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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Superhochdrucklampe.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Eine Superhochdrucklampe, in der ein Hochdruckgas in einer Bogenentladungsröhre eingeschlossen ist, ist bekannt. In den letzten Jahren wird eine laserunterstützte Plasmalampe (LSP) als eine Quelle für ultraviolettes Licht in einem Inspektionsprozess eines Halbleitersubstrats, eines Flüssigkristallsubstrats, eines Farbfilters und dergleichen als eine der Superhochdrucklampen verwendet (siehe Patentdokument 1). Die LSP-Lampe emittiert einen Anregungslaser von außerhalb der Bogenentladungsröhre in das Innere der Bogenentladungsröhre, um ein Target in der Bogenentladungsröhre in Plasma zu verwandeln. In der Bogenentladungsröhre ist ein lumineszierendes Superhochdruckgas eingeschlossen. Hochhelles und breitbandiges Licht, das von der Lampe abgestrahlt wird, wird gleichzeitig mit der Erzeugung des Plasmas genutzt.
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Stand-der-Technik-Dokument
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Patentdokument
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Patentdokument 1:
WO 2007/120521 A2 -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Größere Helligkeit und längere Lebensdauer einer Superhochdrucklampe werden vom Markt verlangt. Um die Anforderung des Marktes zu erfüllen, ist es notwendig, die Druckfestigkeit der Superhochdrucklampe zu erhöhen. Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Superhochdrucklampe mit erhöhter Druckfestigkeit bereitzustellen.
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Die benannten Erfinder haben festgestellt, dass die Druckfestigkeit einer Superhochdrucklampe nicht gleichmäßig verteilt ist und dass ein Teil mit besonders niedriger Druckfestigkeit in einem Dichtungsabschnitt liegt. Daher wurde die Form des Dichtungsabschnitts gestaltet, um die Druckfestigkeit zu verbessern.
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Eine Superhochdrucklampe nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet:
- eine Bogenentladungsröhre und
- einen Dichtungsabschnitt, mit dem ein vorderes Ende einer Abluftröhre, die dazu fähig ist, Gas aus der Bogenentladungsröhre abzuführen oder Gas der Bogenentladungsröhre zuzuführen, abgedichtet ist,
- wobei in dem Dichtungsabschnitt eine Höhe h1 eines ersten abgedichteten Raums, der eine konische Form aufweist, die in Richtung eines vorderen Endes des Dichtungsabschnitts enger wird, größer als ein doppelter Innendurchmesser d1 des ersten abgedichteten Raums ist.
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Der Ausdruck „Superhochdrucklampe“ bezieht sich auf eine Lampe, bei der ein Druck von 8 MPa oder mehr (Druck während des Leuchtens) auf das Innere der Bogenentladungsröhre ausgeübt wird. Das bedeutet, dass die Druckfestigkeit der „Superhochdrucklampe“ 8 MPa oder mehr beträgt. Im Folgenden kann die „Superhochdrucklampe“ einfach als „Lampe“ bezeichnet werden.
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Der „Dichtungsabschnitt“ ist der Rest der Abluftröhre, die zum Zeitpunkt der Herstellung der Lampe mit der Lampe verbunden war. Ein Verfahren zur Bildung des Dichtungsabschnitts wird weiter unten beschrieben.
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Ein vorderes Ende des ersten abgedichteten Raums kann eine unverzweigte Form aufweisen. In einem Fall, in dem das vordere Ende des ersten abgedichteten Raums eine unverzweigte Form aufweist, ist die Druckfestigkeit der Lampe verbessert.
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Die Superhochdrucklampe kann weiterhin einen ersten Seitenarm und einen zweiten Seitenarm beinhalten, die durch Verzweigung des vorderen Endes des ersten abgedichteten Raums gebildet werden,
wobei ein Abstand zwischen einem vorderen Ende des ersten Seitenarms und einem vorderen Ende des zweiten Seitenarms 1,5 mm oder weniger betragen kann. In einem Fall, in dem der Abstand zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms 1,5 mm oder weniger beträgt, ist die Druckfestigkeit der Lampe verbessert.
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Der Abstand zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms kann kleiner als ein Abstand zwischen einem Ursprung des ersten Seitenarms und einem Ursprung des zweiten Seitenarms sein. Da der Abstand zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms verringert ist, ist die Druckfestigkeit der Lampe verbessert.
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Der erste Seitenarm und der zweite Seitenarm können paarweise verdreht sein. Falls der erste Seitenarm und der zweite Seitenarm paarweise verdreht sind, ist der Abstand zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms verringert und die Druckfestigkeit der Lampe ist verbessert.
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Ein Außendurchmesser d2 des Dichtungsabschnitts kann das Dreifache oder mehr des Innendurchmessers d1 des ersten abgedichteten Raums betragen. Die Dicke des Dichtungsabschnitts nimmt zu und die Druckfestigkeit der Lampe ist verbessert.
