於該模式轉換管的另一端；當外部的線極化微波從該線極化開口進入該模式轉換管，該線極化微波會被轉換成圓極化微波並從該圓極化開口射出；當外部的圓極化微波從該圓極化開口進入該模式轉換管，該圓極化微波會被轉換成線極化微波並從該線極化開口射出；該導向管具有：一主開口，其位於該導向管的一端，並且連接該模式轉換管的該線極化開口；一第一開口；一第二開口，其位於該導向管的管壁；該第二開口的方向與該第一開口的方向非平行；該第一導波管的一端連接該導向管的該第一開口，另一端連接該第一線極化微波源； 該第一線極化微波源產生線極化微波，該線極化微波被該模式轉換管轉換成圓極化微波並且經由該模式轉換管的該圓極化開口朝該反應容器的該微波視窗發射；該連接套管上具有二轉換孔；各該轉換孔從該連接套管的外壁面貫穿至內壁面，並且為一長孔；其中一該轉換孔的相對二開口分別連接該導向管的該第一開口及該第一導波管；另一該轉換孔的相對二開口分別連接該導向管的該第二開口及該第二導波管；各該轉換孔的寬度朝該導向管的外壁面漸縮；該第一匹配負載設於該第二導波管；其中，該導向管為圓管，該第一導波管及該第二導波管為方管；該導向管的該第一開口位於該導向管的管壁；一微波透鏡，其設於該微波發射模組的該模式轉換管的該圓極化開口及該反應容器的該鑽石載台之間；該微波透鏡將該微波發射模組所發射的圓極化微波聚集於該鑽石載台的該聚焦區域。

本創作的優點在於，藉由在微波發射模組設置模式轉換管、導向管以及第一匹配負載，當反應容器中的圓極化微波因阻抗不匹配等各種原因發生反射時，反射的圓極化微波能夠被模式轉換管再次轉換回線極化微波，然後經由導向管的第二開口射出至第一匹配負載，並且在第一匹配負載處被轉換成熱能。藉此，本創作能疏導反應容器中無用的微波能量，防止反應容器中形成複雜的多重反射駐波，進而具有保持鑽石晶種周圍的電漿球穩定性並提高鑽石生產效率之功效。

具體來說，第一線極化微波源所發射的線極化微波會經由導向管進入模式轉換管，被轉換成圓極化微波後射入反應容器內輔助形成鑽石。反應容器內反射的圓極化微波則會被模式轉換管再度轉換成線極化微波，但此線 極化微波(下稱反射微波)被模式轉換管轉換兩次後，其電場角度會垂直於原始發射的線極化微波，故反射微波已經無法循原本的第一開口離開導向管，因此傳統的台灣第TWI734405B號專利案的反應腔內會累積過多無用的微波能量。而本創作的導向管上具有與第一開口非平行的第二開口，故反射微波能夠從第二開口離開導向管，藉此疏導反應容器中無用的微波能量。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該微波發射模組具有一第二線極化微波源，其設置於該第二導波管的另一端；一第二匹配負載，其設置於該第一導波管。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該微波發射模組的該導向管為圓管；該微波發射模組的該第一導波管及該第二導波管為方管。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該導向管的該第一開口位於該導向管相對該主開口的一端；該微波發射模組具有一方轉圓連接管，其連接於該第一導波管及該導向管的該第一開口之間；該方轉圓連接管的管內壁由方形逐漸轉變成圓型。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該導向管的該第一開口位於該導向管相對該主開口的一端；該連接套管套設於該導向管外，該第二導波管連接該連接套管的外壁面；該連接套管的該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該轉換孔的相對二孔壁為階梯狀而使該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該微波發射模組具有一連接套管，其套設於該導向管外，該第二導波管連接該連接套管的外壁面；該連接套管的該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該轉換孔的相對二孔壁為階梯狀而使該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。

進一步而言，所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該導向管的該第一開口的開口方向垂直於該第二開口的開口方向。

