JPH04282499A - Ｓｏｒ光装置におけるｓｏｒ光出射用窓装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＳＯＲ光（シンクロ
トロン放射光）装置において、ＳＯＲ光を出射するため
の窓装置に関し、ＳＯＲ光取り出しラインにベローズを
介挿して窓装置を揺動させる場合に、ベローズが破損し
た場合に真空破壊を生じることなく、その破損を修復で
きるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、シンクロトロン装置は、ＳＯＲ光
装置として、超々ＬＳＩ回路の作成、医療分野における
診断、分子解析、構造解析等様々な分野への適用が期待
されている。

【０００３】ＳＯＲ光装置の概要を図２に示す。ＳＯＲ
光装置１において、電子発生装置（電子銃等）１０で発
生した電子ビームは直線加速器（ライナック）１２で光
速近くに加速され、ビーム輸送部１４の偏向電磁石１６
で偏向されて、インフレクタ１８を介してシンクロトロ
ンの蓄積リング２２内に入射される。蓄積リング２２に
入射された電子ビームは高周波加速空洞２１でエネルギ
を与えられながら収束電磁石２３，２５で収束され、偏
向電磁石２４で偏向されて真空ダクト２２内を周回し続
ける。偏向電磁石２４で偏向される時に発生するＳＯＲ
光２９は光取り出しライン２６を通して出射されて、例
えば露光装置２８に送られて超々ＬＳＩ回路作成用の光
源等として利用される。

【０００４】従来における光取り出しライン２６の構造
を図３に示す。光取り出しライン２６の途中には、斜入
射ミラー３０が配設されている。斜入射ミラー３０は、
無酸素銅，ＳｉＣ，Ａｕ，Ｐｔ等の平面鏡で構成され、
ＳＯＲ光２９を反射して光取り出しライン２６端部の窓
３２から出射させる。

【０００５】斜入射ミラー３０は軸３４を支点として、
上下方向に揺動自在に支持されている。斜入射ミラー３
０の端部にはミラー揺動機構３６のロッド３８が取り付
けられている。ロッド３８はモータ４０で駆動されるカ
ム４２の回転により上下方向に動作し、斜入射ミラー３
０を上下方向に揺動して、ＳＯＲ光２９を上下方向に揺
動させる。

【０００６】蓄積リング２２（図２）から出射されたＳ
ＯＲ光２９は本来垂直方向の広がりが小さいが、この斜
入射ミラー３０の揺動により垂直方向に拡大されて、Ｌ
ＳＩ露光用の露光面積が確保される。ＳＯＲ光２９の出
射用窓３２は、内部の高真空と外部の低真空を遮断しな
がらＳＯＲ光２９を出射する働きを有するもので、ＳＯ
Ｒ光２９の透過率が高くかつ機械的強度が強いベリリウ
ム等の薄板が使用される。

【０００７】従来の窓３２は、図４に示すように、全露
光範囲に対応した面積を有するものが用いられていた。 ところが、この窓３２では、全露光範囲に対応する面積
を有するため、機械的強度を確保するためには板厚を厚
くしなければならず、ＳＯＲ光２９の透過率が低く、出
射光強度が十分に得られなかった。

【０００８】そこで、従来装置におけるこのような欠点
を解決して、板厚を薄くしても機械的強度が十分確保さ
れるようにして、ＳＯＲ光の透過率を向上させて出射光
強度を高めた窓装置として、本出願人の出願に係る特願
平２−２３９４７６号（発明の名称「ＳＯＲ光装置にお
けるＳＯＲ光出射用窓装置」）の明細書および図面に記
載の窓装置が提案されている。

【０００９】これは光取り出しラインの端部にベローズ
を介して窓部を上下方向に揺動自在に取り付けて、ＳＯ
Ｒ光の揺動に同期して窓部を揺動するようにしたもので
ある。これによれば、窓は全露光範囲よりも狭い面積で
済むので、板厚を薄くしても機械的強度を確保でき、Ｓ
ＯＲ光の透過率を高めて出射強度を高めることができる
。

【００１０】図５は、上記明細書中に一実施例として記
載された窓装置である。光取り出しライン２６の途中に
は、斜入射ミラー３０が配設されている。斜入射ミラー
３０は、無酸素銅，ＳｉＣ，Ａｕ，Ｐｔ等の平面鏡で構
成され、ＳＯＲ光２９を反射して光取り出しライン２６
端部の窓４４の方向に導く。

