JP2864020B2 - Vacuum microwave light source device - Google Patents
Vacuum microwave light source deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば、真空容器内壁からの吸着ガス脱
離を促進するために、真空環境下で任意の場所に光を照
射する光源に関するものであり、光源として無電極放電
管を使用して、無線で電力を供給する真空マイクロ波光
源装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source that irradiates light to an arbitrary place under a vacuum environment, for example, to promote desorption of an adsorbed gas from an inner wall of a vacuum vessel. The present invention relates to a vacuum microwave light source device that supplies power wirelessly using an electrodeless discharge tube as a light source.
（従来の技術） 従来、真空装置の真空容器内部に光発生部を設置する
真空光源装置としては、第３図に示すように電極式の紫
外線ランプまたは、赤外線ランプｂを真空容器ａ内に設
置し、かつ、そのランプへの電力供給はいずれも真空封
じ用電流導入端子ｃおよび電気的絶縁性をもったカバー
ｄをかぶせた導電性の電線ｅを介して真空容器ａの外部
にある電源ｆから行われていた。(Prior Art) Conventionally, as a vacuum light source device in which a light generating unit is installed inside a vacuum container of a vacuum device, an electrode type ultraviolet lamp or an infrared lamp b is installed in a vacuum container a as shown in FIG. In addition, power is supplied to the lamp via a current introducing terminal c for vacuum sealing and a conductive wire e covered with a cover d having electrical insulation. Was done from
（発明が解決しようとする課題） 前記従来例では、紫外線ランプまたは、赤外線ランプ
への電力供給が、電線を使用しているため、真空容器と
電線を電気的に絶縁するとともに、さらに、電線の貫通
孔を真空シールしなければならず、電線の配線やランプ
の取付け位置などに大きな制約があり、また、構造も複
雑になるという問題がある。また、電線はゴム等の有機
物からなるため、この電線から発生するガスにより真空
容器内が汚染され、真空度が低下するという問題もあ
る。この発明は、前記従来例のそれぞれの問題点を解決
するために電線を必要としない真空光源装置を提供する
ことを技術的課題とするものである。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned conventional example, since electric power is supplied to the ultraviolet lamp or the infrared lamp by using electric wires, the vacuum container and the electric wires are electrically insulated, and furthermore, the electric wires are further insulated. The through-hole must be vacuum-sealed, and there are great restrictions on the wiring of electric wires and the mounting position of the lamp, and the structure is complicated. Further, since the electric wire is made of an organic substance such as rubber, there is also a problem that the inside of the vacuum vessel is contaminated by gas generated from the electric wire and the degree of vacuum is reduced. An object of the present invention is to provide a vacuum light source device that does not require an electric wire in order to solve each of the problems of the conventional example.
（課題を解決するための手段） この発明は、前記のような課題を解決するために創案
されたもので、真空容器と真空排気部からなる真空装置
と、無電極放電管と、マイクロ波発振器と、マイクロ波
アンテナとを有し、前記無電極放電管は前記真空容器内
壁を照射するものであり、前記マイクロ波発振器は前記
無電極放電管を励起発光させるためのマイクロ波電力を
発生させるものであり、前記マイクロ波アンテナは前記
マイクロ波電力を前記真空容器内に放散させるものであ
り、かつ前記無電極放電管は前記真空容器内の任意の場
所に設置し、前記マイクロ波発振器は前記真空装置の外
部に配設し、前記マイクロ波アンテナは前記マイクロ波
発振器と接続して、かつ、真空容器内壁に配設したこと
を特徴とする真空マイクロ波光源装置としたものであ
る。(Means for Solving the Problems) The present invention has been devised to solve the above problems, and includes a vacuum device including a vacuum vessel and a vacuum exhaust unit, an electrodeless discharge tube, and a microwave oscillator. And a microwave antenna, wherein the electrodeless discharge tube irradiates the inner wall of the vacuum vessel, and the microwave oscillator generates microwave power for exciting and emitting light from the electrodeless discharge tube. Wherein the microwave antenna dissipates the microwave power into the vacuum vessel, and the electrodeless discharge tube is installed at an arbitrary location in the vacuum vessel, and the microwave oscillator is The vacuum microwave light source device is provided outside the device, and the microwave antenna is connected to the microwave oscillator, and is provided on an inner wall of the vacuum container. Things.
