JP4483591B2 - Flash discharge lamp - Google Patents

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Description

この発明は閃光放電ランプに関する。特に、単結晶アルミナの発光管を有する閃光放電ランプに関する。   The present invention relates to a flash discharge lamp. In particular, the present invention relates to a flash discharge lamp having a single crystal alumina arc tube.

半導体製造プロセスの急速熱処理において閃光放電ランプが光源として使われる。放射強度の高い光が高い効率で得られるからである。
この種の閃光放電ランプは、1回の発光に要する時間が極めて短く、発光管内部の温度は、例えば1000℃というレベルの高温に達する。このため、発光管の材料は単結晶アルミナ(サファイア)が注目される。石英ガラスよりも耐熱性という点で優れるからである。
Flash discharge lamps are used as light sources in rapid thermal processing of semiconductor manufacturing processes. This is because light with high radiation intensity can be obtained with high efficiency.
This type of flash discharge lamp has an extremely short time required for one light emission, and the temperature inside the arc tube reaches a high temperature of, for example, 1000 ° C. For this reason, attention is paid to single crystal alumina (sapphire) as a material of the arc tube. This is because it is superior in heat resistance to quartz glass.

しかしながら、サファイアからなる発光管は、耐熱性に優れるものの、使用寿命が十分に得られないという問題がある。サファイアの熱膨張率が石英ガラスの熱膨張率に比べて大きいからであり、閃光発光のたびに発光管内部に大きな応力が生じ、その繰り返しにより発光管が破損するからである。   However, although the arc tube made of sapphire is excellent in heat resistance, there is a problem that the service life cannot be sufficiently obtained. This is because the thermal expansion coefficient of sapphire is larger than the thermal expansion coefficient of quartz glass, and a large stress is generated inside the arc tube every time flash light is emitted, and the arc tube is broken by the repetition.

上記課題を解決するために、例えば、特開2003−109537号には、発光管の内部に熱膨張緩衝用凹所を設ける技術が紹介される。凹所が熱膨張を吸収することで応力の発生を回避あるいは抑制するからである。
しかし、この技術をサファイア発光管に採用しても、応力の発生を十分に抑制することができず、場合によっては熱膨張緩衝用凹所を形成していない場合と、同じレベルで発光管破損を生じることがあった。
特に、上記先行文献は、多結晶アルミナなどセラミックス全般を広く対象とするものであり、多結晶のセラミックスではある程度の効果を得ることができるものの、単結晶アルミナを使うと十分な効果を得ることはできなかった。
特開2003−109537号
In order to solve the above-mentioned problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-109537 introduces a technique for providing a thermal expansion buffer recess in the arc tube. This is because the recesses avoid or suppress the generation of stress by absorbing thermal expansion.
However, even if this technology is applied to the sapphire arc tube, the generation of stress cannot be sufficiently suppressed, and in some cases, the arc tube breaks at the same level as when the thermal expansion buffer recess is not formed. May occur.
In particular, the above-mentioned prior art document covers a wide range of ceramics such as polycrystalline alumina, and although a certain degree of effect can be obtained with polycrystalline ceramics, a sufficient effect cannot be obtained with single crystal alumina. could not.
JP 2003-109537 A

この発明が解決しようとする課題は、単結晶アルミナ(サファイア)の発光管からなる閃光放電ランプにおいて、確実に、熱膨張に起因する応力の影響を抑制し、結果として、発光管の破損を回避あるいは抑制できる構造を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that, in a flash discharge lamp composed of a single crystal alumina (sapphire) arc tube, the influence of stress due to thermal expansion is reliably suppressed, and as a result, the arc tube is prevented from being damaged. Or it is providing the structure which can be suppressed.