10:反應容器

11:微波視窗

12:鑽石載台

121:聚焦區域

13:微波透鏡

20:微波疊加組件

21:模式轉換管

211:圓極化開口

212:線極化開口

22:導向管

221:主開口

222:第一開口

223:第二開口

23:方轉圓連接管

231:方形連接開口

232:圓形連接開口

24:連接套管

241:轉換孔

30:第一微波組件

31:第一導波管

32:第一線極化微波源

33:第二匹配負載

34:循環器

40:第二微波組件

41:第二導波管

42:第二線極化微波源

43:第一匹配負載

44:循環器

81:TE10線極化微波

82:TE11線極化微波

82’:TE11線極化微波

83:TE11圓極化模式微波

91:TE10線極化微波

92:TE11線極化微波

93:TE11圓極化模式微波

22A:導向管

222A:第一開口

223A:第二開口

24A:連接套管

241A:轉換孔

31A:第一導波管

41A:第二導波管

A:鑽石晶種

圖1係本創作的第一實施例的立體外觀圖。

圖2係本創作的第一實施例的立體元件分解圖。

圖3係本創作的第一實施例的部分元件立體剖視示意圖。

圖4係本創作的第一實施例的縱向局部剖視示意圖。

圖5係本創作的第一實施例的橫向剖視示意圖。

圖6係本創作的第二實施例的立體外觀圖。

圖7係本創作的第二實施例的立體元件分解圖。

圖8係本創作的第二實施例的縱向剖視示意圖。

圖9係本創作的第二實施例沿圖8的A-A割面線的橫向剖視示意圖。

請參閱圖1、圖2及圖4所示，本發明之微波人造鑽石生產裝置包含一反應容器10、一微波發射模組及一微波透鏡13。

反應容器10為一中空體，反應容器10上具有一微波視窗11，微波視窗11用於供外部的微波穿透至反應容器10內，微波視窗11具體來說設置於反應容器10的外殼上。反應容器10具有一鑽石載台12，其設於反應容器10內。鑽石載台12的頂面上界定出一聚焦區域121。

微波發射模組設於反應容器10外，並且朝反應容器10發射圓極化微波。微波發射模組包含一模式轉換管21、一導向管22、一第一導波管31、一第一線極化微波源32、一第二導波管41及一第一匹配負載43；以及在本實施例中，進一步包含一方轉圓連接管23、一連接套管24、一第二線極化微波源42及一第二匹配負載33。其中模式轉換管21、導向管22、第一導波管31及第一線極化微波源32沿一微波路徑依序連接。

具體來說，本實施例的微波發射模組具有一微波疊加組件20、一第一微波組件30及一第二微波組件40，第一微波組件30及第二微波組件40朝微波疊加組件20發射線極化微波，兩微波組件30、40發射的微波於微波疊加組件20重疊後共同進入反應容器10內。

請配合參閱圖2至圖4所示，微波疊加組件20包含前述之模式轉換管21、導向管22、方轉圓連接管23及連接套管24；第一微波組件30包含前述之第一導波管31、第一線極化微波源32及第二匹配負載33；第二微波組件40包含前述之第二導波管41、第二線極化微波源42及第一匹配負載43。

前述之模式轉換管21的兩端分別具有一圓極化開口211(如圖4所示)及一線極化開口212。圓極化開口211位於模式轉換管21的下端，並且朝向該反應容器10的微波視窗11。線極化開口212位於模式轉換管21的上端。模式轉換管21可視微波的行進方向而將線極化微波轉換成圓極化微波，或者將圓極化微波轉換成線極化微波。

具體來說，當外部的線極化微波從線極化開口212進入上端的模式轉換管21，線極化微波會被轉換成圓極化微波並從下端的圓極化開口211射出。當外部的圓極化微波從下端的圓極化開口211進入模式轉換管21，圓極化微波會被轉換成線極化微波並從上端的線極化開口212射出。

前述之導向管22具有一主開口221、一第一開口222及一第二開口223。在本實施例中，主開口221及第一開口222分別位於導向管22的下端及上端，主開口221連接模式轉換管21的線極化開口212。第二開口223位於導向管22的管壁，即第二開口223的方向與第一開口222的方向非平行，且具體來說，第二開口223的方向與第一開口222的方向相互垂直。導向管22較佳地為一圓管，即主開口221及第一開口222均為圓形。

前述之方轉圓連接管23設於導向管22的上端並且連接第一開口222。方轉圓連接管23的管內壁由方形逐漸轉變成圓形，而使方轉圓連接管23的兩端分別形成一方形連接開口231及一圓形連接開口232。圓形連接開口232連接導向管22的第一開口222。

