JP2937468B2 - Plasma generator - Google Patents
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- JP2937468B2 JP2937468B2 JP2313444A JP31344490A JP2937468B2 JP 2937468 B2 JP2937468 B2 JP 2937468B2 JP 2313444 A JP2313444 A JP 2313444A JP 31344490 A JP31344490 A JP 31344490A JP 2937468 B2 JP2937468 B2 JP 2937468B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラズマ発生装置に関する。特にマイクロ波
を用いることによってプラズマを発生するプラズマ発生
装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma generator. In particular, the present invention relates to a plasma generator that generates plasma by using microwaves.
マイクロ波を用いて電子サイクロトロン共鳴によって
プラズマを発生する方法が知られている。この種の装置
として、特開昭61−269900号公報では、第３図及び第４
図に示すようなプラズマ発生装置を開示している。すな
わち、図において、「マイクロ波発生装置であるマグネ
トロン（１）が矩形状導波管（２）に取り付けられてい
る。この導波管（２）の内面からは管状のアンテナ
（８）が延ばされており、このアンテナはアンテナが設
けられた管壁に対向する管壁に設けられた開口（４）を
突き抜けて導波管（２）の外方に延びている。このアン
テナ（８）と中心軸を一致する円筒状の磁場発生装置
（５）が設けられている。この磁場発生装置（５）は、
中心軸側の磁極が交互になるように円筒状に配された複
数本のフェライト棒状磁石（６）から成っている。磁場
発生装置（５）によって作られる磁場強度は中心軸上で
共鳴磁場強度（電子サイクロトロン共鳴発生条件を満た
す磁場強度Ｂ＝ωm/e:m＝電子の質量、ｅ＝電子の電
荷）未満であり、中心軸から離れた位置で共鳴磁場強度
以上である。導波管（２）に設けられた開口は、アンテ
ナ（８）を空間を有して包囲するセラミック製の真空シ
ール部（７）によってシールされており、また、磁場発
生装置（５）の外周面は放電管である外壁（８）によっ
て覆われており、外壁（８）内が高真空状態に維持でき
るようにされている。導波管（１）の端部には整合器
（９）が設けられている。この整合器は、マグネトロン
（１）から放射されたマイクロ波がプラズマを生成する
のに完全に利用されて反射波が０になるように調整され
る。There is known a method of generating plasma by electron cyclotron resonance using microwaves. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-269900 discloses this type of apparatus.
A plasma generator as shown in the figure is disclosed. That is, in the figure, a magnetron (1) as a microwave generator is attached to a rectangular waveguide (2). A tubular antenna (8) extends from the inner surface of the waveguide (2). The antenna extends outside the waveguide (2) through an opening (4) provided in a tube wall facing the tube wall provided with the antenna. And a cylindrical magnetic field generator (5) having the same central axis as the magnetic field generator (5).
It is composed of a plurality of ferrite rod-shaped magnets (6) arranged in a cylindrical shape so that the magnetic poles on the central axis side are alternated. The magnetic field strength generated by the magnetic field generator (5) is less than the resonance magnetic field strength (magnetic field strength satisfying the electron cyclotron resonance generation condition B = ωm / e: m = electron mass, e = electron charge) on the central axis. , At a position distant from the central axis, the intensity is higher than the resonance magnetic field strength. The opening provided in the waveguide (2) is sealed by a ceramic vacuum seal (7) surrounding the antenna (8) with a space, and the outer periphery of the magnetic field generator (5). The surface is covered by an outer wall (8), which is a discharge tube, so that the inside of the outer wall (8) can be maintained in a high vacuum state. A matching device (9) is provided at an end of the waveguide (1). The matching device is adjusted so that the microwave radiated from the magnetron (1) is completely utilized to generate plasma and the reflected wave becomes zero.