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Die Superhochdrucklampe kann weiterhin zwei Seitenröhren beinhalten, die mit der Bogenentladungsröhre verbunden sind und einander gegenüberstehen, wobei die Bogenentladungsröhre zwischen den beiden Seitenröhren eingefügt ist,
wobei der Dichtungsabschnitt an einer gekrümmten Oberfläche oder innerhalb einer beliebigen der beiden Seitenröhren bereitgestellt sein kann.
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Die Superhochdrucklampe kann weiterhin zwei Seitenröhren beinhalten, die mit der Bogenentladungsröhre verbunden sind und einander gegenüberliegen, wobei die Bogenentladungsröhre zwischen den beiden Seitenröhren eingefügt ist,
wobei eine Elektrode in jeder der beiden Seitenröhren angeordnet sein kann und
der Dichtungsabschnitt an der Bogenentladungsröhre oder einer gekrümmten Oberfläche einer der beiden Seitenröhren bereitgestellt sein kann.
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Die Superhochdrucklampe kann eine laserunterstützte Plasmalampe sein.
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Folglich ist es möglich, die Superhochdrucklampe mit einer erhöhten Druckfestigkeit bereitzustellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine Gesamtansicht einer Superhochdrucklampe einer ersten Ausführungsform;
- 2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Lichtquellenvorrichtung darstellt, welche die Superhochdrucklampe beinhaltet;
- 3A ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs E1 in 1;
- 3B ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs E1 in 1;
- 4A ist eine Ansicht, die man erhält, wenn man die in 3A (oder 3B) dargestellte Ansicht um 90 Grad dreht;
- 4B ist ein Querschnitt entlang eines Liniensegments F1-F1 in 4A;
- 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Abstand KL zwischen einem vorderen Ende eines ersten Seitenarms B1 und einem vorderen Ende eines zweiten Seitenarms B2 und einem Bruchdruck BP darstellt;
- 6 ist eine Ansicht, um ein Verfahren zum Trennen einer Abluftröhre von einer Bogenentladungsröhre zu erklären;
- 7 ist eine Gesamtansicht einer Superhochdrucklampe einer zweiten Ausführungsform;
- 8A ist eine Gesamtansicht einer Superhochdrucklampe einer dritten Ausführungsform;
- 8B ist eine Gesamtansicht einer Superhochdrucklampe einer Modifikation der dritten Ausführungsform; und
- 9 ist eine Gesamtansicht einer Superhochdrucklampe einer vierten Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die hierin offenbarten Zeichnungen, bis auf Graphen, lediglich schematische Illustrationen zeigen. Die Dimensionsverhältnisse in den Zeichnungen reflektieren nicht notwendigerweise die tatsächlichen Dimensionsverhältnisse und die Dimensionsverhältnisse sind zwischen den Zeichnungen nicht notwendigerweise dieselben.
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Einige der Zeichnungen sind in einem orthogonalen XYZ-Koordinatensystem dargestellt. Die vertikale Richtung ist als eine Z-Richtung definiert, und zwei Richtungen, die orthogonal zueinanderstehen und sich in einer horizontalen Ebene befinden, die orthogonal zur vertikalen Richtung steht, sind als eine X-Richtung und eine Y-Richtung definiert. Positive und negative Orientierungen, die für den Richtungsausdruck voneinander unterschieden werden, werden durch Hinzufügen positiver und negativer Vorzeichen als eine „+Z-Richtung“ und eine „-Z-Richtung“ beschrieben, während eine Richtung, die ohne Unterscheidung zwischen positiven und negativen Orientierungen ausgedrückt wird, einfach als „Z-Richtung“ beschrieben wird. Die -Z-Richtung ist eine Schwerkraftrichtung.
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<Erste Ausführungsform>
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[Überblick über eine Superhochdrucklampe]
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Ein Überblick über eine Superhochdrucklampe einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 veranschaulicht eine LSP-Lampe 10 (die im Folgenden einfach als „Lampe 10“ bezeichnet werden kann), die eine Art der Superhochdrucklampe ist. Die Lampe 10 beinhaltet eine Bogenentladungsröhre 2, eine erste Seitenröhre 3, die mit einem Ende der Bogenentladungsröhre 2 verbunden ist, eine zweite Seitenröhre 4, die mit dem anderen Ende der Bogenentladungsröhre 2 verbunden ist, einen Dichtungsabschnitt 5 und zwei Startelektroden EL.
