JPS61281452A - マイクロ波放電光源装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマイクロ波放電を利用した光源装置。

特にその放射元の有効利用に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば特願昭５９−３９９８０号公報に示され
た従来のマイクロ波放電光源装置を示し。

１はマイクロ波発振器であるマグネトロン、２はマグネ
トロンアンテナ、３は導波管、４は通風口。

５は円筒形のマイクロ波共振空胴で少くとも壁面の一部
に光透過性部材７を有する。光透過性部材７は電気的に
連続した金属メッシュエＶ成り、ランプ９０１点から光
透過性部材７側に張った立体角の和が２πステラジアン
以上となる。８は金属＝９成る空胴壁６の導波管３と接
続されている部分にあけられ、マイクロ波音導波管３か
らマイクロ波共振空胴５に給電するための給電口である
。

又、ランプ９０同部には希ガスや水銀等が封入され、ラ
ンプ９は石英ガラスの工うな透光体にＬｖ形厄されてい
る。１０はランプ９の処置から伸びたランプ叉持部で、
やはり石英ガラスの工うな誘電体からｇり、ランプ止め
ねじ１０１に↓り空胴壁６に取付けられる。１１はマイ
クロ波共振空胴５から放射された光を反射する元反射板
、１）はマグネトロン１やランプ９を冷却する冷却ファ
ン、１３は上記した各部材を収納する箱体である。

次に、上記装置の動作について説明する。マグネトロン
ｌで発振されたマイクロ波はマグネトロンアンテナ２か
ら導波管３ｔ−通り、このマイクロ波は給電口８金介し
て空ｌ１Ｉ４艦６と金属メッシュエ＃）ｒｙ、る光透過
性部材７とにＬり囲まれたマイクロ波共振空胴５内へ給
電される。このマイクロ波に工ってランプ９中の希ガス
が放電し、このエネルギーに１多ランプ９の管壁が加熱
され、封入された水銀等が蒸発してガス化し、放電は水
銀等の金属ガスの放電が主となり、ガスの棟類に応じた
スペクトルで発光する。金属メツシュより成る光透渦性
部材７はマイクロ波に対しては金属と同様に反射する工
うに作用し１元は透過性部材７を透過する。従って、ラ
ンプ９からの元はマイクロ波共振空胴５から外へ放射さ
れ、元反射板１１で反射される。元反射板１１の形状は
元の用途に応じて種々設計される。

〔発明が解決しょうとする問題点〕

しかるに、上記の工うな従来のマイクロ波放電光源装置
では、マイクロ波共振空胴５から放射された光を制御す
る光学系として元反射板１１ｔ−使りており、半導体製
造工程などで使用される紫外線露光には増々高密度パタ
ーン形取が要求され、元反射板１１で光を制御するには
ランプ９が大きく、限界があった。

本発明は上記した問題点を解決するために成されたもの
であり、ランプから放射された光を有効に利用し、放射
元の制御全容易に行うことができるマイクロ波放電元源
装置金得ること金目的とする。

〔問題点を解決する丸めの手段〕

本発明に係るマイクロ波放電光源装置は、ランプの管壁
の一部を平面状とし、またランプの一点から光透過性部
材側に張った立体角が２πステラジアン以下になる工う
にし、かつ光透過性部材面とランプ吸平面とを対向させ
る工うに構成したものである。

〔作　　用〕

本発明においては、ランプ壁の一部を平面にしたのでこ
の平面部分をランプの大きさより小さくすることができ
１元透過性部材の外側に適当な光学系を配置することに
エクランゾ壁平面部を被照射面に結像することが可能と
なり、平行光の形成。

照度分布の均一化お工び所望の照射面積の獲得など元の
制御全容易に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例全図面とともに説明する。

第１図お工び第２図において、７１は円筒形のマイクロ
波空１１１ｉ３５　ｋ形成する金属製の空胴壁６の頂部
に設けられた光透過性部材であり、該部材７１は電気的
に連続した金属メツシュからなり、空胴壁６と同一材料
で形成されている方が好都合である。又、マイクロ波空
胴５内に配設された筒状の無電極放電ランプ９１の一点
から光透過性部材７１側に張った立体角は２πステラジ
アン以下となっている。ランプ９１はその壁面の一部が
平面状に形成されるとともにその頂面と底面の周囲は湾
曲し、この平面部９１′が光透過性部材７１面に対向す
るように配設されている。又、ランプ９１の高さはその
直径より小さくなっている。４１．４２はランプ９１を
冷却するためランプ９１の軸に直角にマイクロ波空胴壁
６に設けられ、マイクロ波を通きないで冷風全通すカッ
トオフパイプである。

１）　、１）’は夫々送風ファンおよび吸気ファンであ
る。１４は光透過性部材７１の前面にランプ９１の平面
部９１′ヲ焦点として配設された凸レンズ、１５は凸レ
ンズ１４の前面にある被照射面である。

次に、上記装置の動作上説明する。まず、マグネトロン
１で発振さｔｉ＊マイクロ波はマグネトロンアンテナ２
から導波管３ｔ−通り、給電口８からマイクロ波空胴壁
６と光透過性部材７１とで凹まれたマイクロ波空胴５内
に給電される。このマイクロ波により、ランプ９１中の
希ガスが放電し、このエネルギーでランプ９１の壁部が
加熱され、封入された水銀等が蒸発、ガス化して放電は
水銀等の金属ガスの放電が主となり、ガスの種類に応じ
たスペクトルで発光する。光透過性部材７１はマイクロ
波は反射し、光は透過する一工うになっている。ランプ
９１の平面部９１′からの元はマイクロ波空［］１ｉｉ
５から光透過性部材７１ｔ−通して外部へ放射され、平
面部９１′から焦点距離に配置された凸レンズ１４によ
り平行光となり、被照射面１５に照射される。この被照
射面１５の大きさに１って外部の光学系の焦点距離、大
きさお工び光透過性部材７１の大きさは適当に選ばれる
。外部への放射光の平行度金一層良好にするためにはラ
ンプ９１の平面部９１′の面積が小さい方が良く、また
凸レンズ１４はできるだけ中央部を使用すれば良い。

