NL1033084C2 - Photon source. - Google Patents
Photon source. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1033084C2 NL1033084C2 NL1033084A NL1033084A NL1033084C2 NL 1033084 C2 NL1033084 C2 NL 1033084C2 NL 1033084 A NL1033084 A NL 1033084A NL 1033084 A NL1033084 A NL 1033084A NL 1033084 C2 NL1033084 C2 NL 1033084C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- source
- gas
- plasma
- photon source
- photon
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical group 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/84—Lamps with discharge constricted by high pressure
- H01J61/86—Lamps with discharge constricted by high pressure with discharge additionally constricted by close spacing of electrodes, e.g. for optical projection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/025—Associated optical elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
- H01J61/10—Shields, screens, or guides for influencing the discharge
- H01J61/103—Shields, screens or guides arranged to extend the discharge path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J61/28—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the lamp
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/08—Arrangements of light sources specially adapted for photometry standard sources, also using luminescent or radioactive material
Description
FotonenbronPhoton source
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een fotonenbron omvattende een plasmabron met ten minste één kathode en ten minste één anode waartussen een systeem 5 van één of meer onderling gescheiden cascadeplaten is geplaatst, welke cascadeplaten zijn voorzien van ten minste één doorgangsopening, waarbij overeenkomstige doorgangsopeningen van opeenvolgende cascadeplaten onderling althans nagenoeg in lijn liggen, met ten minste één gasinlaat om althans tijdens bedrijf een te exciteren gas met een inlaatdruk in te laten en met een uittreedopening nabij de anode om door een 10 opgewekt plasma uitgezonden fotonen uit te laten treden, waarbij tussen de kathode en de anode, althans tijdens bedrijf, een elektrische stroombron is geschakeld.The present invention relates to a photon source comprising a plasma source with at least one cathode and at least one anode between which a system of one or more mutually separated cascade plates is placed, which cascade plates are provided with at least one passage opening, corresponding passage openings of successive cascade plates are at least substantially in line with each other, with at least one gas inlet for introducing a gas to be excited with an inlet pressure at least during operation and with an outlet opening near the anode to allow photons emitted by a generated plasma to exit, with the cathode and the anode, at least during operation, an electrical current source is connected.
Fotonenbronnen worden voor velerlei doeleinden gebruikt, bijvoorbeeld als lichtbron voor infrarood (IR) -, zichtbaar -, ultraviolet (UV) - tot ver-ultraviolet (VUV) licht, en 15 zijn in uiteenlopende vorm bekend. Zo is een fotonenbron van de in de aanhef bedoelde soort bekend uit Internationale octrooiaanvrage WO 2004/048950. Daarbij zij overigens opgemerkt dat waar in de onderhavige octrooiaanvrage wordt gesproken over licht, tenzij uitdrukkelijk anders vermeld, daaronder niet slechts zichtbaar licht, maar ook voor het menselijk oog niet waarneembare straling wordt verstaan, zoals bijvoorbeeld 20 infrarood- en (ver)ultraviolet straling. Met name waar het gaat om onderzoek, productie en ontwikkeling van microscopische oppervlaktestructuren is niet zelden de maximale helderheid van de toegepaste lichtbron een beperkende factor. Het gaat dan bijvoorbeeld om inspectie en lithografie van sub-micron- en nano-structuren en om spectroscopische en spectrometrische toepassingen, waarbij bovendien bij voorkeur wordt uitgegaan van 25 een puntbron om een zo goed mogelijk resultaat te verkrijgen. Conventionele lichtbronnen schieten in dit opzicht tekort, met name in de zin dat de maximaal daarmee haalbare helderheid onder een niveau ligt dat in de praktijk wenselijk is.Photon sources are used for many purposes, for example as a light source for infrared (IR), visible, ultraviolet (UV) to far ultraviolet (VUV) light, and are known in various forms. For example, a photon source of the type referred to in the opening paragraph is known from International Patent Application WO 2004/048950. It should also be noted, however, that where the present patent application refers to light, unless explicitly stated otherwise, this is understood to mean not only visible light, but also radiation not perceptible to the human eye, such as, for example, infrared and (far) ultraviolet radiation. Especially when it comes to research, production and development of microscopic surface structures, the maximum brightness of the applied light source is often a limiting factor. This concerns, for example, inspection and lithography of sub-micron and nano-structures and spectroscopic and spectrometric applications, in addition to which a point source is preferably used in order to obtain the best possible result. Conventional light sources are inadequate in this respect, in particular in the sense that the maximum attainable brightness is below a level that is desirable in practice.
Met de onderhavige uitvinding wordt onder meer beoogd te voorzien in een fotonenbron 30 waarmee een hoge helderheid haalbaar is. Daarenboven wordt onder meer beoogd te voorzien in een dergelijke fotonenbron die zich althans in grote mate gedraagt als een puntbron.The present invention has for its object, inter alia, to provide a photon source 30 with which a high brightness can be achieved. Moreover, it is intended, inter alia, to provide such a photon source that behaves at least to a large extent as a point source.
10Π034?· LA0e.1344NL.wpd -2-10Π034? · LA0e.1344NL.wpd -2-
Om het beoogde doel te bereiken heeft een fotonenbron van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding als kenmerk dat de stroombron in staat en ingericht is om een gemoduleerde stroom af te geven en dat, althans tijdens bedrijf, de gasinlaat is gekoppeld aan gastoevoermiddelen die in staat en ingericht zijn om het te exciteren gas 5 met een gemoduleerde, sub-atmosferische tot boven atmosferische inlaatdruk in te laten. Daarbij wordt als basis van de fotonenbron uitgegaan van een plasma dat in een te exciteren gas wordt gegenereerd als daardoorheen de stroom van de stroombron wordt geleid. Doordat het gas met een relatief hoge, namelijk sub- tot boven atmosferische druk wordt ingelaten kan het plasma met een relatief grote ionisatiegraad en 10 elektronendichtheid worden gevormd. Voornamelijk door recombinatie en interactie van ionen met vrije elektronen die in het plasma tussen de kathode en de anode zijn gecreëerd, worden voortdurend fotonen uitgezonden met een bijzonder hoge lichtintensiteit. Door de kathodestroom te verhogen, zal deze intensiteit verder toenemen. Daarbij wordt binnen het kader van de uitvinding onder een sub- tot boven 15 atmosferische inlaatdruk bijvoorbeeld een druk verstaan tussen ruwweg 50-85 kPa en lOOOkPa.In order to achieve the intended object, a photon source of the type mentioned in the preamble has the feature according to the invention that the power source is capable and adapted to supply a modulated current and that, at least during operation, the gas inlet is coupled to gas supply means which be capable and adapted to introduce the gas 5 to be excited with a modulated, sub-atmospheric to above atmospheric inlet pressure. The starting point for the photon source is a plasma that is generated in a gas to be excited when the current from the current source is passed through it. Because the gas is admitted with a relatively high, namely sub to above atmospheric pressure, the plasma can be formed with a relatively large degree of ionization and electron density. Mainly through recombination and interaction of ions with free electrons created in the plasma between the cathode and the anode, photons are constantly emitted with a particularly high light intensity. Increasing the cathode current will further increase this intensity. Within the scope of the invention, a sub to above atmospheric inlet pressure is understood to mean, for example, a pressure between roughly 50-85 kPa and 100 kPa.
