JPS63119198A - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
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- JPS63119198A JPS63119198A JP61265349A JP26534986A JPS63119198A JP S63119198 A JPS63119198 A JP S63119198A JP 61265349 A JP61265349 A JP 61265349A JP 26534986 A JP26534986 A JP 26534986A JP S63119198 A JPS63119198 A JP S63119198A
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- Japan
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- plasma
- plasma generation
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- generation chamber
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Links
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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。
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）
本発明は電磁波、特にマイクロ波を用いることによって
プラズマを発生するプラズマ発生装置に関する。
プラズマを発生するプラズマ発生装置に関する。
（従来の技術）
マイクロ波を用いて電子サイクロトロン共鳴によってプ
ラズマを発生する方法が知られている。
ラズマを発生する方法が知られている。
この方法は簡便に高温のプラズマを発生することができ
、従って核融合、イオン源等の工業的研究に適用するも
のとして研究開発が進められている。
、従って核融合、イオン源等の工業的研究に適用するも
のとして研究開発が進められている。
このマイクロ波によってプラズマを発生する装置は、内
部が完全に高真空に保たれる放電管内部に周波数ωのマ
イクロ波を発生する手段を設けるとともに、電子サイク
ロトロン共鳴発生条件を満たす磁場強度Ｂ＝ｗｍ／ｅ（
本明細書ではこれを「共鳴磁場強度」と言う。なお、ｍ
は電子の質量であり、ｅは電子の電荷である。）の磁場
を与えて、電子サイクロトロン共鳴を発生させてこれに
よってプラズマを発生している。
部が完全に高真空に保たれる放電管内部に周波数ωのマ
イクロ波を発生する手段を設けるとともに、電子サイク
ロトロン共鳴発生条件を満たす磁場強度Ｂ＝ｗｍ／ｅ（
本明細書ではこれを「共鳴磁場強度」と言う。なお、ｍ
は電子の質量であり、ｅは電子の電荷である。）の磁場
を与えて、電子サイクロトロン共鳴を発生させてこれに
よってプラズマを発生している。
（発明が解決しようとする問題点）
マイクロ波によって電子サイクロトロン共鳴を起こし、
これによってプラズマを発生するプラズマ発生装置にお
いてはプラズマ発生部分即ち、放電管内部が高真空に保
たれている必要がある。また、この放電管内部にてマイ
クロ波電力を供給する必要があるが、高真空状態の放電
管内部と大気圧下でマイクロ波を供給する導波管とを仕
切る低誘電体物質で構成された窓において、絶縁破壊し
てしまったり、又機械的に破壊してしまうという問題が
あった。絶縁破壊は、放電管内外部を問わず発生したプ
ラズマが給電経路の導体金属を叩くことによって発生し
た金属イオンが窓物質中に浸透するために生じる。又プ
ラズマの発生により窓が局部的に加熱され、機械的に破
壊されてしまう。
これによってプラズマを発生するプラズマ発生装置にお
いてはプラズマ発生部分即ち、放電管内部が高真空に保
たれている必要がある。また、この放電管内部にてマイ
クロ波電力を供給する必要があるが、高真空状態の放電
管内部と大気圧下でマイクロ波を供給する導波管とを仕
切る低誘電体物質で構成された窓において、絶縁破壊し
てしまったり、又機械的に破壊してしまうという問題が
あった。絶縁破壊は、放電管内外部を問わず発生したプ
ラズマが給電経路の導体金属を叩くことによって発生し
た金属イオンが窓物質中に浸透するために生じる。又プ
ラズマの発生により窓が局部的に加熱され、機械的に破
壊されてしまう。
本発明の目的はこのような問題点を解決することにある
。
。
（問題点を解決するだめの手段）
上記目的は以下の本発明のプラズマ発生装置によって達
成される。即ち本発明のプラズマ発生装置は、プラズマ
生成室、このプラズマ生成室から荷電粒子を引き出ず引
き出し口付近に配置された中空の第１の磁石、この中空
の第１の磁石の中心軸上に前記第１の磁石と対向して、
前記プラズマ生成室中に配置された第２の磁石、この第
２の磁石を支持する棒状アンテナ、およびこの第２の磁
石の側方から前記プラズマ生成室内に電磁波を供給する
手段から構成される。
成される。即ち本発明のプラズマ発生装置は、プラズマ
生成室、このプラズマ生成室から荷電粒子を引き出ず引
き出し口付近に配置された中空の第１の磁石、この中空
の第１の磁石の中心軸上に前記第１の磁石と対向して、
前記プラズマ生成室中に配置された第２の磁石、この第
２の磁石を支持する棒状アンテナ、およびこの第２の磁
石の側方から前記プラズマ生成室内に電磁波を供給する
手段から構成される。
ここで、磁場発生装置としては、永久磁石、電磁面のい
ずれからなっているものでもよく、磁石の形状あるいは
配置形状も円筒、角筒、環状さらには複数の現状の磁石
の組合せからなるもの等種々のものが含まれる。
ずれからなっているものでもよく、磁石の形状あるいは
配置形状も円筒、角筒、環状さらには複数の現状の磁石
の組合せからなるもの等種々のものが含まれる。
（作 用）
マイクロ波発生装置から発生したマイクロ波は導波管に
よって伝達され、この伝達されたマイクロ波は導波管の
一方の管壁（８面）内面から延びて対向に設けられた開
口を抜けて配置された円筒系の低誘電体物質（例えば石
英ガラス）で構成された高真空の放電管に入射される。
よって伝達され、この伝達されたマイクロ波は導波管の
一方の管壁（８面）内面から延びて対向に設けられた開