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Die Bogenentladungsröhre 2, die erste Seitenröhre 3 und die zweite Seitenröhre 4 sind entlang der Z1-Achse angeordnet. Die Z1-Achse ist eine Achse, die parallel zur Z-Richtung steht. Bis auf den Dichtungsabschnitt 5 weisen die Bogenentladungsröhre 2, die erste Seitenröhre 3 und die zweite Seitenröhre 4 eine Form eines Rotationskörpers auf, der auf die gemeinsame Z1-Achse zentriert ist. Jedoch müssen die Bogenentladungsröhre 2, die erste Seitenröhre 3 und die zweite Seitenröhre 4 nicht auf der gemeinsamen Z1-Achse liegen oder müssen nicht die Form eines Rotationskörpers aufweisen. Die Lampe 10 der Ausführungsform hat eine Fassung 6 an jeweils der ersten Seitenröhre 3 und der zweiten Seitenröhre 4. An der Lampe 10 ist eine Halterung 7 an einem vorderen Ende jeder Fassung 6 vorgesehen, um die Lampe 10 an einem Lichtquellengerät zu befestigen.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestehen die Bogenentladungsröhre 2, die erste Seitenröhre 3 und die zweite Seitenröhre 4 aus Glas (beispielsweise Quarzglas). In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Bogenentladungsröhre 2 und die Seitenröhre 3 eine hohle Form auf. Die zweite Seitenröhre 4 weist eine ausgefüllte Form auf. Jedoch kann die zweite Seitenröhre 4 auch eine hohle Form oder die erste Seitenröhre 3 eine ausgefüllte Form aufweisen. Beispielsweise beträgt die Dicke der Bogenentladungsröhre 2 und der hohlen Seitenröhren (3, 4) bevorzugt 2,5 mm oder mehr und bevorzugt 4 mm oder weniger. Die Variation zwischen der Dicke der Bogenentladungsröhre 2 und den Seitenröhren (3, 4) beträgt bevorzugt 15 % oder weniger und noch bevorzugter 10 % oder weniger.
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Die Bogenentladungsröhre 2 ist so geformt, dass sie sich von der Z1-Achse zur Peripherie der Z1-Achse einschließlich der X-Richtung und der Y-Richtung wölbt. Die Bogenentladungsröhre 2 beinhaltet einen Raum. Ein Innendurchmesser i2 des Raums der Bogenentladungsröhre 2 nimmt vom oberen Ende und vom unteren Ende der Bogenentladungsröhre 2 in Z-Richtung zu einer Mittelebene C1 zu, die sich in der Mitte der Bogenentladungsröhre 2 befindet.
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In der Lampe 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Arbeitsgas innerhalb der Bogenentladungsröhre 2 eingeschlossen. Das Arbeitsgas erreicht einen hohen Druck, insbesondere während des Leuchtens. Die Lampe 10 weist eine Festigkeit auf, um dem Druck des Arbeitsgases während des Leuchtens von 8 MPa oder mehr standzuhalten. Die Druckfestigkeit der Lampe 10 beträgt bevorzugt 15 MPa oder mehr und noch bevorzugter 25 MPa oder mehr. Beispiele des Arbeitsgases beinhalten ein Edelgas wie Argon, Krypton oder Xenon oder ein Mischgas daraus.
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In der Bogenentladungsröhre 2 wird ein laserunterstütztes Plasma Pr generiert und Licht emittiert. Genau gesagt, wenn in der Lampe 10 ein Anregungslaser in Richtung der Kreuzung zwischen der Z1-Achse und der Mittelebene C1 der Bogenentladungsröhre 2 emittiert wird und das Arbeitsgas, das in der Lampe 10 eingeschlossen ist, in Plasma umgewandelt wird, um das Plasma Pr zu bilden, wird Licht, das die gewünschte Strahlung beinhaltet, von dem Plasma Pr emittiert. Wenn das Leuchten beginnt, wird eine vorbereitende Entladung durch die zwei Startelektroden EL ausgeführt, um die Bildung von Plasma durch den Laser zu unterstützen.
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[Überblick über das Lichtquellengerät]
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2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Lichtquellengeräts darstellt, das die Lampe 10 beinhaltet. Ein Lichtquellengerät 100 beinhaltet die Lampe 10, eine Laseroszillationseinheit 21, die einen Laser (beispielsweise einen Laser mit einem Wellenlängenbereich von Infrarotlicht) oszilliert, der auf die Lampe 10 gerichtet wird, und ein optisches Kondensorsystem 25, das Laserlicht von der Laseroszillationseinheit 21 konzentriert. Das Laserlicht, das von der Laseroszillationseinheit 21 emittiert wird, wird von einem strahlformenden optischen System 22 geformt, das einen Kollimator, einen Strahlaufweiter und dergleichen aufweist, wird von einem reflektierenden Spiegel 23 reflektiert, durchläuft ein optisches Element 24 vom Wellenlängenselektionstyp wie einen dichroitischen Spiegel, wird von dem optischen Kondensorsystem 25 reflektiert, wird in einem vorbestimmten Bereich konzentriert und tritt in die Lampe 10 ein. Folglich wird der Anregungslaser auf die Lampe 10 gerichtet. In 2 ist der Anregungslaser mit durchgezogenen Linien gekennzeichnet.
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Licht, das von der Lampe 10 abgestrahlt wird, wird vom optischen Kondensorsystem 25 reflektiert, wird vom optischen Element 24 reflektiert, durchläuft ein strahlformendes optisches System 26 wie einen Homogenisator und einen Filter, um das Licht einheitlich zu machen, und breitet sich in Richtung eines Gerätes (beispielsweise ein Substratinspektionsgerät) aus, das Laserlicht verwendet und das nicht gezeigt ist.
