專利名稱：高通量無極真空紫外光源的制作方法
技術領域：
本發明屬于電子技術領域，它可作為真空紫外光離子化分析檢測及其相關領域的電離光源。
背景技術：
真空紫外光的波長位于l-200nm的光譜區，是一種高能光子輻射，它能引起其他方法難 以實現的物質能級躍遷和化學反應。在儀器分析領域，由于真空紫外光具有軟電離的優勢， 即激發產生的碎片離子很少，其應用日益受到重視。真空紫外光源產生裝置分為有極和無極 兩類。前者由兩個金屬電極產生高壓直流放電激發工作氣體發光，此種類型光源結構復雜， 一般功率不大，光電轉化效率不高，隨著時間延長出現電極損耗，陰極濺射出的金屬沉積在 晶體窗口表面，導致透光率降低，從而減少了使用壽命。
無極真空紫外光源由于燈內沒有電極，不存在濺射和陰極壓降問題，使用壽命長等優點， 其應用日益受到重視。目前國內尚無完整的真空紫外光源專利申請(可檢索的)。相關的專利 申請有復旦大學所申請的89106035.9號專利所述的高效率真空紫外光源的制作方法主要涉 及真空紫外燈燈管與窗片的密封和制作；中國科學院生態環境研究中心申請的89108060.0號 專利同樣主要涉及真空紫外燈燈管與窗片的密封和制作。較為類似的專利申請是武漢科技學 院申請的02279148號專利所述的無極紫外光源，該專利利用微波放電產生紫外光。本發明涉 及整套真空紫外光源制作。
發明內容
為了克服國內真空紫外光源現有技術上的不足，本發明揉合了多種真空紫外光源研究中 的先進技術，提供了一種可以連續輸出8-10.5eV真空紫外光的光源。該光源采用了氟化O-ring 作為接口密封材料、氟化鎂透鏡作為光源窗片、射頻電磁誘導激發、鍍膜和風冷等技術。
本發明專利采用的技術方案是1.采用耐高溫的石英玻璃管作為惰性氣體激發管；2.利 用配氣系統向惰性氣體激發管注入一定壓力的惰性氣體；3.使用射頻電源激勵誘導線圈產生 高頻電磁場；4.惰性氣體激發管內惰性氣體被高頻磁場加速的電子撞擊，產生高激發態的原 子和準分子，激發態的原子和準分子向基態躍遷時發出真空紫外光；5.采用氟化鎂透鏡作為 無極真空紫外光源的窗片；6.采用鍍金銅線圈為誘導線圈；7.采用風冷，保持惰性氣體激發 管恒溫。
本發明無極真空紫外光源采用耐高溫的石英玻璃管作為惰性氣體激發管，防止真空紫外
燈管高溫下受熱變形；石英玻璃管外壁纏繞銅線圈，共10匝，為了防止銅絲受熱氧化而影響誘導電磁場的穩定性，銅絲表面鍍金，鍍金層厚度約為0.01mm;氟化O-ring具有物理化學 性質穩定，耐高溫，不易揮發等特性，因此用作接口密封材料；氟化鎂透鏡能透過能量低于 10.5eV的真空紫外光子，且具有良好的機械強度和穩定的物理化學性能，是優良的真空紫外 光源輸出窗片材料；采用氣體緩沖腔室，增加了光源對漏氣的承受能力；安裝有一小型軸流 風扇，用于系統散熱降溫。
本發明的有益效果是，為真空紫外光應用領域，尤其為儀器分析應用領域，提供了一種 高通量，光量子產率穩定，起輝迅速，操作組裝及維護簡便，密封方法簡單，熱穩定性和化 學穩定性良好的真空紫外光源。
圖1為本發明結構的外觀圖，圖2為本發明的剖面構造圖。
其中1.配氣系統，2.射頻發生和匹配裝置，3.真空紫外光燈體，4.真空泵，5.惰性 氣體瓶，6.壓力計，7.射頻電源發生器，8.調諧匹配裝置，9.氣體緩沖腔，10.誘導線圈， 11.惰性氣體激發管(石英管)，12.密封材料O-ring， 13.氟化鎂透鏡；14.軸流風扇。
具體實施例方式
高通量無極真空紫外光源的主體部分由配氣系統(1)，射頻發生和匹配裝置(2)和真空 紫外光燈體(3)三個部分組成。
具體實施方式
是由配氣系統(1)向氣體緩沖腔(9)內注 入10-300 Pa的介質氣體；啟動射頻電源發生器(7)，射頻波經由匹配裝置(8)傳輸至誘導 線圈(9)，激發誘導線圈產生高頻電磁場，惰性氣體激發管(10)內惰性氣體由高頻電磁場 加速的電子碰撞激發產生高激發態的原子和準分子，高激發態的原子和準分子向基態躍遷時 發出真空紫外光，宏觀上表現為高頻電磁場誘導生成等離子體，啟輝后產生真空紫外光；真
空紫外光通過氟化鎂透鏡窗片(13)輸出；軸流風扇(14)保持系統恒溫。
權利要求
1、高通量無極真空紫外光源由射頻電源、射頻調諧匹配裝置、配氣系統、氣體緩沖腔、電磁誘導線圈、惰性氣體激發管和窗片組成。其特征在于惰性氣體激發管內抽真空后注入氦、氖、氬、氪氣、氙等惰性氣體或其一定比例的混合氣體后，由射頻電流經電磁誘導線圈產生的高頻磁場加速電子，碰撞激發惰性氣體產生高激發態原子和準分子，高激發態原子和準分子發出的真空紫外光經窗片輸出。
2、 根據權利要求1所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于窗片、惰性氣體激發管和氣體緩沖腔接口密封采用氟化O-ring。
3、 根據權利要求1所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于惰性氣體激發管為圓柱形石英管，外徑為8mm，內徑為6mm,長度為50mm。
4、 根據權利要求1所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于電磁感應線圈材料為鍍金銅線，銅線直徑為2mm，外鍍金厚度為0.01 mm，線圈共有10匝，線圈直徑為12.7mm， 長度為30mm。
5、 根據權利要求l所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于其窗片采用平凸氟化鎂透 鏡。
6、 根據權利要求l所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于惰性氣體激發管內惰性氣體壓強為10-300Pa，惰性氣體為氦、氖、氬、氪氣、氤或者其混合氣體。
7、 根據權利要求l所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于在射頻功率為120W，惰 性氣體為氪，壓力為30Pa條件下，在0.05度立體角內輸出真空紫外光光通量大于lx1016 photon/sec/str (用Cul膜銅板測量)。
8、 根據權利要求1所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于射頻電源的頻率為13.56 MHz。
9、 根據權利要求1所述的高通量無極真空紫外光源，其特征在于電磁誘導線圈由軸流風扇 冷卻。
全文摘要
本發明公開一種高通量無極真空紫外光源，該光源由射頻電源、射頻調諧匹配裝置、配氣系統、氣體緩沖腔、電磁誘導線圈、惰性氣體激發管和氟化鎂透鏡窗片組成。其激發氣體為氦、氖、氬、氪氣、氙等惰性氣體或其一定比例的混合氣體。氟化鎂透鏡、惰性氣體激發管和氣體緩沖腔接口密封采用氟化O-ring，方法簡便，可反復拆卸，任意更換燈體損壞的零部件。該光源主要輸出8-10.5eV的連續真空紫外光。
文檔編號H01J65/04GK101567297SQ20081010512
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月25日 優先權日2008年4月25日
發明者孟筠旺, 陽 張, 曜 李, 束繼年, 高紹凱 申請人:中國科學院生態環境研究中心