請配合參閱圖2、圖3及圖5所示，前述之連接套管24套設於導向管22外，連接套管24上形成有一轉換孔241，轉換孔241從連接套管24的外壁面貫穿至內壁面，並且為上下延伸的長孔，但轉換孔241的延伸方向不以此為限。轉換孔241於內壁面之開口連接導向管22的第二開口223，並且轉換孔241的寬度朝第二開口223漸縮。在本實施例中，轉換孔241的相對二孔壁為階梯狀，而使轉換孔241的寬度呈階梯狀漸縮。本實施例中的連接套管24與導向管22為一體成形，但在其他較佳實施例中，連接套管24是獨立於導向管22的管體，並透過焊接等方式設置於導向管22。

請配合參閱圖2至圖4所示，前述之第一導波管31較佳地為方管，其一端連接方轉圓連接管23的方形連接開口231，也就是說，第一導波管31是透過方轉圓連接管23連接導向管22的第一開口222。

第一導波管31的另一端連接前述之第一線極化微波源32。第一線極化微波源32產生TE10線極化微波81，TE10線極化微波81通過方轉圓連接管23、導向管22及模式轉換管21後，被模式轉換管21轉換成TE11圓極化模式微 波83並且經由模式轉換管21的圓極化開口211朝反應容器10的微波視窗11發射。

第二匹配負載33設置於該第一導波管31，且具體來說，第一導波管31上設置有一循環器34，當第一導波管31內出現逆向朝第一線極化微波源32前進的微波(即後述第二線極化微波源42所產生的微波，被反應容器10反射，經過模式轉換管21，會經由導向管22，通過方轉圓連接管23，朝第一線極化微波源32前進)，循環器34會將逆向的微波導引至第二匹配負載33，並且使微波於第二匹配負載33處轉換為熱能，藉此保護第一線極化微波源32不受逆向的微波影響，同時可消除裝置內無用的微波能量。

前述之第二導波管41較佳地為方管，其一端連接連接套管24之轉換孔241於外壁面之開口，也就是說，第二導波管41是透過連接套管24連接導向管22的第二開口223。第二導波管41的另一端連接前述之第二線極化微波源42。

第二線極化微波源42產生TE10線極化微波91，TE10線極化微波91通過導向管22及模式轉換管21後，被模式轉換管21轉換成TE11圓極化模式微波93並且經由模式轉換管21的圓極化開口211朝反應容器10的微波視窗11發射。在其他較佳的實施例中，第二線極化微波源42可視情況省略。

前述之第一匹配負載43設置於第二導波管41，且具體來說，第二導波管41上設置有一循環器44，當第二導波管41內出現逆向朝第二線極化微波源42前進的微波(即第一線極化微波源32所產生的微波，被反應容器10反射，經過模式轉換管21後，因電場方向而無法通過方轉圓連接管23，而會經由導向管22朝第二線極化微波源42前進)，循環器44將第二導波管41內的逆向微波導引至第一匹配負載43以保護第二線極化微波源42並且消除裝置內無用的微波能量。

前述之微波透鏡13設置於微波發射模組的模式轉換管21的圓極化開口211及反應容器10的鑽石載台12之間，微波透鏡13將微波發射模組所發射的圓極化微波聚集於鑽石載台12的聚焦區域121。在本實施例中，微波透鏡13設於反應容器10外，並且位於微波發射模組的模式轉換管21的圓極化開口211及反應容器10的微波視窗11之間。微波透鏡13較佳地為一介質凸透鏡，但其他凸凹透鏡的適當組合亦可達到相同的類似的微波聚集功效。

本創作於使用時，將鑽石晶種A置於鑽石載台12的聚焦區域121。第一線極化微波源32會使第一導波管31內產生TE10線極化微波81，TE10線極化微波81經由方轉圓連接管23進入導向管22後，在導向管22內被轉換成TE11線極化微波82；同時，第二線極化微波源42會使第二導波管41內產生TE10線極化微波91，TE10線極化微波91在通過連接套管24的轉換孔241後，在導向管22內形成TE11線極化微波92。

最後，源自第一線極化微波源32的TE11線極化微波82與源自第二線極化微波源42的TE11線極化微波92共同向下穿過模式轉換管21，被模式轉換管21分別轉換成TE11圓極化模式微波83及TE11圓極化模式微波93，並且被微波透鏡13集中後，穿過微波視窗11，聚焦至聚焦區域121以生產人造鑽石。