上記課題を解決するために、この発明に係る閃光放電ランプは、単結晶アルミナよりなる発光管を備えて内部に一対の電極と放電用ガスを封入した構成において、前記発光管の内面には、当該発光管を構成する単結晶アルミナのC軸と交差する方向に伸びる凹部が形成されることを特徴とする。
また、前記凹部は、前記発光管を構成する単結晶アルミナのC軸と直交するように伸びることを特徴とする。
また、前記発光管は直管状であって、前記凹部は前記発光管の内周面に円形状に形成されることを特徴とする。
また、前記凹部は、平均粗さが0.1μm〜1μmであることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a flash discharge lamp according to the present invention comprises a light emitting tube made of single crystal alumina and encloses a pair of electrodes and a discharge gas inside, and on the inner surface of the light emitting tube, A concave portion extending in a direction crossing the C axis of the single crystal alumina constituting the arc tube is formed.
Further, the recess is characterized by extending so as to be orthogonal to the C-axis of the single crystal alumina constituting the arc tube.
The arc tube may be a straight tube, and the recess may be formed in a circular shape on the inner peripheral surface of the arc tube.
The concave portion has an average roughness of 0.1 μm to 1 μm.

以上構成により、単結晶アルミナよりなる発光管であっても、熱膨張による応力の発生を抑え、発光管の破損を回避することができる。
特に、本発明は、結晶軸方向に対し、異なる熱膨張係数をもつ単結晶において、最も大きな熱膨張係数を有する結晶軸(たとえば、サファイアではC軸方向)に着目して、凹所の伸びる方向を規定することが特徴であり、これにより熱膨張による応力の影響を低減する構造を達成することができる。
With the above configuration, even an arc tube made of single crystal alumina can suppress the occurrence of stress due to thermal expansion and avoid breakage of the arc tube.
In particular, the present invention focuses on the crystal axis having the largest thermal expansion coefficient (for example, the C-axis direction for sapphire) in a single crystal having a different thermal expansion coefficient with respect to the crystal axis direction, and the direction in which the recess extends. Thus, a structure that reduces the influence of stress due to thermal expansion can be achieved.

図1は本発明に係る閃光放電ランプ(以下、「フラッシュランプ」ともいう)を示す。
閃光放電ランプ10は直管状の発光管11を有する。発光管11の内部には一対の電極12が電極棒13に支持されて対向配置する。発光管11の両端には、多結晶アルミナ焼結体よりなる円柱状の封止部材14が挿入される。発光管11と封止部材14の間には封着ガラス15によって気密に封着される。封止部材14には電極棒13が発光管11の軸方向に伸びるように貫通して設けられる。電極棒13と封止部材14も封着ガラス15によって気密に封着される。
発光管11の内部は放電空間を形成するとともに、放電用ガスとして、例えば、キセノンガスが封入される。
FIG. 1 shows a flash discharge lamp (hereinafter also referred to as “flash lamp”) according to the present invention.
The flash discharge lamp 10 has a straight tube arc tube 11. Inside the arc tube 11, a pair of electrodes 12 are supported by the electrode rods 13 and arranged to face each other. A cylindrical sealing member 14 made of a polycrystalline alumina sintered body is inserted into both ends of the arc tube 11. The arc tube 11 and the sealing member 14 are hermetically sealed with a sealing glass 15. An electrode rod 13 is provided through the sealing member 14 so as to extend in the axial direction of the arc tube 11. The electrode rod 13 and the sealing member 14 are also hermetically sealed by the sealing glass 15.
The inside of the arc tube 11 forms a discharge space and, for example, xenon gas is enclosed as a discharge gas.

発光管11は単結晶アルミナ(サファイア)より構成される。単結晶体は多結晶体と比較して、光透過性、機械的強度、耐熱性、耐プラズマ性などに優れている。ランプ材料として必要とされる物性値を考慮すると、その中でも酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアを使うことで優れた特性が得られる。
なお、図示略ではあるが、発光管11の外表面にはトリガワイヤが設けられる。
The arc tube 11 is made of single crystal alumina (sapphire). A single crystal is superior in light transmittance, mechanical strength, heat resistance, plasma resistance, and the like as compared with a polycrystal. Considering physical properties required as a lamp material, excellent characteristics can be obtained by using sapphire, which is a single crystal of aluminum oxide.
Although not shown, a trigger wire is provided on the outer surface of the arc tube 11.

