JPH02198300A - プラズマ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は能動媒体の慣性がないため、遅れ又はゆがみを
もたらさずに過渡現象を再生するようにした。空気中の
プラズマの形状、温度分布、圧力。

密度及び導電率を制御する方法に関するものである。本
発明によれば１周波数特性は平坦で、共鳴かない。

種々な音発生システム即ちスピーカが公知であり９本出
願人の知見によれば、静止質量がゼロのダイヤフラム・
スピーカには２つの型式がある。

一方の型式では、ガラスを融解することによって得たＮ
ａで点火するアセチレン炎を使用して、伝導路全形成す
る。このアセチレン炎の中に設けた電極が音声変調直流
を導入する。このシステムにはイオン化をもたらすため
にきわめて高い温度が必要であるが、熱分布を制御する
機構がないため。

実用システムとはいえない。もうひとつの型式のシステ
ムは石英キャビティー内にきわめて小さい球形プラズマ
を発生させる音声変調マイクロ波発生器から構成してお
シ、このプラズマ全指数形状に配置するようになってい
る。このシステムはプラズマの大きさが非常に小さいた
め９周波数特性及び出力エネルギーが十分ではない。ま
た、出力の強さを適正にするためには、ホーンを装荷す
る必要がある。

本出願人の知見によれば、先行特許には以下のものがあ
るが、いずれも本発明に関連していないと思われる。

米国特許筒２　、４０５　、９９０号 同　第２，４８３，７６８号 同　第２，８３６，０３５号 同　第５，２５０，５０６号 同　第３，２８６，２２６号 同　第３，３７１，３０９号 米国特許筒２，４８５，７６８号には、吸収性気体を密
閉体に閉じ込め九音発生器であって、音声周波数で変調
したマイクロ波を照射するようにした音発生器が示唆さ
れている。

米国特許筒５，３７２，３０９号には、電流源によって
もたらされる温度変化に応じて圧縮波を発生する音波発
生器が開示されている。

米国特許筒３，２５０，５０６号には、導電性液体にパ
ルスを発生させる変換器が示されている。

米国特許筒２，４０３，９９０号には、音波を発生する
火花ギャップ変換器が開示されている。

米国特許筒２，８５６，０５５号には、流体を閉じ込め
たカラムに熱を加え、そしてこれから熱を取シ去りて、
流体に振動を与える熱制御音波システムが示されている
。

米国特許筒５，２８６，２２６号には、水中で使用する
火花放電音響システムが開示されている。

特に１本発明は空気中のプラズマの形状、温度分布、圧
力、密度及び導電率を制御する方法及びその装置、並び
に信号によってプラズマを変調して、音エネルギーを放
射する方法及びその装置に関するものである。

従って１本発明の主な目的は音エネルギー放射システム
を提供することにある。

本発明の第２の目的はプラズマの形状、温度分布、圧力
、密度、及び導１！率を制御し、かつ変調する音エネル
ギー放射システムを提供することにある。

本発明の第３の目的は制御し、かつ変調したプラズマを
放射すべき最も短い波長より薄くすると共に、所望の圧
力レベルを放射すべき領域を大きくした音エネルギー放
射システムを提供することにある。

本発明の第４の目的は空気中のプラズマの形状。

温度分布、圧力、密度及び導電率を制御して、熱勾配を
形成する方法を提供することにある。

本発明の第５の目的は空気中のプラズマに熱エネルギー
を与えることＫよって、このプラズマの形状、温度分布
、圧力、密度及び導電率を制御する方法を提供すること
にある。

本発明の第６の目的は複数の隔置した電極間にプラズマ
を形成し、このプラズマに加熱した気体を作用させると
共に、プラズマを音声信号によって変調する音エネルギ
ー放射システムを提供することにある。

本発明の第７の目的は変調かつ加熱したプラズマシステ
ムが熱を除去して、システムの動作温度を平衡させる装
置ｉヲ有する音エネルギー放射システムを提供すること
にある。

以下１本発Ｆ！４’を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図中、同じ参照数字は同じ部分を示す。

以下の詳細な説明は本発明を実施するのに最善の方法、
構造及び態様に関する。説明は限定的なものではなく１
本発明の一般的な原理を明らかにするためのものである
。本発明の範囲は特許請求の範囲によって定義されるも
のである。

本発明に関連するものとして、　　１９７８年２月６日
に出願さねた米国特許出願第６８，１６８号を参照され
たい。

以下説明する本発明の実施態様は形状、温度分布及び導
電率が正確に制御され、従って広い周波数範囲にわたっ
てホーンを装荷せずに、しかも公知方法及び構造を使用
する場合よりもゆがみを少なくして、大きな音エネルギ
ーを発生することができる大容量のプラズマを利用する
本のである。

本明細書に使用する用語「プラズマ」の定義は次の通り
である。

プラズマ：イオン、電子、中性原子及び分子の集りであ
って９粒子の運動が電磁相互作 用によって支配される集り。プラズマ は有効であるためには中性である。従 って、すべての微視的容量のプラズマ には同数の陽電荷と負電荷がある。゛プラズマは導体で
あって、電磁場と相互 作用するものである。

以下説明する装置及び方法は機械的振動装置を使用せず
に、大気中における電気音響又は熱音響エネルギー変換
から直接音波を発生するものでおる。プラズマには慣性
がないため１通常の拡声器の特性であるゆがみや、遅れ
をもたらさずに過渡現象を再生することができる。周波
数特性は平坦で、共鳴が力＜、そして相互変調ひずみ及
び高調波ひずみは従来の拡声器に比較すると、かなυ少
ない。圧縮波に伴う屈折波がないので、囲み手段は必委
ない。従って、ボックス共鳴による調子や。

圧力負荷による高調波ひずみが除去できる。

本発明システムＶｉ七の全周波数範囲罠わたってほぼ完
全な半円球形の波頭全発生するので、ステレオ再生に対
で使用すると、すぐれた干渉ステレオ結像を得ることが
できる。