このように構成されたプラズマ発生装置においては、
プラズマは次のようにして発生される。マグネトロン
（１）から発生されたマイクロ波は、導波管（２）内を
伝達してアンテナ（８）に至り、このアンテナ（８）か
ら高真空状態に保たれた空間に放出される。放出された
マイクロ波共鳴磁場強度の磁場中までさらに伝播して、
ここで電子サイクロトロン共鳴を起してプラズマを生成
するのにそのエネルギーが消費される。生成されたプラ
ズマは磁場発生装置（５）の中心軸に沿って拡散され
る。プラズマの生成と共に熱が発生するが、アンテナか
ら導波管（２）内に冷却媒体を流すようにすれば発熱に
よる装置の損傷は防止することができる。」と開示して
いる。In the plasma generator configured as described above,
Plasma is generated as follows. The microwave generated from the magnetron (1) is transmitted through the waveguide (2), reaches the antenna (8), and is emitted from the antenna (8) into a space maintained in a high vacuum state. Propagation further into the magnetic field of the emitted microwave resonance magnetic field strength,
Here, the energy is consumed to generate electron cyclotron resonance and generate plasma. The generated plasma is diffused along the central axis of the magnetic field generator (5). Although heat is generated with the generation of plasma, the cooling medium can be caused to flow from the antenna into the waveguide (2), thereby preventing damage to the device due to heat generation. "Is disclosed.
第３図に示すマイクロ波アンテナ（３）はセラミック
製の真空シール部（７）を通って放電管（８）へマイク
ロ波を放出してプラズマ生成を行なうものであるが、こ
の場合、以下のような要因により真空シール部（７）が
破損し、よってこのような真空システム全体が失陥して
しまう事故が発生している。The microwave antenna (3) shown in FIG. 3 emits microwaves to the discharge tube (8) through a vacuum seal part (7) made of ceramics to generate plasma. Due to such factors, an accident has occurred in which the vacuum seal portion (7) is broken, and thus the entire vacuum system fails.
すなわちプラズマからの電荷粒子及びマイクロ波のセ
ラミックシール部での誘電体ロスによりこの真空シール
部（７）が高温となり、また金属部との接合箇所の高温
度により熱変形を受けて破損する。これは導波管部
（２）及び放電管部（８）を冷却媒体を流すことにより
冷却しても防止することができない（この公開公報では
特に媒体が何であるか明示していないが構造上、空気で
あると思われる。）。特に700ワットを越える高電力の
マイクロ波を導入するときには、その故障頻度は増加す
る。That is, the vacuum seal portion (7) becomes high temperature due to the dielectric loss of the charged particles from the plasma and the microwave in the ceramic seal portion, and is damaged by thermal deformation due to the high temperature of the joint portion with the metal portion. This cannot be prevented by cooling the waveguide section (2) and the discharge tube section (8) by flowing a cooling medium. (In this publication, although the type of the medium is not particularly specified, it is structurally difficult. , Seems to be air.). The frequency of failure increases, especially when introducing high-power microwaves exceeding 700 watts.
特にイオンビーム引出のためのイオン源の場合は引出
電極（10）が設けられるが、この付近で出てきた電子は
加速され、放電管（８）側へ逆流してくる。この電子は
セラミック製の真空シール部（７）を直撃し、これを破
損するに至る。In particular, in the case of an ion source for extracting an ion beam, an extraction electrode (10) is provided. Electrons emitted in the vicinity of the extraction electrode are accelerated and flow back to the discharge tube (8). The electrons hit the ceramic vacuum seal (7) directly, leading to damage.
本発明は上記問題に鑑みてなされ、誘電体でなる真空
シール部の破損を防止し、700ワットを越えるような高
電力のマイクロ波でも定常的に導入することのできるプ
ラズマ発生装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and provides a plasma generator capable of preventing breakage of a vacuum seal portion made of a dielectric and capable of constantly introducing even high-power microwaves exceeding 700 watts. With the goal.