図2は、図1に示した発光管11の一部Pの拡大図を示す。発光管11の一部Pは中空円筒状であり、図1に示す発光管11の長手方向を図2では垂直方向に置き換えて表現している。また、図2は、発光管の一部Pのさらに一部P’を拡大させた形態も示している。
発光管11の内壁には円周方向に円形の凹部(溝)20が形成される。凹部20の伸びる方向は、発光管を構成する単結晶アルミナのC軸(図において、Xで示す方向)と直交する方向に形成される。
FIG. 2 shows an enlarged view of a part P of the arc tube 11 shown in FIG. A part P of the arc tube 11 has a hollow cylindrical shape, and the longitudinal direction of the arc tube 11 shown in FIG. 1 is replaced with a vertical direction in FIG. FIG. 2 also shows a form in which a part P ′ of the part P of the arc tube is further enlarged.
A circular recess (groove) 20 is formed on the inner wall of the arc tube 11 in the circumferential direction. The direction in which the recess 20 extends is formed in a direction orthogonal to the C axis (direction indicated by X in the figure) of the single crystal alumina constituting the arc tube.

図3は図2に示す発光管11の一部Pの横断面構造を示す。
凹部20は発光管11の全長にわたって連続的に形成される。発光管全長にわたり応力の抑制を期待できるからである。また、全長とは言わないまでも、少なくとも発光管の有効発光領域に形成することが望ましい。有効発光領域は熱膨張の影響を受けやすいからである。この場合の有効発光領域とは両電極の先端同士で形成される間の領域をいう。
さらに、凹部20は、事実上、応力の影響を回避できるならば、発光管内壁に部分的に形成することもできる。
FIG. 3 shows a cross-sectional structure of a part P of the arc tube 11 shown in FIG.
The recess 20 is formed continuously over the entire length of the arc tube 11. This is because the suppression of stress can be expected over the entire length of the arc tube. Moreover, it is desirable to form it at least in the effective light emitting region of the arc tube, although it is not the full length. This is because the effective light emitting region is susceptible to thermal expansion. In this case, the effective light emitting region refers to a region formed between the tips of both electrodes.
Further, the concave portion 20 can be partially formed on the inner wall of the arc tube as long as the influence of stress can be substantially avoided.

本発明は単結晶アルミナのC軸方向との関係で凹部(溝)の伸びる方向を規定する点が特徴である。単結晶アルミナは、結晶方向により熱膨張率が異なり、発生する熱応力の方向も異なるからである。
具体的には、単結晶アルミナのC軸に対して、垂直方向では約4.5×10−6(1/K)であり、平行方向では約5.3×10−6(1/K)である。この数値は25℃における一例である。
The present invention is characterized in that the direction in which the recess (groove) extends is defined in relation to the C-axis direction of the single crystal alumina. This is because single crystal alumina has a different coefficient of thermal expansion depending on the crystal direction, and the direction of the generated thermal stress is also different.
Specifically, it is about 4.5 × 10 −6 (1 / K) in the vertical direction with respect to the C axis of the single crystal alumina, and is about 5.3 × 10 −6 (1 / K) in the parallel direction. It is. This numerical value is an example at 25 ° C.

さらに、多結晶との比較において、もう少し説明すると、発光管が多結晶材料から構成される場合は、各結晶のC軸方向がさまざまな方向として存在するため、結果として、発光管内壁に適当に凹部を形成したとしても、多数の結晶のうち、いくつかの結晶のC軸は凹部の伸びる方向と最適な関係で成立することとなる。従って、発光管が多結晶からなる場合は、何ら規則性なく凹部を形成したとしても、少なからず応力を抑制あるいは回避できる効果を有していた。
一方で、単結晶の場合は、C軸方向が一つに決まってしまうため、凹部の形成方向によっては応力の抑制効果を全く生じないこととなる。
本発明は、このような知見に基づき、単結晶の発光管を使った場合は結晶のC軸方向との関係で凹部の伸びる方向を規定することが有効であることを見出したことにほかならない。すなわち、結晶構造に異方性があって、方向によって熱膨張係数が異なる単結晶アルミナにおいて、凹部を形成させる方向を結晶のC軸方向との関係で規定しているわけである。
従って、単結晶材料であればサファイアに限定されることなく他の材料にも適用できるが、ランプの発光管に適する材料として、事実上、サファイアが採用される。
Furthermore, in comparison with polycrystal, the arc tube is made of a polycrystalline material. As a result, since the C-axis direction of each crystal exists as various directions, the inner wall of the arc tube is appropriately formed. Even if the recesses are formed, the C-axis of some crystals among many crystals is established in an optimal relationship with the direction in which the recesses extend. Therefore, in the case where the arc tube is made of polycrystal, even if the concave portions are formed without any regularity, there is an effect that stress can be suppressed or avoided not a little.
On the other hand, in the case of a single crystal, the C-axis direction is determined to be one, so that the stress suppressing effect is not produced at all depending on the formation direction of the recess.
Based on such knowledge, the present invention has found that when a single crystal arc tube is used, it is effective to define the direction in which the recess extends in relation to the C-axis direction of the crystal. . That is, in the single crystal alumina having anisotropy in the crystal structure and different thermal expansion coefficients depending on the direction, the direction in which the recess is formed is defined by the relationship with the C-axis direction of the crystal.
Accordingly, any single crystal material can be applied to other materials without being limited to sapphire, but sapphire is practically used as a material suitable for the arc tube of the lamp.