以下の分析は本発明を実施するさいに使用する俊述の物
理構造の背景及び基礎を理解するのに役立つと思われる
。

再生すべき最も短い波長（２０ＭＨｚ　Ｋ対応）に比較
して薄く、かつホーンｆｔ１ｔｃ荷しなくとも所望の音
圧レベルを発生できる領域が十分に大きいプラズマ・シ
ースを形成するのが目的である。このシースは湾曲する
と、その領域が使用する波長よシも大きい場合に、放射
パターンの角分布を拡げることもできる。つまり９回折
だけが所望の半球形パターンをも之らすものではないと
いうことである。プラズマのイオン化レベルは電子ビー
ムなどの外部照射源、あるいは電場によって制御できる
が、いずれにしても、印加した電場がプラズマ・シース
に熱エネルギーを与えるものでなければならない。プラ
ズマの内部は高温で、第１図に示すように１周囲の大気
に接する境界面にそう熱勾配は鋭い。熱エネルギーは強
制対流によって熱勾配が形成する視界面を横切って流れ
るので、熱入力と熱出力が平衡を保ち、そして温度のが
経時変化しない。温度勾配に反比例する密度勾配もある
ので、高温プラズマの密度は周囲の空気よりもわずかに
高くなるが、同じ圧力では、理想空体法則に従う。

圧力、密度及び温度であ シ、添字１．２はそれぞれ 初期値及び最終値を表わ す。

さて、プラズマに流れ込むエネルギー量が変化。

例えば増加すると仮定する。この変化がゆっくシしてい
る場合には、プラズマは単に温度が変化し。

容量がわず・かに変ると共に、密度が小さくなるに過ぎ
ないが、内部の圧力は依然として外部の圧力と同じであ
る。ところが、この変化があまシにも急激なため、＃、
出する熱伝達量がこの変化に追従できなくなる場合には
、瞬間的な圧力変化が起きる。この圧力変化は断熱限界
内では式（２）で表わすことができる。

Ｃｖ＝定容量比熱 従って、断熱的に温度をＴ１からＴ、＝Ｔ＋δＴに移行
させ、これに伴って圧力がＰｌからｐ、＝ｐ＋δＰにな
ると１式（１）及び（２）から式（３）ヲ導くことがで
きる。

全使用すると１式（３）は明らかに。

別することができない値）であるとして、温度変化量に
関する誤差はわずか１．２％である。圧力変化量はエネ
ルギーの強さが。

（式中、くδＰ＞は圧力変化量の２乗平均値で。

ρｏ、Ｐｏｆ’ｌそれぞれ周囲の密度及び圧力である）
で示される音波を発生する。従って、断熱条件である限
り、放射される音の出力を。

に従って温度変化量に関係づけることができる。

ただし、線形化近似法を適用する。これからただちに明
らかになることは、音発生の効率はプラズマ温度Ｔが低
下するに従って二次的に向上するということである。（
ただし、一定温度摂動αＴをネルギー人力及び境界条件
を用いて求めなけれはならない。これは一般式。

（式中、αは熱伝導率＋　Ｑ’は熱／単位容量ｘ単位時
間、Ｔは温度、セしてｔは時間である）で示される熱方
程式を解くと、求めることができる。

温度分布の形状をいくぶん単純化して説明することにす
る。この場合には、顕著な物性を示す密閉形の溶液を例
にとることができる。特に、熱がプラズマ中心の薄いス
ラブから出て、第１図に示すように、各表面における線
形の温度勾配に従って周囲の空気に伝わると仮定する。

さらに、熱はプラズマ中を動く気体の対流によって速度
　で搬送することができるとも仮定する。熱散逸仮定と
は矛盾するが、エネルギー散逸はプラズマ領域にわたっ
て均一に起こると考える。この矛盾があるため１、温度
を最大で２倍程度過少評価することになるが、かえって
熱方程式ｆ、直接−次積分できる。

この場合、物理的特性のほとんどを保存できる。

熱方程式（８）は温度摂動Ｔ、エネルギー人力、及び（
熱伝導及び対流の両方を含む）熱損失によって書換える
と。

になる。微分１７．かつ変換式Ｔ（ｔ）”　Ｔ　ｐ　＋
　Ｔ（Ｔ）を用いると、これは次の形をとる。

ただし。

及び 上記式中。

ω＝２π［、（＝励振周波数 μ＝変調ファクター ｐａ＝大気圧＝１０５中性子／ｍ” Ｐｏ＝大気密度＝１．２４　ｎｇ　／ｍ’Ｔｏ＝外部温
度＝３００°Ｋ ｒ　＝　１．ａ　＝　Ｃｐ／Ｃｖ Ｖ＝プラズマを通る気体流速 ΔＸ＝中心から外部境界までのプラズマの厚さηす＝温
度（０Ｋ） τ＝時間９秒 に＝プラズマの熱伝導率 ｊ＝プラズマ電流密度 ｉ＝プラズマ電場 式（ト）、Ｑη及び（６）を求めるのに必装々手順はき
わめて長いので、解答を示すことにする。第１図の境界
条件によれば、答は である。ただし。

従って、放射される音響出力（Ｗ／ｍ”）は熱緩和時定
数Ａ′、及びエネルギー人力Ｂを用いれば２次式％式％ 物理的には、この式をよシ厳密な形： で検討すればよい。例えば１分母のｊ−ｚは印加する直
流電力が大きくなればなるほど、あるいは平均プラズマ
温度が高くなればなるほど、音響再生の効率が悪くなる
ことを示すが、この分だけ直線性が向上する。前記の式
は比較的小さい熱エネルギーが音響摂動のタイム・スケ
ールに基づいてプラズマから伝わる場合にのみ、有効で
ある。従りて、所定の物理幾何学に対応する音声周波数
ｆＬがある。この周波数以下では、音響再生め強さが低
下する。この点では、Ｐｚρｒという断熱仮定はもはや
正しくない。代りに１周波数がゼロに近づく範囲内では
ρは定数（大気圧）になシ、従って音波が発生しない。

式（ロ）の熱緩和時定数Ａ′は、励振カフ−１（Ｂに含
まれる）に突然変化するならば、実際には生起する熱変
化の時定数といえる。即ち、（外気がＴｏＫある場合）
常温Ｔｐにわたってエネルギー・パルスが温度をδＴだ
け上げるならば、これはか、あるいは所要時間が で与えられる。ただし。

性パラメータの異なる値を増分変化的（ｉｎｃｒｅｍｅ
ｎｔａｌｌｙ）に分布させて、各空間増分変化量（ｉｎ
ｃｒｅｍｅｎ　ｔ　）に応じて第４図に示すような異な
る周波数特性を得る方法及び装置に関する。

