[发明专利]真空获取装置、包括其的真空装置、以及抽真空方法

说明书

本发明涉及真空获取装置、包括其的真空装置、以及抽真空方法。根据一实施例，一种真空获取装置可包括：法兰，用于安装到真空装置上；以及金属管，具有入口端和出口端，所述金属管的入口端和出口端穿过所述法兰上的通孔暴露于外界，在所述通孔中所述金属管密封焊接到所述法兰，所述金属管的入口端和出口端之间的中间部分在所述真空装置的真空腔内延伸。在抽真空时，通过向金属管内通入低温流体例如液氮，能够利用低温吸附原理快速获得超高真空，从而大大提高了抽真空效率。本发明的装置和方法可应用于各种超高真空系统，包括但不限于扫描探针显微镜系统、分子束外延系统等。

技术领域

本发明总体上涉及真空领域，更特别地，涉及一种真空获取装置、包括该真空获取装置的真空装置、以及利用该真空装置进行的抽真空方法，其能够快速地获得超高真空，从而大大提高了抽真空效率。

背景技术

在各种真空系统中，经常需要对过渡舱进行“充气-抽真空”操作。例如：为了确保主真空舱室的真空度不被破坏，充气操作一般在快速进样腔(过渡舱)内完成，一般进样操作需要将快速进样腔冲入氮气，打开舱门放入样品，然后先用机械泵抽至大约1Pa的粗真空，之后开启分子泵，约30分钟后获得1×10^-6mbar的高真空，再然后对进样腔进行烘烤除气操作，大约12小时后获得好于1×10^-8mbar的超高真空度，此时方可打开快速进样腔与主腔之间的阀门，将样品传入主腔，完成进样。

常规的这种超高真空获取手段需要较长的真空获取时间(约12小时)，耗时费力，而且其获得的真空度一般在1×10^-8mbar左右，对真空转移的样品仍有较大污染。常规的加快真空获取速度的方法一般是增加额外的分子泵或选用大型高抽速的分子泵，其成本一般超过10万元人民币，且体积加大，适用性差，多需要具体定制，成本高，耗时长。

发明内容

针对上述以及其他技术问题，做出了本发明。本发明旨在提供一种低成本、小体积、高效率的真空获取装置，以及包括该真空获取装置的真空装置和利用该真空获取装置进行的抽真空方法。

根据一示例性实施例，提供一种真空获取装置，包括：法兰，用于安装到真空装置上；以及金属管，具有入口端和出口端，所述金属管的入口端和出口端穿过所述法兰上的通孔暴露于外界，在所述通孔中所述金属管密封焊接到所述法兰，所述金属管的入口端和出口端之间的中间部分在所述真空装置的真空腔内延伸。

在一些示例中，所述法兰是双面法兰，其具有位于中央的开口，所述通孔在所述双面法兰的两个表面之间沿径向穿过所述双面法兰。

在一些示例中，所述法兰是盲板法兰，所述通孔垂直延伸穿过所述盲板法兰。

在一些示例中，所述金属管的中间部分弯曲延伸成螺旋管状。

在一些示例中，所述法兰和所述金属管由不锈钢制成。

在一些示例中，在对所述真空装置抽真空时，所述金属管被通入低温流体。

根据另一示例性实施例，提供一种真空装置，包括：腔体，其定义一真空腔；以及前述真空获取装置，所述真空获取装置通过其法兰安装到所述腔体上，使得所述金属管的入口端和出口端之间的中间部分在所述真空腔内延伸。

根据另一示例性实施例，提供一种利用前述真空装置进行的抽真空方法，包括：利用第一抽气装置将所述真空装置的真空腔抽至第一真空度；以及向所述金属管内通入低温流体，以降低所述金属管的温度，从而使所述真空腔达到第二真空度。

在一些示例中，向所述金属管内通入低温流体包括：将所述金属管的入口端连接到低温流体源；以及利用第二抽气装置在所述金属管的出口端抽吸，以使所述低温流体流过所述金属管。

在一些示例中，所述低温流体是液氮。