JPWO2015099132A1 - 紫外光透過部材の温度計測方法、紫外光透過部材の温度計測装置、光源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明を例示する第1の実施形態として、図4に紫外光透過部材の温度を計測する温度計測装置を含む光源装置LS1の概要構成図を、図5に光源装置LS1における光源の概略図を示す。本実施形態では、紫外光を発生する光源の一例として重水素ランプを示し、重水素ランプのハウジング(チャンバ、バルブなどとも称される)にフッ化カルシウムのチューブを用いた構成を例示する。
第1実施例の吸収端波長検出方法においては、分光計測部20により検出された紫外光UV1の強度分布において、強度が所定の基準値以下になった波長を吸収端波長とする。第1実施例の吸収端波長の検出方法を説明するための説明図を図7に示す。グラフの横軸は紫外光UV1に含まれる光の波長、縦軸は強度であり、強度分布検出器22により検出された紫外光UV1の強度分布の一例をプロットしている。例示した紫外光UV1の強度分布S1では、波長127.5nm付近において破線で示す強度I1以下になっている。メモリ26には図7中に破線で示した強度I1が基準値として設定記憶されており、演算部27は強度分布検出器22から出力された紫外光UV1の強度分布S1のデータから強度がI1以下となる波長λ1を検出し、このλ1をハウジング13の吸収端波長とする。なお、強度の基準値I1は、温度が室温レベル(18℃)の状態で検出される波長λ1の光の強度に対して1%〜30%程度の範囲で適宜に設定することができる。
第2実施例の吸収端波長検出方法においては、分光計測部20により検出された紫外光UV1の強度分布において、波長をλとし各波長の強度をIとしたときに、dI/dλすなわち強度分布の傾きが所定の基準値以上となる波長をハウジング13の吸収端波長とする。この吸収端波長の検出方法を説明するための説明図を図8に示す。グラフの縦軸及び横軸は図7と同様に横軸が紫外光UV1に含まれる光の波長、縦軸が強度であり、強度分布検出器22により検出された紫外光UV1の強度分布の一例をプロットしている。例示した紫外光UV1の強度分布S2では、二点鎖線で示すように波長127.5nm付近においてdI/dλの値、すなわち強度分布の傾きが急激に大きくなっている。メモリ26には二点鎖線で示したdI/dλの値I′が基準値として設定記憶されており、演算部27は強度分布検出器22から出力された紫外光UV1の強度分布S2のデータからdI/dλが基準値I′以上となる波長λ2を検出して、この波長λ2を吸収端波長とする。
第3実施例の吸収端波長検出方法においては、メモリ26に予め設定記憶された光源部14近傍での紫外光UV1の発光スペクトル(強度分布)と、ハウジング13を透過して分光計測部20により検出された紫外光UV1の強度分布とを対比し、その差異が所定の基準値以上に変化した波長をハウジング13の吸収端波長とする。この吸収端波長の検出方法を説明するための説明図を図9(a)、図9(b)に示す。これらのグラフの縦軸及び横軸は図7、図8と同様に横軸が紫外光UV1に含まれる光の波長、縦軸が強度であり、図9(a)には光源部14近傍での紫外光UV1の発光スペクトルS31を二点鎖線で、ハウジング13を透過して強度分布検出器22により検出された紫外光UV1の強度分布S32を実線でプロットしている。また図9(b)には光源部14近傍での紫外光UV1の発光スペクトルS31から強度分布検出器22により検出された紫外光UV1の強度分布S32を減算処理した差分(S31−S32)の強度特性(分光強度特性)S3をプロットしている。
警報制御部28は、重水素ランプ10の光源部14で発生する紫外光UV1の発光強度を低減させる警報作動を行う。具体的には、警報制御部28は重水素ランプ10のランプ電源15に警報信号を出力してアノード11とカソード12との間の放電電力を低下させ、光源部14で発生する紫外光UV1の発光強度を低減させる。例えば、発光強度を警報発生前の発光強度の80%程度に低減させる。このとき警報制御部28は、I/O回路を介して不図示の操作パネルや外部のパーソナルコンピュータ等にも警報信号を出力し、「ハウジング温度が基準値以上になったため発光強度を80%に低減中」である旨を表示させる。これらの能力制御警報と同時に、回転灯により異常を知らせる表示警報や、ビープ音等による音声警報を行うことも好ましい。