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In 2 ist das Licht, das durch die Lampe 10 erzeugt wird, mit gestrichelten Linien gekennzeichnet.
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[Dichtungsabschnitt]
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Der Dichtungsabschnitt 5 wird beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich der Dichtungsabschnitt 5 an der Bogenentladungsröhre 2. 3A und 3B sind vergrößerte Ansichten eines Bereichs E1 in 1. Details des Dichtungsabschnitts 5 werden mit Bezug auf die 3A und 3B beschrieben. Die 3A und 3B sind Ansichten desselben Dichtungsabschnitts 5 aus derselben Richtung, jedoch sind 3A und 3B separat dargestellt, um Bezugszeichen, Hilfslinien und dergleichen einfach sichtbar zu machen. Die 3A und 3B sind beide im orthogonalen ABC-Koordinatensystem dargestellt, in dem die hervorstehende Richtung des Dichtungsabschnitts 5 eine A-Richtung und die Richtungen orthogonal zur hervorstehenden Richtung eine B-Richtung und eine C-Richtung sind. Es ist zu beachten, dass die 3A und 3B gegenüber dem orthogonalen XYZ-Koordinatensystem aus 1 eine veränderte Orientierung aufweisen.
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Der Dichtungsabschnitt 5 beinhaltet eine Außenfläche 5a und eine Innenfläche (5b, 5c). Die Punkte p3 und p4 sind Abschnitte, die eine starke Krümmung auf einer zweiten Innenfläche 5c aufweisen, die weiter unten beschrieben wird. Die Punkte p5 und p6 sind Abschnitte, die eine starke Krümmung auf der Außenfläche 5a aufweisen. In der vorliegenden Beschreibung beinhaltet die Grenze zwischen der Bogenentladungsröhre 2 und dem Dichtungsabschnitt 5 den Punkt p3, den Punkt p4, den Punkt p5 und den Punkt p6. Die Grenzlinie zwischen der Bogenentladungsröhre 2 und dem Dichtungsabschnitt 5 wird als Liniensegment p3-p5 und Liniensegment p4-p6 definiert. Ein Bereich (schraffierter Bereich in 3A) auf der+A-Seite in Bezug auf das Liniensegment p3-p5 und auf das Liniensegment p4-p6, die die Grenzlinie darstellen, wird als der Dichtungsabschnitt 5 definiert.
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In 3A erstreckt sich die Außenfläche 5a des Dichtungsabschnitts 5 vom Punkt p5 zum Punkt p6 über eine äußere Spitze 5t. Die äußere Spitze 5t ist ein Punkt, der sich an dem vordersten Ende (Maximum in A-Richtung) der Außenfläche 5a befindet. Die Außenfläche 5a weist eine Form auf, bei der der Außendurchmesser d2 im Allgemeinen in Richtung zum vorderen Ende des Dichtungsabschnitts 5 abnimmt. Die Außenfläche 5a kann teilweise eine Form aufweisen, bei der der Außendurchmesser nicht in Richtung zum vorderen Ende des Dichtungsabschnitts 5 abnimmt. Die Außenfläche 5a ist im Gesamten bevorzugt eine im Wesentlichen konische Oberfläche.
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In 3A beinhaltet die Innenfläche (5b, 5c) des Dichtungsabschnitts 5 eine erste Innenfläche 5b auf der Seite des vorderen Endes und die zweite Innenfläche 5c auf der Seite des hinteren Endes. Die erste Innenfläche 5b erstreckt sich vom Punkt p1 zum Punkt p2 über eine innere Spitze 5i. Die innere Spitze 5i ist ein Punkt, der sich an dem vordersten Ende (Maximum in der A-Richtung) der ersten Innenfläche 5b befindet. Die erste Innenfläche 5b weist eine konische Form auf, bei der der Innendurchmesser des Dichtungsabschnitts 5 in Richtung des vorderen Endes abnimmt.
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Wie in 3B dargestellt, wird ein Raum (kreuz-schraffierter Bereich in 3B), der auf der Seite des vorderen Endes in Bezug auf das Liniensegment p1-p2 liegt, das den Punkt p1 und den Punkt p2 verbindet, und der von der ersten Innenfläche 5b umgeben ist, als ein erster abgedichteter Raum 5s bezeichnet. Die Breite des ersten abgedichteten Raums 5s in der A-Richtung wird mit einer Höhe h1 des ersten abgedichteten Raums 5s bezeichnet. Ein Innendurchmesser d1 des ersten abgedichteten Raums 5s ist der Abstand zwischen dem Punkt p1 und dem Punkt p2.
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Die benannten Erfinder haben durch intensive Forschung herausgefunden, dass ein Abschnitt mit geringer Druckfestigkeit in dem Dichtungsabschnitt 5 in der Nähe des vorderen Endes des ersten abgedichteten Raums 5s liegt, wo sich Spannung konzentriert. Die benannten Erfinder haben herausgefunden, dass wenn der Kegelwinkel θ1 (siehe 3A) des ersten abgedichteten Raums 5s verringert wird, sich die Druckfestigkeit verbessert. Eine Verbesserung der Druckfestigkeit des Dichtungsabschnitts 5 führt zu einer Verbesserung der Druckfestigkeit der gesamten Lampe 10.