【００１１】斜入射ミラー３０は軸３４を支点として、
上下方向に揺動自在に支持されている。斜入射ミラー３
０の端部にはミラー揺動機構３６のロッド３８が取り付
けられている。ロッド３８はモータ４０で駆動されるカ
ム４２の回転により上下方向に動作し、斜入射ミラー３
０を上下方向に揺動して、ＳＯＲ光２９を上下方向に揺
動させて上下方向の必要な露光面積を確保する。

【００１２】光取り出しライン２６の端部には円筒状の
ベローズ４６を介して窓部４８が取り付けられている。 窓部４８には、窓部揺動機構５２のロッド５４が取り付
けられている。ロッド５４はモータ５６で駆動されるカ
ム５８の回転により上下方向に動作し、窓部４８をベロ
ーズ４６を介して上下方向に揺動させる。

【００１３】窓部４８のフランジには窓板５０が取り付
けられ、窓板５０の中央部には窓４４が取り付けられて
いる。窓４４はベリリウム等の薄板で構成され、内部の
高真空と外部の低真空を遮断した状態で　　ＳＯＲ光２
９を出射する。

【００１４】窓４４は、図６に正面図で示すように、上
下方向の幅がＳＯＲ光２９の揺動範囲（つまり、全露光
範囲）より狭く形成されている。したがって、窓４４は
面積が従来のもの（図４）よりも小さいので、薄く形成
しても十分な機械的強度が確保され、ＳＯＲ光の透過率
を高めることができる。

【００１５】ミラー揺動機構３６のカム４２の回転位置
は、パルスエンコーダ等の位置検出器６０で検出される
。また、窓部揺動機構５２のカム５８の回転位置は、パ
ルスエンコーダ等の位置検出器６２で検出される。

【００１６】揺動制御手段６４は、位置検出器６０，６
２の検出に基づき、サーボアンプ６６，６８を介してモ
ータ４０，５６を同期駆動することにより、斜入射ミラ
ー３０および窓部４８を連動させる。これにより、ＳＯ
Ｒ光２９の位置に窓４４が移動して、ＳＯＲ光２９が出
射される。

【００１７】このようにして、全露光面積よりも小さい
窓４４を使用して、ＳＯＲ光２９を全露光面積分出射さ
せることができる。したがって、窓４４の板厚を薄くし
ても機械的強度が十分に確保され、ＳＯＲ光２９の透過
率を高めて出射強度を高めることができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】筒状のベローズは軸方
向の伸縮には強いが、径方向の揺動には比較的弱い。こ
のため、前記図５のような窓部４８の揺動構造では、繰
り返し揺動していると、ベローズ４６が破損して、光取
り出しライン２６の真空破壊につながるおそれがあった
。

【００１９】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、ＳＯＲ光取り出しラインにベローズを介
挿して窓装置を揺動させる場合に、ベローズの破損によ
る真空破壊を防止したするとともに、破損した場合の修
復を可能にしたＳＯＲ光装置におけるＳＯＲ光出射用窓
装置を提供しようとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明は、ＳＯＲ光装
置の光取り出しラインの端部に設けられて、この光取り
出しラインを真空封止した状態で窓からＳＯＲ光を出射
させる窓装置であって、前記窓よりも光源寄りの位置に
径の異なる複数の筒状のベローズを同心状に配した多重
ベローズで構成された部分を有し、この多重ベローズは
その最内周のベローズ内を前記ＳＯＲ光が通過するよう
に配設され、かつ最内周のベローズと最外周のベロース
との間に前記光取り出しライン内よりも圧力が高くかつ
最外周のベローズの外側よりも圧力が低く設定された空
間層を有し、さらにこの空間層の圧力を検出する圧力検
出器を具備するとともに、この空間層の気体を排気する
排気ポートを設け、この排気ポートには遮断弁と真空ポ
ンプの引き口を設けてなるものである。

【００２１】

【作用】この発明によれば、多重ベローズのうち内周側
のベローズが破損すると、上記空間層の気体が漏れ出る
ので、圧力検出器の検出圧力は低下する。また、外周側
のベローズが破損すると、その外側から上記空気層に気
体が浸入するので、圧力検出器の検出圧力は上昇する。 したがって、圧力検出器の検出圧力によりいずれのベロ
ーズが破損したかがわかり、全部のベローズが破損する
以前に多重ベローズを修理または交換することにより、
光取り出しラインの真空破壊を防止することができる。