De uitvinders hebben ingezien dat door niet uit te gaan van een contante maar van een modulerende stroom en gasdruk, een hogere fotonenintensiteit kan worden bereikt bij 20 een gelijkblijvende warmte-ontwikkeling in de bron. Daarbij berust de uitvinding onder meer op het inzicht dat de gemiddelde warmtedissipatie in de bron ongeveer evenredig is met de gemiddelde elektrische stroomdichtheid in de bron, terwijl de gemiddelde foto nenintensiteit zich ruwweg verhoudt tot het gemiddelde van het kwadraat van die elektrische stroom. Door de elektrische stroom te moduleren in plaats van constant te 25 houden kan bij een gemiddeld gelijkblijvende warmtedissipatie aldus een hogere gemiddelde fotonenintensiteit worden bereikt.The inventors have realized that by not starting from a cash but from a modulating flow and gas pressure, a higher photon intensity can be achieved with a constant heat development in the source. The invention is based, inter alia, on the insight that the average heat dissipation in the source is approximately proportional to the average electrical current density in the source, while the average photon intensity is roughly related to the average of the square of that electrical current. By modulating the electric current instead of keeping it constant, a higher average photon intensity can thus be achieved with an average heat dissipation.
Ter bevordering van een stabiel en ongestoord bedrijf van de fotonenbron heeft een voorkeursuitvoeringsvorm daarvan als kenmerk dat de elektrische stroom is 30 gemoduleerd op een voldoende grote basisstroom die in staat is om een stabiel plasma te onderhouden. Een bijzondere uitvoeringsvorm van de fotonenbron heeft in dit opzicht -3- volgens de uitvinding als kenmerk dat de elektrische stroom afwisselend terugvalt gedurende een tijdspanne van minder dan circa 1 milliseconde. De basisstroom handhaaft een voldoende hoge ionisatiegraad in het plasma en vermijdt aldus dat het plasma tussentijds instort, zodat ontstekingsverschijnselen worden vermeden en een 5 gelijkmatige gemiddelde opbrengst wordt verkregen. Omdat het plasma een axi-symmetrische ladingsverdeling en dus veldverdeling in stand houdt, is bij elke modulatie de verdeling en de extra intensiteit van het licht gelijk.To promote stable and undisturbed operation of the photon source, a preferred embodiment thereof has the feature that the electric current is modulated to a sufficiently large base current that is capable of maintaining a stable plasma. A special embodiment of the photon source in this respect has the feature according to the invention that the electric current falls back alternately during a period of time of less than approximately 1 millisecond. The base current maintains a sufficiently high degree of ionization in the plasma and thus prevents the plasma from collapsing prematurely, so that inflammatory symptoms are avoided and a uniform average yield is obtained. Because the plasma maintains an axi-symmetrical charge distribution and therefore field distribution, the distribution and the extra intensity of the light are the same for each modulation.
Om bij een tijdelijk verhoogde elektrische stroom eveneens een voldoende hoge 10 gasdichtheid te verzekeren met het oog op de gewenste verhoogde fotonenopbrengst heeft een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de fotonenbron volgens de uitvinding als kenmerk dat de stroombron en gastoevoermiddelen , althans tijdens bedrijf, zodanig zijn ingericht dat de inlaatdruk en de elektrische stroom onderling althans nagenoeg synchroon variëren. De elektrische stroom en gasdruk worden aldus, tijdens bedrijf, 15 onderling in fase gemoduleerd zodat de gasdruk steeds is afgestemd op de momentane elektrische stroom.In order to also ensure a sufficiently high gas density with a temporarily increased electric current in view of the desired increased photon output, a further preferred embodiment of the photon source according to the invention is characterized in that the current source and gas supply means are arranged such that the inlet pressure and the electric current vary mutually at least substantially synchronously. The electric current and gas pressure are thus, during operation, mutually phase-modulated so that the gas pressure is always adjusted to the instantaneous electric current.
In een bijzondere voorkeursuitvoeringsvorm heeft de fotonenbron volgens de uitvinding als kenmerk dat tussen de kathode en de anode een stelsel van een aantal cascadeplaten 20 is geplaatst en dat de doorgangsopeningen van althans een deel van de cascadeplaten in een richting van de kathode naar de anode achtereenvolgens vernauwen en verwijden. Door aldus de doorgangsopeningen achtereenvolgens te vernauwen en de verwijden, zal de plasmabundel achtereenvolgens convergeren en divergeren. De hoogste elektronendichtheid treedt op in of nabij het nauwste deel, waar dan ook de hoogste 25 lichtintensiteit zal heersen. Aan de uittreedopening gedraagt de fotonenbron zich aldus althans nagenoeg als een puntbron, hetgeen voor tal van toepassingen een belangrijk pluspunt is. Een combinatie van een dergelijke profilering van de plasmabundel en een gemoduleerde aansturing, conform de uitvinding, biedt daarnaast verdere voordelen. Zo verkleint de geknepen plasmabundel het etendue van de lichtbron, die daardoor met 30 minder aanpassingsverliezen in een optisch systeem kan worden toegepast. Bovendien leidt het vernauwde plasmakanaal tot een opsluiting van het plasma in het relevante deel -4- van de bron binnen beperkte macroscopische dimensies, die met name van de orde of kleiner dan een gemiddelde vrije fotonweglengte kunnen zijn. Hierdoor is een grotere gasdruk toelaatbaar en zal zelf absorptie van het geproduceerde fotonenlicht beperkt blijven, wat tot meer rendement en daarmee tot een hogere lichtintensiteit leidt.In a particularly preferred embodiment the photon source according to the invention has the feature that a system of a number of cascade plates 20 is placed between the cathode and the anode and that the passage openings of at least a part of the cascade plates consecutively narrow in a direction from the cathode to the anode and widening. Thus, by consecutively narrowing and widening the passage openings, the plasma beam will converge and diverge successively. The highest electron density occurs in or near the narrowest part, wherever the highest light intensity will prevail. The photon source thus behaves at least substantially as a point source at the exit opening, which is an important plus point for many applications. A combination of such a profiling of the plasma bundle and a modulated drive, according to the invention, also offers further advantages. The pinched plasma bundle thus reduces the etendue of the light source, which can therefore be used in an optical system with fewer adjustment losses. Moreover, the narrowed plasma channel leads to confinement of the plasma in the relevant part -4- of the source within limited macroscopic dimensions, which may in particular be of the order or smaller than an average free photon path length. As a result, a higher gas pressure is permissible and absorption of the produced photon light itself will remain limited, which leads to more efficiency and thus to a higher light intensity.
