[发明专利]一种可平动和转动的激光溅射离子源

说明书

本发明公开了一种可平动和转动的激光溅射离子源，包括转动机构、平移机构、靶头和反应源，反应源设置于底座上，靶头设置于转动机构上，转动机构设置于平移机构上，平移机构设置于固定架上，靶头上设置有靶片，靶片与反应源的离子通道相接触。本发明的装置结构设计新颖、紧凑，实现靶片的转动转动和平动，能够对靶片材料进行充分的利用，避免了靶片材料的浪费，降低了成本投入，双进气孔增大了进气量，提高离子冷却速度，可以产生种类更加丰富的离子团簇。

技术领域

本发明涉及离子源的技术领域，特别是涉及一种可平动和转动的激光溅射离子源。

背景技术

激光溅射离子源是现今普遍使用的质谱离子源。现有技术中，一束激光照射在旋转靶片表面，产生等离子体，配合载气冷却，生成各种离子，然后传送到质谱探测部分。此方式的缺陷在于，激光固定不动，靶片旋转，只能烧蚀靶片的一个环形坑，靶片其他部分材料被浪费，而且靶片一段时间就被穿透，无法长时间提供稳定的离子供应，频繁更换靶片，给使用带来不便；一个进气孔的反应源，冷却效果受到进气量和气体成分限制，不能产生更多想要的离子。

现有的装置虽然能实现靶片自身旋转和平动，但现有装置皆采用双电机驱动，致使离子源发生装置结构复杂，占用大量离子源体积。

发明内容

本发明的目的是提供一种可平动和转动的激光溅射离子源，以解决上述现有技术存在的问题，使离子源发生装置结构紧凑、靶片使用效率高，且能产生更丰富的离子。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种可平动和转动的激光溅射离子源，包括转动机构、平移机构、靶头和反应源，所述反应源设置于底座上，所述靶头设置于所述转动机构上，所述转动机构设置于所述平移机构上，所述平移机构设置于固定架上，所述靶头上设置有靶片，所述靶片与所述反应源的离子通道相接触。

优选的，所述转动机构包括步进电机和传动杆，所述步进电机与所述传动杆通过联轴器连接，所述传动杆穿过所述固定架与所述靶头连接。

优选的，所述靶头与所述传动杆之间设置弹簧，所述步进电机与一控制器电连接，所述控制器能够控制所述步进电机的转速和加速度。

优选的，所述平移机构包括涡轮、蜗杆、螺柱和平移块，所述平移块上设置有凹槽，所述涡轮位于所述凹槽内且设置于所述螺柱上，所述蜗杆设置于所述传动杆上，所述涡轮与所述蜗杆相匹配，所述螺柱贯穿所述平移块，所述螺柱的两端分别与所述固定架螺纹连接。

优选的，所述平移块上对称设置有四根滑杆，所述滑杆滑动设置于所述固定架上。

优选的，所述螺柱为双头螺纹杆，所述双头螺纹杆的两端设置有限位挡板。

优选的，所述固定架上设置有腰型孔，所述腰型孔的两端设置限位开关，所述限位开关与所述步进电机电连接。

优选的，所述反应源上设置有相互连通的离子通道和两个进气通道，所述离子通道的一端与所述靶片相接触，所述离子通道的另一端设置有锥形喷嘴，所述锥形喷嘴用于与激光器射出的激光束相匹配，所述进气通道通过电磁脉冲阀与气瓶连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的装置结构设计新颖、紧凑，实现靶片的转动和平动，能够对靶片材料进行充分的利用，避免了靶片材料的浪费，降低了成本投入，双进气孔增大了进气量，提高离子冷却速度，可以产生种类更加丰富的离子群。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。