專利名稱：一種激光束自動移位控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及真空激光鍍膜中激光束自動移位控制裝置；具體涉及用于實現(xiàn)聚焦激光束對靶材表面均勻掃描的激光束自動移位控制裝置。
背景技術：
脈沖激光沉積技術(PLD)是將激光束通過光路系統(tǒng)，聚焦到真空室中的靶材，并與靶材強烈相互作用，產(chǎn)生高溫高密度的等離子體羽輝，等離子體羽輝定向等溫、絕熱膨脹，然后到達襯底表面，形成薄膜的一種方法；由于PLD具有良好的保成分性；沉積速率高，試驗周期短；工藝參數(shù)可任意調節(jié)，對靶材種類沒有限制；污染較小，易于控制；發(fā)展?jié)摿Υ?，有極大的兼容性等特點，已成為半導體薄膜，高溫超導薄膜，金剛石和類金剛石薄膜，鐵電、壓電和光電薄膜，以及生物陶瓷薄膜制備的主要方法之一；在薄膜沉積中，均勻性是很重要的參數(shù)，但PLD很難實現(xiàn)對大面積薄膜的均勻沉積，因為羽輝方向性強，在不同的方向上，羽輝中的粒子速度不盡相同；且等離子體局域分布，這成為制約PLD發(fā)展的一大難點；在提高薄膜均勻性的各種方法中，使激光束在靶材表面運動，加大沉積區(qū)域是現(xiàn)實可行的；因此，急需一種激光束自動移位控制裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種激光束自動移位控制裝置，配合靶材的自轉，可以保證聚焦激光束對靶材表面均勻掃描，實現(xiàn)薄膜的均勻沉積，并提高靶材的利用率，降低成本。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括如下技術方案:一種激光束自動移位控制裝置，包括支撐臺100，傳動系統(tǒng)200和透鏡架300 ；支撐臺100是一長方形面板，其上具有兩個開孔，分別用于固定傳動系統(tǒng)200的電機2和軸套12 ；傳動系統(tǒng)200包括電機2、輸出軸5、” C”形連接片6、滑塊軸8、滑塊9、滑桿11、軸套12、轉軸13和連桿15 ；該電機2由螺栓3固定在支撐臺100上，電機2下部的輸出軸5和支撐臺100以軸承相連接；輸出軸5的軸向與支撐臺100垂直，其下端焊接一 “C”形連接片6，該連接片下部為平面，與支撐臺100平行，該平面上開有控制移位范圍的限位槽7 ;滑塊9通過滑塊軸8用螺帽81固定在限位槽7上；滑塊9中開有圓形貫通通孔10 ;滑桿11穿過通孔10，兩者為滑動配合，該滑桿11的軸向平行于支撐臺100 ;其另一端用鎖緊螺釘141固定在轉軸13上；該軸套12用螺栓固定在支撐臺100下方，軸套12下部以軸承連接轉軸13 ;轉軸13中間部位與滑桿11用緊定螺釘141連接，轉軸13與滑桿11非同軸；轉軸13下端用緊定螺釘142和連桿15相連接；透鏡架300由定位銷16，透鏡夾持器17和限位塊18組成；定位銷16的銷桿依次穿過透鏡夾持器17和限位塊18 ;定位銷16固定在連桿15末端。如上所述的裝置，其特征在于，所述定位銷16和連桿15，以及透鏡夾持器17和定位銷16均為可轉動連接，手動可使透鏡架300以連桿15為軸轉動，透鏡夾持器17以定位銷16的銷桿為軸轉動。如上所述的裝置，其特征在于，所述滑桿11的平均表面粗糙度小于0.8微米，通孔10的平均表面粗糙度小于1.6微米。如上所述的裝置，其特征在于，所述激光束自動移位控制裝置各部件均用不銹鋼制成。如上所述的裝置，其特征在于，所述激光束自動移位控制裝置放置在支持架或導軌上，該裝置可水平放置或以任何傾斜角度放置在支持架或導軌上。另一方面，本實用新型提供如上所述裝置的操作方法，該方法包括以下步驟:A.按照具體光路，手動轉動定位銷16和透鏡夾持器17，確定透鏡19的方位；B.根據(jù)靶材大小和光路距離，調整滑塊9固定在限位槽7的位置，來選定移位范圍，并通過電機電源選擇移位頻率；C.