（作用） この発明は前記のような構成によりなり、まず、真空
容器内を排気し、この真空容器内に設置された無電極放
電管に、マイクロ波発振器で発生させたマイクロ波電力
を、マイクロ波アンテナから無線で前記無電極放電管に
供給することにより、前記無電極放電管が励起発光し
て、前記真空容器内壁を照射し、その結果この真空容器
内壁の吸着ガスが離脱して、清浄化される。(Operation) The present invention is configured as described above. First, the inside of a vacuum vessel is evacuated, and microwave power generated by a microwave oscillator is supplied to an electrodeless discharge tube installed in the vacuum vessel. By supplying the electrodeless discharge tube wirelessly from a wave antenna, the electrodeless discharge tube is excited to emit light, and irradiates the inner wall of the vacuum vessel. Be transformed into
（実施例） 以下本発明の実施例を図面にもとづき詳細に説明する
と、第１図は本発明実施例の全体構成図であり、真空装
置は真空容器１とロータリーポンプおよびディフュージ
ョンポンプからなる真空排気部３により構成され、真空
容器１と真空排気部３は真空パイプ11および真空バルブ
２で連結されている。光源装置は発光部である無電極放
電管６とマイクロ波発生部との２つのブロックから構成
される。(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention. The vacuum vessel 1 and the vacuum exhaust unit 3 are connected by a vacuum pipe 11 and a vacuum valve 2. The light source device is composed of two blocks, ie, an electrodeless discharge tube 6 which is a light emitting unit and a microwave generating unit.
無電極放電管６は前記真空容器１の内部の任意の位置
に設置される。一方、マイクロ波発生部はマイクロ波発
振器５と、マイクロ波アンテナ４と、マイクロ波制御電
源８とからなっている。The electrodeless discharge tube 6 is installed at an arbitrary position inside the vacuum vessel 1. On the other hand, the microwave generator includes a microwave oscillator 5, a microwave antenna 4, and a microwave control power supply 8.
無電極放電管６は環状あるいは球状で、この中には、
例えば、アルゴンや水銀などが封入されている。さら
に、放電管の数は１個に限定されるものでなく、複数配
置することは可能である。The electrodeless discharge tube 6 is annular or spherical, in which
For example, argon or mercury is sealed. Further, the number of discharge tubes is not limited to one, and a plurality of discharge tubes can be arranged.
また、マイクロ波発振器５としては、例えば、マグネ
トロンを使用し、このマグネトロンは前記真空容器１の
外部に配設され、かつ、マイクロ波アンテナ４に接続さ
れている。As the microwave oscillator 5, for example, a magnetron is used. The magnetron is provided outside the vacuum vessel 1 and is connected to the microwave antenna 4.
マグネトロンは900MHz〜9,000MHz帯のマイクロ波を発
振させる一種の２極管で、同じ円筒状におかれた電極間
に流れる電子流を電極軸方向に加えた磁界によって制御
し、発振をおこさせるものである。A magnetron is a type of diode that oscillates microwaves in the 900MHz to 9,000MHz band, and controls the electron flow flowing between electrodes placed in the same cylindrical shape using a magnetic field applied in the direction of the electrode axis to generate oscillation. It is.
なお、マイクロ波発振器としては前記マグネトロンの
他にクライストロンや進行波管なども使用される。As a microwave oscillator, a klystron or a traveling wave tube may be used in addition to the magnetron.
またマイクロ波発振器５は無電極放電管の発振に必要
な電力を供給するマイクロ波制御電源８に連結してお
り、このマイクロ波制御電源８は真空容器１に形成した
受光口13に配設された光ファイバー７の先端部14と、こ
の光ファイバー７を介して光量測定容器９と接続してい
る。The microwave oscillator 5 is connected to a microwave control power supply 8 for supplying electric power necessary for oscillating the electrodeless discharge tube, and the microwave control power supply 8 is provided in a light receiving port 13 formed in the vacuum vessel 1. The distal end portion 14 of the optical fiber 7 is connected to the light quantity measuring container 9 via the optical fiber 7.