55
Een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de fotonenbron heeft volgens de uitvinding als kenmerk dat aan een van de uitreedopening afgewende zijde van het stelsel van cascadeplaten een spiegelend oppervlak van een spiegel in een lichtweg van de fotonen is opgenomen, in het bijzonder een spiegelend oppervlak van een sferische spiegel. Het 10 spiegelend oppervlak zorgt daarbij voor het invangen en reflecteren van fotonen die anders verloren zouden zijn gegaan. De bron zal dankzij deze interne reflectie en eventueel resonantie een hogere lichtopbrengst leveren. Een sferische spiegel verdient daarbij de voorkeur als het gaat om een relatief eenvoudige uitlijning van het optische systeem.A further particular embodiment of the photon source has the feature according to the invention that on a side of the system of cascade plates remote from the exit aperture a reflecting surface of a mirror is accommodated in a light path of the photons, in particular a reflecting surface of a spherical mirror. The reflecting surface thereby ensures the capture and reflection of photons that would otherwise have been lost. The source will provide a higher light output thanks to this internal reflection and possibly resonance. A spherical mirror is thereby preferred if it is a relatively simple alignment of the optical system.
1515
Hoewel de fotonenbron zich leent als open zowel als gesloten systeem heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm als kenmerk dat de uittreedopening althans nagenoeg gasdicht is afgesloten met een voor de fotonen althans in hoofdzaak transparant venster. Door aldus de bron af te sluiten, is de bron algemeen toepasbaar zowel in een 20 vacuümomgeving als in een atmosferische omgeving. Bovendien zal aldus minder van het te exciteren gas worden verbruikt waardoor de fotonenbron economisch zuiniger kan worden bedreven. Dankzij het, althans in hoofdzaak, transparante venster kan het gegenereerde licht niettemin uittreden.Although the photon source lends itself as an open as well as a closed system, a further special embodiment has the feature that the exit opening is closed at least substantially gas-tightly with a window that is at least substantially transparent for the photons. By thus closing off the source, the source is generally applicable both in a vacuum environment and in an atmospheric environment. Moreover, less of the gas to be excited will thus be consumed, so that the photon source can be operated more economically. Thanks to the, at least substantially, transparent window, the generated light can nevertheless exit.
25 Om een belichting c.q. bestraling met de fotonenbron relatief snel te kunnen sturen heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm daarvan volgens de uitvinding als kenmerk dat nabij de uittreedopening in een fotonenpad een bedienbare sluiter is aangebracht. Aldus kan de elektrische stroom en gastoevoer in de fotonenbron ongewijzigd blijven terwijl niettemin de fotonenuitstroom aan de uittreedopening naar wens kan worden gestuurd.In order to be able to control an exposure or irradiation with the photon source relatively quickly, a further special embodiment thereof according to the invention has the feature that an operable shutter is arranged near the exit opening in a photon path. Thus, the electric current and gas supply in the photon source can remain unchanged, while nevertheless the photon outflow at the exit opening can be controlled as desired.
30 In het bijzonder kan de sluiter worden gesynchroniseerd met de modulatie, conform de uitvinding, van de elektrische stroom en/of de inlaatgasdruk van de bron.In particular, the shutter can be synchronized with the modulation, according to the invention, of the electric current and / or the inlet gas pressure of the source.
-5--5-
De uitvinding zal navolgend nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening. In de tekening toont figuur 1 schematisch een opbouw van een uitvoeringsvoorbeeld van een fotonenbron volgens de uitvinding; 5 figuur 2 een inlaatdruk van een gastroom in de fotonenbron van figuur 1, gemeten in de tijd gedurende bedrijf van de inrichting; figuur 3 een elektrische stroom van een stroombron van de fotonenbron van figuur 1, gemeten in de tijd gedurende bedrijf van de inrichting; figuur 4 een schematische doorsnede van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van 10 een fotonenbron volgens de uitvinding; en figuur 5 een uitvergrote weergave van het cascadepakket van de inrichting van figuur 4.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment and an accompanying drawing. Figure 1 shows diagrammatically a construction of an exemplary embodiment of a photon source according to the invention; Figure 2 shows an inlet pressure of a gas stream in the photon source of figure 1, measured in time during operation of the device; Figure 3 shows an electric current from a current source of the photon source of Figure 1, measured in time during operation of the device; Fig. 4 shows a schematic section of a second exemplary embodiment of a photon source according to the invention; and figure 5 shows an enlarged view of the cascade package of the device of figure 4.
De figuren zijn overigens zuiver schematisch en niet op schaal getekend. In het bijzonder kunnen sommige dimensies terwille van de duidelijkheid in meer of mindere 15 mater overdreven zijn weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuren zoveel mogelijk met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.The figures are purely schematic and not drawn to scale. In particular, for the sake of clarity, some dimensions may be exaggerated in more or less materially. Corresponding parts are designated as far as possible in the figures with the same reference numeral.
