專利名稱：一種帶u形環(huán)的超高真空激光樣品窗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光樣品窗，特別是一種主要用于CO2激光、帶U形環(huán)的超高真空激光樣品窗。
背景技術(shù)：
在使用激光進(jìn)行熔樣的質(zhì)譜分析系統(tǒng)中，經(jīng)常需要配備超高真空激光樣品窗，以便在保持系統(tǒng)超高真空的狀態(tài)下使激光透過(guò)樣品窗打到樣品表面，將樣品熔融后利用質(zhì)譜進(jìn)行分析。
超高真空激光樣品窗一般由金屬法蘭和透光晶體組成，透光晶體一般是焊接在金屬法蘭上。其性能指標(biāo)主要有兩個(gè)透光率和本底水平，分別代表樣品窗透過(guò)特定波段激光的能力和樣品窗的密封性能。透光率是越高越好，本底水平是越低越好。由于不同類別激光波段不同，為達(dá)到較高的透光率，樣品窗所用透光晶體種類也不同。部分透光晶體由于材質(zhì)、膨脹系數(shù)等原因很難與金屬法蘭很好的焊接在一起，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激光的超高真空樣品窗必須使用硫化鋅(ZnS)或硒化鋅(ZnSe)晶體做透光晶體，而這兩種晶體都不能與金屬法蘭嚴(yán)密的焊接在一起。國(guó)際最著名的兩大激光樣品窗公司ISI和CeramTec生產(chǎn)的用于CO2激光的硫化鋅(ZnS)超高真空樣品窗售價(jià)約1500美元，而且本底水平較高(40Ar，4分鐘本底為1E-12~3E-15mol)，不能用于高精度分析。CeramTec公司采用在硫化鋅(ZnS)激光樣品窗上加泵抽的專利技術(shù)，可以大大降低本底水平，但是售價(jià)約為一萬(wàn)美金一個(gè)，用戶還要自己購(gòu)買、安裝抽樣品窗的機(jī)械泵和分子泵，大大增加了開(kāi)支和維護(hù)工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種激光樣品窗，其帶有一U形環(huán)，克服了微漏，有極好的密封性，能保持超高真空狀態(tài)，且透光率好，本底水平低，加工簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種帶U形環(huán)的超高真空激光樣品窗，由法蘭圈和透光晶體圓片組成，其還包括一U形金屬環(huán)，法蘭圈和透光晶體圓片之間由U形金屬環(huán)連接，U形金屬環(huán)的外周緣與法蘭圈固接，內(nèi)周緣與透光晶體圓片固接。
所述的激光樣品窗，其所述U形金屬環(huán)的剖面呈U形，U形開(kāi)口向外或向內(nèi)，其外周緣的外徑與法蘭圈的內(nèi)徑相適配，外周緣與法蘭圈的內(nèi)周緣固接，其內(nèi)周緣端部彎折成一臺(tái)階，臺(tái)階與U形內(nèi)邊緣垂直，縮口，在臺(tái)階內(nèi)側(cè)面或外側(cè)面用粘結(jié)劑粘固透光晶體圓片。
所述的激光樣品窗，其所述透光晶體圓片的直徑與U形金屬環(huán)的U形內(nèi)邊緣內(nèi)徑相適配。
所述的激光樣品窗，其所述U形金屬環(huán)的外周緣與法蘭圈內(nèi)周緣固接，為焊接。
所述的激光樣品窗，其所述法蘭圈，其形號(hào)為CF35或CF50，其外徑在73～86cm之間。
所述的激光樣品窗，其所述透光晶體圓片，由硫化鋅或硒化鋅晶體制作。
所述的激光樣品窗，其所述粘結(jié)劑，為耐高溫的真空樹(shù)脂。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以抵消由于應(yīng)力和膨脹系數(shù)造成的微漏，達(dá)到與CeramTec公司加泵抽的專利技術(shù)同樣的本底水平(40Ar，4分鐘本底為2E-16mol)，滿足了高精度分析的需要，無(wú)須額外安裝機(jī)械泵和分子泵，降低了設(shè)備開(kāi)支與維護(hù)。
