TWI390573B - 高強度電磁輻射設備及方法 - Google Patents

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Description

高強度電磁輻射設備及方法
本發明係有關於輻射，特別是產生電磁輻射之方法及設備。
弧光燈已被用來產生為了各種目的之電磁輻射。一般而言，弧光燈包括產生連續輻射之連續或直流(DC)弧光燈，及產生輻射閃光之閃光燈。
連續或DC弧光燈已被用在從模擬日光，到半導體晶圓的快速高溫製程等應用。一個典型傳統DC弧光燈包括兩個電極，亦即陰極與陽極，固定於充填如氙氣或氬氣等惰性氣體之石英外殼內。一電源被利用來維持電極間連續的電漿弧光。在此電漿弧光內，該電漿被高電流藉粒子碰撞之方式加熱至一高溫，並放射電磁輻射，其強度相應於流於電極之間的電流。
閃光燈在某一些方面和連續弧光燈相似，但在其他方面則不同。不同於利用一固定電流以產生連續輻射輸出，一儲存電容或其他脈衝式電源透過該電極被不連貫地放電，以在電極間產生電漿弧光形式之高能放電脈衝。如同連續弧光燈一般，該電漿被放電脈衝之大電流加熱，並以突發閃光之形式放射先能，其閃光持續期間相當於該放電脈衝的持續期間。例如，有些閃光可能持續期間在一毫秒的數量級，但其他持續期間也可以達成。不同於典型地操作在近似靜態壓力與溫度條件下之連續弧光燈，閃光燈在閃光期間，典型的特徵便係其在壓力與溫度上巨大與突然之變化。
有史以來，高功率閃光燈的主要應用便係雷射幫浦。最近的的例子，高功率閃光燈則是用來對半導體晶圓進行退火，其方式係放射一個五百萬瓦數量級、脈衝持續期間一毫秒數量級的輻射至晶圓表面。
對於傳統閃光燈冷卻的方式，典型地只包括冷卻外殼的外表，而不包括內表面。雖然對低功率的應用而言，利用周圍空氣簡單的對流冷卻便已足夠；但高功率應用卻通常需要外殼外表被加強的空氣流或其他氣體冷卻，更高功率的應用甚至還需要藉水或其他液體冷卻。
此等傳統閃光燈易於遭遇一些困難及缺點。限制此種燈管壽命的一個因素，通常是該石英外殼的機械強度，其典型的厚度在一毫米數量級，且很少超過2.5毫米。就這一點而言，雖然增加石英外殼的厚度可增加其強度，增加的石英卻也增加冷卻的外殼外表，和被電漿弧光加熱的外殼內面之間的隔離，因此，有了較厚的管子，要利用外面之冷卻劑將外殼內面的熱移除變得較為困難。其結果，較厚外殼的內面被加熱至較高之溫度，造成外殼內較大之熱梯度，此容易導致熱應力之破裂，終將造成外殼故障。因此，在傳統閃光燈中，外殼的厚度及因此其機械強度皆被限制住，這又再次限制外殼承受肇因於外殼內氣壓急速大幅改變產生之機械應力的能力，此處外殼內氣壓急速大幅改變，係源自閃光時弧光溫度及直徑急速增加之緣故。
傳統閃光燈進一步的困難，牽涉到石英外殼之熔損，主要肇因於外殼內面被加熱導致石英材料蒸發。此等熔損容易將氧污染到弧光氣體裡。基於市場上大多數之弧光燈皆係封閉系統而非循環系統，此種污染在弧光氣體中累積，長時間下來，容易造成該燈管之輻射輸出減低，此等閃光燈輻射輸出之變化在許多應用可能都不希望發生。這些污染物的累積也容易導致該燈管較難啟動。
傳統閃光燈另一個缺點，源自典型為鎢或鎢合金之電極材料產生之濺鍍。在此方面，突然放射之電子及其造成之弧光會噴濺或撞擊掉極大量陰極材料。情況較沒如此嚴重的，突發之電子撞擊與弧光之熱會引發陽極尖端部分融化，也會導致陽極材料流失。其結果，便係濺鍍沈積易於累積在外殼內面，因此減少此燈管之輻射輸出，也造成其輻射模式變得日益不均。此外，此等位於外殼內面之沈積易為閃光所加熱，因此增加外殼內之局部熱應力，終將導致外殼破裂與故障。這種材料之流失也減少電極壽命。
