一种带U形环的超高真空激光样品窗制造技术

本发明专利技术为一种带Ｕ形环的超高真空激光样品窗，由法兰圈和透光晶体圆片组成，其还包括一Ｕ形金属环，法兰圈和透光晶体圆片之间由Ｕ形金属环连接，Ｕ形金属环的外周缘与法兰圈固接，内周缘与透光晶体圆片固接。本发明专利技术主要适用于ＣＯ↓［２］激光超高真空熔样系统，也可用于其他激光器。本发明专利技术克服了微漏，有极好的密封性，能保持超高真空状态，且透光率好，本底水平低，加工简单，价格低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光样品窗，特别是一种主要用于CO2激光、带U形环的超高真空激光样品窗。
技术介绍
在使用激光进行熔样的质谱分析系统中，经常需要配备超高真空激光样品窗，以便在保持系统超高真空的状态下使激光透过样品窗打到样品表面，将样品熔融后利用质谱进行分析。超高真空激光样品窗一般由金属法兰和透光晶体组成，透光晶体一般是焊接在金属法兰上。其性能指标主要有两个透光率和本底水平，分别代表样品窗透过特定波段激光的能力和样品窗的密封性能。透光率是越高越好，本底水平是越低越好。由于不同类别激光波段不同，为达到较高的透光率，样品窗所用透光晶体种类也不同。部分透光晶体由于材质、膨胀系数等原因很难与金属法兰很好的焊接在一起，造成微漏，本底水平很高，不能用于高精度分析中。例如用于CO2激光的超高真空样品窗必须使用硫化锌(ZnS)或硒化锌(ZnSe)晶体做透光晶体，而这两种晶体都不能与金属法兰严密的焊接在一起。国际最著名的两大激光样品窗公司ISI和CeramTec生产的用于CO2激光的硫化锌(ZnS)超高真空样品窗售价约1500美元，而且本底水平较高(40Ar，4分钟本底为1E-12~3E-15mol)，不能用于高精度分析。CeramTec公司采用在硫化锌(ZnS)激光样品窗上加泵抽的专利技术，可以大大降低本底水平，但是售价约为一万美金一个，用户还要自己购买、安装抽样品窗的机械泵和分子泵，大大增加了开支和维护工作量。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种激光样品窗，其带有一U形环，克服了微漏，有极好的密封性，能保持超高真空状态，且透光率好，本底水平低，加工简单，价格低廉。为达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是提供一种带U形环的超高真空激光样品窗，由法兰圈和透光晶体圆片组成，其还包括一U形金属环，法兰圈和透光晶体圆片之间由U形金属环连接，U形金属环的外周缘与法兰圈固接，内周缘与透光晶体圆片固接。所述的激光样品窗，其所述U形金属环的剖面呈U形，U形开口向外或向内，其外周缘的外径与法兰圈的内径相适配，外周缘与法兰圈的内周缘固接，其内周缘端部弯折成一台阶，台阶与U形内边缘垂直，缩口，在台阶内侧面或外侧面用粘结剂粘固透光晶体圆片。所述的激光样品窗，其所述透光晶体圆片的直径与U形金属环的U形内边缘内径相适配。所述的激光样品窗，其所述U形金属环的外周缘与法兰圈内周缘固接，为焊接。所述的激光样品窗，其所述法兰圈，其形号为CF35或CF50，其外径在73～86cm之间。所述的激光样品窗，其所述透光晶体圆片，由硫化锌或硒化锌晶体制作。所述的激光样品窗，其所述粘结剂，为耐高温的真空树脂。本专利技术的结构，可以抵消由于应力和膨胀系数造成的微漏，达到与CeramTec公司加泵抽的专利技术同样的本底水平(40Ar，4分钟本底为2E-16mol)，满足了高精度分析的需要，无须额外安装机械泵和分子泵，降低了设备开支与维护。本专利技术造价低廉(约2000元人民币)，而CeramTec公司加泵抽的ZnS激光样品窗单价约1万美金；普通硫化锌(ZnS)、水晶和熔硅等超高真空激光样品窗售价也要400-1500美元。此外，本专利技术还可以用于制造其他透光晶体的样品窗，用于紫外激光或可见光激光等超高真空激光熔样系统。例如水晶和熔硅等超高真空激光样品窗。附图说明图1为本专利技术一种带U形环的超高真空激光样品窗的正视图；图2为图1中A-A剖视图。具体实施例方式请参阅图1、图2，本专利技术带U形环的超高真空激光样品窗10，由CF法兰圈1、U形金属环2和透光晶体圆片3组成，其中、在CF法兰圈1标准件的内圆上焊接一个U形金属环2。U形金属环2的剖面呈U形，U形开口向外，其外周缘21的外径与CF法兰圈1的内径相适配，外周缘21与CF法兰圈1的内周缘固接，其内周缘端部弯折成一台阶22，台阶22与U形内边缘垂直，缩口，在台阶22内侧面用耐高温的真空树脂粘固硫化锌(ZnS)透光晶体圆片3。透光晶体圆片3的直径与U形金属环2的U形内边缘内径相适配，厚度为3-6mm。透光晶体圆片3也可是由硒化锌ZnSe)或其他晶体制做的，可以适用于不同波段的激光。CF法兰圈1可选CF35或CF50，其外径在73～86cm之间。权利要求1.一种带U形环的超高真空激光样品窗，由法兰圈和透光晶体圆片组成，其特征在于，还包括一U形金属环，法兰圈和透光晶体圆片之间由U形金属环连接，U形金属环的外周缘与法兰圈固接，内周缘与透光晶体圆片固接。2.如权利要求1所述的激光样品窗，其特征在于，所述U形金属环的剖面呈U形，U形开口向外或向内，其外周缘的外径与法兰圈的内径相适配，外周缘与法兰圈的内周缘固接，其内周缘端部弯折成一台阶，台阶与U形内边缘垂直，缩口，在台阶内侧面或外侧面用粘结剂粘固透光晶体圆片。3.如权利要求2所述的激光样品窗，其特征在于，所述透光晶体圆片的直径与U形金属环的U形内边缘内径相适配。4.如权利要求1或2所述的激光样品窗，其特征在于，所述U形金属环的外周缘与法兰圈内周缘固接，为焊接。5.如权利要求1、2或4所述的激光样品窗，其特征在于，所述法兰圈，其形号为CF35或CF50，其外径在73～86cm之间。6.如权利要求1、2或3所述的激光样品窗，其特征在于，所述透光晶体圆片，由硫化锌或硒化锌晶体制作。7.如权利要求2所述的激光样品窗，其特征在于，所述粘结剂，为耐高温的真空树脂。8.如权利要求1所述的激光样品窗，其特征在于，其本底水平以40Ar为例，4分钟本底≤2E-16mol。全文摘要本专利技术为一种带U形环的超高真空激光样品窗，由法兰圈和透光晶体圆片组成，其还包括一U形金属环，法兰圈和透光晶体圆片之间由U形金属环连接，U形金属环的外周缘与法兰圈固接，内周缘与透光晶体圆片固接。本专利技术主要适用于CO文档编号G01N30/72GK1808096SQ20051001121公开日2006年7月26日 申请日期2005年1月20日 优先权日2005年1月20日专利技术者贺怀宇 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带Ｕ形环的超高真空激光样品窗，由法兰圈和透光晶体圆片组成，其特征在于，还包括一Ｕ形金属环，法兰圈和透光晶体圆片之间由Ｕ形金属环连接，Ｕ形金属环的外周缘与法兰圈固接，内周缘与透光晶体圆片固接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贺怀宇，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]