JPH031436A - High efficiency excimer discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、発光スペクトルの選択性を持つ高効率な光
源用放電ランプに関し、特に、発光媒質として、希ガス
・エキシマ、希ガス・ハライド・エキシマ、水銀ハライ
ド・エキシマ、ハロゲン分子エキシマの自然放出光を利
用した光源用エキシマ放電ランプに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a highly efficient light source discharge lamp with selectivity in the emission spectrum, and in particular, uses a rare gas excimer, rare gas halide, etc. as a light emitting medium. This invention relates to an excimer discharge lamp for a light source that utilizes the spontaneous emission of excimer, mercury halide excimer, and halogen molecule excimer.
(従来の技術)
光化学プロセスや印刷などにおいて、可視域がら紫外域
にわたる波長の選択性と高効率性とを兼ね備えた光源が
必要である。(Prior Art) In photochemical processes, printing, etc., there is a need for a light source that has wavelength selectivity ranging from the visible region to the ultraviolet region and high efficiency.
従来の一般的なインコヒーレントな光源として可視域か
ら紫外域にわたって発光するキセノン・フラッシュラン
プ、クリプトン・フラッシュランプ、低圧水銀ランプな
どが知ている。Xenon flash lamps, krypton flash lamps, and low-pressure mercury lamps, which emit light from the visible region to the ultraviolet region, are known as conventional general incoherent light sources.
キセノン・フラッシュランプ、クリプトン会フラッシュ
ランプは、アブレーティプなアーク放電プラズマからの
発光を利用するものであって、キセノン−フラッシュラ
ンプ(キセノン390↑orr)の場合は、第7図aに
示すように、クリプトン・フラッシュランプ(クリプト
ン700Torr)の場合は、第7図すに示すように発
光スペクトル幅が極めて広く、かつ、黒体輻射的であっ
て波長の選択性がない。Xenon flash lamps and kryptonian flash lamps utilize light emission from ablative arc discharge plasma. In the case of xenon flash lamps (xenon 390↑orr), as shown in Figure 7a In the case of a krypton flash lamp (krypton 700 Torr), as shown in FIG. 7, the emission spectrum width is extremely wide, and it is black body radiation and has no wavelength selectivity.
低圧水銀ランプは、素電極または無電極グロー放電プラ
ズマを利用し、水銀の原子または1価の正イオンの電子
励起準位からの発光を用いるものであり、低圧力の原子
スペクトルであるから、マイクロ波放電水銀ランプの場
合を第9図aに示すように、素電極HID水銀ランプの
場合を第9図bに示すように、スペクトル幅は狭いが、
可視域から紫外域にわたって、たとえば、589,43
El、435.408.365,312,297,25
4n+sと数十水のスペクトルが現われるが、1本当り
のスペクトルの強度は極めて小さい。Low-pressure mercury lamps use elementary electrode or electrodeless glow discharge plasma to emit light from the electronic excitation level of mercury atoms or monovalent positive ions, and because it has a low-pressure atomic spectrum, As shown in Figure 9a for a wave discharge mercury lamp, and as shown in Figure 9b for an elemental electrode HID mercury lamp, the spectral width is narrow, but
From the visible region to the ultraviolet region, for example, 589,43
El, 435.408.365,312,297,25
4n+s and several tens of water spectra appear, but the intensity of each spectrum is extremely small.
また、従来よりハロゲンランプも知られているが、ハロ
ゲンは、気体放電には用いられず、ランプの黒化を防止
するために使用されるもので、波長の選択性には全く寄
与せず、発光スペクトルは黒体輻射的であって、ノ10
ゲン・エキシマのバンド構造のスペクトルを示さない。In addition, halogen lamps have been known for some time, but halogen is not used for gas discharge, but is used to prevent lamp blackening, and does not contribute to wavelength selectivity at all. The emission spectrum is black body radiation, and is
The spectrum of the band structure of the gen excimer is not shown.