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Um den Kegelwinkel θ1 für eine Erhöhung der gewünschten Druckfestigkeit zu realisieren, ist die Höhe h1 des ersten abgedichteten Raums 5s bevorzugt größer als der doppelte Innendurchmesser d1 des ersten abgedichteten Raums 5s. Der Kegelwinkel θ1 beträgt bevorzugt 15 Grad oder weniger. Der Innendurchmesser d1 beträgt bevorzugt 1 mm oder mehr und beträgt bevorzugt 3 mm oder weniger. Die Höhe h1 beträgt bevorzugt 3 mm oder mehr und beträgt bevorzugt 9 mm oder weniger.
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Eine Höhe h3 des Dichtungsabschnitts 5 wird durch den Abstand zwischen der äußeren Spitze 5t und dem Punkt p5 (Punkt p6) in der A-Richtung gebildet. Die Höhe h3 ist bevorzugt das Doppelte oder mehr des Abstands zwischen dem Punkt p5 und dem Punkt p6.
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Das Liniensegment p1-p3 und das Liniensegment p2-p4, die der Innenfläche des Dichtungsabschnitts 5 entsprechen, erstrecken sich im Wesentlichen in einer Richtung entlang der Richtung A. Ein Bereich (schraffierter Bereich in 3B), der zwischen dem Liniensegment p1-p3 und dem Liniensegment p2-p4 liegt, wird als ein zweiter abgedichteter Raum 5v bezeichnet. Der Innendurchmesser des zweiten abgedichteten Raums 5v ist im Wesentlichen in der A-Richtung konstant und ist der Innendurchmesser d1.
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Der Außendurchmesser d2 des Dichtungsabschnitts 5 wird durch den Abstand zwischen dem Punkt p5 und dem Punkt p6 in der C-Richtung gebildet. Der Innendurchmesser des Dichtungsabschnitts 5 wird durch den Abstand zwischen dem Punkt p1 und dem Punkt p2 oder dem Abstand zwischen dem Punkt p3 und dem Punkt p4 in der C-Richtung gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser d2 das Dreifache oder mehr des Innendurchmessers d1. Folglich kann die Dicke des Dichtungsabschnitts 5 ausreichend sichergestellt werden, sodass die Druckfestigkeit verbessert wird. Der Außendurchmesser d2 beträgt bevorzugt 3 mm oder mehr und beträgt bevorzugt 10 mm oder weniger. Der Außendurchmesser d2 beträgt noch bevorzugter 4 mm oder mehr und beträgt noch bevorzugter 9 mm oder weniger.
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4A ist eine Ansicht, die man erhält, wenn man die in 3B dargestellte Ansicht um 90 Grad um eine Achse parallel zur A-Achse dreht. Der Dichtungsabschnitt 5 ist bevorzugt eine rotationssymmetrische Figur, aber der Dichtungsabschnitt 5 muss keine rotationssymmetrische Figur sein. Im Dichtungsabschnitt 5 der Lampe 10 der vorliegenden Erfindung verzweigt sich das vordere Ende des ersten abgedichteten Raums 5s in einen ersten Seitenarm B1 und einen zweiten Seitenarm B2.
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Die vorderen Enden des ersten Seitenarms B1 und des zweiten Seitenarms B2 sind Bereiche, die eine geringe Druckfestigkeit aufweisen, und Risse treten wahrscheinlich vom ersten Seitenarm B1 oder vom zweiten Seitenarm B2 in Richtung der Außenfläche 5a auf. Die benannten Erfinder haben erwogen, dass ein Abstand KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 die Druckfestigkeit beeinflusst und das folgende Experiment durchgeführt.
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Um die Beziehung zwischen dem Abstand KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 und der Druckfestigkeit zu untersuchen, wurden die Lampen 10 vorbereitet, bei denen sich nur die Abstände KL unterschieden und die anderen Gegebenheiten gleich waren. Alkohol wurde langsam in jede Lampe 10 eingespritzt und der Innendruck jeder Lampe 10 wurde gemessen, während der Innendruck jeder Lampe 10 erhöht wurde. Ein Druckwert, wenn die jeweilige Lampe 10 zerbricht, wird als ein Bruchdruck BP definiert.
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5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Abstand KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 und einem Bruchdruck BP darstellt. Jeder Punkt, der in 5 dargestellt ist, gibt die Messwerte des Abstands KL und des Bruchdrucks BP jeder Lampe 10 an. Wie mit der Regressionsgerade in 5 angedeutet, wurde herausgefunden, dass der Bruchdruck BP dazu tendiert, mit sich verkleinerndem Abstand KL, anzusteigen.
