一、背景

       在金剛石生成過程中，氮氣泄漏會對金剛石的生長質量和特性產生顯著影響。氮氣的加入可以提高生長速率和改善表面質量，但同時也會導致金剛石的結晶質量下降。高濃度的氮氣會導致石墨相的形成，降低金剛石的純度和質量，另外氮氣的引入也會導致單晶金剛石內部產生壓應力，隨著氮氣濃度的增加，這種壓應力也會增加，這種應力的變化可能會影響金剛石的機械性能和穩(wěn)定性。因此，氮氣泄漏在金剛石生成過程中需要嚴格控制，以確保金剛石的質量和性能滿足工業(yè)應用的需求。

二、應用概述

       光纖光譜儀在金剛石生產過程中，尤其是在檢測氮氣泄漏方面發(fā)揮著重要作用。光纖光譜儀可以實時監(jiān)測化學氣相沉積（CVD）過程中的金剛石沉積。通過將光纖探頭固定在CVD設備的石英觀察窗口上，可以精確地采集等離子體在沉積臺不同位置的光譜信號。這種方法能夠實時檢測CVD金剛石沉積的穩(wěn)定性和有效沉積面積，從而及時發(fā)現(xiàn)氮氣泄漏對沉積過程的影響。通過分析等離子體的光譜信號，可以識別出特征峰，并利用這些特征峰的強度來判斷CVD金剛石沉積過程的穩(wěn)定性。如果檢測到異常的光譜信號，可能表明有氮氣泄漏。

       綜上所述，光纖光譜儀在金剛石生產過程中，特別是在氮氣泄漏檢測方面，提供了一種實時、高精度的監(jiān)測手段，有助于提高金剛石的生長質量和產量。通過這種方法，可以及時發(fā)現(xiàn)并解決氮氣泄漏問題，確保金剛石生產的質量和效率。

圖1

       實驗過程中，將光纖探頭固定在CVD設備的石英觀察窗口上，可以精確地采集等離子體在沉積臺不同位置的光譜信號，如圖2所示。

圖2：測試金剛石合成過程中氮氣泄露實驗裝置

三、實驗裝置

       典型配置如下：

四、結語

       光纖光譜儀能夠即時檢測氮氣濃度變化，準確識別微小泄露，還可以遠程監(jiān)測，避免人員暴露于危險環(huán)境，同時這種非侵入性監(jiān)測，不影響合成過程，避免金剛石生長環(huán)境被污染。