一方、従来より可視域から真空紫外域にわたるコヒーレ
ント光源として、放電励起エキシマ・レーザが知られて
おり、この放電励起エキシマ・レーザは、単色性に富み
、集光性が優れているが、出力されるレーザ・パルス幅
は30〜50nsecと極端に短く、電気効率も1%と
極めて低い、しかも、エキシマ・レーザの放電励起に大
電流密度放電および予備電離技術などの高度で複雑な励
起技術が不可欠であり、さらに、高価なエキシマ・レー
ザ共振器用光学系が必要であった。On the other hand, discharge-excited excimer lasers have been known as coherent light sources ranging from the visible region to the vacuum ultraviolet region.This discharge-excited excimer laser is highly monochromatic and has excellent light-gathering properties, but its output is low. The laser pulse width is extremely short at 30 to 50 ns, and the electrical efficiency is extremely low at 1%.Moreover, advanced and complex excitation techniques such as high current density discharge and pre-ionization technology are essential for excimer laser discharge excitation. Furthermore, an expensive optical system for the excimer laser resonator was required.
また、従来よりキセノン(Xe)およびクリプトン(K
r)・フラッシュランプ光源を動作させる装置として、
第8図に示す装置が知られている。In addition, xenon (Xe) and krypton (K
r)・As a device for operating a flash lamp light source,
A device shown in FIG. 8 is known.
第8図に示すように、高圧電源1と、この高圧電源1よ
りインピーダンスを介して充電されるコンデンサ2と、
このコンデンサ2に充電された電荷をインダクタンス3
およびスイッチのゲート4を介してフラッシュチューブ
8に流す回路と、パルス発生器6のパルス出力をパルス
・トランス7を介してフラッシュチューブ8のトリーガ
ミ極に印加する回路を備えている。なお、5は、放電の
開始を容易ならしめるためのシマー回路である。As shown in FIG. 8, a high voltage power source 1, a capacitor 2 charged by the high voltage power source 1 via an impedance,
The electric charge charged in this capacitor 2 is transferred to the inductance 3
and a circuit for applying the pulse output of the pulse generator 6 to the trigger terminal of the flash tube 8 via the pulse transformer 7. Note that 5 is a simmer circuit for facilitating the start of discharge.
フラッシュチューブ8は、石英管で作られ、300〜7
00Torrのキセノン・ガスまたはクリプトン拳ガス
が封入されており、ゲート4により高電圧を印加すると
、アーク放電が生じる。The flash tube 8 is made of quartz tube and has a diameter of 300~7
00 Torr of xenon gas or krypton gas is sealed, and when a high voltage is applied through the gate 4, an arc discharge occurs.
この場合の発光スペクトルは、第7図a、 bに示す
ようにアーク・プラズマ温度から決定される黒体輻射的
であり、キャノンとクリプトンとの封入ガスの相違に基
づく大きな差異はない。The emission spectrum in this case is a black body radiation determined from the arc plasma temperature, as shown in FIGS. 7a and 7b, and there is no major difference due to the difference in filler gas between Cannon and Krypton.
また、従来の低圧水銀グロー放電ランプの発光スペクト
ルは、第9図a、bに示すように、マイクロ波放電(無
電極放電)の場合も直流放電(素電極放電)の場合も多
数の水銀の線スペクトルが表れており、放電方式の相違
に基づく大きな差異はない。Furthermore, as shown in Figure 9a and b, the emission spectrum of a conventional low-pressure mercury glow discharge lamp includes a large amount of mercury in both microwave discharge (electrodeless discharge) and direct current discharge (element electrode discharge). A line spectrum appears, and there is no major difference based on the difference in discharge method.
放電励起エキシマ・レーザ、例えば、XeCIエキシマ
の場合、Xe/HCI/He= 1〜210.1/99
(X)の2〜4気圧の高圧混合ガスをチャンバーに封入
し、空間的に−様なアバランシェ放電を行なわせる。In the case of a discharge excited excimer laser, e.g. XeCI excimer, Xe/HCI/He=1-210.1/99
A high-pressure mixed gas of 2 to 4 atmospheres (X) is sealed in the chamber to cause a spatially -like avalanche discharge.
レーザ発振させるには、高度な予備電離技術と横方向放
電技術が必要である。レーザ発振のしきい値利得を越え
るために、放電体alL当り4GW程度の電力を注入し
なければならない、出力パルス幅も30〜50nsec
と極端に短く、長パルス化は放電の不安定性のために困
難である。Laser oscillation requires advanced pre-ionization technology and lateral discharge technology. In order to exceed the threshold gain of laser oscillation, approximately 4 GW of power must be injected per discharge body AL, and the output pulse width is also 30 to 50 nsec.