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Mit sich verkleinerndem Abstand KL kann eine Dicke t1a zwischen dem ersten Seitenarm B1 und der Außenfläche 5a und eine Dicke t1b zwischen dem zweiten Seitenarm B2 und der Außenfläche 5a vergrößert werden (siehe 4A). Folglich wird angenommen, dass die Druckfestigkeit der Lampe 10 verbessert wird. Der Abstand KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 beträgt bevorzugt 1,5 mm oder weniger und noch bevorzugter 1 mm oder weniger. Der Abstand KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 ist bevorzugt so ausgelegt, dass er kleiner als der Abstand zwischen dem Ursprung des ersten Seitenarms B1 und dem Ursprung des zweiten Seitenarms B2 ist.
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Je kleiner der Abstand zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 ist, desto größer kann die Dicke t1a/t1b sein, was bevorzugt ist. In einem Fall in dem es keine Verzweigung am vorderen Ende des ersten abgedichteten Bereichs 5s gibt, kann die Dicke t1 a/t1 b maximiert werden, was noch bevorzugter ist.
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Es ist zu beachten, dass festgestellt wird, dass keine Verzweigung am vorderen Ende des ersten abgedichteten Raums 5s vorliegt, wenn bei jeglichem Rotationswinkel, wenn der Dichtungsbereich 5 um 360 Grad um die Achse, die durch die äußere Spitze 5t verläuft, gedreht wird, keine Verzweigung am vorderen Ende des ersten abgedichteten Raums 5s beobachtet werden kann.
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Details eines Verfahrens zur Verringerung des Abstands KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 werden weiter unten beschrieben, jedoch ist eines der Verfahren ein Verfahren zum Verdrehen der Seitenarme. 4B ist ein Querschnitt entlang Liniensegment F1-F1 in 4A. 4B zeigt den ersten Seitenarm B1 und den zweiten Seitenarm B2 zwischen einem zentralen Bereich des Dichtungsabschnitts 5 und einem peripheren Bereich des Dichtungsabschnitts 5. Es ist zu beobachten, dass das vordere Ende des ersten Seitenarms B1 und das vordere Ende des zweiten Seitenarms B2 sich beide erstrecken, während sie sich in die w1-Richtung biegen und paarweise verdreht werden. Aufgrund der Form, in der das vordere Ende des ersten Seitenarms B1 und das vordere Ende des zweiten Seitenarms B2 paarweise verdreht werden, kann der Abstand KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 nahe zueinander angeordnet werden.
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Der Abstand zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 in der B-Richtung kann verkleinert oder die Länge (Strecke) vom vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 zum vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 entlang der Grenze des ersten abgedichteten Raums 5s kann verkürzt werden.
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Wie oben beschrieben, beinhalten die mit dem Dichtungsabschnitt 5 verbundenen Parameter die Höhe h3, den Außendurchmesser d2 und die Dicke (t1 a, t1b) des Dichtungsabschnitts 5, die Höhe h1, den Innendurchmesser d1, den Abstand KL und den Kegelwinkel θ1 des ersten abgedichteten Raums 5s. Es besteht die Möglichkeit, dass sich sämtliche Parameter, die mit dem Dichtungsabschnitt 5 verbunden sind, ändern, wenn der Dichtungsabschnitt 5 um eine gerade Linie gedreht wird, die durch die äußere Spitze 5t des Dichtungsabschnitts 5 verläuft und parallel zur A-Achse ist. In der vorliegenden Beschreibung geben die mit dem Dichtungsabschnitt 5 verbundenen Parameter Maximalwerte für den Fall an, dass die Parameter bei Drehung des Dichtungsabschnitts 5 um die gerade Linie, die durch die äußere Spitze 5t des Dichtungsabschnitts 5 verläuft und parallel zur A-Achse ist, gemessen werden.
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[Verfahren zur Bildung des Dichtungsabschnitts]
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Das Verfahren zur Bildung des Dichtungsabschnitts 5 wird beschrieben. Bei der Herstellung der Lampe 10 wird eine Abluftröhre 8 mit der Bogenentladungsröhre 2 verbunden. Die Abluftröhre 8 wird verwendet, um Gas aus dem Raum innerhalb der Bogenentladungsröhre 2 abzuführen und um ein Arbeitsgas dem Raum zuzuführen. Nachdem das Arbeitsgas in dem Raum zugeführt ist, wird die Abluftröhre 8 von der Bogenentladungsröhre 2 getrennt. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt ein Teil der Abluftröhre 8 an der Bogenentladungsröhre 2. Die verbleibende Abluftröhre 8 wird zum Dichtungsabschnitt 5, der das Innere der Bogenentladungsröhre 2 nach außen abdichtet.
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Ein Verfahren zur Trennung der Abluftröhre 8 von der Bogenentladungsröhre 2 wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Ein Bereich E2 der Abluftröhre 8, der sich nahe an der Bogenentladungsröhre 2 befindet, wird aufgeheizt und die Abluftröhre 8 wird geschrumpft, um das Loch der Abluftröhre 8 zu verschließen. 6 stellt einen Zustand dar, nachdem das Loch der Abluftröhre 8 verschlossen wurde. Um danach die Abluftröhre 8 in der Umgebung des Liniensegments C2-C2 abzutrennen, wird die Bogenentladungsröhre 2 langsam von der Abluftröhre 8 getrennt, während die Umgebung des Liniensegments C2-C2 erhitzt wird. Die Abluftröhre 8 kann von der Bogenentladungsröhre 2 getrennt werden.