２つの制限値ｆｌとｆｈとの間の周波数特性を均一にす
ることが望ましいので、第４図の曲線分布は全放電領域
について積分（すなわち、総和又は平均）したときに、
いかなる周波数においても同じ振幅を与えなければなら
ない。

一般に９式μｓのωは適当な分布関数（Ａ（ｘ、ｙ、ｚ
））に関する領域積分として次式で表わすことができる
。

−＝　ｆｆｆω（ｘ、ｙ、ｚ）ｄｘｄｙｄｚｍま ただし、ω＝ω（Ａ）、に；に（Δｘ、Ｔｔ（ａｘ））
そしてΔＸ＝Δｘ（ｘ＋ｙ＋ｚ）”ので９分布関数は単
にすべての空間変化量をもつ式（至）の連鎖誘導式（ｃ
ｈａｉｎ　ｄｅｒｉｖａ−ｔｉｖｅ）である。従って、
４分の１周波時間が伝熱本発明は放電領域の空間全体に
おけるこれら物することが期待できる。

Ａ 一方９式（至）から発生効率もまたｆ〉−のときに４π は低下することが明らかである。理由は音波の振はど、
熱摂動の正サイクルと負サイクルとが相殺されやすくな
るからである。この結果、物理幾何学的（すなわち、固
有定数ｘ、ｖ、Ｔｐ、Ｋ）からみれば。

周波数特性は第５図に示すような一般的な形をとる。

あるひとつの方向（すなわち、電場方向２）だけにそう
空間変化量を考察し、かつ他の２つの直交軸を中心にし
て対称であると仮定するならば。

その規準を式で表わすと次のようＫなる。

めることができるので、後は上記規準が満足されるなら
、９にそって各増分変化容量要素を指定して９周波数ス
ペクトルの対応する増分変化部分を再生することができ
る。換言するなら、距離２がいかなるものであっても２
周波数ｆ２における性能が最適であるためにはＡ’　ｚ
＝＝　４　ｆ　ｚである。従って。

２に対して が成立するように、ΔＸ＋Ｖ又はＴｐ、これらの組合せ
を変えなければならない。次に１式α力においてｚ　＝
　Ｏ〜！の範囲にある全領域要素全総和すると。

ｆ！とｆｈとの間の周波数に関係のない総出力を求める
ことができる。

音発生の動作媒体であるプラズマを形成するために使用
できる放電システムは２つあるが、これについて詳細に
説明する。

１、　自励放電 この場合、電場はイオン化を惹起するほど十分に高くな
ければならない。この形式の放電は第２゜６．７，８，
９．１０及び１１図に示しである。電子及びイオンはこ
れを作った電場と同じ電場によって加速するので、電流
が陰極／陽極からなる電極構成によって放電領域に流れ
る。本発明の方法及び装置によって制御しないと、この
放電は熱イオン化の不安定性と電極境界作用によって小
さな稠密なカラムに収縮する。

λ　外部イオン化プラズマ この場合、プラズマはプラズマ内に電流を生じさせて、
そのイオン化を誘導する電位には依存しないが９代りに
電子ビームなどの外部イオン化源からそのイオン化を誘
導する。この形式は第１２〜２０　図に示しである。こ
の場合、電場の大きさはゼロから自励大きさまでである
が、自励大きさには固定されない。従って、プラズマ境
界、容量。

及び電子密度（電流の電位）は外部イオン化源によって
完全に制御できるが、そのエネルギーはプラズマ密度又
は分布全妨害′しない電場によって誘導できる。本発明
の目的として列記したように。

周波数特性を均一にするためには、プラズマ及びその境
界面を成形する必要がある。これは前節の理論的分析か
らも明らかである。さらに、プラズマは使用する波長に
対する音の伝搬方向に希薄化してい々ければならず、し
かも必要な音の強さを得るためには、大きな表面積を有
していなければ々らない。

１、　自励放電 プラズマを発生する自励放電では、予熱した空気又はヘ
リウムなどの気体を放電空間に強制導入する。第２図に
おいて、参照数字２０は電圧源３１に接続した中空管状
電極である。さらにひとりの電極２２を電極２０から離
して設けて、放電空間を形成し、そして安定抵抗器３０
及び変調信号源３２により回路を閉じる。予熱した気体
は中空電極２゜を介して放電空間に強制導入する。高温
気体流れがプラズマ周囲に高温シースを形成するので、
（第１図）、その外側領域の密度が低下することＫよっ
て大きな領域にわたってプラズマが拡散すると共に、安
定化する。第３図には、領域及びＢでプロットして温度
を示す。即ち、プラズマの拡散及び安定化は放電自体に
は直接関係がない媒体（気体）によってもたらされるも
のである。電場／圧力（Ｅ／Ｐ　）比、従ってイオン化
速度は外側の領域で大きくなる。なぜなら、熱的に鋳起
される密度が小さくなるからである。しかし、この作用
によって放電が不安定になることはない。というのは。

この作用をもたらす加えられ良熱は放電の外部にあり、
従って放電パラメータに関係ないからである。外部から
誘導された熱シースは第１図に示され、かつ式（６）に
現われる境界層Δｘｋ変えるものでおるので、従って熱
緩和時定数（に）が調節される。

高温気体は電極２０から放電の導電体に放散するに従っ
て、拡散するので、この結果各領域の熱緩和時定数（Ａ
′）が異なりてくる。空間に拡散する（に）の値が異な
っているため１周波数特性が広がると共に９式αηで示
すように、均一な周波数特性の理想状態にごく近似する
ようになる。

ｆｉ体ｔｆファン、コンプレッサ、又は貯蔵夕７りなど
の供給源から流出し、適当な手段によって熱を加えるこ
とができる。陰極降下領域に発生した熱は高温境界シー
スを形成する気体搬送ダクトに送ることができる。

第６図において、気体は電圧が低く、かつアンペア数の
高い電流を供給する逓降変圧器２７に接続された金属製
の供給ダクト２６におけるＩ”Ｒ損失によって加熱され
る。この実施態様では、ダクト２６の端部は外側に張多
出すように形成しであるので、加熱された気体流れの放
電への分布はすぐれたものになる。陰極２８はこの張シ
出した端部を包囲すると共に、これから隔置された陽極
２９と一緒になって、放電空間を形成する。安定抵抗器
３０．［庄原３１及び音声変調源３２で回路を閉じる。

