專利名稱：激光氣相合成薄膜和超細粉的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光氣相合成技術，具體地說就是提供了一種激光氣相合成超細粉和膜的裝置。
目前，激光氣相合成裝置多為激光束一次通過反應區(qū)的結構。


圖1所示為一種激光氣相合成超細粉的裝置，在光束與反應氣流相互作用相關幾何結構上，均采用相互垂直正交，激光束僅一次通過反應區(qū)，剩余光束能量由截止器8接受損失了，這種光路光能有效利用率最高為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。眾所周知，高功率激光獲得的成本是比較高的，因此如何提高光能有效利用率是激光氣相合成反應，特別是合成超細粉提高產率和降低成本的關鍵。
本實用新型的目的是提供一種光能利用率高，產率高、質量好的激光氣相合成超細粉和膜的裝置。
本實用新型所提供的激光氣相合成超細粉和膜的裝置，由激光源1、反應室3、反應氣入射管4、保護氣入射口5等幾部分組成，其特征是光路由一凸透鏡6和一凹全反鏡7構成，凸透鏡6與凹全反鏡7同軸共焦點，其焦點處于反應氣噴口正前方，保護氣入口5設置在透鏡6和反射鏡7的內表面附近，全反鏡7的焦距最好是透鏡6焦距的1.5到2倍。透鏡6的材料可以為GaAs、ZnSe、NaCl石英等鍍全增透膜，全反鏡7材料可用銅鍍金，Mo合金、GaAs石英鍍全反膜。光源可以用CO2、CO、Ar＋碳化物，YAG、準分子、半導體等從紅外到超紫外各種波長激光。本實用新型由于使透鏡和全反鏡在反應區(qū)處共焦，使經過透鏡聚焦的光束通過反應區(qū)的余留光能由全反鏡聚焦后再次返回反應區(qū)，從而使絕大部分光能貢獻于合成反應，提高了光能的利用率，從而也提高了產率。本實用新型可用于制超細粉和膜。
以下結合附圖詳細敘述本實用新型。
附
圖1為日本特許昭和62－11546提供的一種激光氣相合成超細粉裝置圖；附圖2為本實用新型提供的激光氣相合成超細粉裝置圖；附圖3(a)為激光氣相合成薄膜裝置正視示意圖；(b)為激光氣相合成薄膜裝置俯視示意圖。
實施例1如圖2所示，裝置中還含有粉體收集器2與反應氣入管共線，光路與反應氣垂直正交，共焦點處于反應氣噴口4正前方。
(1)透鏡6，焦距f1＝250，外徑φ50，光通徑φ≤40；(2)透鏡材料可為GaAs，ZnSn，NaCl，鍍增透膜透過率＞97％，側面水冷，通Ar保護防止反應生成物沾污；(3)全反聚焦鏡7 f2＝500 外徑φ80；(4)全反聚焦鏡7可用銅鍍金、銅合金，GaAs鍍全反膜背面水冷，通Ar保護防止反應物沾污；(5)采用CO2激光束，利用透－反聚焦共焦光路，可以氣相合成Sl。N4、SiC，B4C，Si，F(xiàn)e－Si－C等超細粉，提高光能利用率和產率，以合成超細SiC為例，反應參數、產率及光能利用率見表1。
實施例2如圖3所示，共焦點位于反應氣噴口4正前方，共焦點下方為工件8，工件位于工作臺9上，工作臺9可使工作8運動并加熱。
(1)透鏡f1＝300mm，外徑φ＝50mm，光通徑)φ42mm，材料GaAs鍍增透膜。
(2)全反鏡 f2＝550mm 外徑φ80mm 材料銅鏡鍍金以合成Si8N4膜為例參數如表2使用本實用新型提供的激光氣相合成裝置制備薄膜，可以得到更加均勻的膜層，并且提高了膜層的沉積效率。
權利要求1.一種激光氣相合成薄膜和超細粉的裝置，由激光源、反應室、反應氣入射管、保護氣入射管等幾部分組成，其特征是(1)光路由一凸透鏡和一凹全反射鏡構成；(2)凸透鏡與凹全反鏡同軸同焦點；(3)共焦點處于反應氣噴口正前方；
2.按權利要求1所述激光氣相合成裝置，其特征在于所述裝置還含有粉體收集器，收集器與反應氣流軸線共線，光路與反應氣垂直正交。
3.按權利要求1、所述激光氣相合成裝置，其特征在于保護氣入射口在全反鏡和凸透鏡內表面附近。
4.按權利要求1、2所述激光氣相合成裝置，其特征在于全反鏡的焦距為凸透鏡焦距的1.5到2倍。
專利摘要一種激光氣相合成薄膜和超細粉的裝置，由激光源、反應室、反應氣入射口、保護氣入射口等幾部分組成。其特征在于光路由一平凸透鏡和凹全反射鏡構成，凸透鏡與凹全反射鏡同軸共焦點。本實用新型具有光能利用率高、產率高、質量好等特點。
文檔編號C23C14/28GK2152808SQ9224281
公開日1994年1月12日 申請日期1992年12月25日 優(yōu)先權日1992年12月25日
發(fā)明者馮鐘潮, 梁勇, 鄭豐, 肖克沈, 張炳春, 侯萬良 申請人:中國科學院金屬研究所