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Die Form des Dichtungsabschnitts 5 (der Kegelwinkel des ersten abgedichteten Raums 5s oder dergleichen) kann durch eine Anpassung der Heiztemperatur, des Heizbereichs, der Trennungsgeschwindigkeit, der Trennungsrichtung und dergleichen verändert werden. Wenn die Abluftröhre 8 getrennt wird, beispielsweise wenn die Bogenentladungsröhre 2 während einer Drehung um die B3-Richtung von der Abluftröhre 8 getrennt wird, während die Abluftröhre 8 fixiert bleibt, können die Seitenarme (B1, B2) am vorderen Ende des ersten abgedichteten Raums 5s in einer verdrehten Form gebildet werden. Natürlich kann auch die Bogenentladungsröhre 2 fixiert sein und die Abluftröhre 8 kann während einer Drehung um die B3-Richtung von der Bogenentladungsröhre 2 getrennt werden.
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<Zweite Ausführungsform>
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Eine Superhochdrucklampe einer zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 7 beschrieben. Die Sachverhalte, die unten beschrieben werden, werden in einer Weise beschrieben, die sich auf Teile fokussiert, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden. Eine Beschreibung von Sachverhalten, die ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsform sind, wird unterlassen. Das Gleiche gilt auch ab der dritten Ausführungsform.
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Eine Lampe 20 ist eine LSP-Lampe, die keine zwei Startelektroden EL beinhaltet. Ein Dichtungsabschnitt 5 ist an der Bogenentladungsröhre 2 wie in der ersten Ausführungsform bereitgestellt.
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<Dritte Ausführungsform>
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Eine Superhochdrucklampe einer dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf die 8A und 8B beschrieben. In einer Lampe 30, die in 8A dargestellt ist, ist ein Dichtungsabschnitt 5 auf einer gekrümmten Oberfläche einer zweiten Seitenröhre 4 bereitgestellt. Eine Bogenentladungsröhre 2 ist nicht mit dem Dichtungsabschnitt 5 ausgestattet. Das Gleiche gilt für eine Lampe 40, die in 8B in einer Modifikation dargestellt ist. Die Lampe 30, die in 8A dargestellt ist, beinhaltet keine zwei Startelektroden EL, wohingegen die Lampe 40, die in 8B dargestellt ist, zwei Startelektroden EL beinhaltet.
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<Vierte Ausführungsform>
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Eine Superhochdrucklampe der vierten Ausführungsform wird mit Bezug auf 9 beschrieben. In einer Lampe 50 wird ein Dichtungsabschnitt 5 innerhalb einer zweiten Seitenröhre 4 bereitgestellt.
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Die Ausführungsformen der Superhochdrucklampe und deren Modifikation wurden oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen und deren Modifikation beschränkt, und es können verschiedene Veränderungen oder Verbesserungen an den Ausführungsformen und deren Modifikation vorgenommen und zwei oder mehr der Ausführungsformen und deren Modifikation können miteinander kombiniert werden, ohne vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In den Ausführungsformen und deren Modifikation, die oben beschrieben wurden, wurde die LSP-Lampe als ein Beispiel der „Superhochdrucklampe“ angegeben. Jedoch ist eine Superhochdruck-Quecksilberlampe, die als Lichtquelle eines Belichtungsgeräts, das zum Aushärten oder Trocknen eines Harzklebers verwendet wird, oder die als Lichtquelle eines Projektors oder dergleichen verwendet wird, ebenfalls eine Art der Superhochdrucklampe. Die obigen Ausführungsformen können auch auf eine Superhochdruck-Quecksilberlampe angewendet werden.
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Beispiele
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Ein Druckfestigkeitstest wurde unter Verwendung der Lampen 10 der ersten Ausführungsform durchgeführt. Proben S1 bis S15 sind die Lampen 10, die sich voneinander im Innendurchmesser d1 des ersten abgedichteten Raums 5s, der Höhe h1 des ersten abgedichteten Raums 5s und dem Abstand KL zwischen dem vorderen Ende des ersten Seitenarms B1 und dem vorderen Ende des zweiten Seitenarms B2 unterscheiden. Typ 1 weist einen nicht verdrehten Dichtungsabschnitt auf, der erhalten wurde, indem die Abluftröhre 8 ohne Drehung der Bogenentladungsröhre 2 herausgezogen wurde. Typ 2 weist einen verdrehten Dichtungsabschnitt auf, der erhalten wurde, indem die Abluftröhre 8 während einer Drehung der Bogenentladungsröhre 2 herausgezogen wurde. Typ 3 weist einen Dichtungsabschnitt auf, in dem d1 und h1 konstant sind, und das vordere Ende des ersten abgedichteten Raums 5s nicht verzweigt ist.