Een uitvoeringsvoorbeeld van een fotonenbron conform de uitvinding is weergeven in figuur 1. De fototenbron omvat een plasmabron 10 voor het genereren van een 20 thermisch plasma. De plasmabron omvat één of meer kathodes 11 en een anode 12 waartussen een stelsel van één of meer, in dit voorbeeld zeven, onderling gescheiden cascadeplaten 13 is geplaatst. De cascadeplaten zijn van koper vervaardigd en zijn inwendig voorzien van koelkanalen waar, tijdens bedrijf, een koelmiddel zoals (gedemineraliseerd) water doorheen stroomt. De platen 13 hebben een dikte van circa 5 25 millimeter en zijn van elkaar gescheiden door circa 1 millimeter dikke scheidingsplaten 14 van PVC (polyvinylchloride) of een andere elektrische isolator om de platen 13 elektrisch van elkaar te isoleren.An exemplary embodiment of a photon source in accordance with the invention is shown in Figure 1. The phototake source comprises a plasma source 10 for generating a thermal plasma. The plasma source comprises one or more cathodes 11 and an anode 12 between which a system of one or more, in this example seven, mutually separated cascade plates 13 is placed. The cascade plates are made of copper and are internally provided with cooling channels through which, during operation, a coolant such as (demineralized) water flows. The plates 13 have a thickness of approximately 5 millimeters and are separated from each other by approximately 1 millimeter thick PVC separating plates 14 (polyvinyl chloride) or another electrical insulator for electrically insulating the plates 13 from each other.
Centraal in de platen bevindt zich een boring 15 met een doorsnede van tussen 1,0 en 30 2,7 millimeter die een doorgangsopening vormt voor een plasmaboog die, tijdens bedrijf, tussen de kathode 11 en de anode 12 wordt getrokken als daartussen een -6- voldoende grote stroom wordt aangelegd. De doorgangsopeningen van opvolgende platen liggen onderling in lijn met elkaar en vormen zo een plasmakanaal tussen de kathode 11 en de anode 12. Afdichtingsringen 16 tussen de cascadeplaten 13 zorgen daarbij voor een vacuümdichte afsluiting van dit plasmakanaal 15. De afdichtingsringen 5 16 worden daarbij afgeschermd van het plasma door ringen 17 van boomitride om ze voor een voortijdige degradatie te behoeden. Het plasmakanaal 15 heeft aldus een totale lengte van circa 42 millimeter.Centrally in the plates is a bore 15 with a diameter of between 1.0 and 2.7 millimeters which forms a passage opening for a plasma arc which, during operation, is pulled between the cathode 11 and the anode 12 as a -6 between them - sufficiently large current is applied. The passage openings of successive plates lie mutually in line with each other and thus form a plasma channel between the cathode 11 and the anode 12. Sealing rings 16 between the cascade plates 13 thereby ensure a vacuum-tight closure of this plasma channel 15. The sealing rings 16 are thereby shielded from the plasma through tree nitride rings 17 to protect them from premature degradation. The plasma channel 15 thus has a total length of approximately 42 millimeters.
De plasmabron omvat een gasinlaat 21 die is gekoppeld aan gastoevoermiddelen 20 om 10 een te exciteren gas met een stuurbare, sub- tot boven atmosferische inlaat druk in te laten in het plasmakanaal. Bij voorkeur wordt daarbij, zoals in dit voorbeeld, uitgegaan van een edelgas zoals argon of xenon dat, dankzij diens chemische inerfheid, niet of nauwelijks ongewenste bijproducten zal opleveren die anders de werking en stabiliteit van de bron nadelig zouden kunnen beïnvloeden. De gastoevoermiddelen omvatten een 15 pomp 25 die aan een argoncilinder 26 is gekoppeld met een afgaande leiding 24 die naar de gasinlaat leidt. Gedurende bedrijf wordt door het systeem een geringe gasstroom onderhouden om eventuele verontreinigingen uit de bron 20 te verdrijven. Het gebruikte gas wordt vanuit een uitlaat 22 via een nauw en lang capillair 27 afgeblazen in de open lucht om de gasstroom te stabiliseren. Het capillair heeft typisch een diameter van de 20 orde van enkele tienden millimeter en een lengte van de orde van 10 reder. Tussen de gasinlaat 21 en de gasuitlaat 22 bevindt zich een shuntleiding 23 die hierbij voor een evenwichtige drukopbouw in het systeem zorgt. In de leidingen 21..24 bevinden zich de nodige, niet nader getoonde regelventielen, om de inlaatdruk van het systeem in overeenstemming met de uitvinding tijdens bedrijf automatisch te regelen en te 25 moduleren.The plasma source comprises a gas inlet 21 which is coupled to gas supply means 20 for introducing a gas to be excited into the plasma channel with a controllable, sub to above atmospheric inlet pressure. Preferably, as in this example, the starting material is a noble gas such as argon or xenon which, thanks to its chemical inertia, will yield hardly any or no undesirable by-products that could otherwise adversely affect the operation and stability of the source. The gas supply means comprise a pump 25 which is coupled to an argon cylinder 26 with a downstream pipe 24 which leads to the gas inlet. During operation, a small gas flow is maintained by the system to expel any impurities from the source. The used gas is vented from an outlet 22 through a narrow and long capillary 27 into the open air to stabilize the gas flow. The capillary typically has a diameter of the order of a few tenths of a millimeter and a length of the order of 10 shipowners. There is a shunt line 23 between the gas inlet 21 and the gas outlet 22, which ensures a balanced pressure build-up in the system. Pipes 21..24 contain the necessary control valves (not shown) to automatically control and modulate the inlet pressure of the system in accordance with the invention during operation.
De fotonenbron wordt bedreven door via de inlaat 21 het gas in te laten in een inlaatkamer 31 van het systeem met een gepulseerde inlaatdruk van de orde van tussen circa 100 en 500 kPa, zie figuur 3, om het gas vervolgens met een relatief geringe flow 30 door het plasmakanaal 15 te laten stromen. Tussen de kathode 11 en de anode 12 is een stroombron 40 geschakeld waarmee een elektrische stroom door het plasmakanaal 15 -7- wordt gestuurd. De stroombron kan een vermogen leveren van de orde van enkele kilowatt bij een potentiaalverschil van de orde van 100 Volt tussen de anode en kathode, zodat een stroom wordt getrokken van enkele tientallen Ampère. In dit voorbeeld wordt uitgegaan van een stroombron met een nominaal uitgangsvermogen van 2,2 kilowatt bij 5 een potentiaalverschil van circa 95 Volt, zodat de nominale stroomsterkte circa 23 Ampère zal bedragen. De vrije elektronen botsen met gasatomen en -ionen in het plasmakanaal 15 die onder invloed daarvan ioniseren en/of in een aangeslagen toestand geraken, waardoor het gas uiteindelijk overgaat tot een plasmafase.The photon source is operated by introducing the gas via the inlet 21 into an inlet chamber 31 of the system with a pulsed inlet pressure of the order of between approximately 100 and 500 kPa, see figure 3, to subsequently transfer the gas with a relatively low flow 30 by flowing through the plasma channel 15. A current source 40 is connected between the cathode 11 and the anode 12, with which an electric current is sent through the plasma channel 15 -7-. The current source can provide a power of the order of a few kilowatts at a potential difference of the order of 100 Volts between the anode and cathode, so that a current of a few tens of Amps is drawn. In this example, a current source is assumed with a nominal output power of 2.2 kilowatts at a potential difference of approximately 95 Volts, so that the nominal current will be approximately 23 Amps. The free electrons collide with gas atoms and ions in the plasma channel 15 which ionize under the influence of them and / or get into an excited state, whereby the gas eventually proceeds to a plasma phase.