開啟電機2，輸出軸5的轉動通過各部件，最終帶動透鏡17左右擺動，配合靶材的自轉，實現(xiàn)激光束對靶材各區(qū)域的均勻掃描，實現(xiàn)大面積薄膜的均勻沉積。本實用新型的有益效果在于:該激光束自動移位控制裝置電機輸出軸5和滑塊9不同軸，由此輸出轉動，通過電機輸出軸5帶動連接片轉動，使滑塊9圍繞輸出軸5軸線作圓周運動，滑塊9圓周運動半徑為滑塊固定螺栓81到電機輸出軸5軸線的距離。因滑桿11一端固定，滑塊9在圓周運動的不同位置和滑桿11有相對位移，使滑塊9在滑桿11上來回滑動，并帶動滑桿11左右擺動；滑桿11左右擺動給轉軸13 —力矩，使轉軸13左右擺動，并帶動透鏡架300左右擺動。其優(yōu)點在于下幾個方面:1.該裝置通過各部件對力的傳動，帶動透鏡運動，實現(xiàn)了對激光束自動移位的控制。2.該裝置可按需要和光路系統(tǒng)的任何透鏡組裝。3.激光束位移范圍可通過滑塊軸固定在限位槽的不同位置進行調節(jié)，根據(jù)靶材大小和光路距離進行自由選擇。4.該裝置設計精巧，結構牢固穩(wěn)定，操作方便，成本低廉。

圖1為實施例1激光束自動移位控制裝置的立體結構示意圖；圖2為實施例1透鏡架的立體結構示意圖；圖3為實施例1支撐臺的主視圖；圖4為實施例1滑塊的主視圖；圖5為圖4沿A-A’的剖視圖；圖6為實施例1軸套和轉軸的主視圖；圖7為圖6沿B-B’的剖視圖。
具體實施方式
[0032]下面將結合附圖和具體實施例子對本實用新型作進一步說明，這些實施例并非是對本實用新型的限制，任何等同替換或公知改變均屬于本實用新型保護范圍。實施例1激光束自動移位控制裝置圖1所示為本實用新型一種優(yōu)選實施方式的立體結構圖，該激光束自動移位控制裝置由支撐臺100、傳動系統(tǒng)200、和透鏡架300三部分組成。各部件均用不銹鋼制成，保證了強度和加工精度。如圖2和圖3所示，支撐臺100為支撐其它所有部件的一長方形平臺，其上左右各開一圓形孔，分別用來固定軸套12和電機2。如圖1所示，傳動系統(tǒng)200包括電機2、輸出軸5、“tl”形連接片6、滑塊軸8、滑塊
9、滑桿11、軸套12、轉軸13和連桿15。電機2上帶有電源線4，下方具有電機輸出軸5，輸出軸5下方焊接一“C”形連接片6，連接片6下部為平面，與支撐臺100平行，其長度方向開有橢圓形限位槽7。如圖4和圖5所示，滑塊9中間開有圓形通孔10，與通孔10垂直方向開設滑塊軸通孔82，滑塊9通過滑塊軸8用螺帽81固定在限位槽7上，通過改變滑塊軸8在限位槽7中固定的位置，可以調節(jié)滑塊9的移位范圍。一柱形滑桿11 一端穿過通孔10，另一端用緊定螺釘141和轉軸13相連，滑桿11的軸向平行于支撐臺100。通孔10和滑桿11和是滑動配合，兩者的平均表面粗糙度分別小于0.8微米和1.6微米。如圖1、圖6和圖7所示，軸套12用螺栓固定在支撐臺100的左下方，轉軸13與軸套12為軸承連接。轉軸13上中間和下方有兩個緊定螺釘141和142，分別用來固定滑桿11和連桿15。轉軸13與滑桿11非同軸。如圖2所示，透鏡架300由定位銷16，透鏡夾持器17和限位塊18組成。柱形定位銷16的銷桿161上依次穿過透鏡夾持器17和限位塊18。定位銷16的銷桿末段具有開孔，用于固定在連桿15上，透鏡19安裝在透鏡夾持器上方的孔中。通過定位銷銷桿161的前段螺紋與定位銷帽162螺接可緊固整個透鏡架系統(tǒng)。透鏡架300和連桿15，透鏡夾持器17和定位銷16均為可轉動連接，即手動可使透鏡架300以連桿為軸轉動，透鏡夾持器17以定位銷16的銷桿為軸轉動，實現(xiàn)了透鏡在空間任意方位可調。裝置支持架20用來支撐并穩(wěn)固整個系統(tǒng)，可根據(jù)需要設計為平面狀或導軌狀。工作時，可按如下步驟操作:按照圖1和圖2，按照具體光路，手動轉動定位銷16和透鏡夾持器17，確定透鏡19的方位。根據(jù)靶材大小和光路距離，調整滑塊9固定在限位槽7的位置，來選定移位范圍，且通過電機電源選擇移位頻率。在具體實驗中，電機輸出的轉動通過各部件，最終帶動透鏡17左右擺動，配合靶材的自轉，實現(xiàn)激光束對靶材各區(qū)域的均勻掃描，實現(xiàn)大面積薄膜的均勻沉積。
