[发明专利]超声气体束装置

权利要求书

1.一种超声气体束装置，其特征在于，包括：五维可调气体喷嘴、三级差分光阑组、五级全钛真空腔室、涡轮分子泵和真空规管；其中：

所述五维可调气体喷嘴，包括：一根不锈钢管，顶端安装有一个喷嘴，不锈钢管另一端固定在一个法兰上；法兰安装在一个五维调节平台上，并通过一段波纹管与五级全钛真空腔室连接，使不锈钢管和喷嘴处于真空腔室中；通过五维调节平台对法兰的调节，实现对喷嘴的X、Y、Z三维位置调节和X、Y方向角度调节，确保在喷气过程中使气体碰撞的静区与后续差分光阑位置匹配；

所述三级差分光阑组，由三个同轴的差分光阑组成，三个光阑分别通过三个法兰密封固定在一个光阑塔上；光阑塔采用一体加工，确保三个光阑孔同轴以及三个平面平行，三个平面再分别与五级全钛真空腔室的真空室密封连接；

所述五级全钛真空腔室，是实现真空的主体，其中，第一级真空腔室（ 14） 用于安装注气喷嘴，由于注气时，高压气体经过喷嘴进入真空腔室，在第一级会形成很强的抽气负载，为此第一级需要配大抽速分子泵；第二级真空腔室（ 15） 、第三级真空腔室（ 16） 和第四级真空腔室（ 17） 分别与光阑塔（ 20） 的三个平面密封安装，即第一级光阑后面是第二级真空腔室（ 15） ；第二级光阑后面是第三级真空腔室（ 16） ；第三级光阑后面是第四级真空腔室（ 17） ，也是获得超声速气体束的腔室；第五级真空腔室（ 18） 为收集级，超声气体束最终在收集级被分子泵抽走，避免对第4级真空室背景真空的影响；为提高抽速，其分子泵偏心安装，使超声气体束打在分子泵叶片上，而不是分子泵中心；每一级真空腔室都与分子泵相连，用于抽气，分子泵后面连接机械泵，用于获取初级真空；

五级全钛真空腔室的每一级真空腔室分别设置真空规管，真空规管连接真空计，用于对各级腔室的真空度进行实时监控；

所述涡轮分子泵，用于产生整个装置工作的高真空条件。

2.根据权利要求1所述的超声气体束装置，其特征在于，所述五维调节平台中，X和Y方向的位置调节机构采用导轨链接方式，实现相对位置平动，每个方向运动最大距离为20毫米；Z方向调节通过波纹管和螺杆支撑的方式实现，即调节螺杆长度以改变波纹管长度，实现对喷嘴的Z方向位置调节，调节范围为0~ 30毫米；改变四根螺杆上螺距的相对长度，实现对喷嘴X方向和Y方向摆角的微小调节；通过五维调节平台，实现气体喷嘴相对差分光阑位置的在线调节，以确保差分光阑位于喷嘴注气形成的静区中心，且三级差分光阑形成的直线位于喷嘴中心。