This is extremely short, making it difficult to make long pulses due to the instability of the discharge.
また、レーザ発振は、レーザ利得と吸収などで決定され
るから、吸収の多い媒質では発振が実現できない0例え
ば、AlCl、KrC1,NeFなどにおいては、発振
は極端に微弱であるか発振しない、一般に、放電励起エ
キシマ・レーザの効率は高くて1%程度である。Also, since laser oscillation is determined by laser gain and absorption, oscillation cannot be achieved in a medium with a lot of absorption. For example, in AlCl, KrC1, NeF, etc., oscillation is extremely weak or does not oscillate, generally The efficiency of discharge-pumped excimer lasers is about 1% at most.
第10図〜第13図にXeF、XeC1,KrF、Ar
Fの各エキシマについて、レーザ発振の場合の発振スペ
クトルaと自然放出光の分光分布すとを対比して示すよ
うにスペクトルは、いずれの場合もレーザ発振の方が狭
くなっており、レーザ発振においては集光性も向上する
。Figures 10 to 13 show XeF, XeC1, KrF, Ar
For each excimer of F, as shown by comparing the oscillation spectrum a for laser oscillation and the spectral distribution of spontaneous emission light, the spectrum is narrower for laser oscillation in both cases; Also improves light gathering ability.
従来のインコヒーレントなランプにおいては、光源の高
効率性、波長の選択性、パルス幅の選択性を兼ね備えて
いなかった。Conventional incoherent lamps do not have high light source efficiency, wavelength selectivity, and pulse width selectivity.
一方、 紫外コヒーレント光源であるエキシマ番レーザ
は、パルス幅が30〜50nsと短く、電気効率も1%
程度と低い、さらに、レーザ発振では、長いパルス幅ま
たは連続動作の高効率な光源とはなり得なかった。On the other hand, the excimer laser, which is an ultraviolet coherent light source, has a short pulse width of 30 to 50 ns and an electrical efficiency of 1%.
Furthermore, to a lesser extent, laser oscillation has not been able to provide a highly efficient light source with long pulse widths or continuous operation.
(課題を解決するための手段)
この発明は、このような問題点を解決するために考えら
れたもので、エキシマの発光波長において透明な放電管
の中に封入する混合ガスの圧力をレーザ発振用の圧力よ
りも低圧力に選定し、電気放電させることで、エキシマ
の衝突脱励起を減らし、また、発光波長における媒質の
吸収をも減らすことにより従来のエキシマ−レーザの効
率を遥かに越える内部効率が105以上の高効率動作を
可能にしたものである。(Means for Solving the Problems) This invention was devised to solve these problems, and it uses laser oscillation to control the pressure of a mixed gas sealed in a transparent discharge tube at the emission wavelength of the excimer. By selecting a pressure lower than that used for the laser and using electrical discharge, we reduce collisional deexcitation of the excimer and also reduce the absorption of the medium at the emission wavelength, resulting in an internal efficiency that far exceeds that of conventional excimer lasers. This enables high efficiency operation with an efficiency of 105 or more.
各種エキシマを選択的に生成するような混合ガスを選択
し、励起用放電として直流放電、パルスt[、マイクロ
波やラジオ波による高周波放電を含む交流放電を選択す
ることにより、波長選択性を備えた光源を得ることがで
きる。Wavelength selectivity is achieved by selecting a gas mixture that selectively generates various excimers, and selecting AC discharge, including DC discharge, pulsed t[, and high-frequency discharge by microwaves and radio waves, as the excitation discharge. A light source can be obtained.
(作用) 光の自然放出寿命は、波長の3乗に比例する。(effect) The spontaneous emission lifetime of light is proportional to the cube of the wavelength.
そのため、波長が308〜193nmのエキシマでは、
自然放出寿命は1onsec以下である。そこで、この
発明においては、積極的に自然放出効率を大きくするよ
うに低圧力動作を選択し、発光効率を高めたものである
。Therefore, for an excimer with a wavelength of 308 to 193 nm,
The spontaneous emission lifetime is less than 1 onsec. Therefore, in the present invention, low pressure operation is selected to actively increase the spontaneous emission efficiency, thereby increasing the luminous efficiency.