上記目的は、内部が高真空に保たれる放電管と、中心
軸上の磁場強度が共鳴磁場強度未満であり、前記中心軸
から離れた位置の磁場強度が共鳴磁場強度以上である磁
場を前記放電管内に形成する筒状の磁場発生装置と、前
記放電管の中心軸に同心的に該放電管の管壁に一端が固
定される筒状ケーシングと、該筒状ケーシングの内側に
同心的に配設され、該筒状ケーシングの前記一端から前
記放電管内に所定長、突出するように配設された管状の
アンテナと、前記筒状ケーシングの内壁面と前記アンテ
ナの外壁面との間に気密に固定され、誘電体で成る環状
の真空シール部材と、前記環状のアンテナ内に冷却媒体
を循環させる冷却媒体循環手段と、前記真空シール部材
に対応する前記筒状ケーシングの外壁面の部位に取り付
けられた環状の冷却用ブロックとから成り前記筒状ケー
シングと前記アンテナとの間の空間をマイクロ波が伝送
されるようにしたプラズマ発生装置、によって達成され
る。The above object is to provide a discharge tube whose inside is maintained in a high vacuum, a magnetic field intensity on a central axis is less than a resonance magnetic field intensity, and a magnetic field intensity at a position away from the central axis is not less than a resonance magnetic field intensity. A cylindrical magnetic field generating device formed in the discharge tube, a cylindrical casing having one end fixed to the tube wall of the discharge tube concentrically with the central axis of the discharge tube, and concentrically inside the cylindrical casing. A tubular antenna disposed and arranged to protrude from the one end of the tubular casing into the discharge tube by a predetermined length, and hermetically sealed between an inner wall surface of the tubular casing and an outer wall surface of the antenna. An annular vacuum seal member made of a dielectric material, cooling medium circulating means for circulating a cooling medium in the annular antenna, and an outer wall surface of the cylindrical casing corresponding to the vacuum seal member. Annular cooling The plasma generating apparatus microwaves space has to be transmitted between the tubular casing consists of a block and the antenna is achieved by.
アンテナはその内部を循環する冷却媒体で冷却され、
またその外側の筒状のケーシングは冷却用ブロックで冷
却されるので、このブロックに対応するように筒状ケー
シング及びアンテナ間に嵌着されている真空シール部材
の外周部及び内周部が効率よく冷却され、プラズマ及び
誘電体、導電体でのマイクロ波の電力ロスにより大きく
温度の上がることが防止されている。よってこの真空シ
ール部材を長期に亘って正常に動作させるべく冷却す
る。よってまた1KWという高電力のマイクロ波も導入す
ることができ、またアンテナの寿命は大巾にのばすこと
ができる。The antenna is cooled by a cooling medium circulating inside it,
Since the outer cylindrical casing is cooled by the cooling block, the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the vacuum seal member fitted between the cylindrical casing and the antenna corresponding to this block are efficiently formed. It is cooled and the temperature is prevented from rising significantly due to the power loss of the plasma and the microwave in the dielectric and the conductor. Therefore, the vacuum seal member is cooled to operate normally for a long time. Therefore, a microwave with a high power of 1 KW can be introduced, and the life of the antenna can be greatly extended.
以下、本発明の実施例によるプラズマ発生装置につい
て第１図を参照して説明する。Hereinafter, a plasma generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第１図においてプラズマ発生装置は全体として（20）
で示され円筒状の放電管（21）は従来と同様に構成さ
れ、その内部は高真空化されているが内周壁部に磁場発
生装置（29）（なお、一般的には外周壁部に設けられて
いる。これによってプラズマによる内周壁部の汚染が防
止される。）が設けられ、これは従来例の第３図と同様
に構成され、軸方向に延びる磁極が多数Ｎ極とＳ極とを
交互に変化させて配置固定させている。また放電管（2
1）の側壁部に形成されている開口端（21a）には筒状ケ
ーシング（22）の一端が固定されており、これと同心的
にこの内側には２重管としての管状のアンテナ（23）が
配設されており、これは放電管（21）内に所定量突出し
ており、この放電管（21）内に突出している一端には円
形の平板（26）が固定されている。In FIG. 1, the plasma generator is (20) as a whole.
The cylindrical discharge tube (21) is constructed in the same manner as in the prior art, and the inside thereof is made highly evacuated, but the magnetic field generator (29) (in general, the outer wall This prevents contamination of the inner peripheral wall portion by the plasma. This is configured in the same manner as in FIG. 3 of the conventional example, and has a large number of magnetic poles extending in the axial direction, the N pole and the S pole. Are alternately changed and fixed. The discharge tube (2
One end of a tubular casing (22) is fixed to an open end (21a) formed in the side wall portion of (1), and a tubular antenna (23) as a double tube is concentrically provided inside this end. ) Is provided, which protrudes into the discharge tube (21) by a predetermined amount, and a circular flat plate (26) is fixed to one end protruding into the discharge tube (21).