傳統閃光燈還有一個缺點，那便係弧光本身的輻射放射之重製性(reproducibility)相對較差。一些傳統燈在閃光之間，於電極間維持一低電流連續DC放電，稱作空載(idle)電流或激態(simmer)電流。傳統燈中激態電流之目的，主要係充分加熱陰極以開始放射電子，這可減少濺鍍，因此可增加燈管的壽命；此激態電流也可至少提供一些氣體的預游離(pre－ionization)。該激態電流典型地低於一安培，且在傳統閃光燈中，通常無法在不使電極過熱與發生濺鍍的情形下大量增加。本發明人發現，其結果，便係發生於弧光電流從激態電流轉換至尖峰閃光電流之巨大變化，在傳統閃光燈上容易發生相對較不一致之行為，導致該燈管較差之重製特性。
因此，吾人需要一改良之閃光燈與方法。
為滿足上述需求，本發明人已研究過連續或直流(DC)弧光燈之改良，其外殼內面皆係藉一渦流冷卻，例如揭露於共同持有之美國專利第6,621,199號、第4,937,490號、與第4,700,102號，及更早的美國專利第4,027,185號，此等專利之完整揭露也併入於此以資參考。雖然本發明人之一先前曾描述一改良用法，利用此等水壁式(water－wall)連續弧光燈結合脈衝電源作為閃光燈，但一般說來，此種水壁式弧光燈典型地被認為不適合閃光燈之應用。就這一點而言，閃光期間弧光溫度與直徑極大量之增加，對外殼內液體及氣體有極大潛在之影響。若內部冷卻液體沸騰並產生蒸汽的話，外殼內巨大且突然增加之壓力將會進一步惡化，因而更形增加壓力，潛在地導致外殼故障。
此種壓力之突然增加會導致渦流液體壁被推離外殼內面，因而迫使該液體遠離燈管中心的方向，向外軸向地移向且移過電極的位置。這會造成液體突然逆向潑濺該電極，潛在地澆熄弧光，且潛在地減少電極壽命。
此外，就此增加之壓力迫使液體回流至陰極的程度而言，該回流壓力之方向和幫浦之壓力相反，而可能潛在地會使液體渦流產生器零件之連結變弱。
另外，本發明人發現以此種水壁式弧光燈作為閃光燈之操作，比同種燈管操作於連續或DC模式更容易產生不同之微粒物質污染。特別地，本發明人發現小至0.5到2微米之鎢粒子容易在閃光模式由電極釋出，反之肇因於同種燈管操作於連續或DC模式下之微粒物質污染典型地包括不小於5微米的粒子。現存水壁式弧光燈之過濾系統，典型地不足以移除特別係源自閃光模式操作之較小微粒物質污染。本發明人察知累積在冷卻液體中之此等微小微粒物質污染，隨著時間將容易改變此燈管之輸出功率與頻譜，因此不合意地減低該燈管產生閃光之重製性。
本發明人更察知在一些超高功率之應用中，吾人會希望利用複數個彼此緊密鄰近的閃光燈，並使這些燈管同時一起閃光。然而，典型現存水壁式弧光燈具有未絕緣金屬製之流體產生器零件，其係安裝在外殼徑向方向外部。除了其導電性之外，該金屬製之流體產生器零件典型地用作連接至陰極之一電氣連結，以有效地連接陰極至儲存電容或其他脈衝電源之負極。因此，在閃光期間，該流體產生器零件便和陰極處於相同之負電位；所以，每個燈管之導電零件，例如其接地之反射器(reflector)，則必須和每個鄰接燈管之流體產生器保持足夠遠的距離，以避免從其中之一燈管的流體產生器，透過周遭空氣，到接地之反射器或鄰接燈管之其他導電零件產生弧光。這容易增加不希望之一個大的鄰接燈管間最小間距。
根據本發明的一個觀點，可以提供一種產生電磁輻射之設備。此設備包括一流體產生器，設定成可沿著外殼內面產生一液體流；以及包括第一與第二電極，設定成本該外殼內產生弧光，藉此產生電磁輻射。此設備更包括一排出腔(exhaust chamber)，從電極其中之一向外延伸，並設定成可容納該液體流之一部分。
