CN104576294A - 双端型短弧闪光灯 - Google Patents

Abstract

提供一种双端型短弧闪光灯，在发光管的内部配置有构成阳极和阴极的一对主电极和一对启动辅助电极，密封用玻璃管插入并熔敷于该发光管的一端部的密封管，抑制因阴极温度上升而导致的发射体的早期枯竭，可得到长期稳定的点亮。该双端型短弧闪光灯的特征在于，上述阴极含有发射体，并且该阴极的体积大于上述阳极的体积。

Description

双端型短弧闪光灯

技术领域

本发明涉及双端型短弧闪光灯，特别涉及一方的密封管部分采用双重管构造的双端型短弧闪光灯。

背景技术

进行闪光点亮的放电灯被广泛用于以半导体制造工序中的闪光退火(flash anneal)为代表的产业用途，本发明的灯特别是在利用真空紫外光的曝光工序中被使用。

在上述曝光工序中，能够对小区域以短时间照射高密度的光，要求使用光的方向性及分布中不均匀较少且接近于平行光的光。

以往，在该曝光工序中，主要使用日本特开2012－43736号公报(专利文献1)所示的真空管形状的闪光灯。该灯与进行通常的闪光点亮的灯相比，主电极间距离较小，能够作为接近于点光源的光源进行处理。

但是，由于具有真空管结构，因此需要在单侧的端部将两个主电极以及触发电极(启动用辅助电极)密封，在使向装置、电源的连接部(灯头)为圆柱状构造的情况下，特别是外径尺寸会增大。因此，当在具有反射器等的光学系统内部使用该灯时，由灯头构造等引起的遮光区域变大，结果存在来自光学系统的光输出降低的问题。

针对该问题，日本特开2012－94362号公报(专利文献2)中，公开了采用在灯泡的两侧配置密封部的、所谓双密封型构造，从而减小上述的遮光区域的技术。

如图3所示，在双端型短弧闪光灯中，在发光管1的两端相连地设有第1密封管2和第2密封管3。并且，在上述第2密封管3中插入了密封用玻璃管4，将两者熔敷。

在发光管1内对置地配置有一对的第一主电极(阳极)5和第二主电极(阴极)6。上述阳极5的芯线7通过接续(日语：段継)玻璃等部件而被支承并密封于第1密封管2，并被导出到该第1密封管2的外方，另一方面，上述阴极6的芯线8通过接续玻璃等部件而被支承并密封于上述密封用玻璃管4，并被导出到该密封用玻璃管4的外方。

在发光管1内的阳极5与阴极6之间，配设有一对启动辅助电极10、11，各自的内部引线12、15与外部引线13、16在上述第2密封管3与密封用玻璃管4之间的熔敷区域中通过金属箔14、17电连接。

根据这样的双端型短弧闪光灯，通过在灯泡的两端部配置密封部，能够减小上述的遮光区域。

并且，在从阴极朝向阳极放出电子的、直流型的连续点亮的短弧型灯中，通常，接受电子的阳极的温度比阴极的温度上升更多。因此，阳极形成得比阴极更大型。

但是，在图3所示的双端型短弧闪光灯中，由于以极短时间进行脉冲点亮，因此，进行点亮试验后，得到了阴极的温度比阳极的温度上升更多这样的与以往相反的结果。其理由推测如下。

在双端型短弧闪光灯中，电子从阴极的前端的极狭区域放出，因此前端部分的电流密度变得极高，前端部分显著温度上升。

阴极含有执行电子放射功能的发射体，但如上述那样，当阴极前端部分的温度变得过高时发射体会在短时间内枯竭，从而有灯不再点亮的问题。

另一方面，阳极的接受电子的面积不限于前端而在整体上接受，相应地前端部分的电流密度变低，在不同于通常的进行连续点亮的灯而进行间歇点亮的闪光灯中，阳极不持续接受放出电子，因此温度上升也不那么大。

也就是说，在闪光灯中，阳极受到的热影响较小，从而需要考虑阴极的热影响。

专利文献1：日本特开2012－43736号公报

专利文献2：日本特开2012－94362号公报

发明内容

鉴于上述现有技术的问题，本发明要解决的课题在于，提供一种在双端型短弧闪光灯中抑制阴极的极度的温度上升而防止该阴极所含有的发射体的早期枯竭、使阴极长时间适当工作、发光次数较多地持续的构造，该双端型短弧闪光灯在玻璃制的发光管的内部配置有由阳极和阴极构成的一对主电极、和一对启动辅助电极，在该发光管的两端具备第1密封管和第2密封管，上述主电极中的一个主电极的芯线密封于上述第1密封管中并导出到发光管外，在上述第2密封管中熔敷着被插入到其内部的密封用玻璃管，上述主电极中的另一个主电极的芯线密封于该密封用玻璃管中并导出到发光管外。

为了解决上述课题，本发明的双端型短弧闪光灯的特征在于，配置在上述密封管内的上述阴极含有发射体，并且该阴极的体积大于上述阳极的体积。

此外，特征在于，上述阴极的最大外径大于上述阳极的最大外径。

此外，特征在于，上述阴极和上述阳极由圆柱状的主体部和圆锥状的前端部构成。

此外，特征在于，上述启动用辅助电极的前端位于上述阳极与上述阴极之间，与该启动辅助电极连接并在上述阴极侧延伸的内部引线在上述阴极的周侧面向上述发光管侧鼓出位移。

根据本发明的双端型短弧闪光灯，实现如下效果：通过使阴极的体积大于阳极的体积，该阴极的温度、特别是其前端部分的温度不会变的过高，所含有的发射体不会早期枯竭，带来长期稳定的点亮。