アンテナ（23）は２重管構造であるが、外側の管（2
4）と同心的に内管（25）が配設されており、内管（2
5）内の空間Ａ及び外管（24）と内管（25）との間の空
間Ｂとの間に矢印で示すよう水Ｗが循環している。なお
この水を循環させるための駆動部は図示省略している。The antenna (23) has a double tube structure, but the outer tube (2
The inner pipe (25) is arranged concentrically with 4), and the inner pipe (2
5) Water W is circulating between the space A in the inside and the space B between the outer tube (24) and the inner tube (25) as shown by arrows. A drive section for circulating the water is not shown.
アンテナ（23）の外管（24）と筒状のケーシング（2
2）との間にはセラミックで成る真空シール部材（27）
が嵌着固定されている。すなわち接合部Ｐ及びＱで示す
ようにケーシング（22）の内壁及び管状アンテナ（23）
の外壁に気密に接合している。また真空シール部材（2
7）に対応する部位の、ケーシング（22）の外壁面に管
状の冷却用ブロック（28）が嵌着されている。The outer tube (24) of the antenna (23) and the cylindrical casing (2
2) vacuum seal member made of ceramic (27)
Are fitted and fixed. That is, as shown by the joints P and Q, the inner wall of the casing (22) and the tubular antenna (23)
It is airtightly bonded to the outer wall. In addition, vacuum seal member (2
A tubular cooling block (28) is fitted to the outer wall surface of the casing (22) at a location corresponding to (7).
また本実施例によれば放電管（21）の一端には引出用
の電極（30）が取り付けられている。放電管（21）の軸
方向の長さは1.5λ（λは導入されるマイクロ波の波
長）であり、平板（26）の径は1/4λ、またはアンテナ
（23）の放電管（21）内への突出量は3/4λと設定され
ている。According to the present embodiment, an extraction electrode (30) is attached to one end of the discharge tube (21). The axial length of the discharge tube (21) is 1.5λ (λ is the wavelength of the introduced microwave), the diameter of the flat plate (26) is 1 / 4λ, or the discharge tube (21) of the antenna (23). The amount of protrusion into the inside is set to 3 / 4λ.
本発明によるプラズマ発生装置は以上のように構成さ
れるのであるが、次にこの作用について説明する。The plasma generator according to the present invention is configured as described above. Next, this operation will be described.
第１図において右側の方に配設されるマグネトロンで
発生したマイクロ波はケーシング（22）とアンテナ（2
3）との間の空間を矢印（32）で示すように伝播し、セ
ラミック製の真空シール部材（27）を通ってアンテナ
（23）の働きにより矢印（31）で示すように放電管（2
1）内へ放出される。多数の磁石（29）で形成されるマ
イクロ波共鳴磁場強度の磁場中に伝播し、ここで電子サ
イクロトロン共鳴（ECR）を起こし、プラズマ生成のた
めそのエネルギーを消費する。またこのように形成され
たプラズマから引出電極（30）によりイオンビームが引
き出され、この場合にはイオン源として引出電極（30）
が機能する。The microwave generated by the magnetron arranged on the right side in FIG.
3), and propagates through the vacuum seal member (27) made of ceramics as shown by the arrow (32), and the discharge tube (2) as shown by the arrow (31) by the action of the antenna (23).
1) Released into the interior. It propagates in a magnetic field of microwave resonant magnetic field strength formed by a number of magnets (29), where it causes electron cyclotron resonance (ECR) and consumes its energy for plasma generation. An ion beam is extracted from the plasma thus formed by the extraction electrode (30). In this case, the extraction electrode (30) is used as an ion source.
Works.
またこのとき、電子（ｅ）は矢印で示す如く真空シー
ル部材（27）に向かって流れるが平板（26）により遮ら
れて、これら電子は真空シール部材（27）を直撃するこ
とはない。At this time, the electrons (e) flow toward the vacuum seal member (27) as shown by arrows, but are blocked by the flat plate (26), so that these electrons do not directly hit the vacuum seal member (27).