そこで、低圧力放電のために、エキシマ・レーザ放電に
用いるような高度な予備電離・大電力放電技術が不要に
なり、放電方式および動作条件の範囲が拡がって、従来
の低圧放電技術が使用できる。Therefore, low-pressure discharge eliminates the need for advanced pre-ionization and high-power discharge technology used in excimer laser discharge, expanding the range of discharge methods and operating conditions, and allowing the use of conventional low-pressure discharge technology. .
このような混合ガスの励起により、希ガス・エキシマ、
希ガス・ハライド・エキシマ、水銀ハライド・エキシイ
、ハロゲン分子エキシマを生成して、そのエキシマから
のB準位からX準位への遷移(ハロゲン分子エキジャで
はD+Aの遷移)の自然放出光を効率良く発生する。By excitation of such a mixed gas, noble gas excimer,
Generate noble gas halide excimer, mercury halide excimer, and halogen molecule excimer, and efficiently emit spontaneous light from the transition from B level to X level (D+A transition for halogen molecule excimer). Occur.
励起電気回路方程式、放電中の電子に関するポルツマン
輸送方程式、化学反応式からなるエキシマ放電ランプの
シュミレーション1コードを使った理論解析によると、
KrFエキシマランプの場合には、10%を越える高
効率が得られることが判明している。他のエキシマにつ
いても、約10%程度の効率が得られる。According to a theoretical analysis using the excimer discharge lamp simulation 1 code, which consists of the excitation electric circuit equation, the Portzmann transport equation for electrons during discharge, and the chemical reaction equation,
It has been found that high efficiencies of over 10% can be obtained with KrF excimer lamps. Efficiency of about 10% can also be obtained with other excimers.
励起電源の選択により所望の発光パルス幅も得られ、光
源の高効率性、スペクトルの選択性を合せて達成できる
。A desired emission pulse width can be obtained by selecting the excitation power source, and both high efficiency and spectral selectivity of the light source can be achieved.
(実施例)
第1図に示す実施例は、エキシマ放電励起電源として、
パルス電源を使用している。(Example) The example shown in Fig. 1 is an excimer discharge excitation power source.
Pulse power is used.
エキシマ放電管10は、紫外光の透過率の高い石英管で
構成され、直径が50■、長さが15cmであって、管
内には、F2/Kr/He=O,0EI15/94,1
34($)の混合ガスが75Torr封入され、放電電
極は、直径が1.50■の金属製電極で構成され、電極
間隔は12c+sである。放電電源は、パルス成形回路
、高電圧スイッチ11、高電圧充電器1から構成される
。パルス成形回路の出力パルス幅は、可変であるが、こ
の実施例においては、コンデンサCO〜CBおよびイン
ダクタンスし1〜L8よりなる6段のLC回路で構成さ
れ、1段当りのキャパシタンスは20.4nF、インダ
クタンスは8.3JIHである。The excimer discharge tube 10 is made of a quartz tube with high transmittance for ultraviolet light, and has a diameter of 50 cm and a length of 15 cm.
A mixed gas of 34 ($) was sealed at 75 Torr, and the discharge electrode was composed of a metal electrode with a diameter of 1.50 square meters, and the electrode spacing was 12 c+s. The discharge power source includes a pulse shaping circuit, a high voltage switch 11, and a high voltage charger 1. The output pulse width of the pulse shaping circuit is variable, but in this example, it is composed of a six-stage LC circuit consisting of capacitors CO to CB and inductances 1 to L8, and the capacitance per stage is 20.4 nF. , the inductance is 8.3JIH.
パルス成形回路を直流高電圧充電器1で充電して、高電
圧スイッチ11を閉じると、エキシマ放電管10にパル
ス成形回路で決るパルス幅の電圧が印加され、グロー放
電を開始する。When the pulse shaping circuit is charged with the DC high voltage charger 1 and the high voltage switch 11 is closed, a voltage with a pulse width determined by the pulse shaping circuit is applied to the excimer discharge tube 10, and glow discharge is started.
第2図に、充電電圧がL8KVのときの放電電流、放電
電圧、波長が248n+*のエキシマ発光波形を示す。FIG. 2 shows the discharge current, discharge voltage, and excimer emission waveform at a wavelength of 248n++ when the charging voltage is L8KV.