當TE11圓極化模式微波83、93於反應容器10內發生反射時，源自第一線極化微波源32的微波反射後會經由第二開口223進入第二導波管41，最終被第一匹配負載43消耗轉換成熱量，同時源自第二線極化微波源42的微波反射後會經由第一開口222進入第一導波管31，最終被第二匹配負載33消耗轉換成熱量，具體過程詳述如下：當源自第一線極化微波源32的TE11圓極化模式微波83發生反射時，TE11圓極化模式微波83會向上穿過模式轉換管21並且在導向管22內形成TE11線極化微波82’。然而，TE11線極化微波82’被模式轉換管21轉換兩次後， 其電場角度會垂直於線極化微波TE11線極化微波82，因此TE11線極化微波82’無法從第一開口222返回第一導波管31，但會從第二開口223進入第二導波管41，並且被第一匹配負載43消耗轉換成熱量。而源自第二線極化微波源42的TE11圓極化模式微波93發生反射時的狀況大致相同，也就是源自第二線極化微波源42的反射微波雖然無法返回第二導波管41，但可經由第一導波管31被第二匹配負載33消耗轉換成熱量。

本創作的另一優點在於，圓極化微波模式較一般廣泛使用線極化微波模式的微波場型分佈較均勻，且本創作可以同時設置第一線極化微波源32及第二線極化微波源42，還可以藉由將兩個微波源產生的圓極化微波功率疊加而增加人造鑽石於載台上的成長速度。

請配合參閱圖6至圖9所示，本創作的第二實施例與第一實施例大致相同，差異在於導向管22A的第一開口222A位於導向管22A的管壁；此外，連接套管24A上具有二轉換孔241A，其中一轉換孔241A的相對二開口分別連接導向管22A的第一開口222A及第一導波管31A，另一轉換孔241A的相對二開口分別連接導向管22A的第二開口223A及第二導波管41A。

綜上所述，本創作藉由設置模式轉換管21、導向管22以及第一匹配負載43，當源自第一線極化微波源32的TE11圓極化模式微波83，從反應容器10中的圓極化微波因阻抗不匹配等各種原因發生反射時，反射的圓極化微波能夠被模式轉換管21再次轉換回線極化微波，然後經由導向管22的第二開口223射出至第一匹配負載43，並且在第一匹配負載43處被轉換成熱能。藉此，本創作能疏導反應容器10中無用的微波能量，防止反應容器10中形成複雜的多重反射駐波，進而具有保持鑽石晶種A周圍的電漿球穩定性並提高鑽石生產效率之功效。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10:反應容器

20:微波疊加組件

21:模式轉換管

22:導向管

23:方轉圓連接管

24:連接套管

30:第一微波組件

31:第一導波管

32:第一線極化微波源

33:第二匹配負載

34:循環器

40:第二微波組件

41:第二導波管

42:第二線極化微波源

Claims (10)