警報制御部28は、重水素ランプ10を冷却する冷却構造の冷却能力を増加させてハウジング13の冷却を強化する警報作動を行う。光源装置LS1の構成を説明する際には簡明化のため説明を省略したが、光源1には重水素ランプ10を冷却する冷却構造CLが設けられている。冷却構造CLの一例として、窒素ガスを、大気環境からの重水素ランプ10のシールド(遮断)及び重水素ランプ10の冷却に用いた構成について説明する。このとき、重水素ランプ10は密閉構造のランプハウジングRH内に取り付けられる。ランプハウジングRHには窒素ガスを供給するガス供給ユニットGSが接続されて常時新鮮な窒素ガスが適宜な流量でパージ又は供給される。そのため、重水素ランプ10が大気環境から遮断されるとともに、ランプ外周を流れる窒素ガスによってハウジング13が冷却される。冷却構造CLの冷却能力は、ガス供給ユニットGSから供給する窒素ガスの流量を変化させることにより増減することができる。すなわち、本実施例においてはランプハウジングRHとガス供給ユニットGSが冷却構造CLを構成する。
次に、本発明を例示する第2の実施形態として、図11に温度計測装置3を含む光源装置LS2の概要構成図を示す。以下この図を参照しながら第2実施形態の光源装置LS2について説明する。なお、本実施形態の光源装置LS2は、既述した光源装置LS1と対比して温度計測装置3の構成が光源装置SL1の温度計測装置2と相違するが、光源1の構成は光源装置SL1の光源1と同一である。そこで、同一の構成には同一の番号を付して重複説明を省略し、温度計測装置2と相違する温度計測装置3について詳細に説明する。
なお、本実施形態の温度計測装置3においては、フォトダイオード32bにより検出された波長127.5nmの光の強度が所定の基準値と同一となったとき、または波長127.5nmの光の強度と所定の基準値との差分が所定値以下となったときに、ハウジング13の温度が基準温度200℃以上となったことを意味するように所定の基準値を設定してもよい。また、本実施形態の温度計測装置3においては、演算部37ではなく警報制御部38において、分光計測部30で検出された光の強度とメモリ36に設定された基準値とを対比して光強度が基準値以下であるか否かを判断してもよい。また、本実施形態の温度計測装置3においては、開口板32aを省略することも可能である。この場合は、フォトダイオード32bのみを波長127.5nmの位置に配設する。
次に、本発明を例示する第3の実施形態として、図12に温度計測装置5の概略図を示す。以下この図を参照しながら第3実施形態の温度計測装置5について説明する。この温度計測装置5は、第1光源部41から出射した第1の紫外光LV1が透過するウィンドウやレンズあるいは波長変換光学素子等の紫外光透過部材45の温度を計測する温度計測装置である。温度計測装置5は、真空紫外領域にスペクトルを有する第2の紫外光LV2を発生する第2光源部42と、第2光源部42により発生され紫外光透過部材45を透過した第2の紫外光LV2の強度分布を検出する分光計測部50と、分光計測部50により検出された第2の紫外光LV2の強度分布から紫外光透過部材45の吸収端波長を求め、求めた吸収端波長に基づいて紫外光透過部材45の温度を導出する演算処理部55とを備える。
LS2 第2実施形態の光源装置
UV1 紫外光
LV1 第1の紫外光
LV2 第2の紫外光
1 光源
2 温度計測装置
3 温度計測装置
5 温度計測装置
10 重水素ランプ
13 ハウジング(紫外光透過部材)
14 光源部
20 分光計測部
25 演算処理部
28 警報制御部
30 分光計測部
35 演算処理部
38 警報制御部
41 第1光源部
42 第2光源部
45 紫外光透過部材
50 分光計測部
55 演算処理部
58 警報制御部
Claims (14)
- 紫外光を透過する紫外光透過部材の温度を計測する温度計測方法であって、
前記紫外光透過部材を透過した紫外光を分光計測部により検出して当該透過部材の吸収端波長を求め、