以上、前記構成において、本発明の作用を説明する
と、前記マグネトロン５によって発生したマイクロ波は
マイクロ波アンテナ４へ供給され、このマイクロ波アン
テナ４からマイクロ波電力となって真空容器内へ放散さ
れる。この際、マイクロ波電力は、マイクロ波アンテナ
により伝播ロスをほとんど生じることなく有効に真空容
器内へ放散される。真空容器１内へ放散されたマイクロ
波電力は無電極放電管６へ到達し、エネルギーとして供
給され、この無電極放電管６にプラズマを発生させて、
発行を開始し、安定的な発光が継続して、前記真空容器
１内を照射する。As described above, the operation of the present invention in the above configuration will be described. The microwave generated by the magnetron 5 is supplied to the microwave antenna 4 and is converted into microwave power from the microwave antenna 4 and radiated into the vacuum vessel. . At this time, the microwave power is effectively dissipated into the vacuum vessel by the microwave antenna with almost no propagation loss. The microwave power radiated into the vacuum vessel 1 reaches the electrodeless discharge tube 6 and is supplied as energy, and generates plasma in the electrodeless discharge tube 6,
The issuance is started, stable light emission is continued, and the inside of the vacuum vessel 1 is irradiated.
発光した光の一部は真空容器１のポートの一部に形成
された受光口13に配設された光ファイバー７の先端部14
に入り、光ファイバー７を介して光量測定器９に伝達さ
れ、マイクロ波制御電源８を光量によって制御して、無
電極放電管の発光強度を一定に保つようになっている。A part of the emitted light is supplied to a light receiving port 13 formed in a part of a port of the vacuum vessel 1 by a tip part 14 of an optical fiber 7.
Then, it is transmitted to the light quantity measuring device 9 via the optical fiber 7, and the microwave control power supply 8 is controlled by the light quantity so as to keep the light emission intensity of the electrodeless discharge tube constant.
前記発光照射により、真空容器内壁に吸着していたガ
スが解離されて、真空ポンプ３により真空容器１から排
気される。第２図に本発明の真空マイクロ波光源装置を
用いた試験結果の一例を示す。The gas adsorbed on the inner wall of the vacuum vessel is dissociated by the emission of light, and is exhausted from the vacuum vessel 1 by the vacuum pump 3. FIG. 2 shows an example of a test result using the vacuum microwave light source device of the present invention.
無電極放電管として、低圧水銀放電管を使用し、2.45
GHzのマイクロ波電力を真空容器内へ放散させた場合の
真空容器内圧力変化を圧力計10で測定した例である。Using a low-pressure mercury discharge tube as the electrodeless discharge tube, 2.45
This is an example in which the pressure change in the vacuum vessel when microwave power of GHz is dissipated into the vacuum vessel is measured by the pressure gauge 10.
低圧水銀放電管の発光により、主として185nmと254nm
の波長の紫外光が発生し、真空容器内の圧力が上昇し
て、真空容器内壁に吸着していたガスの一部が空間に放
出されたことを示している。185nm and 254nm mainly due to emission of low pressure mercury discharge tube
This indicates that ultraviolet light having a wavelength of? Has been generated, the pressure in the vacuum container has increased, and a portion of the gas adsorbed on the inner wall of the vacuum container has been released into the space.
真空中での吸着ガスの脱離機構については、残留ガス
成分の変化から、炭化水素系ガスの解離やオゾンの生成
のほかに、特に水の分解反応が存在していることを示し
ている。Regarding the desorption mechanism of the adsorbed gas in a vacuum, the change in the residual gas component indicates that in addition to the dissociation of the hydrocarbon-based gas and the generation of ozone, there is a water decomposition reaction in particular.
なお、使用可能なマイクロ波としては、本実施例の周
波数に特定されるものではなく、他の周波数の単一ある
いは複合入射でもよい。The usable microwave is not limited to the frequency of the present embodiment, but may be a single or multiple incidence of another frequency.
（発明の効果） 以上、本発明により、特に真空容器内に発光部への電
線を配設することが必要でないため、以下の効果を奏し
て、容易に真空容器内壁を清浄化することが可能になっ
た。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, since it is not particularly necessary to dispose an electric wire to the light emitting portion in the vacuum container, the following effects are exhibited, and the inner wall of the vacuum container can be easily cleaned. Became.
電線用に特別の真空シールおよび絶縁を必要とせ
ず、そのため構造が簡単であり、また、ランプの設置場
所になんら制約がない。No special vacuum seal and insulation is required for the wires, so the structure is simple and there are no restrictions on where the lamps are installed.