第７図は別々に分けた電流調節電極によって放１！ヲ拡
散する実施態様を示す。各々が安定抵抗器３８〜４２を
もつ複数の陽極３３〜３７を陰極４！１から離しておく
。この構成によル放電が拡散する。

図示の実施態様では、安定抵抗器によって調節を行なう
が、全く同様な機能をもつものとして電子真空管を使用
して、調節を行なうこと本できる。

陰極はまた複数のセグメントに形成することもできる。

残シの回路部品は第６図に示したものと同じである。こ
の構成は放電電流密度１式＠に空間変化量を作る寄数形
放電（ｏｄｄ　−５ｈａｐｅｄ　ｄｉ　ｓｃｈａｒｇｅ
ｓ　）を発生させるのに有効である。この構成はさらに
熱緩和時定数（Ａ′）にも影響を及ばず。個々の電極の
位置決めか１等しくない安定抵抗器又は他の電流調節手
段を使用するか１等しくない数の陰極及び陽極を使用す
るか、あるいはこれを組合せることによって成形は実施
できる。

周囲の大気に接するプラズマ境界領域に温度勾配及び密
度勾配を作るために導入する熱エネルギーはシステムの
動作温度が平衡になる速度でシステムから除去しなけれ
ばならない。この場合、熱を除去する好ましい方法は放
電を短絡させずＫ。

全表面領域上に分布する線にそりでプラズマに接触する
金属プレートを設けることである。第８〜１１図の実施
態様では積層構造体５０を使用する。

電圧源３１．安定抵抗器３０及び変調電圧源５２は第２
．６．７図に示したものとほぼ同じであって、同じ機能
をもつ。複数の金属管５１〜５５は加熱された気体を容
器５６から導くものでありて、横に隔置した一列の陰極
として働く。放電空間が形成するように陽極を設けると
共に１個々の安定抵抗器５７〜６０′ヲ第８図に示すよ
うに各管状陰極に接続する。積層構造体を形成する独立
したプレート６１を絶縁体６２に相互に電気的に絶縁す
ると共に。

電極間を延びる面に対して直角に設ける。第９，１１図
から判るように、この面はプラズマ６３０面である。第
８図の斜視図に示すように、これらプレートはプラズマ
・キャビティーを形成するため罠。

６４で切断しである。これらプレート６１は相互に離し
であるので、各プレート間の電場と間隙の積が使用材料
からみて、陰極の下降電圧以上になることはない。代表
的な例は３００ボルト／プレートである。各プレート間
１！ｌ！は図示するように均一てらってもよいし、ある
いは放電方向にそう位置に応じて、伝熱速度ΔＸ（第１
図）に空間食化量を作るようＫしてもよい。この作用に
よシ、前記の式αカ及び（至）の東件が満足されて１周
波数特性が均一に々る。モータ（図示せず）によって駆
動される羽根６６ｔ−もつファン装置６５が冷却空気を
第８図の矢印方向、即ちプレート間に送り込み、そして
そこから送シ出す。この結果、熱が運び出されるので、
システムの温度が安定化する。絶縁スペーサ６２は２つ
の機能をもつ。即ち、冷却空気がプラズマ・キャビチー
に入るのを防ぐバッファに々ると同時に、音をシステム
の前方に、即ち聞き手に反射させるバックボードとして
作用する。

絶縁材料から形成したプレート６７はシステムの前方、
即ち聞き子側に設けることができる。音エネルギーを解
放する開口６８はこのプレートに設けである。境界プレ
ート６９と７０は間に上記プレート積層体’（＋−はさ
んで保持すると共に、絶縁ブッシング７１．７２を支持
する。これらプレートは電極を機械的にも、そして電気
的にも正確に維持するために設けるものである。電極２
２はまたタンク５６に接続された。加熱気体を放電空間
に導く管であってもよい。

放電を開始させる方法が必要である。というのは、放電
を開始させるのに必要な電場は自動放電においてイオン
化を維持するのに必要な電場よシも数倍大きいからであ
る。これを達成するひとつの方法は電子制御を用いるこ
とである。特に、金属ヒートシンク５０を配列するか、
又は放電開始ビンを一列に配列して、これらを大きな抵
抗を介して放電を横切る全電位に接続して、放電電流が
流れていないときに、全電位を底部陰極とこれに近接す
る金属プレート又はピンとの間に印加することができる
（いかなる抵抗器にも１几降下はない）。

この結果、放電が最本近い点で開始し、ま九こうするこ
とによって電流がその接続抵抗器に流れる。

従って、電位は放電の開始領域では降下するが。

次に開始する次の２つの点の間では高くなる。全放電が
開始したときに、放電から放電開始回路に電力がほとん
ど移行しないような大きさの抵抗を選択することもでき
る。

放電はまた機械的手段によって物理的に開始させること
ができる。−例を記載する。この場合に。

電源を投入しないと、熱バイメタル・ストリップ・レバ
ー・アームによって支持する放電開始ビンが放電を横切
ってほとんど短絡する。装置をオンにすると、小さなギ
ャップ間にアークが生じて。

このバイメタル・ス）　ＩＪツブの加熱素子に電流が流
れる。次に、加熱されたストリップを曲げて。

放電領域からゆっくシ放電開始ビンを持ち上げると、放
電が生じる。システムがオフになって、バイメタル・ス
トリップが冷却するまで、放電開始ビンを放電領域から
外しておく。本発明にはこれ以外の多数の機械的放電開
始方法を適用できるが。

商業者ならば理解できるはずである。

システムに対する音声入力回路は音声信号入力（逓昇）
変圧器に接続する直流電源から構成することができる。

従来の安定抵抗器をこの回路に使用する。別な音声入力
回路では、高圧音声制御と高圧電流制御を同時に行なえ
る真空管Ａ級増幅器を利用する。これは（音声及び直流
電圧両者の）電気効率を倍増するものである。なぜなら
、安定抵抗器が必要なく、そして音声増幅管が電流制御
器の機能をもつからである。Ａ級増幅器は以前と同じよ
うに使用するならば、効率は悪いが、ここでは普通のエ
ネルギー消費量で放電電力を供給でき、実際（管プレー
ト散逸における）エネルギー消費はわずか５〜１ＯＮに
過ぎない。しかも、音声変圧器は必要ない。（変圧器は
通常品質が低下する。

なぜなら、電力増幅器にフィードバックして、その欠点
を補うことができないからである。）プラズマ特性が最
大限に達して９周波数特性が可能な限シ平坦になると、
増幅回路に続く電子フィルタによって所望に厄じていか
なる補正も実施できる。