ここで、凹部が形成される方向は、発光管のC軸と直交することが最も望ましいが、必ずしも直交だけに限定されるものではなく、所定の角度で交差する関係であってもそれなりに効果を有する。
従って、発光管が直管形状であり結晶のC軸が長手方向に形成される場合は、凹部は発光管の内壁に円形状あるいはらせん状に形成される。
Here, the direction in which the concave portion is formed is most preferably orthogonal to the C-axis of the arc tube, but is not necessarily limited to the orthogonal direction, and is effective even if the relationship intersects at a predetermined angle. Have
Therefore, when the arc tube has a straight tube shape and the C-axis of the crystal is formed in the longitudinal direction, the concave portion is formed in a circular shape or a spiral shape on the inner wall of the arc tube.

ここで、結晶格子を構成する基本の立体に縦、横、高さに対応する各辺に沿って座標軸をとり、これら結晶軸をそれぞれA軸、B軸、C軸という。結晶のC軸は、例えば、背面反射ラウエ法という結晶方位の測定方法があり、単結晶アルミナに対してX線回折解析を行うことで検出することができる。   Here, coordinate axes are taken along the sides corresponding to the vertical, horizontal, and height of the basic solid constituting the crystal lattice, and these crystal axes are referred to as an A axis, a B axis, and a C axis, respectively. The C-axis of the crystal can be detected by, for example, a crystal orientation measurement method called a back reflection Laue method, and performing X-ray diffraction analysis on single crystal alumina.

凹部の深さRaは、JIS規格の算術平均粗さであり、0.1μm〜1.0μmの範囲から選択される数値が好ましく、特に、0.3μm〜1.0μmの範囲が好ましい。
0.1μmより小さい場合は、発光管の熱膨張によって生じる応力が十分に抑制できず、発光管内表面に亀裂を生じるからである。一方、1.0μmを超える場合は発光管の機械的強度が低くなるからである。ランプの肉厚は、通常0.5〜2mm程度であり、その範囲において凹部の深さが1.0μmを超える場合は問題となる。
なお、深さRaとはJIS規格に掲載される算術平均粗さのことであり、カットオフ値は2.5mmとする。
The depth Ra of the recess is an arithmetic average roughness according to JIS standard, and a numerical value selected from a range of 0.1 μm to 1.0 μm is preferable, and a range of 0.3 μm to 1.0 μm is particularly preferable.
If it is smaller than 0.1 μm, the stress caused by the thermal expansion of the arc tube cannot be sufficiently suppressed, and a crack occurs on the inner surface of the arc tube. On the other hand, when the thickness exceeds 1.0 μm, the mechanical strength of the arc tube is lowered. The thickness of the lamp is usually about 0.5 to 2 mm, and if the depth of the recess exceeds 1.0 μm within that range, there is a problem.
The depth Ra is the arithmetic average roughness published in the JIS standard, and the cutoff value is 2.5 mm.

