[实用新型]一种水冷型高热导等离子体反应腔

说明书

本实用新型公开了一种水冷型高热导等离子体反应腔，包括反应腔体、冷却基底和真空腔室，反应腔体的开口端朝向真空腔室且延伸至真空腔室内，冷却基底套装在反应腔体的外部，且冷却基底的上表面与真空腔室的开口端相互接触，将反应腔体和真空腔室内部的空腔连通成一个整体；在与反应腔体外壁接触的冷却基底内壁面开设冷却腔，冷却腔环绕反应腔体外壁面设置且冷却腔内的冷却液可以直接与反应腔体直接接触；本申请中冷却基底和反应腔体也选用高热导性材料，通过冷却液与高热导的反应腔体直接接触冷却，能够大幅度提高冷却效果。

技术领域

本实用新型属于紫外光源设备领域，尤其是一种水冷型高热导等离子体反应腔。

背景技术

紫外光源设备指采用射频、微波、电等技术激发的气体等离子体，发出特征原子谱线的一种光源装置。

现有的紫外光源在工作时需要进行冷却，目前对紫外光源的常见冷却方式分为风冷和水冷。

如现有技术中采用风冷方式时，参考专利CN106992110B，等离子体腔为头部密封的石英管。石英管出口部分用金属In压紧进行真空密封。等离子体发生过程，会产生大量的热，导致石英温度剧烈上升。为了给石英腔室快速降温，通过下部压缩空气吹石英腔的方式来给腔室降温。空气冷却点和等离子发生位置为相近点。但是风冷型结构虽然直接冷却了石英管发生等离子体的区域，但因为风冷本身的冷却效率低，需要采用大压力大气流来将石英管表面热量带走。同时，因为石英管有一定厚度，通常2mm左右。风冷只能冷却最表面位置，内部需要通过低热导的石英来传热，效果较差。

如现有技术中采用水冷方式时，是选用石英管作为等离子体反应腔，石英管的两端为开口结构，一端进气，另一端出气；且石英管的两端分别用金属In进行压紧，密封真空；石英管中间在腔室内部分为等离子发生部分，石英管的一端嵌套进铜圆柱，石英管与铜圆柱紧密配合。铜圆柱与冷却水相连通。通过冷却水冷却铜柱，在冷却石英管顶部，通过石英管自身热导，冷却石英管等离子体发生腔。但是水冷型结构中，水冷部分主要对金属腔体达到冷却效果，通过冷却的铜冷却石英管顶部；最后石英管界面面积来冷却。一方面与铜直接接触的位置并不是等离子体发生位置、接触面积小；另一方面石英管热导率低，冷却效果差。

因为冷却效果不理想，石英管没有足够的冷量，进而导致石英管寿命短，需经常更换；另外风冷型结构设计在工作过程中由于大压力大气流的原因，风冷会带来大量的噪音，让使用者感官不适。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的不足，本申请设计出了一种水冷型高热导等离子体反应腔，能够提高冷却效果。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种水冷型高热导等离子体反应腔，包括：

真空腔室，所述真空腔室为半封闭结构；

反应腔体，所述反应腔体至少一端为开口设计，所述反应腔体的开口端伸至真空腔室内；

冷却基底，所述冷却基底套装在反应腔体的外部，冷却基底的一侧表面朝向真空腔室的开口端，且冷却基底与真空腔室之间相互连接；所述冷却基底对真空腔室的开口端进行封闭，将反应腔体和真空腔室内部的空腔连通成一个整体；反应腔体和真空腔室内部需要真空处理

设置在冷却基底上的冷却腔，所述冷却腔设置在与反应腔体外壁接触的冷却基底内壁面处；所述冷却腔为半封闭结构，所述冷却腔的开口端朝向反应腔体；

设置在所述冷却腔内的冷却液；

设置在冷却基底与反应腔体接触的两侧的密封件。

进一步，所述冷却腔环绕反应腔体外壁设置；

进一步，在冷却基底上开设冷却液通道；冷却液通道一端与冷却腔连通，另一端与冷却基底外部环境连通。

进一步，所述冷却液通道至少设置两条，一条为进液通道，另一条为出液通道。