各電極に応じてひとつの出力管を設けるならば。

別な安定抵抗器は必要ない。電流を増加させるためにグ
リッドをよシネガチプ罠励振する各出力管の陰極抵抗器
のＩＲ降下によりて直流調節を行なう。

各出力管からの出力は小さな補助直流安定抵抗器を加わ
ることによって２つ以上の電極チャネルに分割すること
ができる。

信頼性が重要である本発明の商業的用途では。

システムの起動は重大であるというよシは臨界的ですら
さえある。この場合に使用する気体はヘリウム、アルゴ
ンか、あるいは窒素である。論理回路は起動結果、起動
信頼性からみてすぐれたものであることを見出した。こ
の回路は電極間電圧の大きさ、及び流れる電流の大きさ
を検知する動作を為すものである。電圧は所定範囲にあ
るが、電流が流れていない場合には９回路がソレノイド
弁を開いて、気体をプラズマ・キャビチーに流入させる
。システム動作が正常な場合には、電圧及び電流の検知
は連続的な監視動作であり、これは周囲の激しい通風、
あるいは戸外で使用するときの強風によってもたらされ
るプラズマの外乱を相殺するものである。

２　外部イオン化プラズマ 前述しｆｃように、外部イオン化プラズマはイオン化を
誘導するために内部に電流を発生させる電位に依存しな
いが、その代シイオン化を電子ビームなどの外部イオン
化源から誘導するプラズマ′である。このように形成し
たプラズマは、電場がゼロから自励値までの間で任意の
値をとることができ、しかも自励値に固定されなかとい
う点で、前記の自励プラズマとは基本的に異なっている
。従って、プラズマ境界、プラズマ容量及び電子密度（
又は電流の電位）は外部イオン化源によって完全に制御
できると共に、そのエネルギーはプラズマ密度又は分布
を妨害しない電場によって誘導できる。

電子加速器の動作は大きなグリッド制御真壁管と同じで
あるが、を子は周囲の空気から真空室を分離する薄いプ
レートを透過できるエネルギー３０〜１２０　ＫＥＷ　
’ｉもっていなければならない。いったん外部に出たな
らば、各電子は１気圧で二次電子イオン対／ｃｔｎ（代
表例を挙げるなら、８＝５０〜１００）ｉ形成した後、
エネルギーを消失する。

（各イオン化プロセスには、約５０　ＥＷのエネルギー
が必要である。）この導電性プラズマ間に設けた電極と
電圧源によって、電流が外部イオン化気体に流れるが、
この電場の大きさは外部イオン化源がなければイオン化
を維持するのＫは十分でない。この電流がプラズマを導
通すると、イオン化源に応じて所要の熱入力が生じ、プ
ラズマ・パラメータが制御されると共に、前記の理論を
説明した節で大要を示した原理に従って音が発生する。

電子ビームｊｂが発生する電子数密度ｒ１６は次の定常
状態における速度方程式によって求めることが次だし ｊｂ工 Ｖｄ電 Ｐ＝ ατ′αａ＝ αｒ＝ Ｓα工 電子ビーム流密度 電子ドリフト速度 圧力 タウンゼンド係数、付着係数 再結合係数 二次イオン化横断面（”５Ｏ−１００）αｒ及びαａの
両者が作用するプラズマでは、混°合気体及びｊｂｆ、
適切に選択ず・ると、付着又は再結合のいずれかがほぼ
完全に優勢になシ、この結果ｎＱがビーム流ｊｂに二次
又は−次従属することになる。

ある。気体が空気ならは、この条件を満足するのは簡単
である。なぜなら、０２が存在するため、Ｐ。

の付着係数が大きさの順に従ってαｒｔ”支配するから
である。

この場合、外部電場Ｅ′ｔ−加えるなら、放電を加熱す
る二次電流が次式によって与えられる。

前述したように１発生したプラズマの変調はｈくつかの
形をとることができる。第１２図・にりｂて説明するが
、参照数字７３はグリッド７６と陽極７５をもつ電子ビ
ーム発生器である。高圧ブッシング７４金設けて、陽極
電源７５′及び電圧源７６′に接続する。プレート７７
は囲いを閉鎖するものであって、電子透過性である。陽
極７８と陰極を発生したプラズマ内に設けると共に、電
場を付勢し、生じた電流でプラズマを加熱する電源１０
０に接続する。音声入力は変圧器９７の端子９８及び９
９に接続する。このシステムを動作させるには、音声信
号をもつ重畳ＡＣ成分を有するバイアス電圧で外部イオ
ン化プラズマを加熱する。電場はもちろん、電流も所定
範囲内で自由に変化するので、安定抵抗器又は外部電流
調節器は必要ない。しかし、ダイナミック・レンジは制
限され。

かつ完全には線形でない。というのは、α７．α３．α
。

はすべて印加した電場の関数だからである。

改良したシステムを示す第１３図について説明するが、
参照数字８０は電子ビーム発生器である。

図示の型式のシステムの内部構造は陰極８１．プラズマ
陰極８２．グリッド８３．及び囲い全閉鎖し、かつ電子
を透過するプレート８４から構成する。

８５は加速器電源、８６はプラズマ陰極電源、８７は負
グリッド・バイアス、８８及び８９ハ音声入力に接続し
た端子、９１はプラズマを加熱する電流の電源、そして
９２及び９３はそれぞれグツズ１内に設けた陽極及び陰
極である。図示のシステムは゛外部電場全一定化すると
共にン電子ビーム電流（ｊｅ）。

従って外部電流（ｉｅ）’ｅ変調する。この変調システ
ムの線形特性は前記の電場変調システムのそれよりもす
ぐれている。

このシステムには外部音声増幅器はない。なぜなら、電
子ビーム加速器それ自体と、−次イオン化と二次イオン
化との間のプラズマにおける電子増倍プロセスが音声増
幅器になるからである。加速器グリッドに加えられる小
さな音声信号が数百ワラトラ散逸する全放電プロセスを
制御する。

第１４図について説明するが、参照数字１１３は電子ビ
ーム発生器でアシ、これは通常電子ビーム銃と呼ばれて
いる。陽極列１１４と陰極列１１５ヲ窓１１６に隣接し
てプラズマ内に設ける。固定直流電源１１７が電流を発
生して、プラズマを加熱するが。