また真空シール部材（27）の誘電体ロスや筒状ケーシ
ング（22）に生ずる渦電流によるエネルギーロスにより
真空シール部材（27）に熱が加えられても、この内周部
及び外周部の冷却により、すなわちアンテナ（23）内を
循環する冷却用水により内周部から接合部Ｑを介して冷
却され、またその外周部は冷却用ブロック（28）により
ケーシング（22）との接合部Ｐが効率よく冷却されるの
で真空シール部材（27）の温度が上昇することなく、よ
って従来生じていた、このシール部の破損が防止され
る。よって第１図に示すような真空系全体が長期に亘っ
て正常に作動することを保証する。また本実施例によれ
ばキャビティとしての放電管（21）の軸方向の長さが1.
5λのアンテナ（23）の放電管（21）内への突出量が3/4
λ、平板（26）の径が1/4λ（波長λ＝122mm）とするこ
とによりマイクロ波が効率よくプラズマに吸収され本実
施例では1KW以上のマイクロ波が導入することができ、
またアンテナ（23）の寿命は引出電極（30）の所で数度
の放電が生じ、電子の逆流があったにも拘らず従来の寿
命の10倍延びた。すなわち約半年間メンテナンスフリー
となった。Further, even if heat is applied to the vacuum seal member (27) due to dielectric loss of the vacuum seal member (27) or energy loss due to eddy current generated in the cylindrical casing (22), cooling of the inner and outer peripheral portions causes That is, the cooling water circulating in the antenna (23) is cooled from the inner peripheral portion through the joint portion Q, and the outer peripheral portion is efficiently joined to the casing (22) by the cooling block (28). Since the cooling is performed, the temperature of the vacuum seal member (27) does not increase, and thus breakage of the seal portion, which has conventionally occurred, is prevented. Therefore, it is guaranteed that the entire vacuum system as shown in FIG. 1 operates normally for a long period of time. Further, according to the present embodiment, the axial length of the discharge tube (21) as a cavity is 1.
The projection of the 5λ antenna (23) into the discharge tube (21) is 3/4
By setting λ and the diameter of the flat plate (26) to 1 / 4λ (wavelength λ = 122 mm), microwaves are efficiently absorbed by the plasma, and in this embodiment, microwaves of 1 KW or more can be introduced.
In addition, the life of the antenna (23) was extended several times at the extraction electrode (30), and was ten times longer than the conventional life despite the backflow of electrons. In other words, it was maintenance-free for about half a year.
第２図は、本発明の第２実施例によるプラズマ発生装
置を示すが第１実施例に対応する部分については同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。FIG. 2 shows a plasma generator according to a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions corresponding to the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
すなわち、本実施例においては開口端（21a）に近接
して、更に誘電体でなるブロック板（33）が配設されて
いる。これは管状のアンテナ（23）に嵌着されている。
放電管（21）内で金属イオンを発生する場合には、これ
が真空シール部材（27）の方にも飛んでくるが、本実施
例によれば、開口端（21a）の開口度は充分小さいの
で、その金属イオンの付着量は少ないが、なおこの付着
量が漸次増大すると、マイクロ波を遮蔽することにより
放電管（21）内にマイクロ波を伝達することができなく
なる。あるいはその伝達量が非常に少なくなる。これに
対処するために本実施例では誘電体でなるブロック板
（33）が開口端（21a）に近接して配設されている。こ
れにより放電管（21）から飛んでくる金属イオンがブロ
ック板（33）で遮断され、真空シール部材（27）に付着
することが防止される。よって金属イオンが発生する場
合でも本実施例のプラズマ発生装置は長期に亘って所定
の作用を行なうことができるのであるが、それでも真空
シール部材（27）に金属膜が付着し、これがマイクロ波
の遮蔽作用を示す場合にはアンテナ（23）に容易に例え
ば13.56MHz程度の周波数のRFを印加できるので、これに
より真空シール部材（27）の周辺にプラズマを発生し、
このイオンが真空シール部材（27）の表面に衝突し、す
なわちスパッタリングすることにより、付着していた金
属イオンを離脱させ、除去することができる。よって真
空シール部材（27）に付着していた金属イオンによるマ
イクロ波の遮蔽作用は再び元通り零とされる。That is, in the present embodiment, a block plate (33) made of a dielectric is disposed near the opening end (21a). It is fitted to a tubular antenna (23).