持続時間が2.7psecの発光パルス幅が得られ、発
光効率は10%であり、スペクトル幅は10n+sであ
った命
以上で説明した実施例においては、パルス電源によりエ
キシマ放電管を励起しているが、この発明は、これの限
定されるものではなく、他の全てのエキシマ放電管にお
いて、直流放電、高周波放電を含む交流放電で使用する
ことができる。A light emission pulse width with a duration of 2.7 psec was obtained, the light emission efficiency was 10%, and the spectral width was 10n+s.In the embodiment described above, the excimer discharge tube is excited by a pulsed power source. However, the present invention is not limited thereto, and can be used in all other excimer discharge tubes, including DC discharge and high-frequency discharge.
第3図に直流放電励起エキシマ・ランプ、第4図に商用
周波交流放電励起エキシマ・ランプ、第5図にラジオ波
(RF波)放電励起エキシマ・ランプ、第6図にマイク
ロ波放電励起エキシマ・ランプの概略図をそれぞれ示す
。Figure 3 shows a DC discharge excited excimer lamp, Figure 4 shows a commercial frequency AC discharge excited excimer lamp, Figure 5 shows a radio wave (RF wave) discharge excited excimer lamp, and Figure 6 shows a microwave discharge excited excimer lamp. A schematic diagram of the lamp is shown in each case.
ラジオ波放電およびマイクロ波放電では、放電管を無電
極とすることができ、ハロゲンの腐蝕がないので、エキ
シマ・ガスの長寿命化が期待できる。In radio wave discharge and microwave discharge, the discharge tube can be electrodeless and there is no halogen corrosion, so the life of the excimer gas can be expected to be extended.
ランプは、石英のほか、サファイア、フッ化カルシウム
、フッ化マグネシウム、フッ化リチウムなどのチャンバ
ーまたは光学窓のあるガスチャンバーで構成すればよい
、なお、ランプチャンバーの形状は特に関係しない。In addition to quartz, the lamp may be constructed of a chamber made of sapphire, calcium fluoride, magnesium fluoride, lithium fluoride, or the like, or a gas chamber with an optical window; however, the shape of the lamp chamber is not particularly relevant.
パルス放電の場合には、高繰返パルス放電により光出力
増大することができる。In the case of pulse discharge, the optical output can be increased by high repetition pulse discharge.
エキシマ・ガスは、封じ切りまたはガス循環器を併用し
て冷却・再正(純化)して、長時間使用することができ
る。Excimer gas can be used for a long time by being shut off or cooled and repurified using a gas circulator.
ランプの冷却は、パルス放電または直流放電でKrFエ
キシマ波長より長波長の場合には、純水を使用すること
ができる。For cooling the lamp, pure water can be used in the case of pulse discharge or direct current discharge with a wavelength longer than the KrF excimer wavelength.
次に、この発明の高効率エキシマ放電ランプで使用する
ガスを例示する。Next, gases used in the high-efficiency excimer discharge lamp of the present invention will be illustrated.
(1)Arz(中心スペクトル128nm) 、 Kr
z(148n■)、Xez(172n+s)の希ガス・
エキシマからの発光を利用したエキシマランプの混合ガ
スは、それぞれエキシマ生成のための希ガス(Ar、K
r、Xe)を使用。(1) Arz (center spectrum 128 nm), Kr
Noble gas of z (148n■), Xez (172n+s)
The mixed gases of excimer lamps that utilize light emitted from excimers are rare gases (Ar, K, etc.) used to generate excimers.
r, Xe).
(2) NeF(108nm)、ArF(193nm
)、KrF(248nm)、XeF(351nm)の希
ガス拳ハライド・エキシマからの発光を利用したエキシ
マランプの混合ガスは、エキシマ生成のための希ガス(
Me、Ar、Kr、Xe) 、フッ素(F2)またはフ
ッ素化合物(NF3 、5F6)および緩衝ガス(He
、Ne、Ar、Kr)を使用。(2) NeF (108 nm), ArF (193 nm)
), KrF (248nm), and XeF (351nm), the mixture gas of an excimer lamp that utilizes light emission from a halide excimer is a rare gas (
Me, Ar, Kr, Xe), fluorine (F2) or fluorine compounds (NF3, 5F6) and buffer gas (He
, Ne, Ar, Kr).