個々の陽極素子には図示するように、別々な電圧源１１
８によって異なる電圧が加えられるため、熱エネルギー
を除去して、窓を含むシステムを均一な動作温度に保つ
ことができる。因みにいえば。

冷却空気又は冷却気体は供給源から管１１９ヲ介入して
導入するが、この気体は電極列間の°間隙を通って矢印
で示す音の伝搬方向に出る。使用するこの電子ビームは
連続的にグリッドで変調するプラズマ陰極型式であるの
で、音声信号（はぼ３０ボルト音声）を直流加速電圧（
２０，０００〜１００　、０００ボルト）の尖頭に重ね
合わす必要がある。これＦｉＲＦ変圧器を電子ビーム銃
の基底部（図示せず）に取υ付ければ達成できる。高周
波同調振動回路が誘電コア誘導子の両端間の電圧を所要
に応じて増加させる。二次イオン化に同軸ケーブルを使
用する場合には、このケーブルの接地端に加える信号を
高電圧端部において全ＲＦ電位の尖頭に重ね合わせる。

高電圧端部の巻線を多くすると、電子ビーム銃内部にグ
リッドをバイアスし、かつプラズマを形成するのに必要
な浮動電位が生じる。この結果、音声搬送波をもつＲＦ
変調電子ビームが得られる。ｆ（、Ｆ信号は公知回路に
よって整流することができる。

上記実施態様では、電子ビーム銃が発生するプラズマ内
に設けた陽極／陰極構造体がヒート・°シンクの機能と
、電場電極の機能の２つの機能をもつことを説明した。

次も同じように２つの機能をもつ電極構造体のいくつか
の実施態様を示す第１５〜１７図について説明する。

第１５図において、参照数字１１３は電子ビーム発生器
、１１９は冷却気体入力管、セして１２０は冷却気体入
力管である。電子ビームは陽極１２４と陰極１２５との
間の間隙を透過する。電圧源１１７を設けて、別々の電
圧源１１８によシ別々な電圧値を陽極素子に接続する。

図示したように、陽極と陰極からなる各素子は同心円状
の環体であって、陽極のリング状素子はその垂直面にお
いて整合する陰極素子から異なる距離をおいて設けであ
るので。

放電中所定の値にわたって熱緩和時間を分布することが
できる。

第１６図に前記のビーム発生器と共に使用できる陽＠！
、１２６／陰極１２７構造体の別な実施態を示すもので
ある。この場合、各陽極環状素子は各陰極環状素子と相
互に組合わせて（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ　ｒｅｌａ
ｔｉｏｎ−５ｈｉｐ）いるので、これに加える電場は素
子に厄じて変えることができる。従って、熱緩和時間を
所定の値にわって分布させることができる。

第１７図は前記のビーム発生器と共に使用できる音響レ
ンズを示すものである。このレンズは音響エネルギーを
所望の通路に集中させて、音の強さを所望の方向に指向
させる機能をもつ。図示したように、プレート１２９は
所定通シに配列された陽極を構成すると共に１個々の電
圧源１１８′ｔｌ−介して電圧源１１７に接続しである
ので、各プレートに異なる電圧値を加えることができる
。各音響レンズ１２８は環状通路１３０にそって取シ外
される七グメントｔ−有する。各陰極素子１１１は電圧
源１１７の゛もう一方の端子に接続しである。

図示のレンズは電子ビーム銃が発生するプラズマ内に設
けるが、これは３つの機能をもつ。即ち。

第１にプラズマに電場を導入する機能、第２に冷却気体
又は空気を素子上に通す場合には、ヒート・シンクとし
て作用する機能、そして第５に音エネルギーを所望の通
路に集中させると共に、これを所望の方向に指向させる
レンズとしての機能゛をもつ。

高エネルギー電子ビームを使用する場合には。

多量のオゾンが発生し、そして電子ビーム電圧が１８Ｋ
Ｗ以上であるか、又は予備イオン化に放射性物質を使用
する場合には、Ｘ線が発生することがある。従って、こ
れらの場合に！、　％別な安全上の配慮が必要である。

勿論、シールドや、しゃへい手段を使用できることはい
うまでもない。あるいは、放電領域から出てくる気体を
特別な化学触媒フィルタ中に又はその上に通して、オゾ
ンを中和するか、これを捕捉してもよい。又、音を透過
できるきわめて薄い膜を使用して、全気体を装置に閉じ
込めておくことができるが、この場合には空気を使用す
べきではないと考えられる。Ｘ線を制御するためには、
電極構造体の主要部になる波形金属ヒート・シンク／バ
ッフル構造をプラズマと聞き手の間に設けることができ
る。この不規則な部分は音は透過させるが、Ｘ線は透過
させない。

さらに、この部分を音響レンズ（第１７図）に成形して
、音を分散させることも可能である。鉛などの重畳が相
当ある材料ならば、Ｘ線阻止用窓の支持構造を補強する
ことが必要な場所に使用できる。

この上に厚さがαｏｏｓｍ１１（α０００１インチ）以
下の窓を蒸着すると、電子銃内部の真空と大気、圧を分
離する強さがいっそう十分になる。これはエネルギーが
１０以下から２０ＫＶの電子ビームを放電領域に伝達す
るものである。厚さが［１００３ｔｒｔｐａ　（（１０
００１インチ）のフォイルに透過させるためには、Ｘ線
問題をもたらすほど高い電圧を使用しなければならない
。

前記実施態様を具体化しｆＩ−場合、音圧のレベルを上
げるには、空気力学的手段を適用するだけで足シる。即
ち、電子ビームで制御する放電又は音響学的に変調する
加熱手段をチャネル内を高速で流れる気体に利用すれば
よい。ただし、放電領域すなわち加熱領域を介する気体
の変換時間は発生すべき最も短い音波の波長の周期よシ
も速くしなければならない。気体の流れはチャネルの横
断面積を変えるととくよってほぼマツハ数μ＝、ｌ７＝
（式記原理を具体化するシステムははとんど無限の音エ
ネルギーを発生できるようにすることができる。

次に、空気力学的手段を利用する。音の強さがきわめて
高いシステムの実施態様を示す第１８〜２０図について
説明する。

第１８図において、参照数字１５ａは公知のグリッド変
調電子ビーム発生器であるが、これには図示したように
、音声信号源１５２ｔ−接続しである。気体取ｐ入れ管
１５３及び１５４は気体全高圧でマニホルド１５５に送
る。電源１５Ｂに接続した電極１５６及び１５７が放電
を加熱する電場を形成する。良く知られた動作流れ特性
をもつベンチエリ管１５９はきわめて短いシリンダによ
って小さな端部全連結した２つの切頭円錐体で構成しで
ある。

