[实用新型]一种激光束自动移位控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空激光镀膜中激光束自动移位控制装置；具体涉及用于实现聚焦激光束对靶材表面均匀扫描的激光束自动移位控制装置。

背景技术

脉冲激光沉积技术(PLD)是将激光束通过光路系统，聚焦到真空室中的靶材，并与靶材强烈相互作用，产生高温高密度的等离子体羽辉，等离子体羽辉定向等温、绝热膨胀，然后到达衬底表面，形成薄膜的一种方法；由于PLD具有良好的保成分性；沉积速率高，试验周期短；工艺参数可任意调节，对靶材种类没有限制；污染较小，易于控制；发展潜力大，有极大的兼容性等特点，已成为半导体薄膜，高温超导薄膜，金刚石和类金刚石薄膜，铁电、压电和光电薄膜，以及生物陶瓷薄膜制备的主要方法之一；

在薄膜沉积中，均匀性是很重要的参数，但PLD很难实现对大面积薄膜的均匀沉积，因为羽辉方向性强，在不同的方向上，羽辉中的粒子速度不尽相同；且等离子体局域分布，这成为制约PLD发展的一大难点；在提高薄膜均匀性的各种方法中，使激光束在靶材表面运动，加大沉积区域是现实可行的；因此，急需一种激光束自动移位控制装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光束自动移位控制装置，配合靶材的自转，可以保证聚焦激光束对靶材表面均匀扫描，实现薄膜的均匀沉积，并提高靶材的利用率，降低成本。

为实现上述目的，本实用新型包括如下技术方案：

一种激光束自动移位控制装置，包括支撑台100，传动系统200和透镜架300；

支撑台100是一长方形面板，其上具有两个开孔，分别用于固定传动系统200的电机2和轴套12；

传动系统200包括电机2、输出轴5、”ㄈ”形连接片6、滑块轴8、滑块9、滑杆11、轴套12、转轴13和连杆15；

该电机2由螺栓3固定在支撑台100上，电机2下部的输出轴5和支撑台100以轴承相连接；输出轴5的轴向与支撑台100垂直，其下端焊接一“ㄈ”形连接片6，该连接片下部为平面，与支撑台100平行，该平面上开有控制移位范围的限位槽7；滑块9通过滑块轴8用螺帽81固定在限位槽7上；滑块9中开有圆形贯通通孔10；滑杆11穿过通孔10，两者为滑动配合，该滑杆11的轴向平行于支撑台100；其另一端用锁紧螺钉141固定在转轴13上；

该轴套12用螺栓固定在支撑台100下方，轴套12下部以轴承连接转轴13；转轴13中间部位与滑杆11用紧定螺钉141连接，转轴13与滑杆11非同轴；转轴13下端用紧定螺钉142和连杆15相连接；

透镜架300由定位销16，透镜夹持器17和限位块18组成；定位销16的销杆依次穿过透镜夹持器17和限位块18；定位销16固定在连杆15末端。

如上所述的装置，其特征在于，所述定位销16和连杆15，以及透镜夹持器17和定位销16均为可转动连接，手动可使透镜架300以连杆15为轴转动，透镜夹持器17以定位销16的销杆为轴转动。

如上所述的装置，其特征在于，所述滑杆11的平均表面粗糙度小于0.8微米，通孔10的平均表面粗糙度小于1.6微米。

如上所述的装置，其特征在于，所述激光束自动移位控制装置各部件均用不锈钢制成。

如上所述的装置，其特征在于，所述激光束自动移位控制装置放置在支持架或导轨上，该装置可水平放置或以任何倾斜角度放置在支持架或导轨上。

另一方面，本实用新型提供如上所述装置的操作方法，该方法包括以下步骤：

A.按照具体光路，手动转动定位销16和透镜夹持器17，确定透镜19的方位；

B.根据靶材大小和光路距离，调整滑块9固定在限位槽7的位置，来选定移位范围，并通过电机电源选择移位频率；

C.开启电机2，输出轴5的转动通过各部件，最终带动透镜17左右摆动，配合靶材的自转，实现激光束对靶材各区域的均匀扫描，实现大面积薄膜的均匀沉积。

本实用新型的有益效果在于：该激光束自动移位控制装置电机输出轴5和滑块9不同轴，由此输出转动，通过电机输出轴5带动连接片转动，使滑块9围绕输出轴5轴线作圆周运动，滑块9圆周运动半径为滑块固定螺栓81到电机输出轴5轴线的距离。因滑杆11一端固定，滑块9在圆周运动的不同位置和滑杆11有相对位移，使滑块9在滑杆11上来回滑动，并带动滑杆11左右摆动；滑杆11左右摆动给转轴13一力矩，使转轴13左右摆动，并带动透镜架300左右摆动。其优点在于下几个方面：

1.该装置通过各部件对力的传动，带动透镜运动，实现了对激光束自动移位的控制。

2.该装置可按需要和光路系统的任何透镜组装。