(3) ArC1(175nm)、KrGI(222n
m)、XeC1(308nm) C7)希ガス・ハライ
ド・エキシマからの発光を利用したエキシマランプの混
合ガスは、エキシマ生成のための希ガス(Ar、Kr、
Xe)、塩素(C1z)ガスまたは塩素化合物(HCl
、8C1a、CC14)および緩衝ガス(He、Me、
Ar)を使用。(3) ArC1 (175nm), KrGI (222n
m), XeC1 (308 nm) C7) The mixed gas of an excimer lamp that utilizes light emission from a rare gas/halide excimer includes rare gases (Ar, Kr,
Xe), chlorine (C1z) gas or chlorine compound (HCl
, 8C1a, CC14) and buffer gases (He, Me,
Ar) is used.
(4) KrBr(208nm)、XeBr(282n
m)の希ガス・ハライド・エキシマからの発光を利用し
たエキシマランプの混合ガスは、エキシマ生成のための
希ガス(Kr、Xe) 、臭素(Brz)または臭化水
素(HBr2)および緩衝ガス(He、Me、Ar)を
使用。(4) KrBr (208nm), XeBr (282n
The mixed gas of an excimer lamp that utilizes light emission from a rare gas halide excimer (m) includes a rare gas (Kr, Xe), bromine (Brz) or hydrogen bromide (HBr2) and a buffer gas ( He, Me, Ar) are used.
(5) Xe1(253n層)の希ガス−ハライド・エ
キシマからの発光を利用したエキシマランプの混合ガス
は、エキシマ生成のための希ガス(Xe)、沃素(I2
)または沃化水素(Hl)および緩衝ガス(He、Ne
、Ar)を使用。(5) The mixed gas of the excimer lamp that utilizes light emission from the rare gas-halide excimer of Xe1 (253n layer) is a rare gas (Xe) for excimer generation, and iodine (I
) or hydrogen iodide (Hl) and buffer gas (He, Ne
, Ar).
(8) Hgl(444nm)、HgBr(502nm
)、HgC1(558nm)、HgF(612nm)の
水銀ハライド優エキシマからの発光を利用したエキシマ
ランプの混合ガスは、水銀(Hg)または水銀ハライド
(HgI2、HgBr2.HgCl2、HgF2)およ
び緩衝ガス(He、Ne、Ar、Hz)を使用。(8) Hgl (444 nm), HgBr (502 nm)
), HgC1 (558 nm), and HgF (612 nm). , Ne, Ar, Hz).
(7) Fz(157nm)、C1z(258nm)
、Brz(292nm)、Iz(342n■)のハロゲ
ン分子エキシマからの発光を利用したエキシマランプの
混合ガスは、エキシマ生成のハロゲンガス(F2.C1
z、Br2.I2.HI)および緩衝ガス(He、Ne
、Ar)を使用。(7) Fz (157nm), C1z (258nm)
, Brz (292nm), Iz (342n■) The mixed gas of the excimer lamp that utilizes light emission from the halogen molecule excimer is the halogen gas (F2.C1) produced by the excimer.
z, Br2. I2. HI) and buffer gases (He, Ne
, Ar).
(効果)
以上で説明したように、この発明によると、同一ランプ
形態で、発光媒質を変えるだけで、様々なスペクトルで
波長選択性をもち、かつ、従来の高圧力エキシマ・レー
ザと異なり、低圧力のため高効率な発光を得ることがで
き、レーザと比較して極めて安価に構成でき、実用上極
めて有用である。(Effects) As explained above, according to the present invention, the same lamp type can have wavelength selectivity in various spectra by simply changing the light emitting medium, and unlike conventional high-pressure excimer lasers, it has low Because of the pressure, it is possible to obtain highly efficient light emission, and compared to lasers, it can be constructed at an extremely low cost, making it extremely useful in practice.
エキシマ・レーザ放電では、発振のしきい値を越える放
電入力が必要であるが、この発明のエキシマ放電ランプ
においては、放電入力に比例した発光エネルギーを得る
ことができる。さらに、エキシマ・レーザ装置とは異な
って、この発明の放電ランプにおいては、大出力化、大
型化が容易にできる。Excimer laser discharge requires a discharge input that exceeds the oscillation threshold, but in the excimer discharge lamp of the present invention, it is possible to obtain luminous energy proportional to the discharge input. Furthermore, unlike excimer laser devices, the discharge lamp of the present invention can easily be made larger in size and output.
レーザ発振では得られないまたは得にくい、たとえば、
He−Fのようなエキシマから高効率な発光を達成する
ことができる。Unable or difficult to obtain with laser oscillation, for example,
Highly efficient light emission can be achieved from excimers such as He-F.