此種排出腔對閃光燈與連續弧光燈之應用有益處。就這一點而言，排出腔之存在容易使該弧光與該液體流開始潰散之位置兩者之間的距離增加，所以，該排出腔易於減少肇因於液體流潰散導致紊流的效應，藉此增進弧光之穩定度。因此，該排出腔容易增進包含連續和閃光燈應用的弧光燈其輻射輸出之穩定度與重製性。
沿外殼內面之液體流也係有益的。例如，此液體流大幅減少外殼內面和外表間之熱梯度，因此減少外殼上之熱應力，對連續和閃光燈之應用皆有利。這又可容許使用比傳統閃光燈較厚之外殼，藉此允許具較強機械強度外殼之利用，以承受閃光期間突增之壓力。同樣地，增加外殼厚度容許可使用較大直徑之燈管，因此可在不超出外殼應力容忍度之下，提供更大且更高功率之弧光。沿外殼內面之液體流也抑制或避免外殼內面在閃光或連續操作期間熔損。此外，此液體流也減少肇因於電極濺鍍之問題，因為任何噴濺出之材料容易為液體流沖出外殼，而不致如傳統閃光燈一般累積於內面。因此，此等設備比起傳統閃光燈或連續弧光燈，其產生之輻射閃光或連續輻射輸出易於較具重製性，且隨時間增加前後較一致。
排出腔可充分軸向向外延伸遠離其中之一電極，以使該電極和導因於排出腔內液體流潰散之紊流隔離。
流體產生器可被設定成產生從該液體流徑向流向內之氣體流，此情形中，排出腔可充分軸向向外延伸遠離其中之一電極，以使該電極和導因於液體流與氣體流混合體之紊流隔離。
該電極可被設定成產生電氣放電脈衝以產生輻射閃光，此情形中，排出腔最好有一充足之容量，以容納肇因於該電氣放電脈衝之壓力而被向外擠壓之大量液體。此等排出腔對閃光燈應用特別有利，因為它增加該設備之等效內容量，並因此減少閃光和可能發生之任何相關沸騰與蒸汽生成造成之尖峰內壓，藉此，作用於外殼與其他零件之機械應力便降低。此外，此等排出腔容許因閃光增加壓力而迫使水軸向向外流出得以繼續流過電極，因此減少這些水逆向潑濺該電極的趨勢。藉減少液體逆向潑濺該電極之可能性，該排出腔容易增加電極壽命，且降低弧光被熄滅之可能。
該第二電極可包括一陽極，且該排出腔可軸向向外延伸超過該陽極。
流體產生器可被電氣絕緣。例如，該設備可包括在該流體產生器周圍之絕緣，且該流體產生器可包括一導體。絕緣該流體產生器提供該設備較安全之操作，而不需擔憂該流體產生器與外部導體間發生弧光，且在一多重燈管系統容許鄰接燈管間較近之間隔。流體產生器中具備導體係有益的，因為這使該流體產生器得到金屬機械強度的益處，以在一閃光期間承受液體流壓力與逆向壓力，且亦容許該流體產生器充當一電氣連接器，以連接陰極至電源。
該第一電極可包括一陰極，且可在該陰極與其電氣連接線周圍絕緣。此等實施例容易進一步增進單燈管系統之安全，並減少多燈管系統中鄰接燈管之最小間距。
該設備可更包括一電氣連接線，它又可包括該流體產生器。因此，該流體產生器本身可有利地充當介於陰極與儲存電容或其他脈衝電源之負極間之電氣連接線之一部分。
環繞該流體產生器之電絕緣可包括外殼。環繞該流體產生器之電絕緣更可包括一絕緣外罩(housing)，在此種實施例中，該絕緣外罩至少可環繞外殼之一部份。
將流體產生器包含進外殼與絕緣外罩內有利地容許該流體產生器可接近配置於該設備之軸線附近，比起先前水壁式閃光燈將其流體產生器零件設置於外殼之外，這又可容許較牢固之螺紋式與螺栓式之機械連結，此又將幫助該流體產生器承受閃光之機械應力，其中該閃光容易迫使一些液體軸向向外以和該流體產生器相反之方向逆流。