第１９図は上記と同じ構成であるが、プラズマを加熱し
て、変調する電気抵抗性の加熱素子１６０をベンチュリ
管に設けである。電源１５８と音声信号源１５２は加熱
素子１６０に接続しである。このシステムの効率及び周
波数特性はそれほどよくないが、構成は簡単である。

第２０図に示すように、化学反応又は燃焼を適用するこ
ともできる。図示の燃焼室１７０は燃料及び酸化剤を導
入する導管１７５及び１７６ヲ有する。

音声信号源１５２及び前動振器１７７が音エネルギーを
電極１５６及び１５７に導入する。

外部イオン化プラズ！を作るには様々な方法がある。こ
れら方法の実例は放射性物質、紫外線照射、及び急速制
御電子なだれなどである。

重質のアイソトープ物質は固体表面に塗布できる。二次
イオン／電子対は常にこれら形式の一次イオン化射照の
いずれからも発生するので、電子加速器の代ｆｉＫ使用
できる。この場合には、Ｅ電場変調のみを使用する。放
射性物質は半減期などの要素、達成できる二次イオン化
速度、コスト及び安全面などを考慮して選択すればよい
。βエミッターは一般に人体に向けない限シ、安全であ
る。

この技術は次の２つの方法で導入できる。即ち。

（１）完全に外部でプラズマ内の放電を励振する手段と
してか、あるいは（２）自励点か又はその付近で。

しかもＥ／Ｐ値で動作する放電の空間分布を制御するこ
とを助ける手段として導入できる。（１）の場合には、
ｎ６を１０６〜１０９にすると９面積が大きくて。

イオン化度の小さい低温プラズマが発生する。この場合
には、中間のイオン化プロセスが音声信号をプラズマに
印加する。

波長が短い紫外線（買）エネルギーはいくつかの機構に
よってイオン化を作ることができる。空気中に直接実質
的なイオン化を作ることができるほど十分に短い波長は
通常の窓を透過しない。ところが、この気体に微量の化
学物質を加えると、紫外線波長照射によって実質的なイ
オン化をもたらすことができる（　Ｊａｖａｎによれは
、　　１１００Ａ及び１６００Ａの照射によってトリー
ロープロビリメンなどの多数の炭化水素物質がイオン化
できる）。通常、　　ＣａＦ窓によって仕切られた種々
な低圧気体内における連続又は高速パルス放電はこのよ
うな照射をもたらす。きわめて短いパルスの超高速反復
夏シーケンス（）５０，０００ＰＰ８）もまた使用でき
る。

これら放電は前述した２つのモードのいずれでも動作す
る。いずれの場合にも、音声変調成分をもつ外部から印
加したバイアス場を紫外線イオン化気体に加える。さら
に別な方法は連続した。比較的長い波長の紫外線源（例
えば２５３７Ａ　Ｑ発生する石英の囲みをもつ水銀放電
＞′ｔ−使用して、特殊な処理を施した陰′＆ヲ照射し
、この表面から光電子を放出させる方法である。この放
電は光陰極の助けがあるならば、はとんどイオン化を維
持できないＥ／Ｐ値でも動作する。

放電はきわめて短い時間周期（−２Ｘ１０　　秒）でも
大容量の高圧気体中（即ち、空気中）で電子なだれ以上
の電場条件下に動作できる。放電が１００、Ｇｏｏ荷電
粒子／秒程度の速度で反復するならば、電子及びイオン
はパルス間でほとんど再結合しない。第２の連続直流電
場をこの手段によって作ったプラズマに加えることはで
きるが、ただしそのＥ／Ｐ値は自己イオン化範囲以下で
なければならない。このシステムの直流電場は音声変調
成分は含んでいる。上記システムはレーザ用途で集用化
されている。（Ｈｉｌｌ、Ａｌａｎ　Ｅ、著“Ｃｏｎｔ
ｉｎｕｏｕｓ　Ｕｎｉ　−ｆｏｒｍ　Ｅｘｃｉｔａｔｉ
ｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｇ
　Ｌａ５ｅｒ　Ｐｌａｓｍｓｂｙ　Ｍｅａｎｓ　ｏｆ　
Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ａｖａｎｌａｎｃｈｅ　Ｉｏｎ
ｉｚａｔｉｏｎ”Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌ
ｅｌｔｅｒｓ、　Ｖ、　２２．＃１２．１９７５年６月
１５日を参照）。多形式の放電を同時に用いる分野にお
いてもいくつかの成果がみられている。（Ｔｕｌｉｐ、
Ｊ及び５ｅｑｕｉｎ　、Ｈ，Ｊ　、Ｊ、“Ｈｉｇｈ　Ｐ
ｒｅｓｓｕｒｅ　Ｇｌｏｗ　ＰｉｓｃｈａｒｇｅＵｓｉ
ｎｇ　ａ　Ｄｉｆｆｅｉｅｎｔｉａｌｌｙ　Ｐｍｐｅｄ
　Ｃａｔｈｏｄｅ“、　Ａｐｐｌ　１ｅｄＰｈｙｓｉｃ
ｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　Ｖ、　２７　、　＃　１　、１
９７５年７月１日参照）。

コロナ放電、放射性物質誘起プラズマ、高安定化タウン
ゼント放電、ＲＦ放電、又はマイクロ波放電は均一なイ
オン化フロン）？形成することができ、これからイオン
化度がよシ高い放電を開始することができる。すなわち
、あるひとつの形式の放電では、第２のよシ強い放電の
ための気体状陰極又は陽極が配列することになるので、
その空間分布を制御できる。各放電は異なる動作圧力又
は気体組成物に閉じ込めることができる。特に、多孔性
絶縁バリヤ金使用すると、低圧で大容量のりウンゼント
放電を音を発生する主放電から分離することができる。

このバリヤを通って拡散するイオン化気体が主放電に対
する電極面を配列形成する。陰極降下領域をより広い領
域に分布させて。

その電流密度を低下させるのに役立つ制御放電にヘリウ
ムを加える。この場合、ヘリウムは多孔性バリヤ全通し
て拡散して、放電プラズマ特性を空気放電の条件に応じ
て再調節する遷移領域を形成する。多孔性バリヤ管用い
る代ＤＫ（安定抵抗器などによって）別々に電流制御す
る多数の分離している陰極をヘリウムで加圧することが
できる。