When metal ions are generated in the discharge tube (21), they also fly toward the vacuum sealing member (27), but according to the present embodiment, the opening degree of the opening end (21a) is sufficiently small. Therefore, the amount of the metal ion attached is small, but if the amount of the metal ion is gradually increased, the microwave cannot be transmitted to the discharge tube (21) by shielding the microwave. Alternatively, the transmission amount becomes very small. In order to cope with this, in the present embodiment, a block plate (33) made of a dielectric is disposed close to the opening end (21a). As a result, metal ions flying from the discharge tube (21) are blocked by the block plate (33) and are prevented from adhering to the vacuum seal member (27). Therefore, even when metal ions are generated, the plasma generator of the present embodiment can perform a predetermined operation for a long period of time. However, the metal film adheres to the vacuum seal member (27), and this generates the microwave. since the case shown the shielding effect can be applied to the RF frequency of easily, for example, about 13.56MH z antenna (23), thereby generating a plasma in the periphery of the vacuum sealing member (27),
These ions collide with the surface of the vacuum seal member (27), that is, by sputtering, so that the attached metal ions can be separated and removed. Therefore, the microwave shielding effect by the metal ions attached to the vacuum seal member (27) is again reduced to zero.
以上、本発明の実施例について説明したが、勿論、本
発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想
に基いて種々の変形が可能である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is, of course, not limited thereto, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば以上の実施例においてはアンテナ（23）の放電
管（21）内への突出量、放電管（21）の軸方向の長さ、
平板（26）の径の大きさ等を導入されるマイクロ波の波
長に所定の関係に設定したが、所定値でなくても本発明
の効果が失われることがない。For example, in the above embodiment, the amount of protrusion of the antenna (23) into the discharge tube (21), the axial length of the discharge tube (21),
Although the size of the diameter of the flat plate (26) and the like are set in a predetermined relationship with the wavelength of the microwave to be introduced, the effect of the present invention is not lost even if the value is not the predetermined value.
また以上の実施例では引出電極（30）をイオン源とし
て用いたが、勿論引出電極を省略して単にプラズマ発生
装置としても本発明は適用可能である。In the above embodiment, the extraction electrode (30) is used as an ion source. However, the present invention can be applied to a simple plasma generator without the extraction electrode.
また以上の実施例ではアンテナ（23）内に水を循環さ
せることにより冷却されたが、これに限ることなく他の
媒体、例えば油を流すことにより冷却するようにしても
よい。In the above embodiment, the cooling is performed by circulating water in the antenna (23). However, the cooling is not limited to this and may be performed by flowing another medium, for example, oil.
また以上の実施例ではアンテナ（23）の一端に平板
（26）を取り付けることにより真空シール部材（27）へ
と向かう電子を遮るようにしたが、場合によっては平板
を省略しても本発明の効果が大巾に失われることはな
い。In the above embodiment, a flat plate (26) is attached to one end of the antenna (23) so as to block electrons directed to the vacuum seal member (27). The effect is not greatly lost.
以上述べたように本発明のプラズマ発生装置によれば
真空シール部の寿命を従来より大巾に長くすることがで
き、よって長期に亘ってメンテナンスフリーとすること
ができる。As described above, according to the plasma generator of the present invention, the life of the vacuum seal portion can be greatly extended as compared with the related art, and therefore, maintenance-free operation can be performed for a long time.