該電絕緣可更包括介於該絕緣外罩與該部分外殼間之空間所充填之壓縮氣體。
該外殼可包括一透明之圓柱管，此管之厚度可至少有四毫米。就這一點而言，在外殼內面之液體流減少外殼內之熱梯度，並因而容許比用在傳統閃光燈上較厚之燈管，因此提供給外殼較大之機械強度，以承受閃光期間大量突增之壓力。
該管可包括一具備精準口徑大小之圓柱管，這容易增進實施於外殼內密封之有效度，且也容易改善液體流沿外殼內面流動之性能。
該絕緣外罩可包括塑膠或陶瓷至少其中之一。
第一與第二電極可包括一陰極與一陽極，且陰極之長度可比陽極的短。就這一點而言，較短之陰極易於具較大之機械強度，此對連續弧光燈應用上，避免陰極之振動係有利的，且這又對承受閃光期間突然之壓力變化及應力有幫助。
該第一電極可包括具一突出物之陰極，此突出物軸向向內突出於外殼內且突向該設備中央之部位，比外殼內該設備之次內零件還深入該設備。突出物長度可比陰極之一直徑的兩倍還短。因此，該陰極比起典型傳統陰極而言，長度相對於其厚度可較短，藉此改良其機械強度，且使它在連續操作、或面臨閃光期間突然之壓力變化及應力時，提供較大抵抗振動之能力。
然而相反地，突出物長度最好夠長，以避免流體產生器與第二電極間發生電弧。在流體產生器係導體、並係構成陰極與脈衝式電源間的電氣連接線之實施例中，此等夠長之長度較佳，因為在此種實施例中該流體產生器和陰極係等電位。因此在此等實施例中吾人希望確保陰極之長度足夠，以避免流體產生器與陽極間產生弧光，反而較不擔心陽極與陰極間發生。
根據本發明的另一外觀，可提供包括複數個如上所述設備之系統，設定成對一共同標的輻射。例如，該複數個設備可設定成對一半導體晶圓輻射。
該複數個設備可設定成彼此並聯。若如此，該複數個設備中每一設備排列之方向最好和該複數個設備中與其鄰接的設備之一的排列方向相反，如此該複數個設備中每一設備之陰極係與其鄰接設備之陽極鄰接。因此，不管是連續或閃光操作，特別是在有偶數個設備如此排列的地方，電漿弧光產生之強磁場容易互為抵銷。
此系統可更包括一個單一之循環裝置，設定成供應液體給該複數個設備中每一設備之流體產生器。在此等實施例中，藉消除每設備皆需具獨立循環裝置之需求，可提供一更具效率之系統。
該設備可更包括位於外殼外導電之反射器，且從第一電極附近延伸至第二電極附近。
該設備可更包括複數個與電極電氣連通之電源。若如此，此設備最好包括一隔離器，設定成將至少該複數個電源電路之一與至少其他複數個電源電路之一隔離。
每一電極可包括一冷卻劑通道，以接受流經之冷卻劑流體。此外，至少一個電極可包括一厚度至少為一公分之鎢質尖端。
此等電極有利地容易比傳統電極具較長壽命，特別係閃光之應用，即使對連續操作也是如此。就這一點而言，儘管在閃光期間本身，特別係閃光期間在一毫秒或更短的數量級之快速閃光，電極表面加熱的速率容易比冷卻劑藉由冷卻劑通道從電極移除熱的速率快，但液體冷卻仍易於減少電極融化、濺鍍、或釋出材料的傾向。於閃光期間，比傳統電極較厚之電極尖端提供該電極尖端較大之熱容量，此易於緩和閃光的加熱效應，因此減少該尖端融化、濺鍍、或流失材料之速率。至於電極仍可能以較小速率流失材料的部分，較厚之尖端提供給電極更多材料，而可流失，因此更延長電極的壽命。沿外殼內面之液體流將此等融化或流失之材料自系統移除，而非容許它累積於外殼內面，因此延長外殼壽命，並使該設備輻射輸出之頻譜與功率維持一致性與重製性。
該電極可被設定成產生一放電脈衝，以產生輻射閃光，且該設備可更包括一空載電流電路，用以產生一介於第一與第二電極間之空載電流。此空載電流電路可被設定，以在該放電脈衝前之一期間內產生空載電流，該期間係比液體流流過外殼需要之流體運送時間長。例如，在一種該液體流以約三十毫秒流過外殼之實施例中，其空載電流電路可被設定成產生至少約三十毫秒之空載電流。