1. 一種微波人造鑽石生產裝置，包含：一反應容器，其為一中空體，該反應容器上具有一微波視窗，該微波視窗用於供外部的微波穿透至該反應容器內，該反應容器具有一鑽石載台，其設於該反應容器內，並且界定出一聚焦區域；一微波發射模組，其設於該反應容器外，並且朝該反應容器的該微波視窗發射圓極化微波，該微波發射模組包含依序連接的一模式轉換管、一導向管、一第一導波管及一第一線極化微波源，該微波發射模組還具有一第二導波管、一第一匹配負載及一連接套管，其中該模式轉換管連具有一圓極化開口，其位於該模式轉換管的一端，並且朝向該反應容器的該微波視窗；一線極化開口，其位於該模式轉換管的另一端；當外部的線極化微波從該線極化開口進入該模式轉換管，該線極化微波會被轉換成圓極化微波並從該圓極化開口射出；當外部的圓極化微波從該圓極化開口進入該模式轉換管，該圓極化微波會被轉換成線極化微波並從該線極化開口射出；該導向管具有：一主開口，其位於該導向管的一端，並且連接該模式轉換管的該線極化開口；一第一開口；一第二開口，其位於該導向管的管壁；該第二開口的方向與該第一開口的方向非平行；該第一導波管的一端連接該導向管的該第一開口，另一端連接該第一線極化微波源； 該第一線極化微波源產生線極化微波，該線極化微波被該模式轉換管轉換成圓極化微波並且經由該模式轉換管的該圓極化開口朝該反應容器的該微波視窗發射；該連接套管上具有一轉換孔，其從該連接套管的外壁面貫穿至內壁面，並且為一長孔；該轉換孔的相對二開口分別連接該導向管的該第二開口及該第二導波管的一端；該第一匹配負載設於該第二導波管；一微波透鏡，其設於該微波發射模組的該模式轉換管的該圓極化開口及該反應容器的該鑽石載台之間；該微波透鏡將該微波發射模組所發射的圓極化微波聚集於該鑽石載台的該聚焦區域。
2. 如請求項1所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該微波發射模組具有一第二線極化微波源，其設置於該第二導波管的另一端；該第二線極化微波源產生線極化微波，該線極化微波被該模式轉換管轉換成圓極化微波並且經由該模式轉換管的該圓極化開口朝該反應容器的該微波視窗發射；一第二匹配負載，其設置於該第一導波管。
3. 如請求項1或2所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該微波發射模組的該導向管為圓管；該微波發射模組的該第一導波管及該第二導波管為方管。
4. 如請求項3所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該導向管的該第一開口位於該導向管相對該主開口的一端；該微波發射模組具有一方轉圓連接管，其連接於該第一導波管及該導向管的該第一開口之間；該方轉圓連接管的管內壁由方形逐漸轉變成圓型。
5. 如請求項3所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該導向管的該第一開口位於該導向管相對該主開口的一端；該連接套管套設於該導向管外，該第二導波管連接該連接套管的外壁面；該連接套管的該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。
6. 如請求項5所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該轉換孔的相對二孔壁為階梯狀而使該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。
7. 如請求項4所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該連接套管套設於該導向管外，該第二導波管連接該連接套管的外壁面；該連接套管的該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。
8. 如請求項7所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該轉換孔的相對二孔壁為階梯狀而使該轉換孔的寬度朝該第二開口漸縮。
9. 如請求項1或2所述之微波人造鑽石生產裝置，其中該導向管的該第一開口的開口方向垂直於該第二開口的開口方向。
10. 一種微波人造鑽石生產裝置，包含：一反應容器，其為一中空體，該反應容器上具有一微波視窗，該微波視窗用於供外部的微波穿透至該反應容器內，該反應容器具有一鑽石載台，其設於該反應容器內，並且界定出一聚焦區域；一微波發射模組，其設於該反應容器外，並且朝該反應容器的該微波視窗發射圓極化微波，該微波發射模組包含依序連接的一模式轉換管、一導向管、一第一導波管及一第一線極化微波源，該微波發射模組還具有一第二導波管、一第一匹配負載及一連接套管，其中該模式轉換管連具有一圓極化開口，其位於該模式轉換管的一端，並且朝向該反應容器的該微波視窗； 一線極化開口，其位於該模式轉換管的另一端；當外部的線極化微波從該線極化開口進入該模式轉換管，該線極化微波會被轉換成圓極化微波並從該圓極化開口射出；當外部的圓極化微波從該圓極化開口進入該模式轉換管，該圓極化微波會被轉換成線極化微波並從該線極化開口射出；該導向管具有：一主開口，其位於該導向管的一端，並且連接該模式轉換管的該線極化開口；一第一開口；一第二開口，其位於該導向管的管壁；該第二開口的方向與該第一開口的方向非平行；該第一導波管的一端連接該導向管的該第一開口，另一端連接該第一線極化微波源；該第一線極化微波源產生線極化微波，該線極化微波被該模式轉換管轉換成圓極化微波並且經由該模式轉換管的該圓極化開口朝該反應容器的該微波視窗發射；該連接套管上具有二轉換孔；各該轉換孔從該連接套管的外壁面貫穿至內壁面，並且為一長孔；其中一該轉換孔的相對二開口分別連接該導向管的該第一開口及該第一導波管；另一該轉換孔的相對二開口分別連接該導向管的該第二開口及該第二導波管；各該轉換孔的寬度朝該導向管的外壁面漸縮；該第一匹配負載設於該第二導波管；其中，該導向管為圓管，該第一導波管及該第二導波管為方管；該導向管的該第一開口位於該導向管的管壁； 一微波透鏡，其設於該微波發射模組的該模式轉換管的該圓極化開口及該反應容器的該鑽石載台之間；該微波透鏡將該微波發射模組所發射的圓極化微波聚集於該鑽石載台的該聚焦區域。

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