节料型原子束发生器的制作方法

文档序号:8127413阅读:351来源:国知局
专利名称:节料型原子束发生器的制作方法
技术领域
本发明是一种节料型原子束发生器,属于原子束生成技术领域。
背景技术
随着现代科学技术的发展,人们把磁光场用于对原子进行控制,制作各种超微细图形。为了产生原子束,一般使用加热真空系统某局部原子材料的原子发生器产生。这些能产生原子束的原子发生器设备,由于从喷射小孔喷出的原子具有较大的发散角,而真正能被利用的只有小发散角原子,大部分发散角较大原子都被挡板挡去而浪费掉,连续工作不了多少时间就需加原子材料,因此尽管高纯度原子材料比较贵重,这些设备却都还存在着耗料大,可连续喷射原子束时间短的缺陷。

发明内容
本发明的技术解决问题是提供一种节料型原子束发生器,既能大量节省原子材料,又能不停机长时间连续喷射。
本发明的技术解决方案是节料型原子束发生器,包括真空腔体8及真空腔9,其特点在于还包括内外双加热坩埚炉,该包括内外双加热坩埚炉由坩埚4、内外双加热体6、5,坩埚盖16和坩埚内芯14,在坩埚4外壁装有外加热体5,并开有刀口形喷射孔12(包括外加热体5也对应开有孔),坩埚盖16紧盖在坩埚4上,坩埚4内还装有坩埚内芯14,在坩埚内芯14的上部开有与坩埚4上喷射孔12对齐的刀口形喷射孔17,下部开有让液体材料流入的孔20,在坩埚内芯14外壁紧套有内加热体6,并在对应坩埚内芯14上部喷射孔12位置留出孔,坩埚内芯14中间装有若干根带有小毛细内孔耐高温管21,在其上部还装带有倾角的反射板15。
本发明的目的也可以通过以下技术措施实现被外加热体加热熔为液体的原子束材料,通过坩埚内芯下部孔流入内芯,液体材料在带有小毛细内孔耐高温管中上升一段高度,再通过内加热体加热,在毛细内孔中原子通过反射板反射,从坩埚内芯的喷射孔以大发散角喷出原子束,除中间正对坩埚孔的小部分原子束继续喷入真空腔中以外,大部分原子都打在坩埚的内壁上,而流回底部,形成循环回收,可提供坩埚内芯的再次喷射。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是由于本发明发生器中坩埚内芯第一次喷射出的大部分发散角较大的原子,不能通过坩埚第二个喷射口喷出,而都被坩埚壁挡住回收循环使用,使本发生器节约了大量的原子材料,达到耗料很省;在坩埚容积和装料相同情况下,本发生器使一次装料不停机可连续喷射时间也大大拉长。总之,本发明发生器不仅节约材料,减少了费用,而且还大大提高了工作效率。


