激光气相合成薄膜和超细粉的装置制造方法及图纸

一种激光气相合成薄膜和超细粉的装置，由激光源、反应室、反应气入射口、保护气入射口等几部分组成。其特征在于光路由一平凸透镜和凹全反射镜构成，凸透镜与凹全反射镜同轴共焦点。本实用新型专利技术具有光能利用率高、产率高、质量好等特点。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光气相合成技术，具体地说就是提供了一种激光气相合成超细粉和膜的装置。目前，激光气相合成装置多为激光束一次通过反应区的结构。附图说明图1所示为一种激光气相合成超细粉的装置，在光束与反应气流相互作用相关几何结构上，均采用相互垂直正交，激光束仅一次通过反应区，剩余光束能量由截止器8接受损失了，这种光路光能有效利用率最高为15％，一般在12％左右，大部分光能被截止器吸收消耗了，利用率太低。众所周知，高功率激光获得的成本是比较高的，因此如何提高光能有效利用率是激光气相合成反应，特别是合成超细粉提高产率和降低成本的关键。本技术的目的是提供一种光能利用率高，产率高、质量好的激光气相合成超细粉和膜的装置。本技术所提供的激光气相合成超细粉和膜的装置，由激光源1、反应室3、反应气入射管4、保护气入射口5等几部分组成，其特征是光路由一凸透镜6和一凹全反镜7构成，凸透镜6与凹全反镜7同轴共焦点，其焦点处于反应气喷口正前方，保护气入口5设置在透镜6和反射镜7的内表面附近，全反镜7的焦距最好是透镜6焦距的1.5到2倍。透镜6的材料可以为GaAs、ZnSe、NaCl石英等镀全增透膜，全反镜7材料可用铜镀金，Mo合金、GaAs石英镀全反膜。光源可以用CO2、CO、Ar＋碳化物，YAG、准分子、半导体等从红外到超紫外各种波长激光。本技术由于使透镜和全反镜在反应区处共焦，使经过透镜聚焦的光束通过反应区的余留光能由全反镜聚焦后再次返回反应区，从而使绝大部分光能贡献于合成反应，提高了光能的利用率，从而也提高了产率。本技术可用于制超细粉和膜。以下结合附图详细叙述本技术。附图1为日本特许昭和62－11546提供的一种激光气相合成超细粉装置图；附图2为本技术提供的激光气相合成超细粉装置图；附图3(a)为激光气相合成薄膜装置正视示意图；(b)为激光气相合成薄膜装置俯视示意图。实施例1如图2所示，装置中还含有粉体收集器2与反应气入管共线，光路与反应气垂直正交，共焦点处于反应气喷口4正前方。(1)透镜6，焦距f1＝250，外径φ50，光通径φ≤40；(2)透镜材料可为GaAs，ZnSn，NaCl，镀增透膜透过率＞97％，侧面水冷，通Ar保护防止反应生成物沾污；(3)全反聚焦镜7 f2＝500 外径φ80；(4)全反聚焦镜7可用铜镀金、铜合金，GaAs镀全反膜背面水冷，通Ar保护防止反应物沾污；(5)采用CO2激光束，利用透－反聚焦共焦光路，可以气相合成Sl。N4、SiC，B4C，Si，Fe－Si－C等超细粉，提高光能利用率和产率，以合成超细SiC为例，反应参数、产率及光能利用率见表1。实施例2如图3所示，共焦点位于反应气喷口4正前方，共焦点下方为工件8，工件位于工作台9上，工作台9可使工作8运动并加热。(1)透镜f1＝300mm，外径φ＝50mm，光通径)φ42mm，材料GaAs镀增透膜。(2)全反镜 f2＝550mm 外径φ80mm 材料铜镜镀金以合成Si8N4膜为例参数如表2使用本技术提供的激光气相合成装置制备薄膜，可以得到更加均匀的膜层，并且提高了膜层的沉积效率。权利要求1.一种激光气相合成薄膜和超细粉的装置，由激光源、反应室、反应气入射管、保护气入射管等几部分组成，其特征是(1)光路由一凸透镜和一凹全反射镜构成；(2)凸透镜与凹全反镜同轴同焦点；(3)共焦点处于反应气喷口正前方；2.按权利要求1所述激光气相合成装置，其特征在于所述装置还含有粉体收集器，收集器与反应气流轴线共线，光路与反应气垂直正交。3.按权利要求1、所述激光气相合成装置，其特征在于保护气入射口在全反镜和凸透镜内表面附近。4.按权利要求1、2所述激光气相合成装置，其特征在于全反镜的焦距为凸透镜焦距的1.5到2倍。专利摘要一种激光气相合成薄膜和超细粉的装置，由激光源、反应室、反应气入射口、保护气入射口等几部分组成。其特征在于光路由一平凸透镜和凹全反射镜构成，凸透镜与凹全反射镜同轴共焦点。本技术具有光能利用率高、产率高、质量好等特点。文档编号C23C14/28GK2152808SQ9224281公开日1994年1月12日 申请日期1992年12月25日 优先权日1992年12月25日专利技术者冯钟潮, 梁勇, 郑丰, 肖克沈, 张炳春, 侯万良 申请人:中国科学院金属研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光气相合成薄膜和超细粉的装置，由激光源、反应室、反应气入射管、保护气入射管等几部分组成，其特征是：（１）光路由一凸透镜和一凹全反射镜构成；（２）凸透镜与凹全反镜同轴同焦点；（３）共焦点处于反应气喷口正前方；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯钟潮，梁勇，郑丰，肖克沈，张炳春，侯万良，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]