また、本発明は高負荷で点灯される閃光放電ランプに適する。高負荷で点灯するからこそ発光管が熱膨張を起こすからである。
具体的には、管壁負荷WLが4×(τ×100.5(J/cm)以上の条件でフラッシュ点灯する場合に本発明の構造は有効である。ここで、管壁負荷WLはランプの入力エネルギー(J)を発光管の内表面積で割った値であり、発光管の内表面積は発光管の内部全体の面積ではなく、一対の電極の先端同士で形成される部分、すなわち、有効発光領域の面積と意味する。また、τは電流波形の半値幅(FWHM)を意味する。
管壁負荷WLが4×(τ×100.5(J/cm)未満の場合は、ランプに対する衝撃が小さいため、凹部の有無にかかわらず発光管の熱膨張は問題にならないからである。
管壁負荷WLが4×(τ×100.5(J/cm)以上であれば、熱膨張の抑制という技術的観点では上限値は存在しないが、現実には、発光管の強度との関係で概ね18×(τ×100.5(J/cm)以下に制限される。
従って、本発明は管壁負荷WLが4×(τ×100.5(J/cm)〜18×(τ×100.5(J/cm)の範囲で有効となる。
The present invention is also suitable for a flash discharge lamp that is lit at a high load. This is because the arc tube causes thermal expansion because it is lit at a high load.
Specifically, the structure of the present invention is effective when flash lighting is performed under the condition that the tube wall load WL is 4 × (τ × 10 4 ) 0.5 (J / cm 2 ) or more. Here, the tube wall load WL is a value obtained by dividing the input energy (J) of the lamp by the inner surface area of the arc tube, and the inner surface area of the arc tube is not the total area of the inside of the arc tube, but between the tips of a pair of electrodes. It is the part formed by the above, that is, the area of the effective light emitting region. Also, τ means the half width (FWHM) of the current waveform.
This is because when the tube wall load WL is less than 4 × (τ × 10 4 ) 0.5 (J / cm 2 ), the impact on the lamp is small, so that the thermal expansion of the arc tube does not matter regardless of the presence or absence of the recess. .
If the tube wall load WL is 4 × (τ × 10 4 ) 0.5 (J / cm 2 ) or more, there is no upper limit from the technical point of view of suppressing thermal expansion. Therefore, it is generally limited to 18 × (τ × 10 4 ) 0.5 (J / cm 2 ) or less.
Therefore, the present invention is effective when the tube wall load WL is in the range of 4 × (τ × 10 4 ) 0.5 (J / cm 2 ) to 18 × (τ × 10 4 ) 0.5 (J / cm 2 ).

発光管の内表面に凹部を形成する方法は、例えば、塊状の単結晶アルミナから切削、機械加工により形成する方法、円筒状発光管を形成した後に切削機械加工あるいは化学エッチングをする方法、さらには、引き上げ法において引き上げ条件を調整する方法などがある。   The method of forming the concave portion on the inner surface of the arc tube is, for example, a method of cutting from a single crystal alumina in a lump shape by machining, a method of cutting machining or chemical etching after forming a cylindrical arc tube, and There is a method of adjusting the pulling condition in the pulling method.

フラッシュランプについて、数値例をあげると、発光管の内径はφ8〜20mmの範囲から選択され、例えば10mm、発光管の長さは100〜600mmの範囲から選択され、例えば300mmである。
封入ガスであるキセノンガスの封入量は200〜1500torrの範囲から選択され、例えば500torrである。また、主発光成分としてはキセノンガスに限らず、その代わりにアルゴンやクリプトンガスを採用することもできる。また、キセノンガスに加えて水銀など他の物質を添加することもできる。
電極は、タングステンを主成分とする電極であって、大きさは外径が4〜18mmの範囲から選択され、例えば5mm、長さが5〜9mmの範囲から選択され、例えば7mmである。電極間距離は50〜550mmの範囲から選択され、例えば280mmである。また、陰極にはエミッターとして酸化バリウム(BaO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO),アルミナ(Al2O3)、酸化ランタン(La2O3)、酸化トリウム(ThO2)などが混入されている。
さらに、トリガ電極は、ニッケルやタングステンで形成されるワイヤ状のものであり発光管に接触される。
As for numerical examples of the flash lamp, the inner diameter of the arc tube is selected from the range of φ8 to 20 mm, for example, 10 mm, and the length of the arc tube is selected from the range of 100 to 600 mm, for example, 300 mm.
The amount of sealed xenon gas is selected from the range of 200 to 1500 torr, for example, 500 torr. The main light emitting component is not limited to xenon gas, and argon or krypton gas can be used instead. In addition to xenon gas, other substances such as mercury can be added.
An electrode is an electrode which has tungsten as a main component, Comprising: A size is selected from the range whose outer diameter is 4-18 mm, for example, is selected from the range whose length is 5 mm and 5-9 mm, for example, is 7 mm. The distance between the electrodes is selected from the range of 50 to 550 mm, for example, 280 mm. In addition, barium oxide (BaO), calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), alumina (Al2O3), lanthanum oxide (La2O3), thorium oxide (ThO2), and the like are mixed in the cathode as an emitter.
Furthermore, the trigger electrode is in the form of a wire formed of nickel or tungsten and is in contact with the arc tube.