電線から発生するガス等真空容器内の汚染がなく、
真空度の維持が容易である。There is no contamination in the vacuum vessel such as gas generated from electric wires,
It is easy to maintain the degree of vacuum.
電線の清掃等が必要でなく、さらに、真空シール部
がないので保守管理が容易である。Maintenance and management is easy because there is no need to clean the electric wires and there is no vacuum seal.
第１図は本発明実施例の真空マイクロ波光源装置の構成
図、 第２図は本発明実施例での真空容器内圧力状態、 第３図は従来の真空光源装置の構成図である。 １……真空容器、２……真空バルブ、 ３……排気部、 ４……マイクロ波アンテナ、 ５……マイクロ波発振器、 ６……無電極放電管、７……光ファイバー、 ８……マイクロ波制御電源、 ９……光量測定器、10……圧力計、 11……真空パイプ、 13……受光口、 14……光ファイバー先端部。1 is a configuration diagram of a vacuum microwave light source device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a pressure state in a vacuum vessel in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional vacuum light source device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 2 ... Vacuum valve, 3 ... Exhaust part, 4 ... Microwave antenna, 5 ... Microwave oscillator, 6 ... Electrodeless discharge tube, 7 ... Optical fiber, 8 ... Microwave Control power supply, 9: Light intensity measuring instrument, 10: Pressure gauge, 11: Vacuum pipe, 13: Light receiving port, 14: Optical fiber tip.
フロントページの続き (72)発明者 廣木 成治 茨城県那珂郡那珂町大字向山字中原801 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 阿部 哲也 茨城県那珂郡那珂町大字向山字中原801 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 村上 義夫 茨城県那珂郡那珂町大字向山字中原801 日本原子力研究所那珂研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 41/24 H01J 65/04Continued on the front page (72) Inventor Seiji Hiroki 801 Nakahara, Naka-machi, Naka-machi, Naka-gun, Ibaraki Pref. Inside the Japan Atomic Energy Research Institute Naka Laboratory (72) Inventor Tetsuya Abe 801 Nakahara, Naka-machi, Naka-machi, Ibaraki Pref. (72) Inventor Yoshio Murakami 801 Nakahara, Naka-machi, Naka-machi, Naka-gun, Naka-gun, Ibaraki Pref. Japan Atomic Energy Research Institute Naka Research Laboratory (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H05B 41/24 H01J 65/04
Claims (1)
と、無電極放電管と、マイクロ波発振器と、マイクロ波
アンテナとを有し、前記無電極放電管は前記真空容器内
壁を照射するものであり、前記マイクロ波発振器は前記
無電極放電管を励起発光させるためのマイクロ波電力を
発生させるものであり、前記マイクロ波アンテナは前記
マイクロ波電力を前記真空容器内に放散させるものであ
り、かつ前記無電極放電管は前記真空容器内の任意の場
所に設置され、前記マイクロ波発振器は前記真空装置の
外部に配設し、前記マイクロ波アンテナは前記マイクロ
波発振器と接続し、かつ、真空容器内壁に配設されてい
ることを特徴とする真空マイクロ波光源装置。1. A vacuum device comprising a vacuum vessel and a vacuum exhaust unit, an electrodeless discharge tube, a microwave oscillator, and a microwave antenna, wherein the electrodeless discharge tube illuminates the inner wall of the vacuum vessel. Wherein the microwave oscillator generates microwave power for exciting and emitting light from the electrodeless discharge tube, and the microwave antenna disperses the microwave power into the vacuum vessel. And, the electrodeless discharge tube is installed at an arbitrary place in the vacuum vessel, the microwave oscillator is arranged outside the vacuum device, the microwave antenna is connected to the microwave oscillator, and A vacuum microwave light source device disposed on an inner wall of a vacuum container.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2725289A JP2864020B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Vacuum microwave light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2725289A JP2864020B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Vacuum microwave light source device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02207491A JPH02207491A (en) | 1990-08-17 |
| JP2864020B2 true JP2864020B2 (en) | 1999-03-03 |
Family
ID=12215887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2725289A Expired - Lifetime JP2864020B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Vacuum microwave light source device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864020B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009032879A (en) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Harison Toshiba Lighting Corp | Irradiator and irradiation system |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP2725289A patent/JP2864020B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02207491A (en) | 1990-08-17 |
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