10 Een drietal mechanismen in het plasma is verantwoordelijk voor de generatie van al of niet zichtbaar licht. Het gaat daarbij om free-bound emissie veroorzaakt door recombinatie van elektronen met ionen, free-free emissie als gevolg van electron-ion en electron-gasatoom interacties en om lijnemissie als gevolg van het autonoom terugvallen van geëxiteerde atomen naar een lagere toestand. Het aandeel van 15 lijnemissie en elektron-atoom interactie is relatief gering ten opzichte van breedbandige continuüm emissie zodat deze twee mechanismen genoegzaam buiten beschouwing kunnen worden gelaten. De fotonenopbrengst van de bron wordt voornamelijk veroorzaakt door free-free en free-bound emissies in elektron-ion interacties. Door de relatief hoge, sub- tot boven atmosferische inlaatdruk, tussen ruwweg 50-85 kPa en 20 1000 kPa, die in de bron volgens de uitvinding wordt toegepast en hier van de orde van circa 340 kPa is, wordt een betrekkelijk hoge ionisatiegraad van de orde van 1-15% bereikt, wat uitmondt in een relatief hoge lichtintensiteit. De elektronentemperatuur ligt typisch rond 1 eV (11600 K) en de elektronendichtheid in het plasma is typisch van de orde van 1023 m'3.Three mechanisms in the plasma are responsible for the generation of visible or invisible light. This concerns free-bound emission caused by recombination of electrons with ions, free-free emission as a result of electron-ion and electron-gas atom interactions, and line emission as a result of the autonomous fall back of excited atoms to a lower state. The proportion of line emission and electron-atom interaction is relatively small compared to broadband continuum emission, so that these two mechanisms can be sufficiently ignored. The photon yield from the source is mainly caused by free-free and free-bound emissions in electron-ion interactions. Due to the relatively high, sub to above atmospheric inlet pressure, between roughly 50-85 kPa and 1000 kPa, which is used in the source according to the invention and here is of the order of approximately 340 kPa, a relatively high degree of ionization of the order of 1-15%, which results in a relatively high light intensity. The electron temperature is typically around 1 eV (11600 K) and the electron density in the plasma is typically of the order of 1023 m'3.
2525
Via een inspectievenster 33 kan de plasmageneratie worden gevolgd. Het licht verlaat het plasmakanaal 15 via een uitreedopening 18, die in of nabij de anode 12 is gevormd, naar een plasmakamer 32. Dit licht kan de plasmakamer 32 via een transparant venster 35 verlaten. Voor het venster is een elektronische sluiter 34 geplaatst die het uittredende 30 licht naar believen doorlaat dan wel blokkeert. Het venster 35 is vacuümdicht zodat het systeem in een atmosferische omgeving kan worden toegepast. Het materiaal van het -8- venster is daarbij afgestemd op de aard van het uitgezonden licht. Indien de fotonenbron bestemd is om in een vacuümomgeving te worden toegepast, kan het venster 35 desgewenst ook achterwege worden gelaten zodat ook licht dat anders daardoor zou worden geabsorbeerd, zoals in het bijzonder ver en extreem UV licht, nuttig kan worden 5 gebruikt.Plasma generation can be monitored via an inspection window 33. The light leaves the plasma channel 15 via an exit opening 18, which is formed in or near the anode 12, to a plasma chamber 32. This light can leave the plasma chamber 32 through a transparent window 35. An electronic shutter 34 is placed in front of the window, which allows light to pass through or blocks it as desired. The window 35 is vacuum-tight so that the system can be used in an atmospheric environment. The material of the window is thereby adapted to the nature of the light emitted. If the photon source is intended for use in a vacuum environment, the window 35 can, if desired, also be omitted so that also light that would otherwise be absorbed thereby, such as in particular far and extreme UV light, can be used effectively.
Conform de uitvinding levert de stroombron niet een constante uitgangsstroom maar een gemoduleerde. Dit is in figuur 2 schematisch weergegeven. De elektrische stroom I is gemoduleerd op een gemiddelde basisstroom Is van circa 13 Ampère die voldoende 10 hoog is om een stabiel plasma te onderhouden. Onder een zeker niveau I^^dat in de figuur schematisch met een stippellijn is aangegeven, bestaat het gevaar dat het plasma aan stabiliteit zal inboeten of zelfs volledig zal instorten. Vanaf het basisniveau Is van circa 13 Ampère wordt de stroomsterkte gedurende korte intervallen van slechts enkele tientallen microseconde tot enkele tienden van een milliseconde tijdelijk verhoogd naar 15 een hoger niveau Imax van de orde van 100-500 Ampère, in dit voorbeeld circa 500 Ampère. In dit voorbeeld is uitgegaan van een relatief korte pulsduur van circa 30 microseconde. De tijdspanne tussen deze pulsen is relatief kort en bedraagt bijvoorbeeld hoogstens 1 milliseconde om de stabiliteit van het plasma te verzekeren. Het gemiddelde stroomniveau Igem bedraagt aldus circa 28 Ampère. Het potentiaalverschil 20 tussen de kathode en anode wordt steeds constant gehouden. Eén en ander resulteert in een tijdelijk verhoogde stroom van vrije elektronen door het plasmakanaal gedurende opeenvolgende intervallen van circa 30 microseconde die circa een milliseconde uit elkaar liggen.In accordance with the invention, the current source does not provide a constant output current but a modulated one. This is shown schematically in Figure 2. The electric current I is modulated on an average base current Is of approximately 13 Amps which is sufficiently high to maintain a stable plasma. Below a certain level that is schematically indicated by a dotted line in the figure, there is a danger that the plasma will lose its stability or even collapse completely. From the basic level Is of approximately 13 Amps, the current intensity during short intervals from only a few tens of microseconds to a few tenths of a millisecond is temporarily increased to a higher level Imax of the order of 100-500 Amps, in this example approximately 500 Amps. This example assumes a relatively short pulse duration of approximately 30 microseconds. The time span between these pulses is relatively short and is, for example, at most 1 millisecond to ensure the stability of the plasma. The average current level Igem is thus approximately 28 Amps. The potential difference between the cathode and anode is always kept constant. All this results in a temporarily increased current of free electrons through the plasma channel during successive intervals of approximately 30 microseconds that are approximately one millisecond apart.