フラッシュランプの発光について、数値例をあげると、発光周期は、例えば1分間に0.5〜6回、具体的には1回の割合で繰り返され、各フラッシュランプの発光エネルギーは24〜17000Jの範囲から選択され、例えば850Jとなる。
フラッシュランプは複数本並べて同時に発光させる場合があり、具体的には5〜40本から選択されて、例えば、30本を並べる。照射面における光強度は、フラッシュランプの総本数が5〜40の範囲として、2〜50J/cm範囲から選択され、例えば20J/cmとなる。
As for numerical examples of flash lamp emission, the light emission cycle is repeated, for example, 0.5 to 6 times per minute, specifically, once, and the emission energy of each flash lamp is 24 to 17000 J. For example, 850J is selected from the range.
There may be a case where a plurality of flash lamps are arranged to emit light at the same time. Specifically, 5 to 40 flash lamps are selected, for example, 30 are arranged. Light intensity on the irradiated surface as the range of the total number of flash lamps 5 to 40, are selected from 2~50J / cm 2 range, for example, a 20 J / cm 2.

次に、本発明の効果を確認する実験について説明する。
図1に示す直管状の発光管であって、図2に示すように発光管の長手方向にC軸を有する閃光放電ランプにおいて、凹部の形成する方向(伸びる方向)が、C軸に対して0°(C軸と平行)、30°、60°、90°の4種類のランプを作成した。
各ランプは凹部の形成方向が異なる以外は、基本的に同一構造であり、内径φ10.4mm、外径φ13mm、全長300mm、凹部の深さは0.3μm、有効発光長(電極間距離)250mm、封入ガスはキセノンで450Torrとした。また、管壁負荷WLは15J/cm、半値幅100μ秒でフラッシュ点灯を繰り返した。
Next, an experiment for confirming the effect of the present invention will be described.
1 is a straight tube arc tube, and a flash discharge lamp having a C axis in the longitudinal direction of the arc tube as shown in FIG. Four types of lamps of 0 ° (parallel to the C axis), 30 °, 60 °, and 90 ° were prepared.
Each lamp has basically the same structure except that the direction of formation of the recess is different. The inner diameter is 10.4 mm, the outer diameter is 13 mm, the total length is 300 mm, the depth of the recess is 0.3 μm, and the effective light emission length (distance between electrodes) is 250 mm. The sealing gas was xenon and 450 Torr. Further, flash lighting was repeated at a tube wall load WL of 15 J / cm 2 and a half-value width of 100 μsec.