本發(fā)明造價(jià)低廉(約2000元人民幣)，而CeramTec公司加泵抽的ZnS激光樣品窗單價(jià)約1萬(wàn)美金；普通硫化鋅(ZnS)、水晶和熔硅等超高真空激光樣品窗售價(jià)也要400-1500美元。
此外，本發(fā)明還可以用于制造其他透光晶體的樣品窗，用于紫外激光或可見(jiàn)光激光等超高真空激光熔樣系統(tǒng)。例如水晶和熔硅等超高真空激光樣品窗。


圖1為本發(fā)明一種帶U形環(huán)的超高真空激光樣品窗的正視圖；圖2為圖1中A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1、圖2，本發(fā)明帶U形環(huán)的超高真空激光樣品窗10，由CF法蘭圈1、U形金屬環(huán)2和透光晶體圓片3組成，其中、在CF法蘭圈1標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)圓上焊接一個(gè)U形金屬環(huán)2。U形金屬環(huán)2的剖面呈U形，U形開(kāi)口向外，其外周緣21的外徑與CF法蘭圈1的內(nèi)徑相適配，外周緣21與CF法蘭圈1的內(nèi)周緣固接，其內(nèi)周緣端部彎折成一臺(tái)階22，臺(tái)階22與U形內(nèi)邊緣垂直，縮口，在臺(tái)階22內(nèi)側(cè)面用耐高溫的真空樹(shù)脂粘固硫化鋅(ZnS)透光晶體圓片3。透光晶體圓片3的直徑與U形金屬環(huán)2的U形內(nèi)邊緣內(nèi)徑相適配，厚度為3-6mm。
透光晶體圓片3也可是由硒化鋅ZnSe)或其他晶體制做的，可以適用于不同波段的激光。
CF法蘭圈1可選CF35或CF50，其外徑在73～86cm之間。
權(quán)利要求
1.一種帶U形環(huán)的超高真空激光樣品窗，由法蘭圈和透光晶體圓片組成，其特征在于，還包括一U形金屬環(huán)，法蘭圈和透光晶體圓片之間由U形金屬環(huán)連接，U形金屬環(huán)的外周緣與法蘭圈固接，內(nèi)周緣與透光晶體圓片固接。
2.如權(quán)利要求1所述的激光樣品窗，其特征在于，所述U形金屬環(huán)的剖面呈U形，U形開(kāi)口向外或向內(nèi)，其外周緣的外徑與法蘭圈的內(nèi)徑相適配，外周緣與法蘭圈的內(nèi)周緣固接，其內(nèi)周緣端部彎折成一臺(tái)階，臺(tái)階與U形內(nèi)邊緣垂直，縮口，在臺(tái)階內(nèi)側(cè)面或外側(cè)面用粘結(jié)劑粘固透光晶體圓片。
3.如權(quán)利要求2所述的激光樣品窗，其特征在于，所述透光晶體圓片的直徑與U形金屬環(huán)的U形內(nèi)邊緣內(nèi)徑相適配。
4.如權(quán)利要求1或2所述的激光樣品窗，其特征在于，所述U形金屬環(huán)的外周緣與法蘭圈內(nèi)周緣固接，為焊接。
5.如權(quán)利要求1、2或4所述的激光樣品窗，其特征在于，所述法蘭圈，其形號(hào)為CF35或CF50，其外徑在73～86cm之間。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的激光樣品窗，其特征在于，所述透光晶體圓片，由硫化鋅或硒化鋅晶體制作。
7.如權(quán)利要求2所述的激光樣品窗，其特征在于，所述粘結(jié)劑，為耐高溫的真空樹(shù)脂。
8.如權(quán)利要求1所述的激光樣品窗，其特征在于，其本底水平以40Ar為例，4分鐘本底≤2E-16mol。
全文摘要
本發(fā)明為一種帶U形環(huán)的超高真空激光樣品窗，由法蘭圈和透光晶體圓片組成，其還包括一U形金屬環(huán)，法蘭圈和透光晶體圓片之間由U形金屬環(huán)連接，U形金屬環(huán)的外周緣與法蘭圈固接，內(nèi)周緣與透光晶體圓片固接。本發(fā)明主要適用于CO
文檔編號(hào)G01N30/72GK1808096SQ20051001121
公開(kāi)日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者賀懷宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所