主放電の安定性、又は空間分布を向上させ、かつ主放電
にエネルギーを加える補助源として無線周波数又はマイ
クロ波ヱネルギーを使用するのが有利である。

使用する気体又は混合気体はその用途に応じて選択する
。例えば、イオン／電子の付着・再結合バランスを変え
るために、気体又は混合気体を放電に加えることができ
る。付着速度は線形的には電子数密度に依存するので、
このプロセスを通じて再結合プロセスを支配して、イオ
ン化損失釜少なくするのが好ましい。なぜなら、音の男
声ゆがみが少なくなるからである。しかし、最も大きい
主付着要素は空気であシ、再結合支配の方へいくぶんか
移行する結果、放電安定度が高くなシ、電流密度が大き
くなると共に、電子発生効率が高くなる。０２の代シに
、別な気体を使用しても、このバランスを最適化するこ
とができる。

あるいは、タウンゼントイオン化速度を変えるために、
気体又は混合気体を放電に加えてもよい。

放電を強めるために光イオン化を適用する場合には、光
イオン化横断面を大きくする気体を選択する。−例を挙
げるならＩトＩＪ−ｎ−プロビリメンである。電子なだ
れ放電又は電子ビーム放電などのように、電子の衝突が
イオン化プロセスを支配する場合には、ナトリウムなど
のイオン化電位が低い気体を使用する。

熱伝導率を小さくするためＫも、気体又は混合気体を放
電に加えることができる。ときには、プラズマの熱伝導
率を低くすることが有利表場合がある。この理由には３
つある。即ち、（１）熱遅延時間の最大値を小さくする
ことによって、装置の周波数特性を向上できる。（２）
プラズマ温度が低いほど、音の発生効率がよくなる。そ
して、（３）温度が低いほど、プラズマの運動が大きな
領域にわたって放電動作の安定化に有利になる。この種
の気体の例はヘリウムである。ヘリウムは陰極の電流密
度を小さくするので、放電を広い領域に拡散させること
ができる。

さらに、振動状態の分子にたくわ見られたエネルギーを
取シ除く九めにも、気体又は混合気体を放電に加えるこ
とができる。Ｎ！又は他の分子状気体は放電エネルギー
のほとんどを振動状態中に吸収する作用がある。この振
動状態の時間は音響時間よシも長いので、音の発生効率
はかなシ悪くなる。微量のＨ１添加から生じる微量のＣ
Ｏ２又は水蒸気もまたその運動により振動状態にあるＮ
２及び他の分子にたくわ見られているエネルギーを急速
に取シ除くことができる。あるいは、密閉システムでは
アルゴン又は他の原子成分をＮ３又は空気の代υに使用
できる。密閉システムの目的はＯ＊’に変周しないこと
によって、電極の酸化という問題を避けると共に、オゾ
ン発生を防ぐことにある。このように、０２の代シに別
な気体も使用できるし、セしてＮ、の代りの気体は振動
エネルギー損失を防ぐことができる。

動作気体が変質した場合には０分子量が変わるので、内
部気体／空気界面で音の分散が起こ９゜やっかいなこと
になるが、アルゴンなどの気体を添加することによって
混合気体を空気の分子量に合わせることができる。

特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱せずに
１本発明の構造及び構成に多くの改変を加えられること
は当業者にとっては自明である。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラズマのエネルギー状態を示す立面図であシ
。 第２図は本発明のプラズマを示す一部は立面図で、一部
は概略図であり。 第３図は第２図のプラズマのエネルギー状態を示すグラ
フであり。 第４図は本発明の音発生システムの振幅と周波数の関係
を示すグラフであシ。 第５図は第４図のグラフのひとつの増分変化量の振幅と
周波数の関係を示すグラフであシ。 第６図は本発明の別な実施態様を示す一部は斜視図で、
一部は概略図であり。 第７図は本発明のさらに別な実施態様を示す一部は斜視
図で、一部は概略図であシ。 第８図は本発明の機械的かつ電気的な細部を示す斜視図
であシ。 第９図は第１０図の線９−９にそってみた断面図を一部
含む立面図であり。 第１０図は第９図の線１０−１０にそってみた平面図で
めシ。 第１１図は第１０図の線１１−１１にそってみた断面図
であシ。 第１２図は本発明のさらに別な実施態様の概略図であシ
。 第１３図は本発明のさらに別な概略図であシ。 第１４図は本発明のさらに別な実施態様の一部概略図を
含む立面図であり１ 第１５図は本発明の別な実施態様の概略図でろシ。 第１６図は電極構造体の概略図で６９゜第１７図は本発
明に使用できる音響レンズの斜視図であシ。 第１８図は音圧のレベルを向上させるために空気力学的
手段を適用した本発明の具体的実施態様である音発生シ
ステムの概略図であシ。 第１９図は空気力学的手段の別な実施態様を示す概略図
であシ、そして 第２０図は空気力学的手段のさらに別な実施態様を示す
概略図である。 特許出願人　アラン　ニージン　ヒル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気中のプラズマの形状、温度分布、圧力、密度
   及び導電率を制御する方法であって、空気中にプラズマ
   を発生させる工程と、このプラズマに対する熱エネルギ
   ー流を制御して、周囲の空気に隣接するプラズマの境界
   領域に熱勾配及び密度勾配を形成する工程とからなるこ
   とを特徴とするプラズマ制御方法。
2. （２）プラズマに熱エネルギー流を加える工程が加熱し
   た気体をこのプラズマに加えることからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載した方法。
3. （３）プラズマに熱エネルギー流を加える工程が電場を
   加えることからなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載した方法。
4. （４）プラズマを発生する工程が極性が同じ電極を複数
   横に離して設けて、プラズマを所定領域に拡散させる工
   程を有することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載した方法。
5. （５）プラズマ中の電流及び密度を調節する工程を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載した方
   法。
6. （６）システムの動作温度を平衡させる速度で熱エネル
   ギー流を取り除く工程を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載した方法。
7. （７）信号に応じてプラズマを変調する工程を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載した方法。
8. （８）空気中にプラズマを発生する工程が電子ビーム発
   生器を設ける工程を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載した方法。