第１図及び第２図は本発明による第１、第２実施例のプ
ラズマ発生装置の要部の側断面図、第３図は従来例のプ
ラズマ発生装置の側断面図及び第４図は第３図における
IV−IV線方向断面図である。 なお、図において、 （20）……プラズマ発生装置 （21）……円筒状の放電管 （22）……筒状のケーシング （23）……管状のアンテナ （27）……真空シール部材 （29）……磁場発生装置1 and 2 are side sectional views of a main part of the plasma generator of the first and second embodiments according to the present invention, FIG. 3 is a side sectional view of a conventional plasma generator, and FIG. In Figure 3
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV. In the figures, (20) ... plasma generator (21) ... cylindrical discharge tube (22) ... cylindrical casing (23) ... tubular antenna (27) ... vacuum seal member (29) ) ... Magnetic field generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−284043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35500（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05H 1/46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-284043 (JP, A) JP-A-62-35500 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H05H 1/46
Claims (6)
上の磁場強度が共鳴磁場強度未満であり、前記中心軸か
ら離れた位置の磁場強度が共鳴磁場強度以上であれ磁場
を前記放電管内に形成する筒状の磁場発生装置と、前記
放電管の中心軸に同心的に該放電管の管壁に一端が固定
される筒状ケーシングと、該筒状ケーシングの内側に同
心的に配設され、該筒状ケーシングの前記一端から前記
放電管内に所定長、突出するように配設された管状のア
ンテナと、前記筒状ケーシングの内壁面と前記アンテナ
の外壁面との間に気密に固定され、誘電体で成る環状の
真空シール部材と、前記管状のアンテナ内に冷却媒体を
循環させる冷却媒体循環手段と、前記真空シール部材に
対応する前記筒状ケーシングの外壁面の部位に取り付け
られた環状の冷却用ブロックとから成り前記筒状ケーシ
ングと前記アンテナとの間の空間をマイクロ波が伝送さ
れるようにしたプラズマ発生装置。A discharge tube whose inside is kept in a high vacuum, a magnetic field intensity on a central axis being less than a resonance magnetic field intensity, and a magnetic field intensity at a position distant from the central axis being greater than a resonance magnetic field intensity. A cylindrical magnetic field generating device formed in the discharge tube, a cylindrical casing one end of which is fixed to the tube wall of the discharge tube concentrically with the central axis of the discharge tube, and concentrically inside the cylindrical casing And a tubular antenna disposed to project from the one end of the cylindrical casing into the discharge tube by a predetermined length, and between an inner wall surface of the cylindrical casing and an outer wall surface of the antenna. An annular vacuum seal member that is airtightly fixed and made of a dielectric, a cooling medium circulating unit that circulates a cooling medium in the tubular antenna, and a portion of an outer wall surface of the cylindrical casing corresponding to the vacuum seal member. Mounted annular cooling The plasma generating apparatus microwaves space has to be transmitted between the tubular casing consists of a block and the antenna.
に、前記真空シール部材に向って流れる電子を受けるよ
うに遮蔽板が固定されている請求項（１）に記載のプラ
ズマ発生装置。2. The plasma generator according to claim 1, wherein a shield plate is fixed to one end of the antenna inside the discharge tube so as to receive electrons flowing toward the vacuum seal member.
の管内と外側の管内との間で冷却媒体を循環させるよう
にした請求項（１）又は（２）に記載のプラズマ発生装
置。3. The plasma generator according to claim 1, wherein the antenna is a double tube, and a cooling medium is circulated between an inner tube and an outer tube. .
伝送されるマイクロ波の波長）である請求項（１）乃至
（３）のうちいずれかに記載のプラズマ発生装置。4. The plasma generator according to claim 1, wherein an axial length of said discharge tube is 1.5λ (λ is a wavelength of a transmitted microwave).
4λである請求項（１）乃至（４）のうちいずれか１項
に記載のプラズマ発生装置。5. A projection length of said antenna in said discharge tube is 3 /
The plasma generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the wavelength is 4λ.
は1/4λである請求項（１）乃至（５）のうちいずれか
１項に記載のプラズマ発生装置。6. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein said shielding plate is a circular flat plate, and has a diameter of 1 / 4λ.
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| JP2313444A JP2937468B2 (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2313444A JP2937468B2 (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Plasma generator |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184899A JPH04184899A (en) | 1992-07-01 |
| JP2937468B2 true JP2937468B2 (en) | 1999-08-23 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04184899A (en) | 1992-07-01 |
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