如同該空載電流般，該空載電流電路可被用以產生至少約1x102 安培之電流。就這一點而言，電極中之冷卻通道比傳統閃光燈還容許一高許多之空載或激態電流，而不會如傳統電極若遭受此等高之空載電流容易發生之嚴重融化或濺鍍。本發明人發現較高之空載電流為閃光提供較一致與明確界定之起始條件。更特別地，較高之空載電流在電極間幫助界定出一個熱的與寬廣的游離化通道，準備好接受該放電脈衝。較高之空載電流有效地在閃光發生之前一刻幫助減少電極間之初始電阻（雖然閃光期間本身之尖峰阻抗大部分可能維持不變）。本發明人發現這有利地造成該設備產生閃光較大之一致性與重製性，並也易於減少電極材料流失，因而導致較長之電極壽命。
如同該空載電流般，該空載電流電路可被用以產生至少約4x102 安培、歷時至少約1x102 毫秒之電流。
根據本發明之另一觀點，可提供一產生電磁輻射之設備。該設備包括產生沿著外殼內面之液體流的裝置，且更包括在該外殼內產生電弧以生成電磁輻射之裝置。該設備也包括能容納一部份液體流之裝置，及容納向產生裝置之外延伸之裝置。
根據本發明之另一觀點，可提供一產生電磁輻射之方法。該方法包括產生沿著外殼內面之液體流，及在該外殼內、第一與第二電極間產生電弧以生成電磁輻射。該方法更包括向電極之一的外部延伸，以容納一部份液體流之排出腔。
容納可包括將電極之一與排出腔內液體流潰散造成之紊流隔離。
該方法可更包括產生一從液體流徑向向內之氣體流，且容納可包括將電極之一與液體流和氣體流潰散造成之紊流隔離。
產生一電弧可包括產生放電脈衝以生成輻射閃光，且容納可包括容納被放電脈衝造成之壓力脈衝向外壓迫的一體積之液體。
產生液體流可包括利用一電絕緣之流體產生器產生液體流。
根據本發明之另一觀點，可提供一方法，包括控制複數個在此敘述之設備，以對一共同標的輻射，例如一半導體晶圓。
控制可包括使該複數個設備之每一設備產生電弧，該電弧之方向係和該複數個設備中之每一鄰接設備電弧之方向相反。
該方法可更包括將至少該複數個電源電路之一與至少其他複數個電源電路之一隔離。
該方法可更包括將第一與第二電極冷卻。冷卻可包括將液態冷卻劑循環至第一與第二電極對應之冷卻通道。
產生電弧可包括產生一放電脈衝以產生輻射閃光，且該方法可更包括產生一介於第一與第二電極間之空載電流。產生該空載電流可包括在該放電脈衝前之一期間內產生空載電流，該期間係比液體流流過外殼需要之流體運送時間長。如同該空載電流般，這可包括產生至少約1x102 安培之電流。更特別地，如同該空載電流般，這可包括產生至少約4x102 安培、歷時至少約1x102 毫秒之電流。
根據本發明之另一觀點，可提供一設備以產生電磁輻射。該設備包括一電絕緣之流體產生器，用以產生沿外殼內面之液體流。此設備更包括第一與第二電極，設定成在外殼內產生電弧，藉此生成電磁輻射。
如上所述，液體流有利地減少外殼內之熱應力，容許使用較厚之外殼，抑制或避免外殼熔損，且減少電極濺鍍造成之問題。因此，此等設備之輻射輸出，不管是閃光燈或連續輻射之應用，長時間上都比傳統燈管容易具一致性與可重製性。同時，流體產生器係電絕緣的事實容許該設備較安全之操作，而不用憂慮流體產生器與外部導體間發生電弧，並在多重燈系統中，容許鄰接燈間較近之間隔。
