[发明专利]一种测量真空设备内激光的原位能量测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种测量真空设备内激光的原位能量测量装置及测量方法，包括：能量计，安装在外部工作台上；导光壳，安装在真空壳体的入射口上；驱动部，驱动部的外部连接至导光壳上，驱动部的移动端设置有反光镜，可以帮助使用者得到真实的激光能量密度，帮助使用者保证不同批次生长的样品具有同样的激光能量密度，从而极大的帮助使用者提高样品的制备重复性和薄膜的质量。

技术领域

本发明涉及激光测量技术领域，具体而言，涉及一种测量真空设备内激光的原位能量测量装置及测量方法。

背景技术

当代许多电子器件、传感器、探测器以及光学元件等都需要用到真空镀膜技术，尤其是电子学元器件，绝大多数都以薄膜材料为载体，因此高质量的薄膜生长非常关键，脉冲激光沉积是其中一种比较普遍使用的真空镀膜技术，它采用高能量脉冲激光轰击特定材料制定的靶材，产生包含靶材中各类元素组成的原子、离子和分子团等组成的等离子体羽辉。羽辉扩散到正对着靶材的基片上重新结晶成晶体，从而成膜。一个好的制备过程需要优化激光的能量、生长温度、真空背景的气体(通常为氧)的分压以及靶和基片的距离等等；

一般激光都是通过一个透明的视窗法兰进入真空腔体并到达靶材。由于目前的许多商业高能激光能量计都只能在大气下使用，所以激光的能量测量都是在激光进入到真空腔体之前进行测试，在实际使用时，如制备样品的过程中，也会有等离子羽辉扩散到激光视窗法兰，并沉积在视窗内侧，从而降低视窗的激光透过率，造成能量的衰减，从而我们无法得知实际到达靶材的能量，另一方面能量的衰减也会使得我们可获取的能量密度受限，使得一些需要高能量密度生长的膜无法制备，因此视窗的镀膜污染会严重影响高质量薄膜的生长，所以在薄膜制备过程中，一般需要定期取下视窗进行清洗，把表面镀的膜去除掉来重新获得高透射率的视窗，不过，这种方式只解决了能量衰减导致的能量密度受限问题，并不能帮助我们获得真实的到达靶材的能量，另一种常见方式是在视窗里面再放一块可以活动的玻璃，它可以通过外部的磁耦合或者机械传动等调整位置，在这个玻璃前面再放置一个金属窗口用于激光入射，这样使用一段时间后，只会镀上窗口后面的部分，通过移动玻璃到未沉积过的地方，可以得到新的没有材料沉积的玻璃区域用于激光透射，这种方式虽然可以延长视窗的维护周期，但也一样不能帮助我们获得真实的到达靶材的能量，为此提出一种测量真空设备内激光的原位能量测量装置及测量方法。

发明内容

根据本发明的实施例旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

根据本发明的实施例的第一方面在于提供一种测量真空设备内激光的原位能量测量装置。

本发明的第二方面在于提出一种测量真空设备内激光的原位能量的测量方法。

发明第一方面的实施例提供了一种测量真空设备内激光的原位能量测量装置，包括：能量计，安装在外部工作台上；导光壳，安装在真空壳体的入射口上；驱动部，所述驱动部的外部连接至所述导光壳上，所述驱动部的移动端设置有反光镜；其中，所述导光壳上设置有至少两个导出口，所述导出口分别对应所述能量计和所述真空壳体的入射口，所述反光镜设置在所述导光壳内部，且用于改变所述导光壳内部的光路。

根据本发明提供的一种测量真空设备内激光的原位能量测量装置及测量方法，将反光镜设置在导光壳内部，且通过驱动部带动，使得导光壳内部的激光光路能够发生改变，以便进行激光能量的检测和激光对外部工件的加工，通过能量计隔离设置在导光壳外部，一方面能够使得能量计在现有的技术下置于大气中工作，另一方面能够降低对导光壳导光壳内部真空环境的破坏，设置两个以上的导出口，使得激光在反光镜的反射调节下能够进行多方向的射出，以便在同一环境中进行检测和使用，降低不同因素对测量结果和对照实施造成的误差影响，可以帮助使用者得到真实的激光能量密度，帮助使用者保证不同批次生长的样品具有同样的激光能量密度，从而极大的帮助使用者提高样品的制备重复性和薄膜的质量。

另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：