图1为本发明实施例节料型原子束发生器的结构图;图2为内外双加热坩埚炉结构图。
具体实施例方式
如图1所示,节料型原子束发生器由包括双加热坩埚炉和真空腔体8,而双加热坩埚炉由坩埚4,炉底板2,隔热套3和内外双加热体6、5组成。坩埚4与内外双加热体6、5一同安放在双加热坩埚炉的炉底板2上,并经炉底板2与双加热坩埚炉外壳1连接,双加热坩埚炉外壳1与真空腔体8紧密连结成一体,使炉内部坩埚与真空腔9同时构成真空内腔。双加热坩埚炉外壳1周围内壁夹层安装有可通冷却用水7,以冷却坩埚炉外壳1和真空腔体8。在双加热坩埚炉被加热到正常温度后,较小发散角原子束11从坩埚4刀口形喷射孔12喷射出,射入真空腔9内,提供给磁光场控制,用于制作各种超微细图形。如不需要原子束时,可向下移动挡板10挡去原子束11射入真空腔9内。
图2为由坩埚4、内外双加热体6、5,坩埚盖16和坩埚内芯14等组成的内外双加热坩埚炉结构图。在坩埚4外壁装有外加热体5,并开有刀口形喷射孔12(包括外加热体5也对应开有孔),坩埚盖16紧盖在坩埚4上,不让材料在加热后,其原子从盖缝处溢出。坩埚4内还装有中间是空心的坩埚内芯14,在坩埚内芯14的上部开有与坩埚4上喷射孔12对齐的刀口形喷射孔17,下部开有液体材料流入孔20,在坩埚内芯14外壁紧套有内加热体6,并在对应坩埚内芯14上部喷射孔12位置留出孔,以免阻止原子从坩埚内芯14喷射出。中空的坩埚内芯14中间装有若干根带有小毛细内孔耐高温管21,在其上部还装有带45°倾角反射板15。当让外加热体5通电加热,并控制使材料熔化为液体19聚积于坩埚4的底部,底部液体材料19通过坩埚内芯14下部孔20流入内芯,由于浸湿和毛细原理,液体材料19可在带有小毛细内孔耐高温管21中上升一段高度,当再让内加热体6通电加热,使在毛细内孔耐高温管21孔内的液体原子材料进一步升温,控制使液体原子材料达到升华温度,此时原子材料以游离态原子通过反射板15反射,从坩埚内芯14上部的喷射孔12以大发散角喷出原子束18,由于原子束18发散角较大,周围大部分原子都打在坩埚4的内壁上,而流回坩埚4的底部,只有正对坩埚4外壁刀口形喷射孔12的小部分原子,继续通过坩埚4喷射孔12喷射出,形成发散角较小的我们所需要的原子束12进入到真空腔9中。
原子束的发散角与两喷射孔17、12的大小和距离有关,两喷射孔愈小或距离愈远,原子束的发散角也愈小,束斑直径也会变得愈小,而束斑直径大小是由要制作的超微细图形要求来决定的,所以发散角大小也受到要制作的超微细图形要求影响。
权利要求
1.节料型原子束发生器,包括真空腔体(8)及真空腔(9),其特点在于还包括内外双加热坩埚炉,该包括内外双加热坩埚炉由坩埚(4)、内加热体(6)、外加热体(5),坩埚盖(16)和坩埚内芯(14),在坩埚(4)外壁装有外加热体(5),并开有刀口形喷射孔(12),坩埚盖(16)紧盖在坩埚(4)上,坩埚(4)内还装有坩埚内芯(14),在坩埚内芯(14)的上部开有与坩埚(4)上喷射孔(12)对齐的刀口形喷射孔(17),下部开有让液体材料流入的孔(20),在坩埚内芯(14)外壁紧套有内加热体(6),并在对应坩埚内芯(14)上部喷射孔(12)位置留出孔,坩埚内芯(14)中间装有若干根带有小毛细内孔耐高温管(21),在其上部还装有带倾角的反射板(15)。
2.根据权利要求1所述的节料型原子束发生器,其特征在于所述的带倾角的反射板(15)的倾角为45°。
3.根据权利要求1所述的节料型原子束发生器,其特征在于坩埚内芯(14)中间为空心。
全文摘要
节料型原子束发生器主要由坩埚,坩埚内芯,内外加热体的双加热坩埚炉,以及炉底板,隔热套,真空腔体等部分组成。原子束通过坩埚内芯和坩埚二个喷射口喷入真空腔内,由坩埚内芯喷射出的大部分原子因发散角较大,未能通过坩埚第二个喷射口喷出,而沿坩埚内壁流下被回收循环使用。因而不仅节约了大量原子材料,而且在坩埚一次装料相同情况下,连续喷射时间拉长,大大提高了工作效率。
文档编号H05H3/00GK1503615SQ0215327
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月26日 优先权日2002年11月26日
发明者陈旭南, 姚汉民, 李展, 罗先刚, 石建平, 陈献忠, 陈元培, 高洪涛, 秦涛 申请人:中国科学院光电技术研究所
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1