25 Omdat zowel de free-bound emissie als de free-ffee emissie als gevolg van interacties tussen vrije elektronen en geïoniseerde gasatomen ongeveer evenredig zijn met het kwadraat van de elektronendichtheid, zal de lichtemissie gedurende deze tijdsintervallen kwadratisch toenemen. De warmtedissipatie in de bron, veroorzaakt door botsingen van de elektronen aan de wand, is daarentegen ruwweg evenredig met de 30 elektronendichtheid zodat deze gedurende de genoemde intervallen slechts lineair zal toenemen. Aldus kan bij een relatief gering stijgende warmtedissipatie een belangrijk -9- grotere lichtopbrengst worden verkregen, of omgekeerd, kan bij een ongeveer gelijkblijvende warmtedissipatie een hogere lichtopbrengst worden bereikt, in vergelijking met een plasmabron die met een constante stroom wordt gevoed.Because both the free-bound emission and the free-emission emission due to interactions between free electrons and ionized gas atoms are approximately proportional to the square of the electron density, the light emission will increase quadratically during these time intervals. The heat dissipation in the source, caused by collisions of the electrons on the wall, on the other hand, is roughly proportional to the electron density so that it will only increase linearly during the said intervals. Thus, with a relatively slight increasing heat dissipation, a considerably greater light output can be obtained, or conversely, with an approximately constant heat dissipation, a higher light output can be achieved, compared to a plasma source that is supplied with a constant current.
5 Synchroon met de elektrische stroom I door de bron, wordt ook de inlaatdruk p in de tijd t gevarieerd, hetgeen in figuur 3 schematisch is weergegeven. Ook hierbij geldt een minimale druk pmin van circa 85 kPa om een stabiele plasmageneratie te verzekeren, waarboven het gas met een basisdruk ps van circa 100-300 kPa wordt ingelaten om gedurende opeenvolgende intervallen van enkele tientallen microseconde, synchroon 10 met de intervallen waarin de elektrische stroom wordt verhoogd, te worden verhoogd tot een hogere druk pmax van circa 500 kPa. Aldus is steeds bij een tijdelijk verhoogde elektrische stroom een grotere gasdichtheid beschikbaar.Synchronous with the electric current I through the source, the inlet pressure p is also varied in time t, which is shown schematically in FIG. Here, too, a minimum pressure pmin of approximately 85 kPa applies to ensure a stable plasma generation, above which the gas with a basic pressure ps of approximately 100-300 kPa is admitted to synchronize with the intervals in which the electrical current is increased, to be increased to a higher pressure pmax of approximately 500 kPa. Thus, a greater gas density is always available with a temporarily increased electric current.
Als gevolg van het gepulste bedrijf van de inrichting is een gemiddeld circa tienmaal 15 hogere lichtopbrengst haalbaar ten opzichte van een continue bedrijf bij eenzelfde gemiddelde stroomsterkte van circa 28 Ampère. Het effect op het resultaat van een met de inrichting uitgevoerde meting, met name de gevoeligheid daarvan, is zelfs nog groter als gevolg van het gepulste karakter (zogenaamde fasegevoelige detectie).As a result of the pulsed operation of the device, an average light output which is approximately ten times higher than that of continuous operation at the same average current of approximately 28 Amps is achievable. The effect on the result of a measurement carried out with the device, in particular the sensitivity thereof, is even greater as a result of the pulsed character (so-called phase-sensitive detection).
20 In plaats van recht, is het plasmakanaal 15 in het onderhavige voorbeeld geprofileerd doordat de doorgangsopeningen van althans een aantal van de cascadeplaten 13 in een richting van de kathode 11 naar de anode 12 toe achtereenvolgens vernauwen en verwijden. De cascadeplaten zijn in de figuur opeenvolgend aangeduid met A..G. De doorgangsopening 15 van een eerste 13 A van de cascadeplaten 13 heeft een diameter 25 van circa 2.7 millimeter, terwijl de doorgangsopeningen in de opvolgende cascadeplaten 13B..13G achtereenvolgens 2.0, 1.7, 1.0, 1.5, 2.0 en 2.5 millimeter wijd zijn. Door aldus de diameter van het plasmakanaal in het centrum enigszins te reduceren, wordt het etendue van de gegenereerde lichtbundel verkleind. Hierdoor kunnen aanpassingverliezen in een optisch systeem waarin de lichtbron wordt toegepast worden 30 beperkt. Bovendien zal de stroomdichtheid in het centrum aldus kwadratisch toenemen en daarmee dus de elektronendichtheid. Omdat de lichtopbrengst zich verhoudt tot het -10- kwadraat daarvan, zal dit leiden tot een aanzienlijk hogere lichtintensiteit. Daarnaast zal de gegenereerde lichtbundel aldus onder een door de cascadeplaten opgelegde ruimtehoek α uittreden, waardoor deze ogenschijnlijk vertrekt uit een punt en de lichtbron ogenschijnlijk een puntbron is, die dienovereenkomstig scherp kan worden 5 afgebeeld.In the present example, instead of straight, the plasma channel 15 is profiled by successively narrowing and widening the passage openings of at least a number of the cascade plates 13 in a direction from the cathode 11 to the anode 12. The cascade plates are successively indicated in the figure as A..G. The passage opening 15 of a first 13 A of the cascade plates 13 has a diameter of approximately 2.7 millimeters, while the passage openings in the subsequent cascade plates 13B..13G are successively 2.0, 1.7, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 millimeters wide. Thus, by slightly reducing the diameter of the plasma channel in the center, the etendue of the generated light beam is reduced. As a result, adjustment losses in an optical system in which the light source is used can be limited. Moreover, the current density in the center will thus increase quadratically and thus the electron density. Because the light output relates to the square thereof, this will lead to a considerably higher light intensity. In addition, the generated light beam will thus exit at a space angle α imposed by the cascade plates, as a result of which it apparently starts from a point and the light source is apparently a point source which can accordingly be depicted sharply.
