[发明专利]一种激光同步双剥蚀系统及其剥蚀方法

权利要求书

1.一种激光同步双剥蚀系统，其特征在于，包括单激光束整形子系统、以及双路调光子系统；所述单激光束整形子系统包括激光器、轴棱锥对、微光学元件、聚光镜、以及微孔转盘；所述双路调光子系统包括第一分光棱镜、第二分光棱镜、第一反射物镜、第二反射物镜、第一角度调谐滤光片、第二角度调谐滤光片、第一投影物镜、以及第二投影物镜；

其中，所述激光器发射的准直光束经过所述轴棱锥对后形成圆环形平行光束，所述圆环形平行光束经所述微光学元件分割后形成具有相同空间发散角度的多个子光束，所述多个子光束经所述聚光镜后形成均匀分布的圆形光斑；所述均匀分布的圆形光斑经所述微孔转盘后被截取为不同尺寸的入射光斑，以便最终在样品和内标物质表面形成不同尺寸的剥蚀光斑；

其中，所述第一分光棱镜放置在所述微孔转盘的后侧并用于将所述微孔转盘截取的入射光斑平均分成第一光束和第二光束，所述第一光束经所述第一反射物镜反射后再经所述第一角度调谐滤光片进入所述第一投影物镜，以便照射到所述样品上；所述第二光束经所述第二分光棱镜折射并经所述第二反射物镜反射后再经所述第二角度调谐滤光片进入所述第二投影物镜，以便照射到所述内标物质上。

2.根据权利要求1所述的激光同步双剥蚀系统，其特征在于，所述双路调光子系统还包括CCD相机、转接镜头、二向色镜、以及照明光源；所述CCD相机放置在靠近所述第一分光棱镜的侧面的位置，所述CCD相机上设置有转接镜头，所述转接镜头与所述第一分光棱镜之间设有所述二向色镜，所述照明光源用于照射所述二向色镜，以便通过所述CCD相机和所述转接镜头来观察所述样品是否位于所述第一投影物镜的焦面上、以及观察所述内标物质是否位于所述第二投影物镜的焦面上。

3.根据权利要求2所述的激光同步双剥蚀系统，其特征在于，所述激光同步双剥蚀系统还包括用于放置所述样品的第一剥蚀池和三维移动子系统、以及用于放置所述内标物质的第二剥蚀池和三维移动子系统；所述第一剥蚀池和三维移动子系统被设置为在观察到所述样品未位于所述第一投影物镜的焦面上时，调节所述第一剥蚀池和三维移动子系统以改变所述样品的位置；所述第二剥蚀池和三维移动子系统被设置为在观察到所述内标物质未位于所述第二投影物镜的焦面上时，调节所述第二剥蚀池和三维移动子系统以改变所述内标物质的位置。

4.根据权利要求3所述的激光同步双剥蚀系统，其特征在于，所述第一剥蚀池和三维移动子系统包括第一剥蚀池和三维移动平台、用于允许高纯氦气流过的第一质量流量计、以及第一阀门；所述第二剥蚀池和三维移动子系统包括第二剥蚀池和三维移动平台、用于允许高纯氦气流过的第二质量流量计、以及第二阀门；其中所述第一阀门和所述第二阀门还能够与混匀器连通，以将由所述高纯氦气带出的经剥蚀的样品和经剥蚀的内标物质混合均匀后送入质谱仪进行测定。

5.根据权利要求1-4任一项所述的激光同步双剥蚀系统，其特征在于，所述双路调光子系统还包括第一光功率探测器和第二光功率探测器，所述第一角度调谐滤光片被设置为根据所述第一光功率探测器检测到的所述第一光束的激光功率进行调节，并且所述第二角度调谐滤光片被设置为根据所述第二光功率探测器检测到的所述第二光束的激光功率进行调节，以使得所述第一光束的激光功率和所述第二光束的激光功率相一致。

6.根据权利要求2-4任一项所述的激光同步双剥蚀系统，其特征在于，所述轴棱锥对包括一对相互对称设置的轴棱锥；所述微孔转盘通过电机驱动而转动；所述激光器、所述轴棱锥对、所述微光学元件、所述聚光镜、所述微孔转盘、所述第一分光棱镜和所述第一反射物镜的光学中心设置在相同的第一光轴上；所述第一分光棱镜、所述第二分光棱镜、所述CCD相机和所述二向色镜的光学中心设置在相同的第二光轴上；所述第二光轴垂直于所述第一光轴。