[实用新型]一种带有短路活塞的微波模式转换器

说明书

本实用新型公开了一种带有短路活塞的微波模式转换器，解决现有大功率微波模式转换过程中能量损失较大的技术问题。本实用新型包括从微波头相连用于微波传输的矩形波导管，设于矩形波导管上端的模式转换器盖，设于矩形波导管下端的同轴线外导体，以及由外界依次穿过模式转换器盖、矩形波导管和同轴线外导体的同轴线内导体；矩形波导管内设有用于调节阻抗匹配的短路活塞，短路活塞包括滑动设于矩形波导管腔内的短路活塞滑块、与短路活塞滑块相连的丝杠、以及与丝杠相连驱动丝杠转动的驱动装置。本实用新型采用了一种能量转换效率高、结构精密的结构，能够合理调节整个微波系统的阻抗匹配，使能量转换效率最大化。

技术领域

本实用新型属于金刚石加工技术领域，具体涉及一种带有短路活塞的微波模式转换器。

背景技术

微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)合成金刚石具有微波放电区域集中且不发散的优点，避免了电极放电和腔体壁对外延金刚石单晶的污染。MPCVD合成金刚石的技术成功解决了污染、以及金刚石生长尺寸等问题。因此，MPCVD法是目前研究者们使用最多的合成高品质金刚石的方法。

较高的微波功率能够增大等离子体密度，使工艺气体的解离率更高，同时扩大等离子球的覆盖面积，使得金刚石生长速率提升，单炉生长金刚石粒数增加。而微波源传输到等离子体腔的能量最大化，不仅需要高功率的微波源，微波模式转化器也至关重要。MPCVD设备中微波模式转换器是将从磁控管输出的微波由矩形波导传输的TE模式转换成同轴线传输的TM模。若模式转化器设计不合理，波导将会发热造成微波大量损失。

因此，本实用新型提供了一种带有短路活塞的微波模式转换器，解决现有大功率微波模式转换过程中能量损失较大的技术问题，采用了一种能量转换效率高、结构精密的结构，能够合理调节整个微波系统的阻抗匹配，使能量转换效率最大化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种带有短路活塞的微波模式转换器，解决现有大功率微波模式转换过程中能量损失较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带有短路活塞的微波模式转换器包括从微波头相连用于微波传输的矩形波导管，设于矩形波导管上端的模式转换器盖，设于矩形波导管下端的同轴线外导体，以及由外界依次穿过模式转换器盖、矩形波导管和同轴线外导体的同轴线内导体；矩形波导管内设有用于调节阻抗匹配的短路活塞，短路活塞包括滑动设于矩形波导管腔内的短路活塞滑块、与短路活塞滑块相连的丝杠、以及与丝杠相连驱动丝杠转动的驱动装置。

进一步地，短路活塞滑块上套装有与矩形波导管内壁相贴合的斜圈弹簧，短路活塞滑块上开设有与斜圈弹簧相适配的弹簧环槽，斜圈弹簧嵌装于弹簧环槽内，弹簧环槽为倒凹字型槽体。

进一步地，短路活塞滑块端面设有限位卡环，限位卡环与丝杠固定连接。

进一步地，丝杠上螺纹套装有丝杠螺母，丝杠螺母固定于矩形波导管内端面。

进一步地，驱动装置设于矩形波导管外，驱动装置为电动驱动的正反转电机或手动驱动的手轮。

进一步地，模式转换器盖顶面开设有凹槽，凹槽设有与矩形波导管相连通并用于同轴线内导体穿设的孔，同轴线内导体上套装有柔性导电屏蔽环，柔性导电屏蔽环位于凹槽内，同轴线内导体上设有用于加固挤压柔性导电屏蔽环的加固螺母。

进一步地，同轴线内导体包括工艺气体管以及套装于工艺气体管道外的水冷天线管。

进一步地，水冷天线管包括同轴设于工艺气体管外的天线回水管和同轴设于天线回水管外的天线进水管。

进一步地，模式转换器盖内径与同轴线外导体内径相一致。

进一步地，矩形波导管上均布设有若干个散热孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：