權利要求1.一種激光束自動移位控制裝置，其特征在于，其包括支撐臺(100)，傳動系統(tǒng)(200)和透鏡架(300)； 支撐臺(100)是一長方形面板，其上具有兩個開孔，分別用于固定傳動系統(tǒng)(200)的電機(2)和軸套(12)； 傳動系統(tǒng)(200)包括電機(2)、輸出軸(5)、”匚”形連接片(6)、滑塊軸(8)、滑塊(9)、滑桿(11)、軸套(12)、轉軸(13)和連桿(15)； 該電機⑵由螺栓⑶固定在支撐臺(100)上，電機⑵下部的輸出軸(5)和支撐臺(100)以軸承相連接；輸出軸(5)的軸向與支撐臺(100)垂直，其下端焊接一“C”形連接片(6)，該連接片下部為平面，與支撐臺(100)平行，該平面上開有控制移位范圍的限位槽(7);滑塊(9)通過滑塊軸⑶用螺帽(8)1固定在限位槽(7)上；滑塊(9)中開有圓形貫通通孔(10);滑桿(11)穿過通孔(10)，兩者為滑動配合，該滑桿(11)的軸向平行于支撐臺(100);其另一端用鎖緊螺釘(141)固定在轉軸(13)上； 該軸套(12)用螺栓固定在支撐臺(100)下方，軸套(12)下部以軸承連接轉軸(13)；轉軸(13)中間部位與滑桿(11)用緊定螺釘(141)連接，轉軸(13)與滑桿(11)非同軸；轉軸(13)下端用緊定螺釘(142)和連桿(15)相連接； 透鏡架(300)由定位銷(16)，透鏡夾持器(17)和限位塊(18)組成；定位銷(16)的銷桿依次穿過透鏡夾持器(17)和限位塊(18);定位銷(16)固定在連桿(15)末端。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述定位銷(16)和連桿(15)，以及透鏡夾持器(17)和定位銷(16)均為可轉動連接，手動可使透鏡架(300)以連桿(15)為軸轉動，透鏡夾持器(17)以定位銷(16)的銷桿為軸轉動。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述滑桿(11)的平均表面粗糙度小于0.8微米，通孔(10)的平均表面粗糙度小于1.6微米。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光束自動移位控制裝置各部件均用不銹鋼制成。
5.如權利要求1-4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述激光束自動移位控制裝置放置在支持架或導軌上，該裝置水平放置或以任何傾斜角度放置在支持架或導軌上。
專利摘要一種激光束自動移位控制裝置，包括支撐臺，傳動系統(tǒng)和透鏡架；電機固定在支撐臺上，電機的輸出軸軸向與支撐臺垂直，其下端焊接一“ㄈ”形連接片，該連接片下部平面與支撐臺平行；平面上開有控制移位范圍的限位槽，滑塊通過滑塊軸固定在限位槽上；滑塊中開有通孔；滑桿穿過通孔，兩者為滑動配合；滑桿的軸向平行于支撐臺；軸套用螺栓固定在支撐臺下方，軸套下部以軸承連接轉軸；轉軸中間部位與滑桿用緊定螺釘連接，轉軸與滑桿非同軸；轉軸下端與連桿相連接；定位銷的銷桿依次穿過透鏡夾持器和限位塊；定位銷固定在連桿末端。該裝置配合靶材的自轉，可以保證聚焦激光束對靶材表面均勻掃描，實現(xiàn)薄膜的均勻沉積。
文檔編號C23C14/28GK203034086SQ201220736080
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者張華 , 楊堅, 周其 申請人:北京有色金屬研究總院