レーザ発振器が不要なため、高価なレーザ光学系が不要
となり、かつ、マイクロ秒以上(または直流)の長パル
スを発生できるので、30〜50nsecのエキシマφ
レーザに比較して、光化学反応の光子利用効率は著しく
高くなる。さらに、高繰返し化、連続動作も可能で平均
出力(光)も増大できる。この光源のスペクトル幅は、
1〜20nmに入るので、光化学プロセスの波長選択
性はレーザとほとんど同じである。Since there is no need for a laser oscillator, there is no need for an expensive laser optical system, and since it is possible to generate long pulses of microseconds or more (or DC), excimer φ of 30 to 50 nsec can be generated.
Compared to lasers, photon utilization efficiency for photochemical reactions is significantly higher. Furthermore, high repetition rates and continuous operation are possible, and the average output (light) can also be increased. The spectral width of this light source is
Since it falls within the range of 1 to 20 nm, the wavelength selectivity of the photochemical process is almost the same as that of a laser.
したがって、波長選択性を保ちつつ、紫外光の光子のコ
ストを著しく低減できるので、光化学プロセスの応用範
囲を大幅に拡大できる。Therefore, the cost of ultraviolet light photons can be significantly reduced while maintaining wavelength selectivity, and the range of applications of photochemical processes can be greatly expanded.
第1図は、この発明の高効率エキシマ放電ランプを励起
する装置の回路図、第2図は、第1図の装置の動作特性
を示す波形図、第3〜6図は、エキシマ放電ランプを励
起する装置の他の回路図。
!s7図は、従来のフラシュランプの発光スペクトル図
、第8図は、従来のフラシュランプを駆動する装置の回
路図、第9図は、従来の水銀ランプの発光スペクトル図
、第1θ〜13図は、各種エキシマについてレーザ光と
自然放出光との発光スペクトル図である。
l・・・高電圧充電器
lO・・・エキシマ放電管
11・・・高電圧スイッチ
第3図
高圧トランス
第4図
第5図
第6因
C0=C1=C2=C3=C4=C5=C6=20.4
nFLl:L2=L3=L4=L5=L6=L7=L8
=6.3uH第1図
←soo ns
第2図
第l凶b
第8図
(八m)
第10図
第11図
第9図a
第9図す
第13区Fig. 1 is a circuit diagram of a device for exciting a high-efficiency excimer discharge lamp of the present invention, Fig. 2 is a waveform chart showing the operating characteristics of the device of Fig. 1, and Figs. Another circuit diagram of the excitation device. ! Figure s7 is an emission spectrum diagram of a conventional flash lamp, Figure 8 is a circuit diagram of a device that drives a conventional flash lamp, Figure 9 is an emission spectrum diagram of a conventional mercury lamp, and Figures 1θ to 13 are , is an emission spectrum diagram of laser light and spontaneous emission light for various excimers. l...High voltage charger lO...Excimer discharge tube 11...High voltage switch Figure 3 High voltage transformer Figure 4 Figure 5 Figure 6 Factor C0=C1=C2=C3=C4=C5=C6= 20.4
nFLl: L2=L3=L4=L5=L6=L7=L8
=6.3uH Figure 1 ← soon s Figure 2 Figure 1 b Figure 8 (8m) Figure 10 Figure 11 Figure 9 a Figure 9 - Section 13
Claims (1)
て、該混合ガスを放電させ、エキシマ・レーザ発振をさ
せずに生成されたエキシマ分子からの自然放出光を取り
出すことを特徴とする高効率エキシマ放電ランプ。(1) A high-performance technology characterized in that a mixed gas that generates an excimer is sealed in a discharge tube, the mixed gas is discharged, and spontaneously emitted light from the excimer molecules generated is extracted without causing excimer laser oscillation. Efficiency excimer discharge lamp.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25054288A JPH031436A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | High efficiency excimer discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP25054288A JPH031436A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | High efficiency excimer discharge lamp |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH031436A true JPH031436A (en) | 1991-01-08 |
Family
ID=17209460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25054288A Pending JPH031436A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | High efficiency excimer discharge lamp |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH031436A (en) |
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- 1988-10-04 JP JP25054288A patent/JPH031436A/en active Pending
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