[发明专利]集成微波源和等离子体焰炬、以及相关方法有效
申请号: | 201410052708.1 | 申请日: | 2014-02-17 |
公开(公告)号: | CN104064428B | 公开(公告)日: | 2017-08-08 |
发明(设计)人: | G.帕特里吉 | 申请(专利权)人: | 安捷伦科技有限公司 |
主分类号: | H01J37/32 | 分类号: | H01J37/32;H05H1/46 |
代理公司: | 北京市嘉元知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11484 | 代理人: | 陈静 |
地址: | 美国加利*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 集成 微波 等离子体 以及 相关 方法 | ||
1.一种用于生成微波感应等离子体的等离子体源,其包括:
微波能量源,所述微波能量源包括在阴极轴线上的阴极、和通过相互作用空间与所述阴极间隔的阳极,其中所述微波能量源包括第一侧、第二侧和沿着所述阴极轴线从所述第一侧到所述第二侧的厚度;以及
等离子体焰炬,所述等离子体焰炬定位在所述微波能量源处并且包括在所述第二侧的焰炬出口,其中所述等离子体焰炬建立从所述第一侧到所述第二侧的气体流动路径。
2.根据权利要求1所述的等离子体源,其中所述阳极包括定位在离所述阴极轴线一个或多个距离处的多个共振腔,并且所述等离子体焰炬延伸通过所述共振腔中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的等离子体源,其中所述阴极和所述相互作用空间布置在真空室中,并且所述等离子体焰炬与所述真空室流体地隔离。
4.根据权利要求1所述的等离子体源,其中所述阳极包括定位在离所述阴极轴线一个或多个距离处的多个共振腔,并且所述阳极同轴地围绕所述阴极,并且所述共振腔定位在离所述阴极轴线一个或多个径向距离处。
5.根据权利要求1所述的等离子体源,其包括一个或多个附加等离子体焰炬,每个附加等离子体焰炬建立从所述第一侧到所述第二侧的气体流动路径。
6.根据权利要求1所述的等离子体源,其包括与所述第一侧的所述等离子体焰炬连通的等离子体形成气体源。
7.根据权利要求1所述的等离子体源,其中所述等离子体焰炬包括在所述第一侧的焰炬入口和与所述焰炬入口连通的上游混合器,并且还包括相应地与所述混合器连通的第一气体管道和第二气体管道。
8.根据权利要求1所述的等离子体源,其中所述等离子体焰炬包括第一管和同轴地围绕所述第一管的第二管。
9.一种等离子体处理系统,其包括:
根据权利要求1所述的等离子体源,其中所述等离子体焰炬包括在所述第一侧的焰炬入口;
与所述焰炬入口连通的等离子体形成气体源;以及
与所述焰炬出口连通的室。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理系统,其包括管道,所述管道配置成用于将附加流体引导到所述等离子体焰炬或所述室。
11.根据权利要求9所述的等离子体处理系统,其中所述室是光发射光谱仪或质谱仪的一部分。
12.一种用于供应等离子体的方法,所述方法包括:
通过操作包括第一侧和第二侧的微波能量源生成微波能量;
通过将等离子体形成气体从所述第一侧流动到等离子体焰炬中生成等离子体,其中所述等离子体形成气体由所述微波能量辐射;以及
从所述第二侧的所述等离子体焰炬的出口流动所述等离子体,
其中,生成等离子体包括生成关于所述等离子体焰炬的轴线大体对称的圆柱形等离子体羽,同时所述等离子体焰炬浸没在与所述轴线对准的磁场中。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述微波能量源包括浸没在磁场中的阴极和阳极,所述阳极同轴地围绕所述阴极并且通过相互作用空间与所述阴极间隔,并且共振腔通过所述阳极形成,并且其中生成微波能量包括在所述阴极和所述阳极之间施加DC电压并且在所述相互作用空间中提供电子。
14.根据权利要求12所述的方法,其中所述等离子体羽包括沿着所述等离子体焰炬的轴线的低密度或低温度区域并且具有圆形或椭圆形横截面。
15.根据权利要求12所述的方法,其包括在所述等离子体焰炬的上游、在所述等离子体焰炬中或在所述出口的下游的点混合所述等离子体形成气体和流体。
16.根据权利要求15所述的方法,其包括使所述流体流动通过所述等离子体焰炬的中心管,并且使所述等离子体形成气体流动通过所述中心管和所述等离子体焰炬的外管之间的环形空间。
17.根据权利要求15所述的方法,其中所述流体从运载气体、可由等离子体赋能的分析物蒸汽或气体、具有夹带在其中的分析物的运载气体、具有夹带在其中的颗粒的运载气体、气溶胶和作为化学合成或膜淀积的前体的气相化合物组成的群组选择。
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