Een tweede uitvoeringsvorm van een fotonenbron volgens de uitvinding is weergegeven in figuur 4 en 5. De fotonenbron stemt op hoofdlijnen overeen met die van figuur 1, met dien verstande dat in dit voorbeeld is uitgegaan van een stelsel van koperen 10 cascadeplaten 13 die van elkaar worden gescheiden door isolerende keramische tussenschijven 19. Het cascadepakket 13,19 is bij een temperatuur van circa 900 °C in een vacuümoven tot één geheel samen gesoldeerd. Dankzij de uitmuntende hittebestendigheid van keramisch materiaal ten opzichte van kunststoffen als isolator, stelt de inrichting van dit voorbeeld aanmerkelijk lagere eisen aan de koeling en is de 15 inrichting tot aanmerkelijk grotere stroomsterkten belastbaar.A second embodiment of a photon source according to the invention is shown in Figs. 4 and 5. The photon source corresponds broadly to that of Fig. 1, provided that this example is based on a system of copper 10 cascade plates 13 which are separated from each other. separated by insulating ceramic intermediate discs 19. The cascade package 13,19 is soldered together in one vacuum at a temperature of approximately 900 ° C in a vacuum oven. Thanks to the excellent heat resistance of ceramic material with respect to plastics as an insulator, the device of this example sets considerably lower cooling requirements and the device can withstand considerably higher current intensities.
Niettemin wordt ook in dit voorbeeld, conform de uitvinding, uitgegaan van een gepulseerd bedrijf, zowel voor wat betreft de stroomsterkte die door de bron wordt gevoerd als de inlaatdruk die daarbij wordt aangelegd om zo een hogere efficiency en 20 output te bereiken. Een dragergas wordt via een inlaat 21 ingelaten en aan een uitlaat 22 afgepompt om een geringe flow tijdens bedrijf in stand te houden, terwijl tussen een kathode 11 en een anode 12 een plasma wordt opgebouwd. Het door het plasma uitgezonden licht/fotonen kan via een uittreedopening 18 en een transparant venster 35 de bron verlaten.Nevertheless, also in this example, according to the invention, a pulsed operation is assumed, both with regard to the current intensity passed through the source and the inlet pressure applied thereby to achieve a higher efficiency and output. A carrier gas is introduced through an inlet 21 and pumped out at an outlet 22 to maintain a low flow during operation, while a plasma is built up between a cathode 11 and an anode 12. The light / photons emitted by the plasma can leave the source via an exit opening 18 and a transparent window 35.
2525
Aan een van de uitreedopening 18 afgewende zijde van het stelsel 13,19 van cascadeplaten is in dit voorbeeld een spiegelend oppervlak 36 van een sferische spiegel 37 in het fotonenpad 15 opgenomen om de aan deze zijde uittredende fotonen naar de uittreedopening 18 te reflecteren. Ook aldus wordt een hogere lichtopbrengst 30 gerealiseerd.In this example, on a side remote from the exit opening 18 of the cascade plate system 13,19, a reflecting surface 36 of a spherical mirror 37 is included in the photon path 15 to reflect the photons exiting on this side to the exit opening 18. A higher light output is thus also achieved.
-11--11-
In figuur 5 is in detail de in dit uitvoeringsvoorbeeld toegepaste profilering van het plasmakanaal 15 aangegeven. De daarin aangegeven dikten van de cascadeplaten 13 en lokale diameters van het plasmakanaal 15 zijn aangegeven in millimeters. Aan weerszijden treedt het gegenereerde licht uit onder een ruimtehoek α van respectievelijk 5 circa 5,4 en 4,0 graden. Door aldus het kanaal te vernauwen en de verwijden, zal de plasmabundel convergeren en divergeren. De hoogste elektronendichtheid treedt op in of nabij het nauwste deel, zodat daar de hoogste lichtintensiteit zal heersen. Aan de uittreedopening 18 gedraagt de fotonenbron zich aldus althans nagenoeg als een puntbron.Figure 5 shows in detail the profiling of the plasma channel 15 used in this exemplary embodiment. The thicknesses of the cascade plates 13 and local diameters of the plasma channel 15 indicated therein are indicated in millimeters. On both sides, the generated light exits at a spatial angle α of approximately 5.4 and 4.0 degrees, respectively. By thus narrowing the channel and widening, the plasma beam will converge and diverge. The highest electron density occurs in or near the narrowest part, so that the highest light intensity will prevail there. At the exit aperture 18, the photon source thus behaves at least substantially as a point source.
1010
Een combinatie van een dergelijke profilering van de plasmabundel en de gemoduleerde aansturing, conform de uitvinding, biedt daarnaast verdere voordelen. Zo verkleint de geknepen plasmabundel het etendue van de lichtbron, die daardoor met minder aanpassingsverliezen in een optisch systeem kan worden toegepast. Bovendien leidt het 15 vernauwde plasmakanaal tot een opsluiting van het plasma in het relevante deel van de bron binnen beperkte macroscopische dimensies die met name van de orde of kleiner dan een gemiddelde vrije weglengte van de fotonen kunnen zijn. Hierdoor is een grotere gasdruk toelaatbaar die, zonder tot zelf-absorptie van het gegenereerde licht te leiden, tot meer rendement en daarmee tot een hogere lichtintensiteit leidt.A combination of such a profiling of the plasma bundle and the modulated drive, according to the invention, also offers further advantages. The pinched plasma bundle thus reduces the etendue of the light source, which can therefore be used in an optical system with fewer adjustment losses. Moreover, the narrowed plasma channel leads to confinement of the plasma in the relevant part of the source within limited macroscopic dimensions, which may in particular be of the order or smaller than an average free path length of the photons. As a result, a higher gas pressure is permissible which, without leading to self-absorption of the generated light, leads to more efficiency and thus to a higher light intensity.
