专利名称：高通量无极真空紫外光源的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，它可作为真空紫外光离子化分析检测及其相关领域的电离光源。
背景技术：
真空紫外光的波长位于l-200nm的光谱区，是一种高能光子辐射，它能引起其他方法难 以实现的物质能级跃迁和化学反应。在仪器分析领域，由于真空紫外光具有软电离的优势， 即激发产生的碎片离子很少，其应用日益受到重视。真空紫外光源产生装置分为有极和无极 两类。前者由两个金属电极产生高压直流放电激发工作气体发光，此种类型光源结构复杂， 一般功率不大，光电转化效率不高，随着时间延长出现电极损耗，阴极溅射出的金属沉积在 晶体窗口表面，导致透光率降低，从而减少了使用寿命。
无极真空紫外光源由于灯内没有电极，不存在溅射和阴极压降问题，使用寿命长等优点， 其应用日益受到重视。目前国内尚无完整的真空紫外光源专利申请(可检索的)。相关的专利 申请有复旦大学所申请的89106035.9号专利所述的高效率真空紫外光源的制作方法主要涉 及真空紫外灯灯管与窗片的密封和制作；中国科学院生态环境研究中心申请的89108060.0号 专利同样主要涉及真空紫外灯灯管与窗片的密封和制作。较为类似的专利申请是武汉科技学 院申请的02279148号专利所述的无极紫外光源，该专利利用微波放电产生紫外光。本发明涉 及整套真空紫外光源制作。
发明内容
为了克服国内真空紫外光源现有技术上的不足，本发明揉合了多种真空紫外光源研究中 的先进技术，提供了一种可以连续输出8-10.5eV真空紫外光的光源。该光源采用了氟化O-ring 作为接口密封材料、氟化镁透镜作为光源窗片、射频电磁诱导激发、镀膜和风冷等技术。
本发明专利采用的技术方案是1.采用耐高温的石英玻璃管作为惰性气体激发管；2.利 用配气系统向惰性气体激发管注入一定压力的惰性气体；3.使用射频电源激励诱导线圈产生 高频电磁场；4.惰性气体激发管内惰性气体被高频磁场加速的电子撞击，产生高激发态的原 子和准分子，激发态的原子和准分子向基态跃迁时发出真空紫外光；5.采用氟化镁透镜作为 无极真空紫外光源的窗片；6.采用镀金铜线圈为诱导线圈；7.采用风冷，保持惰性气体激发 管恒温。
本发明无极真空紫外光源采用耐高温的石英玻璃管作为惰性气体激发管，防止真空紫外
灯管高温下受热变形；石英玻璃管外壁缠绕铜线圈，共10匝，为了防止铜丝受热氧化而影响诱导电磁场的稳定性，铜丝表面镀金，镀金层厚度约为0.01mm;氟化O-ring具有物理化学 性质稳定，耐高温，不易挥发等特性，因此用作接口密封材料；氟化镁透镜能透过能量低于 10.5eV的真空紫外光子，且具有良好的机械强度和稳定的物理化学性能，是优良的真空紫外 光源输出窗片材料；采用气体缓冲腔室，增加了光源对漏气的承受能力；安装有一小型轴流 风扇，用于系统散热降温。
本发明的有益效果是，为真空紫外光应用领域，尤其为仪器分析应用领域，提供了一种 高通量，光量子产率稳定，起辉迅速，操作组装及维护简便，密封方法简单，热稳定性和化 学稳定性良好的真空紫外光源。
图1为本发明结构的外观图，图2为本发明的剖面构造图。
其中1.配气系统，2.射频发生和匹配装置，3.真空紫外光灯体，4.真空泵，5.惰性 气体瓶，6.压力计，7.射频电源发生器，8.调谐匹配装置，9.气体缓冲腔，10.诱导线圈， 11.惰性气体激发管(石英管)，12.密封材料O-ring， 13.氟化镁透镜；14.轴流风扇。
具体实施例方式
高通量无极真空紫外光源的主体部分由配气系统(1)，射频发生和匹配装置(2)和真空 紫外光灯体(3)三个部分组成。
具体实施方式
是由配气系统(1)向气体缓冲腔(9)内注 入10-300 Pa的介质气体；启动射频电源发生器(7)，射频波经由匹配装置(8)传输至诱导 线圈(9)，激发诱导线圈产生高频电磁场，惰性气体激发管(10)内惰性气体由高频电磁场 加速的电子碰撞激发产生高激发态的原子和准分子，高激发态的原子和准分子向基态跃迁时 发出真空紫外光，宏观上表现为高频电磁场诱导生成等离子体，启辉后产生真空紫外光；真
空紫外光通过氟化镁透镜窗片(13)输出；轴流风扇(14)保持系统恒温。
权利要求
1、高通量无极真空紫外光源由射频电源、射频调谐匹配装置、配气系统、气体缓冲腔、电磁诱导线圈、惰性气体激发管和窗片组成。其特征在于惰性气体激发管内抽真空后注入氦、氖、氩、氪气、氙等惰性气体或其一定比例的混合气体后，由射频电流经电磁诱导线圈产生的高频磁场加速电子，碰撞激发惰性气体产生高激发态原子和准分子，高激发态原子和准分子发出的真空紫外光经窗片输出。
2、 根据权利要求1所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于窗片、惰性气体激发管和气体缓冲腔接口密封采用氟化O-ring。
3、 根据权利要求1所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于惰性气体激发管为圆柱形石英管，外径为8mm，内径为6mm,长度为50mm。
4、 根据权利要求1所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于电磁感应线圈材料为镀金铜线，铜线直径为2mm，外镀金厚度为0.01 mm，线圈共有10匝，线圈直径为12.7mm， 长度为30mm。
5、 根据权利要求l所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于其窗片采用平凸氟化镁透 镜。
6、 根据权利要求l所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于惰性气体激发管内惰性气体压强为10-300Pa，惰性气体为氦、氖、氩、氪气、氤或者其混合气体。
7、 根据权利要求l所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于在射频功率为120W，惰 性气体为氪，压力为30Pa条件下，在0.05度立体角内输出真空紫外光光通量大于lx1016 photon/sec/str (用Cul膜铜板测量)。
8、 根据权利要求1所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于射频电源的频率为13.56 MHz。
9、 根据权利要求1所述的高通量无极真空紫外光源，其特征在于电磁诱导线圈由轴流风扇 冷却。
全文摘要
本发明公开一种高通量无极真空紫外光源，该光源由射频电源、射频调谐匹配装置、配气系统、气体缓冲腔、电磁诱导线圈、惰性气体激发管和氟化镁透镜窗片组成。其激发气体为氦、氖、氩、氪气、氙等惰性气体或其一定比例的混合气体。氟化镁透镜、惰性气体激发管和气体缓冲腔接口密封采用氟化O-ring，方法简便，可反复拆卸，任意更换灯体损坏的零部件。该光源主要输出8-10.5eV的连续真空紫外光。
文档编号H01J65/04GK101567297SQ20081010512
公开日2009年10月28日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者孟筠旺, 阳 张, 曜 李, 束继年, 高绍凯 申请人:中国科学院生态环境研究中心