JP2010032712A - 電磁波照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】集光されエネルギ密度が高い状態になった電磁波を、高いエネルギ密度のまま平行電磁波、または、それに類似する電磁波として取り出す。また、放物線形状の鏡を用いる際、放物線の焦点に電磁波を集束する際の、エネルギ密度を小さくする。
【解決手段】断面が放物線形状を並べた断面を持つ凸面鏡に、放物線の焦点で一度焦点を結んだ電磁波を反射させることにより、エネルギ密度の高い平行電磁波として照射する。放物線の焦点は線（円）として現れるので、点として現れる方法よりも焦点でのエネルギ密度を小さくすることが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、集光された電磁波を平行電磁波、または、それに類似する電磁波として照射する装置である。
なおここで言う電磁波とは、可視光、紫外線、赤外線、その他の電磁波全てのことであり、特定の周波数の電磁波を示すものではない。
平行電磁波とは、拡散や、収束することのない電磁波である。
鏡とは、電磁波を反射するものであって、金属光沢を持ってる物だけではなく、光ファイバのように全反射を利用して電磁波を反射するものなど、電磁波を反射するもの全般を示す。

これまで、電磁波を用いて加工を行う場合、加工対象に焦点を合わせて加工を行うことが一般的である。
しかし、この方法では、エネルギ密度が高い部分は限られるため、加工できる厚さは限られてしまう。
そこで、平行電磁波を用いる方法が、
特許出願２００７−１６３５２９ において、提案されていいる。

本発明では、高エネルギの電磁波を平行電磁波、または、それに類似する電磁波として照射することを課題とする。
また、特願２００７−１６３５２９では、放物面形状の鏡を用いる場合、放物面の焦点位置で、エネルギ密度が高くなりすぎ、空気がプラズマ化し、本来の性能を発揮できないことが想定される。そこで、放物線形状を用いた際に、放物線の焦点でのエネルギ密度を減少させることを課題とする。

次の項目の要素全てを有することを特徴とする電磁波照射装置により課題を解決する。
a, 極大値から発散側までの長さが、発散側の厚みで一番短い部分より長いことを特長とする凸面鏡。
b, 電磁波の反射に利用される鏡の特徴を最も良く表す断面が照射方向の軸に対し対称であることを特徴とする凸面鏡。
c, 主な入射波と反射波のなす角が鈍角であることを特徴とする電磁波照射装置。

また、 次の項目の要素全てを有することを特徴としてもよい。
d, bの鏡の特徴を最も良く表す断面が、放物線形状を並べ、一部を切り出した形状であることを特徴とする電磁波照射装置。
e, cの並べ方が、放物線の極大値と焦点を結ぶ線を軸とした時、並べた軸同士のなす角がー１０度から１０度の範囲であることを特徴とする電磁波照射装置。
この角度を変更することにより、照射される電磁波を、発散と集束または、平行と、照射する電磁波の種類を変えることが可能である。

また、dまたはeの鏡に断面において、各放物線の焦点で、入射波が焦点を結んだ後、鏡で反射することを特徴とする電磁波照射装置としてもよい。

また、凸面鏡の極大値に穴を開けてもよい。

本発明では、集光された光を点ではなく線で受けることになる。そのため、平行電磁波、または、それに類似する電磁波に変換する鏡への負荷を減少させることができ、高エネルギ密度の電磁波を平行電磁波、または、それに類似する電磁波として照射することが可能となる。
また、鏡に回転体を用いた場合、特願２００７−１６３５２９とは異なり、反射前の電磁波が結ぶ焦点は、点ではなく線として現れるため、焦点のエネルギ密度を下げることができる。これにより空気のプラズマ化を抑えることが可能となる。

本実施例は、あくまで、実施例であり、発明の請求の範囲を狭めるものではない。
図１に基づいて説明を行う。
電磁波偏向装置（または、発信装置）（１）からの電磁波(入射波)(２)は、断面が放物線である鏡の焦点（４）で、焦点を結んだ後、凸面鏡（３）に反射し、照射される。本実施例では、鏡の冷却に用いるために、極大値（図では、鏡の右）に穴（６）が開いており、この穴を利用して、流体を流し、鏡の冷却を行う。
３の鏡は、軸（７）を中心とする回転体である。したがって、焦点(４)は円形になる。

図では浮いているようにかかれているが、実際には、この鏡は、何らかの支えによって支えられることになる。

凸面鏡を用いた電磁は照射装置の断面図。（実施例１）

符号の説明

１ 電磁波偏向装置、または、電磁波発信装置
２ 入射波
３ 放物線を二つ並べた断面を持つ回転体形状の鏡
４ ３の放物線の焦点
５ 反射波
６ 冷却用開口部
７ ３の鏡の回転体の回転中心軸、電磁波照射軸

Claims (4)

1. 次の項目の要素全てを有することを特徴とする電磁波照射装置
   a, 反射に利用される部分の極大値から発散側までの長さが、発散側の厚みで一番短い部分より長いことを特長とする凸面鏡。
   b, 電磁波の反射に利用される鏡の特徴を最も良く表す断面が、電磁波照射軸に対し対称であることを特徴とする凸面鏡。
   c, 凸面鏡に対する主な入射波と反射波のなす角が鈍角であることを特徴とする電磁波照射装置。
   
2. 次の項目の要素全てを有することを特徴とする電磁波照射装置
   a, 請求項１のbの鏡の特徴を最も良く表す断面が、放物線形状を並べ、一部を切り出した形状であることを特徴とする電磁波照射装置。
   b, aの並べ方が、放物線の極大値と焦点を結ぶ線を軸とした時、並べた軸同士のなす角がー１０度から１０度の範囲であることを特徴とする電磁波照射装置。
   
3. 請求項２の鏡の断面において、各放物線の焦点で、入射波が焦点を結んだ後、鏡で反射することを特徴とする電磁波照射装置。
   
4. 請求項１において凸面鏡の極大値に穴が開いていることを特徴とする電磁波照射装置。
   

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