又、元の強度を大きくするためには被照射面１５と凸し
ン−！：１４とはできるだけ近づけた方が良い。

さらに、ランプ９１の冷却はランプ軸に直角方向即ち円
筒形のランプ９１の側面から冷風を当てる工うに、空胴
壁６にあけられたカットオフパイプ４１から送風ファン
１）により送風し、空胴壁６の反対側に設けられたカッ
トオフパイプ４２から吸気ファン１）′にニジ排気され
る。この際、気流１６は平べったく平面部９１′あるい
は湾曲部を形成されたランプ９１の壁面に沿って流れ、
ランプ９１の瞳部を効率良く冷却する。こうして、高さ
が直径、Ｃす小さい筒状ランプ９１のランプ軸に直角な
方向からランプ９１全冷却する手設ヲ設けることに１９
冷却効果を向上させることができ、ランプ９１の過熱に
よる破損お工びランプ９１の劣化を防止することができ
る。尚、カットオフパイプ４１．４２の代りにマイクロ
波ｔ−透過しないで空気のみ通すメツシュの工うなもの
を用いても良い。又、凸レンズ１４を介して放射される
光の平行度を良くするためには、光透過性部材７１部分
以外の空１１１ｉ１壁６の円面を光を吸収する材料で構
成すれば良い。

第３図は本発明の第２の実施例を示し、この例では空胴
壁６の側部に光透過性部材７１を設け。

これに対応して第１の実施例と同様にランプ９１゜凸レ
ンズ１４お↓び被照射面１５を配置したものであり、第
１の実施例と同様の作用、効果を有する。

第４図お工び第５図は各々無電極放電ランプの他の実施
例を示し、これらの例でもランプ９２゜９３の壁面の一
部に平面部９２’　、　９３’が形成されており、平面
部９２’、９３’の大きさをランプ９２゜９３の大きさ
より小さくあるいは等しくすることができ、マイクロ波
空胴５から放射された光を外部に配置された光学系によ
り制御し易くなる。即ち、平面部９２’　、　９３’金
外部の光学系により被照射面１５に結像したり、平行元
會作ったりすることが行い易くなる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ランプ壁の一部を平面に
形成したランプを、その平面部分で光透過性部材面に対
向させるようにしており、外部に配置した光学系により
所望の大きさの被照射面を平行光で照射し、かつ均一な
照度分布を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る装置の構成図、第
２図（ａ）　、　（ｂ）は夫々不発明の第１の実施例に
係るランプの正面図お工び底面図、第３図は本発明の第
２の実施例に係る装置の構底図、第４図（ａ）　、　Ｃ
ｂ）は夫々本発明に係るランプの他の実施例における正
面図お工び底面図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は夫々不
発明に係るランプのさらに他の実施例における正面図お
よび底面図、第６図は従来装置の構成図である。 １・・・マグネトロン（マイクロ波発生手段）、３・・
・導波管、４１．４２・・・カットオフノにイゾ、５・
・・マイクロ波空胴、６・・・マイクロ波空１Ｉｌｉｉ
Ｊ瞳、７１・・・光透過性部材、８・・・給電口、９１
〜９３・・・無電極放電ランプ、９１′〜９３′・・・
平置部、１）・・・送風ファン、１）′・・・吸気ファ
ン％１４・・・凸レンズ、１５・・・被照射１ｆｆｉ％
１Ｇ・・・気流。 尚、図中同一符号は同一または相当部分金示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、こ
   のマイクロ波を導波管および給電口を介して給電される
   とともに少くとも壁面の一部に光透過性部材を有するマ
   イクロ波空胴と、このマイクロ波空胴内に配設されたラ
   ンプと、マイクロ波空胴から放射された光を制御する光
   学系を備えたものにおいて、ランプの一点から光透過性
   部材側に張った立体角が２πステラジアン以下になるよ
   うにするとともに、ランプ壁の一部を平面状とし、かつ
   光透過性部材面とランプ壁の平面部とを対向させたこと
   を特徴とするマイクロ波放電光源装置。
2. （２）マイクロ波空胴を筒状にしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のマイクロ波放電光源装置。
3. （３）マイクロ波空胴壁の頂部を前記光透過性部材によ
   り形成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   のマイクロ波放電光源装置。
4. （４）マイクロ波空胴壁の側部を前記光透過性部材によ
   り形成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   のマイクロ波放電光源装置。
5. （５）ランプは、その高さが直径より小さい筒状である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいず
   れかに記載のマイクロ波放電光源装置。
6. （６）筒形のランプは少くともその頂面と底面の周囲が
   湾曲していることを特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載のマイクロ波放電光源装置。
7. （７）マイクロ波空胴壁が、筒状ランプの軸に直角な方
   向からランプに向けて冷却風を吹き付ける手段を具備し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第５項または第６項
   記載のマイクロ波放電光源装置。
8. （８）前記光学系がランプ壁平面部からの焦点距離に配
   設された凸レンズであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第７項のいずれかに記載のマイクロ波放電光
   源装置。