求められた吸収端波長に基づいて前記紫外光透過部材の温度を導出する紫外光透過部材の温度計測方法。 - 紫外光を透過する紫外光透過部材の温度を計測する温度計測装置であって、
前記紫外光透過部材を透過した紫外光における、前記紫外光透過部材の吸収端波長を含む波長領域の強度分布を検出する分光計測部と、
前記分光計測部により検出された前記紫外光の強度分布から前記紫外光透過部材の吸収端波長を求め、求められた吸収端波長に基づいて前記紫外光透過部材の温度を導出する演算処理部とを備えた紫外光透過部材の温度計測装置。 - 前記演算処理部は、前記分光計測部により検出された前記紫外光の強度分布において、強度が予め設定された基準値以下になった波長を吸収端波長とする請求項2に記載の紫外光透過部材の温度計測装置。
- 前記演算処理部は、前記分光計測部により検出された前記紫外光の強度分布において、波長をλとし各波長の強度をIとしたときに、dI/dλが予め設定された基準値以上となる波長を吸収端波長とする請求項2に記載の紫外光透過部材の温度計測装置。
- 前記演算処理部は、予め記憶された前記紫外光透過部材を透過する以前の紫外光の強度分布と、前記分光計測部により検出された前記紫外光の強度分布とを対比し、差異が予め設定された基準値以上、基準値と同一又は基準値以下に変化した波長を吸収端波長とする請求項2に記載の紫外光透過部材の温度計測装置。
- 紫外光を発生する光源部と、
前記光源部で発生した紫外光を透過する紫外光透過部材と、
請求項2〜5のいずれか一項に記載の紫外光透過部材の温度計測装置とを備え、
前記温度計測装置が、導出した前記紫外光透過部材の温度が予め設定された基準値以上になったときに警報作動を行う警報制御部を備える光源装置。 - 紫外光を発生する光源部と、
前記光源部で発生した紫外光を透過する紫外光透過部材と、
前記紫外光透過部材を透過した紫外光における、前記紫外光透過部材が基準温度になったときの吸収端波長の光の強度を検出する分光計測部と、
前記分光計測部により検出された光の強度が予め設定された基準値以下になったときに警報作動を行う警報制御部とを備えた光源装置。 - 前記紫外光透過部材は材質がフッ化カルシウムであり、前記予め設定された基準値の温度または前記基準温度は190〜210℃である請求項6または7に記載の光源装置。
- 前記警報制御部は、前記光源部で発生する紫外光の発光強度を低減させる警報作動を行う請求項6〜8のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記紫外光透過部材を冷却する冷却構造を更に備え、
前記警報制御部は、前記冷却構造の冷却能力を増加させて前記紫外光透過部材の冷却を強化する警報作動を行う請求項6〜8のいずれか一項に記載の光源装置。 - 第1の紫外光を透過する紫外光透過部材の温度を計測する温度計測装置であって、
第2の紫外光を発生する光源部と、
前記光源部により発生され前記紫外光透過部材を透過した前記第2の紫外光における、前記紫外光透過部材の吸収端波長を含む波長領域の強度分布を検出する分光計測部と、
前記分光計測部により検出された前記第2の紫外光の強度分布から前記紫外光透過部材の吸収端波長を求め、求められた吸収端波長に基づいて前記紫外光透過部材の温度を導出する演算処理部とを備えた紫外光透過部材の温度計測装置。 - 前記演算処理部は、前記分光計測部により検出された前記第2の紫外光の強度分布において、強度が予め設定された基準値以下になった波長を吸収端波長とする請求項11に記載の紫外光透過部材の温度計測装置。
- 前記演算処理部は、前記分光計測部により検出された前記第2の紫外光の強度分布において、波長をλとし各波長の強度をIとしたときに、dI/dλが予め設定された基準値以上となる波長を吸収端波長とする請求項11に記載の紫外光透過部材の温度計測装置。
- 前記演算処理部は、予め記憶された前記紫外光透過部材を透過する以前の前記第2の紫外光の強度分布と、前記分光計測部により検出された前記第2の紫外光の強度分布とを対比し、差異が予め設定された基準値以上、基準値と同一又は基準値以下に変化した波長を吸収端波長とする請求項11に記載の紫外光透過部材の温度計測装置。
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