【００２２】そして、外側のベローズが破損した場合は
、その破損箇所を接着剤等で修復する。そして、排気ポ
ートの引き口に真空ポンプをつないで（はじめからつな
いだままでも可）、排気ポンプを駆動するとともに、遮
断弁を開いて空間層の気体を排出し、圧力検出器で所定
圧力が検出されたら遮断弁を閉じる。このようにして、
光取り出しラインを真空破壊することなくベローズの修
復を行なうことができる。なお、空間層に外部から気体
を注入するリーク弁を設ければ、空間層の圧力調整が容
易になる。

【００２３】

【実施例】この発明の実施例を以下説明する。 （実施例１）この発明の一実施例を図１に示す。ここで
は２重ベローズを用いた場合について示している。光取
り出しライン２６の途中には、斜入射ミラー３０が配設
されている。斜入射ミラー３０は、無酸素銅、ＳｉＣ，
Ａｕ，Ｐｔ等の平面鏡または曲面鏡で構成され、ＳＯＲ
光２９を反射して光取り出しライン２６端部の窓４４の
方向に導く。

【００２４】斜入射ミラー３０は軸３４を支点として、
上下方向に揺動自在に支持されている。斜入射ミラー３
０の端部にはミラー揺動機構３６のロッド３８が取り付
けられている。ロッド３８はモータ４０で駆動されるカ
ム４２の回転により上下方向に動作し、斜入射ミラー３
０を上下方向に揺動して、ＳＯＲ光２９を上下方向に揺
動させて上下方向の必要な露光面積を確保する。

【００２５】光取り出しライン２６の端部にはゲートバ
ルブ７０を介してフランジ７１が形成され、このフラン
ジ７１に窓部４８が取り付けられている。

【００２６】窓部４８は両側にフランジ７２，７４が形
成された２重ベローズ７６を具えている。左側のフラン
ジ７２は光取り出しライン２６の端部のフランジ７１に
連結され、右側のフランジ７４には窓板５０が取り付け
られている。

【００２７】２重ベローズ７６は径の異なる２つの円筒
状のベローズ７８，８０を同心状に配して、それぞれの
端部をフランジ７２，７４に気密に取り付けて構成され
ている。内周側のベローズ７８の内周面は光取り出しラ
イン２６内に臨み、その中をＳＯＲ光２９が通過する。 外周側ベローズ８０の外周面は大気に臨んでいる。内周
側ベローズ７８と外周側ベローズ８０の間には、光取り
出しライン２６とも大気とも遮断された空間層８２が形
成されている。空間層８２内は光取り出しライン２６の
圧力（高真空）よりもわずかに高い圧力に密閉されてい
る。この空間層８２には真空検出ポート８５が連通して
設けられ、この真空検出ポート８５には圧力検出器とし
て真空計８６が接続されて、空間層８２の圧力を常時監
視している。

【００２８】空間層８２には排気ポート８４が連通して
設けらてれいる。この排気ポート８４の途中には遮断弁
８７が挿入され、遮断弁８７よりも空間層８２寄りの部
分には外気を空間層８２に取り込んで圧力調整するため
のリーク弁８３が設けられている。また、排気ポート８
４の端部には真空ポンプ８９が着脱可能に連結される。

【００２９】窓板５０の中央部には窓４４が取り付けら
れている。窓４４はベリリウム等の薄板で構成され、内
部の高真空と外部の低真空を遮断した状態でＳＯＲ光２
９を射出する。

【００３０】窓４４は、前記図６に正面図で示すように
、上下方向の幅がＳＯＲ光２９の揺動範囲（つまり、全
露光範囲）よりも狭く形成されている。したがって、窓
４４は面積が従来のもの（図４）よりも小さいので、薄
く形成しても十分な機械的強度が確保され、ＳＯＲ光の
透過率を高めることができる。

【００３１】窓部４８には、窓部揺動機構５２のロッド
５４が取り付けられている。ロッド５４はモータ５６で
駆動されるカム５８の回転により上下方向に動作し、窓
部４８を２重ベローズ７６を介して上下方向に揺動させ
る。

【００３２】ミラー揺動機構３６のカム４２の回転位置
は、パルスエンコーダ等の位置検出器６０で検出される
。また、窓部揺動機構５２のカム５８の回転位置は、パ
ルスエンコーダ等の位置検出器６２で検出される。