口を抜けて配置された円筒系の低誘電体物質（例えば石
英ガラス）で構成された高真空の放電管に入射される。
放電管の中心軸には、導波管の一方の管壁内面から延び
て開口部に達する、他端に第２の磁石を有する棒状アン
テナが配置されている。高真空の放電管に入射されたマ
イクロ波は棒状アンテナを伝播しアンテナの他端に達し
、第２の磁石の中心軸上にこの磁石と対向して中空の第
１の磁石が配置されている対向空間でプラズマを生成す
る。ここで対向空間には共鳴磁場強度領域が形成されて
いる。
て開口部に達する、他端に第２の磁石を有する棒状アン
テナが配置されている。高真空の放電管に入射されたマ
イクロ波は棒状アンテナを伝播しアンテナの他端に達し
、第２の磁石の中心軸上にこの磁石と対向して中空の第
１の磁石が配置されている対向空間でプラズマを生成す
る。ここで対向空間には共鳴磁場強度領域が形成されて
いる。
（発明の効果）
マイクロ波エネルギーの供給を行う給電系が共鳴磁場強
度領域を横切らないので、その場所でプラズマが生成さ
れてマイクロ波エネルギーが消費されることがなく、効
率よくマイクロ波を放電管中のプラズマ生成室に導くこ
とができる。
度領域を横切らないので、その場所でプラズマが生成さ
れてマイクロ波エネルギーが消費されることがなく、効
率よくマイクロ波を放電管中のプラズマ生成室に導くこ
とができる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。マイクロ波
１が導波管２によって伝送され、放電管３中に入射され
る。放電管３の中心軸には導波管の一方の管壁内面５か
ら延びて開口部６に達する第２の磁石７を有する棒状ア
ンテナ４が配置されている。高真空の放電管３に入射さ
れたマイクロ波は棒状アンテナを伝播し棒状アンテナの
４の他端に達する。更に第２の磁石７の中心軸上に、こ
の磁石と対向して中空の第１の磁石８が配置されている
。第１、第２の磁石の対向空間には共鳴磁場強度領域が
形成されており、この空間に入射されたマイクロ波は効
率よくプラズマを生成する。
１が導波管２によって伝送され、放電管３中に入射され
る。放電管３の中心軸には導波管の一方の管壁内面５か
ら延びて開口部６に達する第２の磁石７を有する棒状ア
ンテナ４が配置されている。高真空の放電管３に入射さ
れたマイクロ波は棒状アンテナを伝播し棒状アンテナの
４の他端に達する。更に第２の磁石７の中心軸上に、こ
の磁石と対向して中空の第１の磁石８が配置されている
。第１、第２の磁石の対向空間には共鳴磁場強度領域が
形成されており、この空間に入射されたマイクロ波は効
率よくプラズマを生成する。
１０はプラズマを生成するプラズマ生成室である。
１１は生成プラズマよりイオンを引き出す電極である。
なお９は低圧状態でも安定してプラズマを生成させるた
めのエミッションワイヤーである。
めのエミッションワイヤーである。
棒状アンテナ４はその長さ方向に移動可能であり、共鳴
磁場強度領域を変化することができる。
磁場強度領域を変化することができる。
第２図に本発明の別の実施例の断面図を示す。
本実施例では、第１図に示した実施例の棒状アンテナ４
の周囲に、第２の磁石７の側方から供給されたマイクロ
波１を第１の磁石８の設置される方向へ反射する金属製
の反射体１２を設けた。この反射体１２によりマイクロ
波１をプラズマ生成部に効率よく供給できる。また、こ
の反射体１２と棒状アンテナとの接触部の電気的な接続
を完全にするため、反射体１２と棒状アンテナ４との接
触部に１／４波長の長さの円筒状溝をアンテナの円周軸
方向に、更にこの溝に連結して折り返した１／４波長の
長さの円筒状溝を反射体１２の内側に切削している。
の周囲に、第２の磁石７の側方から供給されたマイクロ
波１を第１の磁石８の設置される方向へ反射する金属製
の反射体１２を設けた。この反射体１２によりマイクロ
波１をプラズマ生成部に効率よく供給できる。また、こ
の反射体１２と棒状アンテナとの接触部の電気的な接続
を完全にするため、反射体１２と棒状アンテナ４との接
触部に１／４波長の長さの円筒状溝をアンテナの円周軸
方向に、更にこの溝に連結して折り返した１／４波長の
長さの円筒状溝を反射体１２の内側に切削している。
第２図に示した装置を用い、マイクロ波１を発生させる
マイクロ波発生装置のマグネトロン出力が、１００Ｗお
よび２７０Ｗの場合のしく第２図中アンテナ先端と第１
の磁石上端との距離）とイオン引出口近傍の電子密度と
の関係を第３図、第４図にそれぞれ示す。第３図、第４
図より、棒状アンテナを可動させることによりＬを適当
な長さにして、プラズマに対して安定な極小磁場配位が
得られ、遮断密度に近いプラズマが得られていることが
わかる。
マイクロ波発生装置のマグネトロン出力が、１００Ｗお
よび２７０Ｗの場合のしく第２図中アンテナ先端と第１
の磁石上端との距離）とイオン引出口近傍の電子密度と
の関係を第３図、第４図にそれぞれ示す。第３図、第４
図より、棒状アンテナを可動させることによりＬを適当
な長さにして、プラズマに対して安定な極小磁場配位が
得られ、遮断密度に近いプラズマが得られていることが
わかる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、
第２図は本発明の別の実施例の断面図、第３図および第
４図はそれぞれ出力が１００Ｗおよび２７０Ｗの場合の
Ｌ（第２図中アンテナ先端と第１の磁石上端との距離）
とイオン引出口近傍の電子密度との関係を示すグラフで
ある。 （図中、１・・・・・・入射マイクロ波、２・・・・・
・導波管、３・・・・・・放電管、４・・・・・・棒状
アンテナ、５・・・・・・導波管の一方の管壁内面、６
・・・・・・開口部、７・・・・・・第２の磁石、８・
・・・・・第１の磁石、１０・・・・・・プラズマ生成
室、１２・・・・・・反射体）手続補正帯（方式） ３．補正をする者 事件との関係 出願人 名称 （６７９）理化学研究所 同 アイコーデンキ株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和６２年１月２７日７、補
正の内容
４図はそれぞれ出力が１００Ｗおよび２７０Ｗの場合の
Ｌ（第２図中アンテナ先端と第１の磁石上端との距離）
とイオン引出口近傍の電子密度との関係を示すグラフで
ある。 （図中、１・・・・・・入射マイクロ波、２・・・・・
・導波管、３・・・・・・放電管、４・・・・・・棒状
アンテナ、５・・・・・・導波管の一方の管壁内面、６
・・・・・・開口部、７・・・・・・第２の磁石、８・
・・・・・第１の磁石、１０・・・・・・プラズマ生成
