[实用新型]准分子激光器窗片的更换装置

说明书

本实用新型一种涉及准分子激光器窗片的更换装置，包括一端开口的更换主腔体，更换主腔体的腔壁设有多个用于观测更换主腔体内部的观察窗、用于检测更换主腔体内部气压的气压计、抽真空通道、充气通道、多个指套孔和窗片室，抽真空通道和充气通道与更换主腔体内部相通，指套孔密封配有方便在更换主腔体内部进行窗片更换的操作指套。本实用新型能够显著降低准分子激光器窗片更换过程中卤素介质的扩散现象，能够有效避免零部件在大气暴露中发生污染，并可有效减少放电腔清洗的次数及其对操作人员的危害，免除钝化工艺或显著减少钝化时间，提高激光器的使用效率和能源的使用率。

技术领域

本实用新型涉及准分子激光技术领域，特别涉及准分子激光器窗片的更换装置。

背景技术

准分子激光器是紫外波段重要的激光器件，依靠受激混合气体形成的分子向基态跃迁产生激光。混合气体一般是由惰性气体和卤素气体组成，如氩气(Ar)和氟气(F2)、氪气(Kr)和氟气、氙气(Xe)和氯气(Cl2)等。放电腔为气体放电提供了空间，它是由多种部件组成的，如电极、腔壁、风机、导流结构、散热器、窗片等。其中，窗片等属于易污染、易损耗零部件，使用一段时间后需要更换或是清洗。

但是，准分子激光器的放电腔需要经特殊工艺处理后在密封的含卤素介质中使用的。激光器正常运转前，需要对放电腔零部件进行钝化处理，使氟、氯等卤素介质与零部件材料充分反应，以消除零部件表面的碳、氧、氢等有害杂质和污染物，生成稳定的卤化物保护层，减轻激光器运行过程有害产物的生成。更换窗片零件将不可避免的破坏原有的密封与隔离状态，使放电腔内的介质与环境介质发生交换。其危害包括：1)放电腔内的卤素气体及卤化反应产物将逸出到环境中，对操作人员产生危害。例如，研究表明ppm量级的氟介质就会对人体产生危害。2)环境中的O等介质也将进入放电腔，与零部件发生反应并在更换零件后残留在放电腔内，影响激光器的输出性能。研究表明，O介质接触金属材料面的卤化物层后会发生卤素-氧替代反应，导致金属材料表面生成氧化物。在这种情况下，即使多次清洗放电腔，材料表面的氧化层仍不能被去除，必须重新进行钝化处理。

因此，一般情况下，准分子激光器窗片零件的更换过程步骤繁多，包括：反复使用抽真空和充入惰性气体的方式清洗放电腔内的卤素介质，卸下包含窗片的零部件，安装新的窗片零部件，反复使用抽真空和充入惰性气体的方式清洗放电腔内的空气介质，对放电腔进行钝化处理。其中，反复的抽真空与充气处理和放电腔的钝化处理需要占用大量的时间、消耗大量的气体，并容易对操作人员产生危害。甚至，当卤素-氧替代反应严重时，钝化处理后各零部件表面层将是由卤化物和碳氧化物(可能是一种或几种，也可能是碳氢氧及卤素共同存在的化合物)共同组成，在激光器运行过程中这种反应层仍会缓慢的与卤素介质反应，进一步生成有害气体。由于10ppm量级的HF、O₂、CF₄等气体即显著影响激光的输出功率，空气介质向放电腔的扩散很容易成为影响激光输出能量的重要问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决以上问题的至少一个，本实用新型提供准分子激光器窗片的更换装置，解决准分子激光器窗片零件的更换过程会造成残留工作气体与空气介质发生交换，对操作人员产生危害，且去除引入的有害物质需要大量消耗时间和能源的问题。

根据本实用新型，提供一种准分子激光器窗片的更换装置，包括一端开口的更换主腔体，更换主腔体的腔壁设有多个用于观测更换主腔体内部的观察窗、用于检测更换主腔体内部气压的气压计、抽真空通道、充气通道、多个指套孔和窗片室，抽真空通道和充气通道与更换主腔体内部相通，指套孔密封配有方便在更换主腔体内部更换窗片的操作指套。

窗片室包括多个容纳固定腔，窗片室的一端设有可拆卸窗片室盖板，实现多个容纳固定腔与更换主腔体的外部环境封闭或相通，窗片室的另一端设有移动滑块，实现多个容纳固定腔交替与更换主腔体的内部环境封闭或相通。

其中，窗片室的另一端突出于更换主腔体的内腔壁，窗片室的位于更换主腔体内部的窗体壁上设有贯穿的通气孔，使得每个容纳固定腔与更换主腔体的内部环境相通。