此外，通过使阴极的最大外径大于阳极的最大外径而使阴极的体积大于阳极的体积，因此来自阴极前端部分的热易于向后方侧传递，热扩散活跃，其温度上升得以抑制。

此外，使启动辅助电极的内部引线为在阴极的周侧面向发光管侧鼓出位移的形状，因此能够避免与大型化的阴极之间的干扰并避免第2密封部的大径化，能够减少遮光区域。

附图说明

图1是本发明的双端型短弧闪光灯的剖面图。

图2是其他实施例的剖面图。

图3是现有的双端型短弧闪光灯的剖面图。

附图标记说明

1       发光管

2       第1密封管

3       第2密封管

4       密封用玻璃管

5       主电极(阳极)

6       主电极(阴极)

7       阳极的芯线

8       阴极的芯线

10、11  启动辅助电极

12、15  内部引线

13、17  外部引线

14、15  金属箔

12a     鼓出变形部

15a     鼓出变形部

具体实施方式

图1是本发明的双端型短弧闪光灯的整体的剖面图。

如图1所示，配置在发光管1内的构成一对主电极的阳极5和阴极6之中，阴极6的体积形成得大于阳极5的体积。

其具体的一数值例记载如下。

阴极6：直径   体积100.8mm³，

阳极5：直径   体积90.4mm³

该阴极6中，作为发射体，例如含有氧化钍。

另外，其他结构与图3所记载的现有例相同。

并且，该例中，设为如下结构进行说明，即：启动辅助电极10、11的内部引线12、15在阴极6侧延伸，且被导引至双重管构造的第2密封管3和密封用玻璃管4之间，并被密封在其间。

但是，启动辅助电极10、11的内部引线12、15不限于在阴极6侧延伸，也可以被导引到相反侧的阳极5侧，该情况下，在第1密封管侧采用与密封用玻璃管的双重管构造。

此外，阳极5及阴极6分别由圆柱状的主体部和圆锥状的前端部构成。

点亮时的从阴极的电子放出基于热电子放出。每单位面积能够从阴极放出的热电子的放出量的上限值由阴极的动作温度及功函数的大小决定，除此之外，肖特基效应也是支配该量的要因。

肖特基效应是指，通过作用于阴极表面的电场，从阴极的热电子放出所需要的能量的量变化的现象，在如本发明的阴极那样采用前端较尖的形状的情况下，在该前端部引起电场集中，可从阴极前端附近放出的热电子的量比其他部分大，结果，从阴极前端放出大部分的热电子，从而能够使点亮时的放电位置稳定。

此外，从阴极到阳极的电弧放电发生在电位梯度最高的路径的周围是已被公知的。电位梯度通过用所考虑的路径的两端电位差除以路径长而得到的值表示，其量相当于两端电场值之差。

若在本发明的灯中考虑该现象，则如在阴极的说明中描述的那样，前端较尖的电极中，阴极、阳极均在前端附近发生电场集中。因而，两电极前端间的电场之差变得比周围大，在阳极与阴极前端的周围形成放电路径。本发明的灯通过闪光点亮进行动作，因此放电形状容易变得不稳定，需要与通常的放电灯相比使放电路径更稳定。因而，致力于使阳极前端较尖而使放电路径稳定。

图2中示出其他实施例，与启动辅助电极10、11连接的内部引线12、15在阴极6侧延伸，并且在阴极6的周侧面形成有以向发光管1侧鼓出的方式位移的鼓出变形部12a、15a。并且，其后端向管轴中心侧收拢。

通过该构成，内部引线12、15由于鼓出变形部12a、15a而不与体积较大的阴极6发生干扰，并且，被导引到第2密封管3之处被收拢，因此能够使第2密封管3的直径较小。由此，能够减小遮光区域，提高照度。

该实施例中，启动辅助电极10、11采用高熔点且耐高热的钨，内部引线12、15采用在室温下容易塑性变形且加工性优良的钼，从而能够兼顾耐久性和加工性。

如以上说明的那样，本发明的双端型短弧闪光灯中，通过使在闪光点亮时容易温度上升的阴极的体积大于阳极的体积，能够抑制阴极的温度上升，防止所含有的发射体的早期枯竭，维持长期稳定的点亮。

Claims (4)

1.一种双端型短弧闪光灯，其特征在于，

在玻璃制的发光管的内部配置有由阳极和阴极构成的一对主电极和一对启动辅助电极，在该发光管的两端具备第1密封管和第2密封管，

上述主电极中的一个主电极的芯线密封于上述第1密封管中并导出到发光管外，

在上述第2密封管，熔敷有插入到该第2密封管的内部的密封用玻璃管，上述主电极中的另一个主电极的芯线密封于该密封用玻璃管中并导出到发光管外，

上述阴极含有发射体，并且该阴极的体积大于上述阳极的体积。

2.如权利要求1记载的双端型短弧闪光灯，其特征在于，

上述阴极的最大外径大于上述阳极的最大外径。

3.如权利要求1或2记载的双端型短弧闪光灯，其特征在于，

上述阴极和上述阳极由圆柱状的主体部和圆锥状的前端部构成。

4.如权利要求1或2记载的双端型短弧闪光灯，其特征在于，

上述启动辅助电极的前端位于上述阳极与上述阴极之间，与该启动辅助电极连接并在上述阴极侧延伸的内部引线在上述阴极的周侧面向上述发光管侧鼓出位移。