【００３３】揺動制御手段６４は、位置検出器６０，６
２の検出に基づき、サーボアンプ６６，６８を介してモ
ータ４０，５６を同期駆動することにより、斜入射ミラ
ー３０および窓部４８を連動させる。これにより、ＳＯ
Ｒ光２９の位置に窓４４が移動して、ＳＯＲ光２９が出
射される。

【００３４】ミラー揺動機構３６および窓部揺動機構５
２の動作を図７に示す。（ａ）のように斜入射ミラー３
０の右部が上方向に揺動している時は窓部４８も上方向
に揺動して、上方向に揺動しているＳＯＲ光２９を窓４
４から出射させる。また、（ｂ）のように斜入射ミラー
３０の右部が下方向に揺動している時は窓部４８も下方
向に揺動して、下方向に揺動しているＳＯＲ光２９を窓
４４から出射させる。

【００３５】このようにして、全露光面積よりも小さい
窓４４を使用して、ＳＯＲ光２９を全露光面積分出射さ
せることができる。したがって、窓４４の板厚を薄くし
ても機械的強度が十分に確保され、ＳＯＲ光２９の透過
率を高めて出射強度を高めることができる。

【００３６】空間層８２の圧力は真空検出ポート８５を
介して真空計８６で常時監視されている。内周側および
外周側のベローズ７８，８０のいずれにも亀裂等の破損
が生じていない時は、空間層８２内は光取り出しライン
２６内の圧力（高真空）よりもわずかに高い圧力に密閉
されているので、この圧力値が真空計８６で検出される
。なお、この時、遮断弁８７およびリーク弁８３は閉じ
ている。

【００３７】内周側のベローズ７８に破損が生じると、
空気層８２の気体が光取り出しライン２６内に漏出する
ので、空間層８２の圧力が低下する。また、外周側のベ
ローズ８０に破損が生じると、外気が空気層８２内に浸
入するので、空間層８２の圧力が上昇する。したがって
、空間層８２の圧力が当初の設定値よりも低下したかま
たは上昇したかにより内外周のベローズ７８，８０のい
ずれが破損したかがわかる。

【００３８】外周側ベローズ８０に破損が生じた場合は
、その破損部分を接着（エポキシ樹脂等による）、溶接
、ろう付け等で塞いで修復する。そして、排気ポート８
４に真空ポンプ（ロータリポンプ等）８９を接続し、こ
れを駆動し、遮断弁８７を開いて空間層８２に流入した
空気を排気する。この時、真空計８６で空間層８２の圧
力を検出し、所定の設定値またはそれよりも低い値に達
したら遮断弁８７を閉じる。そして、所定の設定値より
も低い値の場合はリーク弁８３をゆっくり開いて外気を
空間層８２に取り込んで圧力調整を行ない、設定値に達
したところでリーク弁８３を閉じる。このようにして、
窓部４８を光取り出しライン２６に装着したまま修理を
行なうことができる。修理が終ったら、真空ポンプ８９
は取り外すことができる。

【００３９】内周側ベローズ７８に破損が生じた場合は
、ゲートバルブ７０を閉じて、窓部４８を外して新しい
ものと交換するかあるいは上記外周側ベローズ８０と同
様の修復方法で修復して再使用する。以上のようにして
、外周側ベローズ８０または内周側ベローズ７８に破損
が生じても光取り出しライン２６が真空破壊を生じる以
前にこれを検知して、修理または交換することができる
。

【００４０】（実施例２）この考案の他の実施例を図８
に示す。これは、排気ポート８４から分岐して真空検出
ポートを設けたものである。図１と共通する部分には同
一の符号を用いる。内外ベローズ７８，８０間に形成さ
れる空間層８２には排気ポート８４が連通して設けられ
ている。この排気ポート８４の途中には遮断弁８７が挿
入され、遮断弁８７よりも空間層８２寄りの部分には外
気を空間層８２に取り込んで圧力調整するためのリーク
弁８３が設けられている。また、排気ポート８４の端部
には真空ポンプ８９が着脱可能に連結される。また、排
気ポート８４には、遮断弁８７よりも空間層８２寄りの
部分に真空検出ポート８５が分岐して設けられ、この真
空検出ポート８５の端部に真空計８６が接続されて、空
間層８２の圧力を常時監視している。以上の構成により
、前記実施例１と同様に、内外ベローズ７８，８０の破
損検出および修復を行なうことができる。