室、１２・・・・・・反射体）手続補正帯（方式） ３．補正をする者 事件との関係 出願人 名称 （６７９）理化学研究所 同 アイコーデンキ株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和６２年１月２７日７、補
正の内容
Claims (2)
- （１）プラズマ生成室、このプラズマ生成室から荷電粒
子を引き出す引き出し口付近に配置された中空の第１の
磁石、この中空の第１の磁石の中心軸上に前記第１の磁
石と対向して、前記プラズマ生成室中に配置された第２
の磁石、この第２の磁石を指示する棒状アンテナ、およ
びこの第２の磁石の側方から前記プラズマ生成室内に電
磁波を供給する手段から構成されるプラズマ発生装置。 - （２）前記棒状アンテナの周囲に、前記第２の磁石の側
方から供給された電磁波を前記第１の磁石の設置される
方向へ反射する反射体を設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載のプラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265349A JPH088159B2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265349A JPH088159B2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63119198A true JPS63119198A (ja) | 1988-05-23 |
| JPH088159B2 JPH088159B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17415938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61265349A Expired - Fee Related JPH088159B2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088159B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5255625A (en) * | 1991-03-26 | 1993-10-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft |
| US5453572A (en) * | 1990-07-02 | 1995-09-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Docking watercraft |
| US5476060A (en) * | 1993-03-12 | 1995-12-19 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Cabin for docking watercraft |
| US5775250A (en) * | 1990-07-02 | 1998-07-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft |
| JP2009123522A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Tdk Corp | イオン源 |
| WO2011034190A1 (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-24 | イマジニアリング株式会社 | プラズマ生成装置 |
| US8890410B2 (en) | 2009-09-17 | 2014-11-18 | Imagineering, Inc. | Plasma generation device |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP61265349A patent/JPH088159B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5453572A (en) * | 1990-07-02 | 1995-09-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Docking watercraft |
| US5775250A (en) * | 1990-07-02 | 1998-07-07 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft |
| US5255625A (en) * | 1991-03-26 | 1993-10-26 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft |
| US5372083A (en) * | 1991-03-26 | 1994-12-13 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft |
| US5476060A (en) * | 1993-03-12 | 1995-12-19 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Cabin for docking watercraft |
| JP2009123522A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Tdk Corp | イオン源 |
| WO2011034190A1 (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-24 | イマジニアリング株式会社 | プラズマ生成装置 |
| US8890410B2 (en) | 2009-09-17 | 2014-11-18 | Imagineering, Inc. | Plasma generation device |
| JP5764796B2 (ja) * | 2009-09-17 | 2015-08-19 | イマジニアリング株式会社 | プラズマ生成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088159B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |