KR100704570B1

KR100704570B1 - 특정하게 동조된 무선 주파수의 전자계 발생기를 갖는 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치, 플라즈마 장치 및 물질의 절개 방법

Info

Publication number: KR100704570B1
Application number: KR1020017000542A
Authority: KR
Inventors: 리처드 제이 푸고
Original assignee: 리처드 제이 푸고
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2007-04-09
Also published as: KR20010099589A; IL140782A0; EP1094758A1; CA2336907C; CN1322122A; EA200100120A1; CN1167389C; BR9815936A; AU750001B2; US6479785B1; EA003761B1; IL140782A; JP2002509738A; EP1094758A4; OA11775A; CA2336907A1; HK1041798A1; MXPA01000289A; AU9787898A

Abstract

본 발명은 조화된 플라즈마 구름을 이용하여 물질(32)을 절개하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 무선 주파수 발생기 시스템(10)은 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁(28)에 의해 전송되는 전자기 파형을 생성한다. 이 전자기 파형을 이용하여 열 이온화와 같은 프로세스와, 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁(28)의 표면에 하전된 원자 입자에 대한 애벌런치 효과를 생성하는 광전 효과에 의해 플라즈마 구름을 초기화하는 데 이용된다. 이 전자기 파형은 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁(28)의 표면에 피막을 형성하는 동안, 감소된 원자 입자의 난류와 혼돈을 나타내는 조화된 플라즈마 구름을 유지하고 제어하기 위해 플라즈마 구름에 대하여 임피던스 정합되고, 주파수 정합되며, 전력 정합되고, 동조 된다. 자기 병목 효과, 핀 효과 및 터널링 효과를 이용하여, 절개 플라즈마 구름의 에너지를 포획, 유지, 압축, 윤곽 형성, 집중 및 증폭시킨다.

Description

특정하게 동조된 무선 주파수의 전자계 발생기를 갖는 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치, 플라즈마 장치 및 물질의 절개 방법{DEVICE FOR PLASMA INCISION OF MATTER WITH A SPECIFICALLY TUNED RADIOFREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD GENERATOR}

본 발명은 조화된 플라즈마 구름(harmonious plasma cloud)을 이용하여 물질(matter)에 절개(incision)를 실시하는 데 사용되는 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로, 특히 무선 주파수 신호 발생기 시스템으로부터 전송된 전자기 에너지파에 의해 기동되어 지속되는 조화된 플라즈마 구름에 관한 것이다.

상기 무선 주파수 신호 발생기 시스템은 본 발명의 장치에 의해 기동되고, 지속되며, 제어되고, 또한 그 과정에서 본 발명의 상기 기동된 송신기 절개용 프로브(transmitter incising probe)를 덮는 절개용의 조화된 플라즈마 구름에 대해 임피턴스 정합되고, 주파수 정합되며, 출력 전력 정합된다.

금속 칼날, 사파이어 칼날 또는 다이어몬드 칼날 등의 경화된 물리적인 칼날은 물질 내에서 절개를 실시하는데 가장 빈번하게 사용되는 장치이다. 그와 같은 절개는 절개하고자 하는 물질의 표면에 대한 경화된 물질의 날카롭고 예리한 단부(edge)간의 물리적으로 마찰되는 상호 작용에 기초하고 있다. 하나의 경화된 물질을 이용하여 다른 경화된 물질을 통해 절개하는 그와 같은 순수하게 물리적인 방법은 비효율적이고, 그에 따라 절개하고자 하는 물질이 예를 들어 생물 조직, 목제 제품 또는 금속 등의 단단하고 조밀한 물질인 경우에 마찰 저항 등과 같은 상당히 비효율성이 발생되는 것이 경험적으로 알려져 있다. 상기와 같은 이유로 인하여, 상이한 방법으로는 예를 들어 물질에 대해서 전자적으로 발생된 절개, 전기 절개 또는 전기 외과와 같은 장치를 이용하고 있었다. 상기 형태의 장치를 사용하여 물질에 절개를 실시할 때, 예를 들어 유전체 히스테리시스 및 와전류 등의 현상에 기인하여 절개하고자 하는 물질에 있어서 전기적 오옴 저항이 가열 효과를 발생시키면서, 제어되지 않는 플라즈마 아크(arcs)가 물질의 실질적인 연소 또는 증발을 유도한다. 이러한 2 가지 현상은 그 결과로서 투열(diathermy)로서 공지된 효과를 생성하고, 그 효과에 의해 물질 중에 절개를 형성하여 얻어지는 물리적 반작용이 이루어진다. 상기 방법은 제한적으로 이용되고 있었다. 그 이유는, 그 결점에는 물질 내에서 의도된 절개 경로의 외측에서 확장적 손상이 발생되는 것이 포함되고, 그 결과 불쾌한 냄새가 나는 연기를 빈번하게 발생시키는 연소 및 탄화(charring)를 발생시키기 때문이다. 종래의 전자-절개 유닛의 비효율성은 절개 팁(선단부)에서 절개 효과를 발생시키는 데 필요로 되는 고전력, 통상적으로 50 와트 전력의 초과에 의해 나타난다. 종래의 전기 절개 또는 전기 외과 유닛에서 필요로 되는 상대적으로 높은 전력 출력은 종래의 저항성 투열과 비조화된 플라즈마 형태인 불안정하고 제어되지 않은 화선(火線)의 플라즈마 아크와의 조합에 대하여 동작하는 상기 유닛의 절개 비효율성보다 2차적인 것이다.

레이저를 절개 및 절단에 사용하고 있지만, 상기 유닛은 고가이고 물질을 절단하거나 또는 절개하는데 충분한 전력을 갖는 레이저 빔을 발생시키기 위해서는 대량의 시스템 입력 에너지를 필요로 한다. 레이저는 플라즈마를 발생시키기 위해 사용되고 미세 전자 공학 분야에서 에칭 등과 같은 공정에서 사용된다.

플라즈마 아크는 예컨대 용접 아크, 스파크 플러그 아크, 라이트닝(lightening) 볼트 아크, 네온등, 형광등 및 전기 외과용 아크 등과 같은 다수의 영역에서 사용되고 있다. 그 중에서 제어되지 않는 아크는 비조화된 플라즈마 흐름의 형태를 나타내고, 플라즈마에서 이온화된 원자 입자의 제어되지 않는 흐름의 교류(攪流)를 플라즈마에서 실질적인 원자 입자 혼란도로서 나타낸다. 플라즈마 아크의 원자 입자 교류(攪流)는 원자 입자 혼란의 형태를 나타내고, 원자 입자 혼란의 제어되지 않는 특성은 물질 내에서 의도된 절개 경로의 외측에서 상당한 양의 에너지를 넘쳐 흐르게 하고, 그것에 의해 과도한 가열을 제공할 수 있게 된다. 이러한 레벨의 실질적인 가열은 원하지 않는 아크가 종래의 전자 절개 또는 전기 외과 유닛에서 발생할 때 제공된다. 의도된 절개 경로를 둘러싸는 물질 내에 에너지가 넘쳐 흐르게 되는 경로로서 그 둘러싸인 물질에 에너지를 노출하여 물질에 손상을 입히게 된다. 절개 팁 전력을 간단하게 감소시키더라도, 그것에 의해 플라즈마 아크를 구성하는 이온화된 원자 입자의 흐름 교류(攪流)를 크게 감소시키지 않는 정도로 플라즈마 원자 입자 흐름의 혼란도가 실질적으로 감소되는 것은 아니다. 더욱이, 본 발명은 물리 화학적 원리의 배열을 이용하여, 종래의 비조화된 플라즈마 아크 방식의 원자 입자 혼돈을 최소화하고, 본 발명의 장치에 의해 생성되는 플라즈마의 물리적 특성을 제어한다. 본 발명은 플라즈마 구름에서의 원자 입자 난류를 감소시킴으로써 비조화된 플라즈마 아크를 최소화하고, 그에 따라서 플라즈마 구름 원자 입자의 혼돈을 크게 감소시키고, 그것에 의해 조화된 플라즈마 구름을 생성한다. 조화된 플라즈마는 보다 잘 제어되고 효율적이며 안전하게 절삭한다. 그 이유는, 조화된 플라즈마 구름의 원자 입자 구성 요소가 비조화된 플라즈마보다 조직 배열이 좋고 원자 입자 섭동은 적으며, 보다 안정하고 보다 균형적이며 보다 잘 제어되는 상태로 존재하기 때문이다. 본 발명의 조화된 플라즈마 구름은 물리학의 핀치 효과를 이용하여 더욱 압축되고, 제어되며, 정형화된다. 따라서, 본 발명의 압축된 플라즈마 구름은 물리학자들에게 공지되어 있는 자기 병목 현상에 의해 포획되어 갇히고, 핵물리와 같은 분야에 사용된다. 종래의 전자 절삭 장치 또는 전기 외과 유닛에 대하여 본 발명의 장치는 종래의 저항성 투열 보다는 조화된 제어식 플라즈마 구름을 이용하여 절삭한다.

따라서, 본 발명의 몇 가지 목적과 이점은 다음과 같다.

(a) 전자기파를 발생하여, 증폭하고, 조절하며, 전송하기 위하여 저렴한 전자 무선 주파수 신호 발생기, 증폭기, 임피던스 정합 및 출력 조절 네트워크와, 송신기 프로브 장치를 이용하는 절개 장치를 제공한다.

(b) 플라즈마를 형성하여 유지 및 제어하기 위해, 강성의 비중공 전도성 무선 주파수 송신기 프로브 장치를 사용한다. 그러나, 상기 송신기 프로브 장치는 설계상 완전하게 중공일 수도 있고 부분적으로 중공일 수도 있다.

(c) 현재 사용 중인 다른 전기 절삭 절개 방법에 비해 평균 입력 전력이 2 와트 이하에서도 낮은 시스템 입력 에너지를 필요로 하는 전자적 전자계 발생기 시스템으로부터 플라즈마 절삭날을 생성한다. 이와 마찬가지로, 이 시스템은 현재 사용 중인 다른 전자 절삭 절개 방법에 비해 평균 출력 전력이 1 와트 이하에서도 낮은 시스템 출력 에너지를 필요로 한다.

(d) 예컨대, 플라즈마 토치와 같은 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 챔버 내의 에칭 시스템에 나타나는 바와 같이, 이온화 가능한 가스를 절삭계 내로 주입할 필요가 없이도 절삭 플라즈마 구름을 생성한다.

(e) 본 발명의 전자기 발생기 시스템으로부터의 에너지를 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 감싸고 코팅하는 플라즈마 구름에 임피던스 정합시키고 조절함으로써 다른 플라즈마 절삭 장치보다 상당히 감소된 원자의 입자 혼돈 및 난류를 갖는 조화된 플라즈마 구름을 생성한다.

(f) 본 발명의 전자기 발생기 시스템으로부터의 에너지를 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 감싸고 코팅하는 플라즈마 구름의 원자 입자의 발진 고조파와 세차 운동 주파수에 주파수 정합시킴으로써 다른 플라즈마 절삭 장치보다 상당히 감소된 원자 입자의 혼돈 및 난류를 갖는 조화된 플라즈마 구름을 생성한다.

(g) 조화된 플라즈마 구름을 초기화하고 유지하는데 필요한 전력 요구량에 본 발명의 전자기 발생기 시스템으로부터의 에너지를 전력 정합시킴으로써 다른 플라즈마 절삭 장치보다 상당히 감소된 원자 입자의 혼돈 및 난류를 갖는 조화된 플라즈마 구름을 생성한다.

(h) 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 감싸고 코팅하는 플라즈마 구름 안으로 전자기파 발생기 에너지를 고밀도로 결합된 고효율의 전송을 발생하고, 그에 따라서 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 감싸는 조화된 플라즈마 구름을 기동하고 유지하는 데 필요한 무선 주파수 발생기/증폭기 출력 전력을 감소시킨다.

(i) 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 코팅하는 조화된 플라즈마 구름을 밀집, 압축 및 윤곽 형성하기 위하여 핀 효과로서 알려진 물리학의 원리를 이용한다.

(j) 조화된 플라즈마 구름을 포획하고 유지하기 위하여 자기 병목 효과로서 알려진 물리학의 원리를 이용하며, 그에 따라서 플라즈마 구름을 수용하기 위한 고체의 물질 폐쇄 용기의 필요성은 없게 된다. 따라서, 본 발명은 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁의 부근에 좁은 플라즈마 보존실이 있을 필요가 없다.

(k) 터널링에 관한 물리 화학적 원리를 이용하여, 그 조화된 플라즈마 구름을 감싸는 물질의 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁에 의해 전송되는 전자기파를 반사시키고, 따라서 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 감싸는 조화된 플라즈마 구름으로 전자기파를 다시 반사시킨다. 이와 같이 하여, 본 발명은 터널링 효과를 이용하여, 물질 내에 있어서 그 의도된 절개 경로의 외측에서 상호 작용하고 그 물질 내로 침투하지 않게 전송된 전자기 복사를 최소화하는 전자기 차폐막을 형성한다. 본 발명의 시스템은 전자계 방사 노출의 잠재적인 측면 효과를 최소화하도록 작용한다. 또한, 상기 플라즈마 구름으로 역 반사된 전자계 방출은 잘 조화된 플라즈마 구름을 여기시켜 상기 전자기 발생기 시스템에 필요한 출력 에너지를 줄임으로써 유효하게 절개하기 위한 플라즈마 구름을 지속적으로 유지하는 작용을 한다.

(l) 의도된 절개 경로의 외측에서 물질에 대하여 최소한의 충격 또는 부작용으로 물질에 명확한 개개의 청정한 절개를 형성하기 위하여 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁 주위에 응축된 잘 조화된 플라즈마 구름을 이용하여 얇은 절개 경로에 절개 플라즈마의 키네틱 에너지를 집중시킬 수 있다.

(m) 현재 입수 가능한 다른 절개 방법보다 더욱 효율적이고, 효과적이며, 정확하고, 명료한 절개 장치를 제공하면서 칼날 및 금속 날 등의 순수하게 물리적인 에너지 절개 기술의 대체 수단을 형성한다.

(n) 예컨대, 레이저 등 상업적으로 이용가능한 다른 수준 높은 절개 장치보다 저렴한 절개 장치를 제조한다.

도 1은 절개 송신기 프로브 시스템과 절개를 실시하는 물질 사이의 용량성 결합을 이용한 플라즈마 절개 장치를 도시하고 있다.

도 2는 절개 송신기 프로브 시스템과 절개를 실시하는 물질 사이의 저항성 결합을 이용한 플라즈마 절개 장치를 도시하고 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 무선 주파수 신호 발생기

12 : 무선 주파수 스위치

14 : 온 오프 버튼/온 오프 스위치

16 : 버스트 모드 듀티 사이클 발생기

18 : 연속 모드 자유 실행 발생기

20 : 신호 게이트

22 : 전력 증폭기

24 : 임피던스 정합 및 출력 조절 네트워크

26 : 절개용 송신기 손잡이

28 : 절개용 전극 팁

30 : 용량성 결합판

32 : 절개를 실시하는 물질

34 : 저항성 결합 전극

본 발명의 장치는 특정적으로 동조된 무선 주파수 발생기 및 전력 증폭기 시스템이다. 본 발명은 송신기 절개용 전극 팁을 실질적으로 복잡하게 설계할 필요가 없고, 예컨대 토카마크(tokamak) 또는 사이클로트론(cyclotron)과 같은 정교한 플라즈마 제어 장치도 필요 없다. 본 발명의 시스템에 의해 형성된 상기 전자기파는 방출 전자기 에너지의 형태이고, 본 발명의 시스템의 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁으로부터 전송된다. 이러한 방출 전자기 에너지는 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁과 절개를 실시하는 물질의 경계면 사이에서 원자 및 분자와 상호 작용하도록 특정적으로 조절된다. 상기 절개 전극 팁 표면에서 원자 및 분자를 갖는 방출 전자기 에너지의 반작용은 상기 활성 상태의 절개 전극 팁과 절개를 실시하는 물질의 경계면 사이에서 원자의 원자 궤도로부터 전자를 제거하는 광 전자 효과 및 열 이온화를 포함한다. 상기 방출 에너지는 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁의 표면을 따라 전자 및 이온을 방출하는 작용을 한다. 그러한 공정의 결과는 고에너지의 이온 및 전자로의 원자적 변환을 얻게 된다. 상기 자유 대전 원자 입자는 상기 전극 계면에서 다른 원자의 전자와 충돌하기 전에 공간을 통하여 빠르게 이동하여 그들 원자 궤도의 외측으로 부가적인 전자와 충돌한다. 이러한 공정의 반복에 의해 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁의 표면을 따라 플라즈마 구름의 형성을 트리거하는 애벌런치 효과(Avalanche Effect)로 알려진 대전 원자 입력 충돌의 연쇄 반응을 형성한다. 본 발명의 장치는 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 덮는 플라즈마 구름에 대하여 임피던스 정합, 주파수 정합, 전력 정합되고, 동조된다. 본 발명의 장치는 그 의도된 절개 경로를 둘러싸는 물질 내에 최소한의 방출 전자기 에너지의 손실로 플라즈마 구름 내에 최대 에너지의 전송을 행하기 위하여 상기 플라즈마 구름에 조밀하게 결합되고 고효율 에너지 전송을 가능하게 하도록 그 발생된 전자기 파형을 조정한다. 물리 화학적 원리를 이용하여 상기 플라즈마 구름 내에 원자 입자의 혼란을 줄이기 위하여 상기 플라즈마 구름의 모양 및 특성을 제어한다. 이 방법으로, 종래의 전자 절개 또는 전기 외과 유닛에서 나타나는 부식성의 비조화된 플라즈마 아크에 대하여 본 발명의 장치는 그 의도된 절개 경로에 에너지를 집중하는 조화 제어된 플라즈마를 생성한다. 이 조화된 플라즈마 구름은 종래의 전자 절개 또는 전기 외과 시스템과 비교해서 보다 낮은 원자 입자의 카오스 상태를 나타내고, 효과적인 절개를 형성한다.

도 1 내지 도 2에 대한 설명

도 1 및 도 2는 본 발명의 플라즈마 절개 장치에 대한 전형적인 실시예를 도시하고 있다. 무선 주파수 신호 발생기(10)의 출력 신호는 온-오프 버튼 또는 온-오프 스위치(14)와 같은 몇 개의 수단에 의해 무선 주파수 스위치(12)로 스위치 온 및 스위치 오프된다. 무선 주파수 신호 발생기의 출력 신호는 신호 게이트(20)를 통해 버스트 모드 듀티 사이클 발생기(16) 또는 연속 모드 자유 실행 발생기(18) 중 어느 하나에 의해 종속된다. 다음에, 버스트 모드 또는 연속 모드의 무선 주파수 출력 신호는 전력 증폭기(22)를 통해 증폭된다. 이 전력 증폭기의 출력 신호는 임피던스 정합 및 출력 조절 네트워크(24)에 의해 조정되어 작동 중의 절개용 송신기 손잡이(26)로 보내진다. 작동되는 경우, 절개용 송신기 손잡이(26)의 최선단의 절개용 전극 팁(28)은 절개가 실시되는 물질(32)의 절개 경로 상에 놓이는 플라즈마 구름으로 코팅된다. 절개가 실시되는 물질(32)은 용량성 결합판(30) 또는 저항성 결합 전극(34)에 의해 본 발명의 플라즈마 절개 시스템에 결합된다. 작동하는 절개용 전극 팁(28)은 비록 일부가 속이 비거나 전체적으로 속이 빈 절개용 전극 팁이 사용되고 있을 지라도 단단하고, 속이 비지 않는 도체인 것이 바람직하다. 절개용 전극 팁(28)은 설계상 직선이거나 곡선이 바람직하지만, 절개용 전극 팁(28)의 모양은 설계상 필수적으로 특정되지 않고 심지어는 루프 또는 다각형 모양의 설계를 가질 수 있다.

도 1 내지 도 2의 동작

본 발명에 따라서 물질을 절개하는 장치는 종래의 물질을 절개하는 모든 장치와는 상이하다. 무선 주파수 스위치(12)를 작동시키거나 또는 비작동시키기 위하여 온-오프 버튼/온-오프 스위치(14)가 사용된다. 따라서, 이것에 의해 무선 주파수 신호 발생기(10)의 출력 신호의 전송이 조절된다. 무선 주파수 신호 발생기(10)의 출력 신호는 전송이 버스트 모드 듀티 사이클 발생기(16) 또는 연속 모드 자유 실행 발생기(18)에 의해 작동되거나 비작동되도록 추가로 제어된다. 출력 신호는 전력 증폭기(22)에 의해 증폭되고, 이후에 임피던스 정합 및 출력 조절 네트워크(24)에 의해 조정된다. 다음에, 출력 신호에 의해 절개용 송신기 손잡이(26)를 통해 채널이 설정된다. 절개를 실시하는 물질(32)은 용량성 결합판(30) 또는 저항성 결합 전극(34)에 의해 본 발명의 장치에 링크될 수 있다. 출력 신호는 절개용 전극 팁(28)에 의해 플라즈마 절개 장치로부터 전송되어, 이 절개용 전극 팁(28)을 덮는 플라즈마 구름을 생성한다. 이 플라즈마 구름은 물질의 원자 및 분자와 반응할 수 있고, 그것에 의해 절개를 실시하는 물질(32) 내에 절개 경로가 배치된다.

본 발명의 시스템은 대기와 임피던스 정합된 표준 무선 주파수 전송 시스템과 유사성을 갖지만, 본 발명의 시스템은 활성 상태의 절개 전극 팁(28)을 둘러싸는 조화된 플라즈마 구름에 임피던스 정합, 주파수 정합, 전력 정합 및 동조되고 있다. 본 발명의 장치는 다른 전자기파 전송 시스템과 유사성이 있을지라도, 물질에 명확하고 효율적인 절개를 행하는 신규의 장치를 생성할 수 있는 실시 형태로 다수의 물리적 및 화학적 원리를 채용해서 일체화되고 있다.

본 발명의 장치의 활성 상태의 절개용 전극 팁(28)을 둘러싸는 조화된 플라즈마를 생성하는 것에 의해, 본 발명의 플라즈마 절개 시스템에 의해 개시되고 유지되어 수정되는 가시적인 조직화된 플라즈마 구름을 생성한다. 또한, 이 활성화된 절개용 전극 팁(28)을 덮고 조화된 플라즈마 구름은 다른 플라즈마 절개 시스템에 비해 플라즈마 구름 내의 원자 입자의 카오스 및 요동을 실질적으로 감소시킴으로써, 본 발명의 장치는 명확한 가시적이고 전기적인 특성을 생성할 수 있다.

이 플라즈마 구름의 조화된 특성에 의해 의도된 절개 경로의 외부로 에너지 스필오버를 감소시키면서 의도된 절개 경로에 에너지를 보다 집중시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 장치는 종래의 전자 절개 시스템보다 의도된 절개 경로의 외측의 물질에 대한 충격을 감소시키며, 보다 명확하고 보다 강력하며 보다 효율적인 절개를 달성할 수 있다.

플라즈마는 지구 상에서 발견할 수 있는 4 가지 형태의 물질 중 가장 희박하지만, 우주에서는 가장 풍부한 형태이다. 지구상의 플라즈마의 예로서 용접 아크, 스파크 플러그 아크, 네온 광 아크, 발광성 방전의 주변의 아크 및 전자 절개 또는 전기 외과 수술 시에 볼 수 있는 제어되지 않는 부식성 플라즈마 아크가 포함된다. 플라즈마는 또한 반도체의 에칭과 같은 분야에서도 사용되고 있지만, 여기에서는 레이저나 정교한 플라즈마 에칭 챔버와 같은 고가이고 고 에너지를 소비하는 시스템에 의해 생성된다. 종래의 전자 절개 유닛 또는 전기 외과 유닛에 의해 증명된 원자 입자 와류 및 카오스의 레벨은 여기서는 플라즈마 내의 원자 입자 와류나 카오스의 증가 또는 감소를 정의하기 위한 관련 기준으로서 채용되고 있다.

본 발명의 시스템에서는 절개용 전극 팁(28)으로부터 연속 전자계 또는 펄스형 전자계를 생성하고, 생성된 전자계를 조절하여, 송신하기 위한 저가의 전자 무선 주파수 발생기/증폭기 시스템을 채용하고 있다. 전자계 펄스형 모드의 사이클 시간은 변화하고, 이 전자계 펄스형 모드의 각각의 완전한 온-오프 사이클은 0.000001초이다. 이 전자계 발생기 시스템의 고유의 파라미터는 절개용 전극 팁(28)과 절개가 행해지는 물질(32)과의 경계면에 따라 원자 입자 구성물에 의해 주로 결정된다. 절개가 행해지는 영역내로 주입될 이온화 가능한 가스를 필요로 하고, 이에 따라 주입된 가스를 에너지화하여 플라즈마로 변환시키는 시스템과는 대조적으로, 본 발명의 시스템은 절개용 전극 팁(28)과 절개가 행해지는 물질(32)과의 경계를 따라 원자를 이용하여 플라즈마 구름을 발생시킨다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 플라즈마 절개 시스템은 절개 프로세스를 증가시키기 위해 절개용 전극 팁(28)의 영역으로 공급되는 추가의 이온화 가능한 가스를 사용하고 있다. 그러나, 본 발명의 장치에서는 매우 복잡한 설계를 갖는 송신기 절개용 전극 팁을 필요로 하지 않고, 또한 토카마크(tokamak)나 사이클로트론(cyclotron)과 같은 정교한 플라즈마 제어 장치를 필요로 하지 않는다.

본 발명의 시스템에 의해 생성된 전자기파는 방사성 전자기 에너지 형태의 전자기파이고, 본 발명의 시스템의 활성 상태의 절개용 전극 팁(28)으로부터 전송된다. 방사성 전자기 에너지는 특히 활성 상태의 절개용 전극 팁(28)의 표면에서 원자 및 분자와 상호 작용하도록 특정하게 조절된다. 원자 입자와의 상호 작용에 의해 2차적으로 생성된 전자기 주파수 및 플라즈마 절개 전극 팁(28)에 있어서 동역학은 시스템의 기능 및 유효성에 큰 역할을 한다. 기본적으로 발생된 전자기 파형의 고조파 주파수는 자주 시스템의 기능, 역학 및 유효성에 큰 역할을 한다. 원자 및 분자와 상호 작용하는 방사성 전자기 에너지는 절개가 행해지는 물질(32)과 절개용 전극 팁(28)의 경계면에서 원자의 원자 궤도로부터 전자를 제거하는 열 이온화 및 광전 효과를 포함하고 있다. 이와 같은 프로세스에 의해 원자 및 분자의 이온 및 자유 전자로의 원자 변환을 발생시킨다. 자유 전하형 원자 입자는 전극의 다른 경계면의 다른 원자의 전자와 서로 충돌하고, 보다 많은 전자를 그 원자 궤도로부터 대면하기 전에 공간을 통과해서 이동한다. 이 프로세스를 반복하면 활성 상태의 절개용 전극 팁(28)의 표면에서 플라즈마 구름의 형성에 관여하는 애벌런치 효과(Avalanche effect)로서 알려진 하전된 원자 입자의 충돌의 연쇄 반응(chain reaction)을 발생시킨다.

본 발명의 장치는 절개용 전극 팁(28)을 덮는 플라즈마 구름에 임피던스 정합, 주파수 정합, 전력 정합 및 동조되고 있다. 본 발명의 장치는 의도된 절개 경로 주위의 물질의 전자기 복사 에너지 손실을 최소로 하고, 절개용 전극 팁(28)으로부터 플라즈마 구름의 에너지의 전송을 최대로 하기 위하여 전송된 전자기파를 상기 플라즈마 구름에 매우 밀접하게 결합되고 고 효율적으로 에너지를 전달하도록 조절한다. 플라즈마 구름 내의 원자 입자의 카오스의 조정을 구비하는 플라즈마 구름의 형상 및 특성을 제어하기 위해 물리 화학적인 원리가 사용된다.

이러한 방법에 있어서, 본 발명의 장치는 종래의 전자 절개 유닛 또는 전기적 외과 유닛에서 발견되는 부식성의 부조화된 플라즈마 아크 방전과는 반대로 의도된 절개 경로에 에너지를 집중시키는 조화되고 제어된 플라즈마를 생성할 수 있다. 이 조화된 플라즈마 구름은 종래의 전자 절개 시스템 또는 전기적 외과 수술 시스템보다 낮은 원자 입자 카오스 및 와류를 가짐으로써, 부조화된 플라즈마 아크를 생성하는 종래의 전자 절개 시스템 또는 전기적 외과 수술 시스템에서 발견되는 것보다 보다 효율적인 절개를 실행할 수 있다.

원자 입자의 체계를 조정하기 위해 전자계를 사용하는 것은 전자, 물리 및 화학 분야의 문헌에서 다수 개시되어 있다. 증가된 원자 입자의 체계를 생성하기 위해 전자계를 사용하는 실시예는 현대 기술에 의해 자주 실시되고 지역 사회를 위해 전기 에너지를 생성하는 터빈 전기 발생기를 포함하고 있다. 이와 마찬가지로, 핵자기 공진(NMR: Nuclear Magnetic Resonance) 장치는 무질서하게 지향된 원자 입자(높은 레벨의 원자 입자의 카오스 또는 혼란)를 자계의 평면에서의 지향된 원자 입자(낮은 레벨의 원자 입자의 카오스 또는 혼란)로 전달하기 위해 자계를 사용한다. 유사한 프로세스에 있어서, 본 발명의 장치는 절개용 전극 팁(28) 주위의 플라즈마 구름을 발생시키고 유지하며 상태를 조절하고, 또한 플라즈마 구름 내의 원자 입자의 혼란 및 카오스를 감소시키기 위해 임피던스 정합, 주파수 정합, 전력 정합 및 동조하고 있는 전자기파를 채택한다. 이 방법에서, 본 발명에 따라 절개용 전극 팁(28)을 덮고 있는 플라즈마 구름 내의 원자 입자는 종래의 전자 절개 시스템의 플라즈마 아크에서 알려진 것 보다 낮은 원자 입자 카오스 및 높은 등급의 구성을 가지므로, 본 발명의 장치는 조화된 플라즈마 구름을 발생시킬 수 있다.

종래의 전자 절개 또는 전기적 외과 수술 장치에 나타난 원자 입자의 난류 및 카오스의 레벨은 플라즈마 내의 원자 입자의 난류 또는 카오스의 크기의 증가를 정의하고, 표시하는 상대 표준 또는 기준선을 생성하기 위하여 본 발명에서 사용된다.

전자기파의 주파수 및 전자기파의 전력 또는 전계 강도의 효과는 상호 관계를 가지며, 동적으로 변화된다. 핵자기 공진은 원자 입자의 세차(precession) 주파수 및 방사 전자기 에너지의 주파수가 공진 상태에 있을 때, 원자 입자의 세차 운동은 방사 전자기 에너지를 흡수하는 것을 표시하고 있다. 즉, 핵자기 공진은 원자 입자가 방사 전자기파 주파수와 주파수 정합하고 있을 때에 전자기 에너지의 유효한 흡수가 발생하는 것을 나타낸다. 본 발명의 장치는 절개용 전극 팁(28)을 에워싸는 플라즈마 구름을 구성하는 원자 입자 특성에 본 발명의 송신기의 전자기파를 주파수 정합시키는 것과의 중요성과 관련하여 유사한 관계를 나타내고 있다.

또한, 핵자기 공진은 원자 입자의 세차 운동의 주파수는 원자 입자가 존재하는 자기장의 세기와 직접적으로 관련되고 있음을 나타내고 있다. 따라서, 사용되는 자기장의 세기가 크면 클수록 효율적인 에너지 흡수를 위해 필요한 공진을 얻기 위해 필요로 하는 전자계 주파수는 높아지게 된다. 이와 같이, 지구의 전리층의 "D"층 및 "E"층에서의 전자 회전 주파수는 적도로부터 북극 또는 남극 중 어느 하나의 지구의 자극을 향해 이동하면 실질적으로 증가한다. 본 발명의 장치는 이와 유사한 과학적인 원리에 대한 것이며, 본 발명의 장치는 전계 강도 및 전자기 주파수의 문제점에 접근함으로써, 본 발명의 장치가 전송된 전자기파를 절개용 전극 팁(28)을 덮고 있는 플라즈마 구름을 구성하는 원자 입자에 전력 정합 및 주파수 정합되고 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 전자계 발생기 시스템의 개개의 파라미터는 상이한 형태의 물질에 절개를 행할 때에 실질적으로 변화하고, 또한 절개용 전극 팁(28)과 절개가 행해지는 물질(32)과의 경계면을 따라 있는 원자 입자 조성물에 실질적으로 의존한다.
전송된 전자기파와 송신기 소자를 에워싸고 있는 분자 조성물 사이에는 강한 상관 관계가 존재한다. 햄(Ham) 무선 운영자는 정재파율이라는 측정 용어를 사용하여 대기 중으로 전송된 전자기파 전력의 비율을 특정한다. 햄 무선 장치는 대기 중으로 전송되는 전자기 에너지의 비율을 최대화하기 위하여 조정된 전송 전자기 파형을 가질 수도 있다. 본 발명의 장치는 활성 상태의 절개용 전극 팁(28)을 덮어 에워싸는 플라즈마 구름 내로 전자기 파형을 고밀도로 결합된 고효율 전송을 행하는 임피던스 정합 및 출력 조절 네트워크를 이용하여 전송된 전자기 방사를 최대화하는 점에서 유사하다. 이와 같이 해서, 본 발명의 장치는 절개용 전극 팁(28)을 에워싸고 있는 플라즈마 구름 내로 전자기파 방사 전력을 효율적으로 전송할 수 있도록 한다.

아크 방전은 비조화된 플라즈마 흐름의 한 형태로서, 플라즈마 내의 이온화된 원자 입자의 제어되지 않은 상태의 난류 흐름을 나타내며, 그것에 의해 플라즈마 내의 원자 입자의 카오스 및 난류를 생성시킨다. 핵자기 공진(NMR)과 같은 다른 분야에서 설명한 바와 같이, 절개 팁 전력을 간단하게 감소시키는 것만으로 플라즈마 아크를 형성하는 이온화된 원자 입자의 난류 흐름 또는 카오스의 흐름을 크게 감소시키는 것은 아니다.

다른 형태의 물질과 마찬가지로, 플라즈마는 광범위한 온도 범위, 밀도, 흐름의 특성, 원자 입자 구성 성분 등을 포함하는 광범위한 물리적인 특징을 갖는다. 플라즈마 아크 방전은 지상의 용접 아크 방전, 스파크 플러그 아크 방전, 라이트닝 볼트 아크 방전, 네온 발광 및 전자 절개 또는 전기적 외과 수술 장치와 같은 다수의 영역에서 발견될 수 있다. 종래의 전자 절개 플라즈마 아크에서의 원자 입자 난류의 실질적인 밀도는 상승된 원자 입자의 카오스의 형태로 나타나며, 여기서 원자 입자의 카오스의 제어 불가능한 특성은 플라즈마 구름 내의 원자 입자의 난류에 의해 발생하는 것이다. 이 형태의 플라즈마는 비조화된 플라즈마를 나타내므로, 절개에 사용되는 경우에는 실질적인 가열 또는 의도된 절개 경로의 외측의 물질에 상당한 양의 에너지 스필오버를 발생시키게 된다. 의도된 절개 경로를 벗어나 물질 내에 확장된 이 에너지 스필오버에 의해 에너지 노출, 열 노출 및 주위 물질에 손상을 입히는 결과를 낳게 된다. 이 방법에서, 본 발명의 장치는 플라즈마 구름 내의 원자 입자의 난류 및 카오스를 실질적으로 감소시킴으로써, 종래의 플라즈마 아크 방전을 감소시키고, 그것에 의해 조화된 플라즈마 구름을 발생시키도록 동작한다.

전자계가 활성화된 절개용 전극 팁(28)을 둘러싸는 조화된 플라즈마의 얕은 코팅부를 통과할 때, 전자계의 진폭은 천천히 감소된다. 최종적으로, 전자계는 플라즈마 구름을 완전히 통과하여 의도된 절개 경로의 외측의 물질, 즉 절개용 플라즈마 구름을 둘러싸는 물질에 직면하게 된다. 터널링 효과의 물리 화학적 원리에 따라 발생된 전자기파는 동조되지 않거나 임피던스 정합되지 않은 장벽에 직면함으로써, 전자기파의 잔류 에너지의 상당한 비율이 조화된 플라즈마 구름으로 역 반사된다. 이 반사된 전자기 에너지는 플라즈마 구름에 있는 분자 입자를 더욱 활성화하도록 작용하고, 그것에 의해 전자기파 발생기 시스템에 의해 전송되어야만 하는 출력 에너지를 감소시킨다. 이러한 프로세스에 의해 의도된 절개 경로의 외측의 물질에 관통하고, 이 물질과 작용하며, 이 물질에 방사선 노출에 의해 손상을 제공할 가능성이 있는 전체 전자기 방사의 비율을 최소화할 수 있다.

본 발명에 의해 발생된 자장의 구심력은 조화된 플라즈마 구름에 있는 원자 입자와 활성화된 절개용 전극 팁(28)의 표면 사이의 거리를 조절하는데 이용된다. 개개의 이온화된 입자들이 동시에 발진, 진동, 스핀 및/또는 전진 운동할 수도 있지만, 이온화된 입자는 자장의 나선 경로를 따라 이동한다. 또한, 플라즈마 물리학과 같은 분야에서 여러해 동안 이용되고 있는 핀치 효과(Pinch Effect)가 본 발명의 시스템에서 이용된다. 이러한 방법으로, 본 발명은 고체 또는 속이 빈 송신기의 절개용 전극 팁(28)과 함께 조화된 플라즈마 구름을 압축하고, 윤곽을 형성하며, 성형하고, 제어할 수 있었다. 또한, 고체 물질의 수용 용기를 사용할 필요가 없이 압축된 플라즈마 구름을 가두어 포함하기 위해서 핵 물리학과 같은 분야에서 이용되는 자기 병목 효과(Magnetic Bottle Effect)를 이용함으로써, 플라즈마 구름을 가두어 제어하기 위해 속이 빈, 즉 공동의 봉쇄 절개용 팁 프로브를 사용하지 않아도 된다. 조화된 플라즈마 구름에 있는 원자 입자의 밀도를 증가시켜서 플라즈마 구름의 전력 밀도를 상당히 증가시킴으로써, 플라즈마 구름의 절개 효율 및 전력을 개선할 수 있다.

또한, 플라즈마 구름을 압축하는 것에 의해 플라즈마 구름의 단면의 직경을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 그것에 의해 의도된 절개 경로의 폭을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 의도된 절개 경로의 외부 물질에 대한 부작용 또는 잠재 역효과를 최소화할 수 있다. 전자기파 발생기 시스템이 그 전력을 턴오프하면, 조화된 플라즈마 구름의 에너지 레벨은 플라즈마 구름을 포함하는 원자 입자가 플라즈마로서 알려진 물질의 상태로 유지될 수 없는 지점으로 급격히 감소 된다.

결론, 결과 및 범위

따라서, 제어된 형상, 윤곽(contour), 전력 밀도 및 물리적 특성이 제어될 수도 있는 조화된 플라즈마를 발생시키기 위해 명확히 동조된 전자기파를 사용함으로써, 물질을 절개하기 위해서 보다 능률적이고 제어될 수 있는 덜 유해한 저비용의 방법을 형성할 수 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다.

종래의 전자 절개 또는 전기적 외과 수술 장치는 비능률적인 종래의 저항성 투열을 사용해서 물질을 절개하는데 반하여, 본 발명의 무선 주파수 발생기 시스템은 조절되어 전송된 전력을 이용해서 절개용 전극 팁을 덮는 조화된 플라즈마의 얇은 구름을 형성하여 유지한다. 그러므로, 종래의 저항성 전자 절개 또는 전기적 외과 수술 시스템에 비해서, 본 발명은 보다 적은 에너지를 필요로 한다. 본 발명에 의해 형성된 물질의 절개는 본 발명의 절개용 전극 팁을 덮는 조화된 플라즈마 구름과 절개를 실시하는 물질 사이의 상호 작용에 의해 형성된다. 사실상, 물질 내의 절개는 활성화된 절개용 전극 팁을 둘러싸는 플라즈마 원자 입자의 제어된 조화된 구름의 에너지에 의해 형성된다. 또한, 본 발명의 플라즈마 절개 장치는 다음과 같은 부가적인 이점을 갖는다.

ㆍ저비용의 플라즈마 생성을 가능하게 한다;

ㆍ플라즈마의 효율적인 생성을 가능하게 한다;

ㆍ플라즈마의 제어가능한 형성을 가능하게 한다;

ㆍ고체 물질로의 절개를 실시할 수도 있는 플라즈마의 형성을 가능하게 한다;

ㆍ발생된 플라즈마 구름으로의 방사 전자기 에너지의 전송을 최대화하는 공지된 물리적 원리를 이용한다;

ㆍ방사 전자기 에너지가 스스로 발진, 진동, 스핀 및/또는 전진 운동할 수도 있는 원자 입자와 상호 작용하고, 자극하며, 활성화시킬 수 있도록 해주는 알려진 과학적 원리를 이용한다;

ㆍ종래의 플라즈마 절개 장치에 의해 형성되는 경우와 비교해서 보다 적은 원자 입자의 혼돈 및 보다 적은 원자 입자의 교류(turbulence)를 갖는 플라즈마의 형성을 제공함으로써, 조화된 플라즈마의 형성을 가능하게 한다;

·절개 경로에 관계되는 물질의 얇은 통로에서 물질 내에 절개를 형성한다.

·물리 화학적 터널링 효과를 이용하여 전자기 복사로부터 의도된 절개 경로의 외부에서 물질을 보호하는 물질로 절개함으로써 다양한 형태의 물질로 구성된 차폐물을 사용할 필요성을 제거한다.

·절개용 전극 팁 주위에 생성된 플라즈마를 포획하기 위하여 자기 병목 효과(Magnetic Bottle Effect)를 사용한다.

·플라즈마 구름의 형상 및 밀도의 양쪽을 압축하고, 윤곽 형성하며, 제어하기 위하여 핀치 효과(Pinch Effect)를 사용함으로써, 발생된 플라즈마를 수용하기 위한 대형의 격납실에 대한 필요성을 제거하게 된다.

·송신기 절개용 전극 팁에 대하여 실질적으로 복잡한 설계의 필요성을 제거한다.

·예를 들어 토카마크(tokamak) 또는 사이클로트론(cyclotron)과 같은 플라즈마 제어 장치 또는 플라즈마 제어실을 제작할 필요성을 제거한다.

·고가이고, 명확하며, 효율적이고, 안전하게 제어 가능한 물질로 절개한다.

전술한 설명은 다수의 사양을 포함하고 있지만, 이러한 사양들은 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며, 단지 본 발명의 양호한 실시예의 설명이다. 따라서, 본 발명의 범위는 주어진 실시예 보다는 특허 청구의 범위 및 법적 균등물에 의해 규정된다.

Claims

플라즈마를 사용하여 물질을 절개하는 장치에 있어서,

무선 주파수 에너지를 생성하는 수단과;

상기 무선 주파수 에너지를 조절하는 무선 주파수 에너지 조절 수단과;

상기 무선 주파수 에너지를 송신기 절개용 전극 팁(transmitter incising electrode tip)에 공급하는 수단과;

활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 둘러싸는 공간에 이온화 가능한 가스를 주입할 필요가 없이 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁과 절개를 실시하는 물질의 경계를 따라 원자 입자를 활성화시키는 기구에 의해 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 덮는 플라즈마 구름 - 여기서, 상기 플라즈마 구름은 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁과 상기 절개를 실시하는 물질의 표면의 경계를 따라 전자기 파형으로부터 상기 원자 입자로의 고효율 에너지 전송에 의해 유지됨 - 을 생성하여 유지하도록, 상기 에너지가 공급된 송신기 절개용 전극 팁의 표면으로부터 외부쪽으로 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단과;

상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁을 둘러싸는 상기 플라즈마 구름을 사용하여 상기 물질을 절개하는 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 무선 주파수 스펙트럼으로 공지된 전자기 스펙트럼에서 파형 주파수를 생성하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은, 신호 게이트를 통해 버스트 모드 듀티 사이클 발생기 또는 연속 모드 자유 구동 발생기에 무선 주파수 파형의 전파를 연계시키는 수단과, 무선 주파수 스위치를 제어하는 장치에 접속된 온-오프 버튼 또는 온-오프 스위치를 사용하여 상기 장치의 유도 경로를 활성 또는 비활성시키는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 연속 전자기 파형 또는 펄스형 전자기 파형을 생성하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제3항에 있어서, 상기 신호 게이트를 통해 채널화된 상기 무선 주파수 에너지를 조절하는 무선 주파수 에너지 조절 수단은 고정 또는 가변 이득을 갖는 전력 증폭기를 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 무선 주파수 에너지를 조절하는 무선 주파수 에너지 조절 수단은, 상기 송신기 절개용 전극 팁으로부터 신호 전송을 최대화하여 상기 장치로 복귀하는 신호 반사율을 최소화하기 위해 상기 전송된 무선 주파수 에너지의 신호 특성을 조절 및 조정하는 임피던스 정합 및 출력 조절 네트워크를 통해 상기 전자기 파형을 채널화하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제6항에 있어서, 상기 송신기 절개용 전극 팁으로부터 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 절개용 전극 팁에 도달하기 전에 상기 임피던스 정합 및 출력 조절 네트워크의 신호 출력을 파형 가이드를 통해 절개용 송신기 손잡이로 유도하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁은 고체 전기 전도성 또는 반도전성 부재를 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁은 선형 또는 실질적으로 곡선형 부재를 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 무선 주파수 에너지를 조절하는 무선 주파수 에너지 조절 수단은 상기 송신기 절개용 전극 팁을 덮은 플라즈마 구름에 상기 전자기 파형을 임피던스 정합, 주파수 정합, 전력 정합 및 동조시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 송신기 절개용 전극 팁의 표면을 따라 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁으로부터 상기 플라즈마 구름 내의 상기 원자 입자로 상기 무선 주파수 에너지의 고효율의 고밀도로 결합된 에너지 전송을 형성하여 전력 요구 조건을 감소시키는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 무선 주파수 에너지를 조절하는 무선 주파수 에너지 조절 수단은, 상기 절개용 전극 팁의 표면을 따라 상기 원자 입자에 대하여 상기 플라즈마 절개 장치를 실질적으로 동조시키기 위하여 시스템 출력 전력, 상기 전자기 파형 주파수 및 상기 전자기 파형 임피던스를 정합시킴으로써, 조화된 플라즈마 구름을 발생시켜 유지시키도록 상기 플라즈마 절개 장치를 절개 경로 원자 입자 특성에 동조시키는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 무선 주파수 에너지를 조절하는 무선 주파수 에너지 조절 수단은 상기 송신기 절개용 전극 팁의 표면을 따라 상기 플라즈마 구름 내의 상기 원자 입자의 튜블런스(turbulence) 및 카오스(chaos)를 감소시키는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 송신기 절개용 전극 팁의 표면을 덮는 상기 조화된 플라즈마 구름을 생성하는 수단을 포함하고, 상기 플라즈마 구름의 원자 입자 성분은 실질적으로 감소된 상기 원자 입자의 튜블런스 및 카오스를 나타내는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은, 상기 플라즈마 절개 장치로부터 발생된 상기 전자기 파형의 전체 에너지의 높은 비율이 전송되어, 상기 전자기 파형이 상기 의도된 절개 경로의 외측에 있어서 상기 절개용 전극 팁을 덮는 상기 플라즈마 구름을 초과하여 상기 물질에 도달할 때에, 상기 플라즈마 구름 안으로 전달하는 것을 가능하게 하지만, 후속해서 상기 전자기 파형의 잔류 에너지의 높은 비율이 상기 플라즈만 구름에 반사되어 복귀되도록 하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
삭제
제15항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 플라즈마 절개 장치의 상기 전자기 파형의 상기 무선 주파수 에너지로부터 상기 의도된 절개 경로를 둘러싸는 물질을 차폐하여, 상기 의도된 절개 경로를 둘러싸는 상기 물질을 전자기 방사 노출로부터 보호하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 절개용 전극 팁으로부터 전송된 상기 전자기 파형을 사용하여 상기 플라즈마 구름 내의 상기 원자 입자와 상기 활성 상태의 송신기 절개용 전극 팁의 표면 사이의 거리를 제어하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 전자기 파형을 이용함으로써 고체 물질 제한 또는 봉입 용기의 사용을 필요로 하지 않고 상기 절개용 전극 팁 주변에 상기 플라즈마 구름을 포획하여 제한하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 전자기 파형을 이용함으로써 상기 절개용 전극 팁 주변에 상기 플라즈마 구름의 형상 및 밀도를 포획, 압축, 윤곽 형성 및 제어하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은 상기 플라즈마 구름의 단면 직경 및 상기 플라즈마 절개 장치의 플라즈마 구름에 의해 상기 물질 내로 상기 의도된 절개 경로 폭의 양쪽 모두를 감소시키면서, 상기 절개용 전극 팁을 덮는 상기 플라즈마 구름의 증가하는 에너지 밀도를 생성하는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자기 파형을 발생시키는 전자기 발생 수단은, 원자 입자 세차 운동(precession), 원자 입자 진동, 원자 입자 회전 및 원자 입자 발진 등의 상기 플라즈마 구름을 구성하는 상기 원자 입자 특성에 있어서 진동에 기초하여 시스템 요구 조건에 따른 임피던스, 파형 주파수 및 시스템 출력 전력 등의 특정 전자기 파형 특성을 선택적으로 변화시키는 수단을 포함하는 것인 플라즈마를 사용한 물질의 절개 장치.
플라즈마 장치에 있어서,

무선 주파수 신호 발생기와;

상기 무선 주파수 신호 발생기의 출력단에 결합되어 조절된 무선 주파수 에너지를 생성하는 조절 네트워크와;

상기 조절 네트워크에 결합된 전극

을 포함하고,

상기 조절된 무선 주파수 에너지는 상기 전극에 결합되어 이 전극에서 전자계를 발생시켜서 유지시키며, 상기 전자계는 상기 전극을 둘러싸는 플라즈마 구름을 형성하도록 상기 전극에 가장 근접한 원자 입자와 관련하여 동작하는 것인 플라즈마 장치.
물질을 절개하는 절개 방법으로서,

무선 주파수 에너지를 생성하는 단계와;

상기 무선 주파수 에너지를 조절하는 단계와;

전극을 둘러싸는 플라즈마 구름을 생성하여 지속시키기 위해서 상기 조절된 무선 주파수 에너지를 사용하여 상기 전극의 표면으로부터 외부쪽으로 전자계를 발생시키는 단계

를 포함하고,

상기 플라즈마 구름은 상기 전극의 경계를 따라서 원자 입자 및 상기 절개를 실시하는 물질을 활성화시키기 위해서 상기 조절된 무선 주파수 에너지를 사용함으로서 생성되어 유지되는 것인 물질의 절개 방법.