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Der Druckfestigkeitstest jeder Probe wurde folgendermaßen durchgeführt. Alkohol wurde langsam in die Lampe 10jeder Probe eingespritzt, und der Innendruck der Lampe 10 wurde gemessen, während der Innendruck jeder Lampe 10 erhöht wurde. Der Druckwert, wenn die Lampe 10 zerbricht, wird als „Bruchdruck“ definiert.
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Im Ergebnis des Druckfestigkeitstests war der Ausgangspunkt des Bruchs in jeder Probe der Dichtungsabschnitt 5. Ein Fall, in dem der Bruchdruck 25 MPa oder mehr ist, wird als Klasse A bewertet, ein Fall in dem der Bruchdruck 15 MPa oder mehr ist, wird als Klasse B bewertet und ein Fall, in dem der Bruchdruck weniger als 15 MPa ist, wird als Klasse C bewertet. Da die Lampe 10 mit zunehmendem Bruchdruck besser ist, werden die Klassen A, B und C in dieser Reihenfolge der Güte nach eingestuft. Es ist zu beachten, dass die tatsächliche Bruchfestigkeit der Lampe 10 ein Wert ist, der durch Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors im Bruchdruck erhalten wird.
[Tabelle 1]
| Typ | Probe Nr. | d1 (µm) | h1 (µm) | h1/d1 | KL (µm) | Bruchdruck (MPa) | Bewertung der Druckfestigkeit |
| 1 | S1 | 2448 | 5748 | 2,35 | 1646 | 16,65 | B |
| S2 | 2991 | 8717 | 2,91 | 1307 | 18,94 | B |
| S3 | 3150 | 6595 | 2,09 | 1635 | 18,60 | B |
| S4 | 2850 | 9261 | 3,25 | 1134 | 20,29 | B |
| S5 | 2998 | 9509 | 3,17 | 1791 | 18,20 | B |
| S6 | 2922 | 8809 | 3,01 | 1604 | 18,01 | B |
| 2 | S7 | 3056 | 8322 | 2,72 | 173 | 27,24 | A |
| S8 | 3113 | 8859 | 2,85 | 375 | 33,44 | A |
| S9 | 2499 | 6994 | 2,80 | 174 | 28,26 | A |
| S10 | 2375 | 6144 | 2,59 | 245 | 26,93 | A |
| S11 | 3230 | 8411 | 2,60 | 219 | 31,25 | A |
| S12 | 2813 | 8113 | 2,88 | 325 | 32,29 | A |
| 3 | S13 | 3440 | 6335 | 1,85 | - | 9,69 | C |
| S14 | 3432 | 6442 | 1,87 | - | 9,94 | C |
| S15 | 3345 | 6595 | 1,97 | - | 12,10 | C |
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Die Bewertungsergebnisse werden analysiert. h1/d1 des Typs 2, der als Klasse A bewertet wurde, oder des Typs 1, der als Klasse B bewertet wurde, ist größer als 2.
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Dagegen ist h1/d1 des Typs 3, der als Klasse C bewertet wurde, kleiner als 2. Das heißt, es wurde bestätigt, dass die Höhe h1 des abgedichteten Raums dort, wo der Innendurchmesser des Dichtungsabschnitts sich verändert, bevorzugt größer als das Doppelte des Innendurchmessers d1 des Dichtungsabschnitts ist.
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Wenn man Typ 2, der als Klasse A bewertet wurde, und Typ 1, der als Klasse B bewertet wurde, vergleicht, ist kein signifikanter Unterschied von h1/d1 zwischen Typ 2 und Typ 1 zu beobachten. Jedoch ist der Abstand KL des Typs 2, der als Klasse A bewertet wurde, viel kleiner als der Abstand KL des Typs 1, der als Klasse B bewertet wurde. Folglich wurde bestätigt, dass der Abstand KL bevorzugterweise kleiner ist. Der Abstand KL ist bevorzugt kleiner als 1000 µm, noch bevorzugter kleiner als 500 µm.
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Liste der Bezugszeichen
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- 2:
- Bogenentladungsröhre
- 3:
- erste Seitenröhre
- 4:
- zweite Seitenröhre
- 5:
- Dichtungsabschnitt
- 5a:
- Außenfläche
- 5b:
- erste Innenfläche
- 5c:
- zweite Innenfläche
- 5i:
- innere Spitze
- 5s:
- erster abgedichteter Raum
- 5t:
- äußere Spitze
- 5v:
- zweiter abgedichteter Raum
- 6:
- Fassung
- 7:
- Halterung
- 8:
- Abluftröhre
- 10, 20, 30, 40, 50
- Lampe
- 21:
- Laseroszillationseinheit
- 22:
- strahlformendes optisches System
- 23:
- reflektierender Spiegel
- 24:
- optisches Element
- 25:
- optisches Kondensorsystem
- 26:
- strahlformendes optisches System
- 100:
- Lichtquellengerät
- B1:
- erster Seitenarm
- B2:
- zweiter Seitenarm
- Pr:
- Plasma
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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