一种激光维持等离子体宽带光源及应用的制作方法

技术特征：
1.一种激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，所述激光维持等离子体宽带光源包括腔体、工作气体、充放气装置、入射窗口、出射窗口、两个激光器、透镜、平面镜、反射面和循环水冷；所述腔体内填充有高压工作气体，所述腔体左侧通过连接管路与充放气装置连接，所述腔体外侧开设有入射窗口和出射窗口，一个脉冲激光器的光束由透镜聚焦经过其中一个入射窗口到达密封腔内，另一连续激光光束经平面镜反射，聚焦透镜聚焦，经另一入射窗口到达腔体内；所述腔体内部包含一个反射面，镜面涂有高反材料，等离子体所产生的光经腔内反射面反射，经出射窗口后被平面镜、透镜收集使用；所述腔体周围设置有循环水冷结构，所述循环水冷结构用于控制腔体的温度。2.如权利要求1所述的激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，所述腔体为导热性良好的金属材质腔体，所述腔体内部没有电极存在。3.如权利要求1所述的激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，所述工作气体为汞蒸气、氢气、氧气、氩气、氙气或其它惰性气体中的一种，或两种及以上不同比例的混合气体，气体压强为1atm～200atm。4.如权利要求1所述的激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，所述充放气装置包括储气瓶、压力传感器、气压表、阀门、真空泵，工作气体种类和压强由充放气装置控制。5.如权利要求1所述的激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，所述入射窗口和出射窗口的材料对所透过的激光或等离子体光透明。6.如权利要求1所述的激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，两个激光器分别为脉冲激光器和连续激光器，所述脉冲激光器用于激发腔内气体形成等离子体，所述连续激光器用于维持等离子体，脉冲激光器光束的聚焦焦点与连续激光器光束的聚焦焦点相同，都位于反射面的焦点处，同时设置脉冲激光器和连续激光器的同步，在脉冲激光器单个或几个脉冲后连续激光器能量输入到等离子体内部。7.如权利要求1所述的激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，反射面形状为抛物面型和椭球型，反射面表面涂有高反材料，用于聚焦激光光束或者反射等离子体发出的光。8.如权利要求1所述的激光维持等离子体宽带光源，其特征在于，所述腔体周围的循环水冷结构的温度通过外部温度控制仪器控制，气体未激发时的外部水冷温度和等离子体稳定后的水冷温度不同。9.一种如权利要求1～8任意一项所述激光维持等离子体宽带光源的控制方法，其特征在于，所述激光维持等离子体宽带光源的控制方法包括：通过气体控制装置控制工作气体的种类和气体压强；通过设计激光进入窗口和等离子体诊断窗口来方便不同功率的激光进入腔内以及等离子体特性的诊断；通过循环水冷结构控制气体腔体温度，减少腔体温度变化对等离子体状态带来的影响；通过等离子体光收集装置使等离子体光以平行或聚焦的光输入到具体应用场景中。10.一种如权利要求1～8任意一项所述激光维持等离子体宽带光源在半导体、材料和生命科学领域上的应用。

技术总结
本发明属于光源技术领域，公开了一种激光维持等离子体宽带光源及应用，包括腔体、工作气体、充放气装置、入射窗口、出射窗口、两个激光器、透镜、平面镜、反射面和循环水冷；腔体内填充有高压工作气体，腔体左侧通过连接管路与充放气装置连接，腔体外侧开设有入射窗口和出射窗口，腔体内部包含一个反射面；所述腔体周围设置有循环水冷结构。本发明完全避免电极对激光维持等离子体发光特性的影响，避免密封灯泡不方便气体组分和压强控制以及冷却问题不容易解决的弊端，将气体容器和等离子体光收集装置结合，简化激光维持等离子体光源整体装置的复杂性，其次，双激光结构容易控制同步，对于分析不同时刻等离子体状态及特性提供便利。分析不同时刻等离子体状态及特性提供便利。分析不同时刻等离子体状态及特性提供便利。


技术研发人员：王新兵 胡艳菲 左都罗
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2021/11/23