2020
Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter een enkel uitvoeringsvoorbeeld nader werd toegelicht moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk zonder buiten het kader van de uitvinding te treden. Zo 25 kunnen in plaats van argon of xenon ook andere al of niet edel gassen worden toegepast om daarmee een plasma te creëren, leder gas zal daarbij een eigen emissiespectrum tot gevolg hebben, dat aldus kan worden afgestemd op een concrete behoefte.Although the invention has been further elucidated above on the basis of merely a single exemplary embodiment, it will be apparent that the invention is by no means limited thereto. On the contrary, many variations and manifestations are possible for the average person skilled in the art without departing from the scope of the invention. For example, instead of argon or xenon, other gases, whether noble or not, can be used to create a plasma. Each gas will thereby result in its own emission spectrum, which can thus be tailored to a specific need.
De aangegeven stroompuls en drukdiagrammen werden slechts ter toelichting geboden 30 en kunnen naar wens verder worden geoptimaliseerd, zowel qua niveau, qua amplitude als qua regelmaat. In plaats van een enkele kathode kan een aantal kathodes in een bron -12- worden toegepast om de individuele belasting bij een bepaalde elektrische stroom te beperken. Ook kan een aantal bronnen tegelijkertijd worden geschakeld om een grotere opbrengst te verkrijgen. Tot slot ziet de uitvinding tevens op een werkwijze voor het genereren van fotonen, waarbij een fotonenbron van de in de aanhef beschreven soort 5 met de aangegeven modulerende inlaatdruk en -stroom wordt bedreven.The indicated current pulse and pressure diagrams were provided for illustration only and can be further optimized as desired, both in terms of level, amplitude and regularity. Instead of a single cathode, a number of cathodes in a source can be used to limit the individual load at a given electric current. A number of sources can also be switched at the same time in order to obtain a higher yield. Finally, the invention also relates to a method for generating photons, wherein a photon source of the type described in the preamble is operated with the indicated modulating inlet pressure and current.
10530 84a10530 84a
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1033084A NL1033084C2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Photon source. |
| PCT/NL2007/050668 WO2008075950A2 (en) | 2006-12-19 | 2007-12-19 | Photon source |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1033084A NL1033084C2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Photon source. |
| NL1033084 | 2006-12-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1033084C2 true NL1033084C2 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=38261616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1033084A NL1033084C2 (en) | 2006-12-19 | 2006-12-19 | Photon source. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1033084C2 (en) |
| WO (1) | WO2008075950A2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6077649B2 (en) * | 2012-06-12 | 2017-02-08 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | Photon source, measurement apparatus, lithography system, and device manufacturing method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004048950A1 (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical inspection system and radiation source for use therein |
-
2006
- 2006-12-19 NL NL1033084A patent/NL1033084C2/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-12-19 WO PCT/NL2007/050668 patent/WO2008075950A2/en active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004048950A1 (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical inspection system and radiation source for use therein |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| FROST R M ET AL: "Continuous calibration of a vacuum ultraviolet system from 65 to 125 nm by a cascade arc and comparison with the calibrated line radiation of a hollow cathode", APPLIED OPTICS OPT. SOC. AMERICA USA, vol. 36, no. 9, 20 March 1997 (1997-03-20), pages 1994 - 2000, XP002443771, ISSN: 0003-6935 * |
| KROESEN G M W ET AL: "DESCRIPTION OF A FLOWING CASCADE ARC PLASMA", PLASMA CHEMISTRY AND PLASMA PROCESSING, PLENUM PRESS. NEW YORK, US, vol. 10, no. 4, 1 December 1990 (1990-12-01), pages 531 - 551, XP000170938, ISSN: 0272-4324 * |
| WILBERS A T M ET AL: "Characteristic quantities of a cascade arc used as a light source for spectroscopic techniques", MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING, BRISTOL, GB, vol. 1, no. 12, 1 December 1990 (1990-12-01), pages 1326 - 1332, XP020066140, ISSN: 0957-0233 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008075950A2 (en) | 2008-06-26 |
| WO2008075950A3 (en) | 2008-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dunn et al. | Gain saturation regime for laser-driven tabletop, transient Ni-like ion x-ray lasers | |
| US6881971B2 (en) | Arrangement for the suppression of particle emission in the generation of radiation based on hot plasma | |
| CA2315740C (en) | Discharge lamp sources apparatus and methods | |
| Park et al. | 25 W of average power at 172 nm in the vacuum ultraviolet from flat, efficient lamps driven by interlaced arrays of microcavity plasmas | |
| US6541924B1 (en) | Methods and systems for providing emission of incoherent radiation and uses therefor | |
| US7809112B2 (en) | Method and device for generating EUV radiation and/or soft X-ray radiation | |
| US7328885B2 (en) | Plasma radiation source and device for creating a gas curtain for plasma radiation sources | |
| Horne et al. | A novel high-brightness broadband light-source technology from the VUV to the IR | |
| Zuev et al. | XeF laser with optical pumping by surface discharges | |
| NL1033084C2 (en) | Photon source. | |
| US20040183461A1 (en) | Methods and systems for providing emission of incoherent radiation and uses therefor | |
| Wu et al. | Effects of applied voltage waveform on the uniformity of a microplasma array confined inside polydimethylsiloxane microchannels | |
| JP2004507873A (en) | Electromagnetic radiation generation using laser-generated plasma | |
| JP4563807B2 (en) | Gas discharge lamp | |
| Bollanti et al. | Excimer lamp pumped by a triggered longitudinal discharge | |
| Treshchalov et al. | Spectroscopic diagnostics of a pulsed discharge in high-pressure argon | |
| EP3168860B1 (en) | Device and method for producing uv radiation | |
| Chaplin et al. | Emission and afterglow properties of an expanding RF plasma with nonuniform neutral gas density | |
| Sidorov et al. | Discharge in a Nonhomogeneous Gas Flow Sustained by Powerful Novosibirsk Free Electron Laser Emission as a Point-Like Source of Vacuum Ultraviolet Radiation | |
| Aleksandrov et al. | Ignition of hydrocarbon films under the conditions of surface microwave discharge | |
| Lankhorst et al. | Long pulse electron beam pumped molecular F* 2 laser | |
| JP4775253B2 (en) | Electromagnetic wave modulator | |
| Vodopyanov et al. | On the Prospects for the Study of a Point Discharge Sustained by a Terahertz Free Electron Laser Radiation in an Inhomogeneous Gas Flow | |
| Tanaka et al. | Production of laser-heated plasma in high-pressure Ar gas and emission characteristics of vacuum ultraviolet radiation from Ar2 excimers | |
| Teramoto et al. | EUV and plasma observation in capillary Z-pinch xenon plasmas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20130701 |