上記条件によりほぼ1000回点灯させたところ、凹部をC軸に対して0°で形成したランプと、軸に対して30°で形成したランプは、発光管内表面に微細クラックを多数発生させた。また、凹部をC軸に対して60°で形成したランプは、わずかではあるが微細クラックを発生させた。一方、凹部をC軸に対して90°で形成したランプは、ほとんどクラックを発生させておらず、また、光出力も点灯開始時と変わらないことが確認された。
この結果、凹部は結晶のC軸に対して60〜90°の範囲で熱膨張に対するクラック発生の抑制効果があり、特に90°において優れた効果を生じることが分かる。
When the lamp was lit approximately 1000 times under the above conditions, the lamp having the recess formed at 0 ° with respect to the C axis and the lamp formed at 30 ° with respect to the axis caused many fine cracks on the inner surface of the arc tube. In addition, the lamp in which the concave portion was formed at 60 ° with respect to the C-axis generated fine cracks, though only slightly. On the other hand, it was confirmed that the lamp in which the concave portion was formed at 90 ° with respect to the C axis hardly caused cracks, and the light output was not different from that at the start of lighting.
As a result, it can be seen that the concave portion has an effect of suppressing the generation of cracks against thermal expansion in the range of 60 to 90 ° with respect to the C-axis of the crystal, and particularly has an excellent effect at 90 °.

発光管11の端部に装着した封止部材14は、安価であること、また、熱膨張の影響を受けにくいことから多結晶アルミナの焼結体を用いているが、他の材料を用いることも可能である。特に、電極棒13が短く有効発光領域が長い場合などにおいて、発光管11の端部においても熱膨張の影響を受けるような場合は単結晶アルミナを設けることは利点がある。   Since the sealing member 14 attached to the end of the arc tube 11 is inexpensive and hardly affected by thermal expansion, a sintered body of polycrystalline alumina is used, but other materials are used. Is also possible. In particular, when the electrode rod 13 is short and the effective light emitting region is long, it is advantageous to provide single crystal alumina when the end of the arc tube 11 is also affected by thermal expansion.

上記実施例では、内径が10mm程度であるのに対し、全長が200mm以上もある直管形状の発光管を有する閃光放電ランプを対象とした。しかし、このような直管形状の発光管に限定されるものではない。   In the above embodiment, a flash discharge lamp having a straight tube-shaped arc tube having an inner diameter of about 10 mm and a total length of 200 mm or more was used. However, it is not limited to such a straight tube-shaped arc tube.

なお、図に示す構造は、説明の便宜上、寸法関係が正確には表現されていない。特に、凹部の深さと発光管内径の関係は誇張されている。   In the structure shown in the figure, the dimensional relationship is not accurately expressed for convenience of explanation. In particular, the relationship between the depth of the recess and the inner diameter of the arc tube is exaggerated.

本発明に係る閃光放電ランプを示す。1 shows a flash discharge lamp according to the present invention. 本発明に係る閃光放電ランプの一部を示す。2 shows a part of a flash discharge lamp according to the present invention. 本発明に係る閃光放電ランプの一部を示す。2 shows a part of a flash discharge lamp according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 閃光放電ランプ
11 発光管
12 電極
13 電極棒
14 封止部材
15 封着ガラス
20 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flash discharge lamp 11 Arc tube 12 Electrode 13 Electrode rod 14 Sealing member 15 Sealing glass 20 Recessed part

Claims (3)

単結晶アルミナよりなる発光管を備えて、内部に一対の電極と放電用ガスが封入された閃光放電ランプにおいて、
前記発光管の内面には、当該発光管を構成する単結晶アルミナのC軸と交差する方向に伸びる凹部が形成され、該凹部は、平均粗さが0.1μm〜1.0μmであることを特徴とする閃光放電ランプ。
In a flash discharge lamp comprising an arc tube made of single crystal alumina and having a pair of electrodes and a discharge gas enclosed therein,
On the inner surface of the arc tube, a recess extending in a direction intersecting with the C axis of the single crystal alumina constituting the arc tube is formed, and the recess has an average roughness of 0.1 μm to 1.0 μm. Features a flash discharge lamp.
前記凹部は、前記発光管を構成する単結晶アルミナのC軸と直交するように伸びることを特徴とする請求項1の閃光放電ランプ。   2. The flash discharge lamp according to claim 1, wherein the recess extends so as to be orthogonal to the C axis of single crystal alumina constituting the arc tube. 前記発光管は直管状であって、前記凹部は前記発光管の内周面に円形状またはらせん状に形成されることを特徴とする請求項1の閃光放電ランプ。   2. The flash discharge lamp according to claim 1, wherein the arc tube is a straight tube, and the recess is formed in a circular shape or a spiral shape on an inner peripheral surface of the arc tube.
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