【００４１】

【変更例１】前記実施例では２重ベローズの場合につい
て述べたが、３重以上にすることもできる。

【００４２】

【変更例２】図９に示すように、内周側ベローズ７８と
外周側ベローズ８０との間にこれらが互いに当ってかみ
合わないように円筒状の薄板で構成されるフィン（イン
ナースリーブ）１５０を例えば外周側ベローズ８０の内
周面に一端を固定するようにして配置することもできる
。

【００４３】

【変更例３】前記実施例ではリーク弁８３を真空排気ポ
ート８４に配設したが、空間層８２に連通する箇所があ
れば、どこでも配設することができる。また、真空ポン
プ８９だけで所定の圧力に調整できれば、リーク弁８３
を不要とすることもできる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この考案によれば
、多重ベローズのうち内周側のベローズが破損すると、
空気層の気体が漏れ出て、圧力検出器の検出圧力は低下
し、また、外周側のベローズが破損すると、その外側か
ら上記空気層に気体が浸入して、圧力検出器の検出圧力
は上昇ので、圧力検出器の検出圧力によりいずれのベロ
ーズが破損したかがわかり、全部のベローズが破損され
る以前に多重ベローズを修理または交換することにより
、光取り出しラインの真空破壊を防止することができる
。

【００４５】そして、外側のベローズが破損した場合は
、その破損箇所を接着剤等で修復し、排気ポートの引き
口に真空ポンプをつないで（はじめからつないだままで
も可）、排気ポンプを駆動するとともに、遮断弁を開い
て空間層の気体を排出し、圧力検出器で所定圧力が検出
されたら遮断弁を閉じることにより、光取り出しライン
を真空破壊することなくベローズの修復を行なうことが
できる。また、空間層に外部から気体を注入するリーク
弁を設ければ、空間層の圧力調整が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例を示す光取り出しライ
ンの縦断面図および揺動機構の制御系統を示すブロック
図である。

【図２】　　ＳＯＲ光装置の概要を示す平面図である。

【図３】　　従来の光取り出しラインの構造を示す縦断
面図である。

【図４】　　図３の窓３２の形状を示す正面図である。

【図５】　　従来提案されていた窓部の揺動機構および
その揺動制御系統を示すブロック図である。

【図６】　　図１および図５の窓４４の形状を示す正面
図である。

【図７】　　図５の揺動機構の揺動動作を示す縦断面図
である。

【図８】　　この考案の他の実施例を示す光取り出しラ
インの縦断面図である。

【図９】　　この発明の変更例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１　　ＳＯＲ光装置 ２６　　光取り出しライン ２９　　ＳＯＲ光 ３０　　斜入射ミラー ３６　　ミラー揺動機構 ４４　　窓 ６４　　揺動制御手段 ７０　　ゲートバルブ ７６　　２重ベローズ（多重ベローズ）７８　　内周側
ベローズ ８０　　外周側ベローズ ８２　　空間層 ８３　　リーク弁 ８４　　排気ポート ８５　　真空検出ポート ８６　　真空計（圧力検出器） ８７　　遮断弁 ８９　　真空ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＳＯＲ光装置の光取り出しラインの端部に
   設けられて、この光取り出しラインを真空封止した状態
   で窓からＳＯＲ光を出射させる窓装置であって、前記窓
   よりも光源寄りの位置に径の異なる複数の筒状のベロー
   ズを同心状に配した多重ベローズで構成された部分を有
   し、この多重ベローズはその最内周のベローズ内を前記
   ＳＯＲ光が通過するように配設され、かつ最内周のベロ
   ーズと最外周のベロースとの間に前記光取り出しライン
   内よりも圧力が高くかつ最外周のベローズの外側よりも
   圧力が低く設定された空間層を有し、さらにこの空間層
   の圧力を検出する圧力検出器を具備するとともに、この
   空間層の気体を排気する排気ポートを設け、この排気ポ
   ートには遮断弁と真空ポンプの引き口を設けてなるＳＯ
   Ｒ光装置におけるＳＯＲ光出射用窓装置。
2. 【請求項２】前記空間層に外部から気体を注入してその
   圧力を調整するリーク弁を設けてなる請求項１記載のＳ
   ＯＲ光装置におけるＳＯＲ光出射用窓装置。