此設備最好包括環繞該流體產生器之電絕緣體，如此一來，此流體產生器必要時可包括一導體，在此種情形下該流體產生器仍可被絕緣體所隔絕開來。如上所述，流體產生器具備導體係有利地讓該流體產生器得以受惠於金屬的機械強度，藉此承受閃光期間產生之液體流壓力與逆向壓力，並使流體產生器當作連接陰極至電源之電氣連接器。
在一較佳實施例中，第一電極包括一陰極、環繞該陰極之絕緣體、及其上之導電連線。此等實施例容易更增進單燈系統之安全，並在多重燈系統中，減少鄰接燈間之最小間隔。
此設備可更包括導電連線，此導電連線又可包括流體產生器。因此，該流體產生器本身可有利地作為介於陰極、與儲存電容或其他脈衝式電源之負端點間導電連線的一部分。
環繞該流體產生器之絕緣體可包括外殼。
環繞該流體產生器之絕緣體可更包括一絕緣外罩。在此等實施例中，該絕緣外罩可環繞至少一部份外殼。
如上所述，將流體產生器包括於外殼與絕緣外罩內有利地容許該流體產生器可設置接近於設備之軸線，這又容許較強之機械連結，因此幫助流體產生器承受閃光之機械應力。
該絕緣可更包括存在絕緣外罩與外殼部分之間空間的氣體。此氣體可包括隔離氣體，例如氮氣。在此等實施例中，該設備可更包括一對隔開之密封墊，協同絕緣外罩內面及外殼部分外表將氣體密封於該空間之中。此氣體最好係壓縮至大於一大氣壓。
該外殼可包括一透明之圓柱管。
此管可具至少四毫米之厚度。更特別地，此管可具至少五毫米之厚度。如上所述，液體流減少外殼內之熱梯度，並因而比傳統閃光燈容許具相稱較大機械強度之較厚管，藉此提供外殼在閃光期間具較強承受大量突增壓力之能力。
該管可包括一具備精準口徑大小之圓柱管。若如此，該精準口徑大小之圓柱管可具一至少5x10－ 2 毫米如此低之尺寸容忍度。如上所述，使用此等精準口徑大小增進實施於外殼內密封之有效度，且也改善液體流沿外殼內面流動之性能。
該管可包括石英。例如，該管可包括純石英，諸如合成石英。最好係採用純石英或摻鈰(cerium－doped)石英，因為此等材料容易避免白化作用(solarization)（石英之離子雜質吸收紫外光導致之變色作用(discoloration)；純石英缺乏此等雜質，而鈰氧化物雜質在紫外光被石英中其他雜質吸收前，先將有害的紫外光吸收，並將該能量以可見螢光重新放射出去）。此等實施例對長時間需求穩定、可重製閃光頻譜之應用，例如半導體退火之應用，特別有用。
另外，該管也可包括藍寶石(sapphire)。或者，其他適合的透明材料也可替代。
該設備之絕緣外罩可包括塑膠與陶瓷至少二者之一。例如，該絕緣外罩可包括ULTEM(T M )塑膠。
第一與第二電極可包括一陰極與一陽極，且該陰極可比陽極之長度短。就這一點而言，一較短之陰極易於具備較大之機械強度，以在閃光期間承受突發之壓力變化與應力。
該第一電極可包括具一突出物之陰極，此突出物軸向向內突出於外殼內且突向該設備中央之部位，比外殼內該設備之次內零件還深入該設備。
突出物長度可比陰極之一直徑的兩倍還短。因此，該陰極比起典型傳統陰極而言，相對於其厚度可較短，藉此改良其機械強度。
然而相反地，突出物長度最好夠長，以避免流體產生器與第二電極間發生電弧。在流體產生器係導體、並係構成陰極與脈衝式電源間的電氣連接線之實施例中，此等夠長之長度較佳，因為在此種實施例中該流體產生器和陰極係等電位。因此在此等實施例中吾人希望確保陰極之長度足夠，以避免流體產生器與陽極間產生弧光，反而較不擔心陽極與陰極間發生。
該突出物長度可最少為3.5公分。
該流體產生器可包括次內零件。該陰極的突出物深入於流體產生器之長度可少於5公分。
根據本發明之另一觀點，提供包括複數個如在此敘述的設備之系統，設定成對一共同標的輻射。此共同標的包括半導體晶圓。
該複數個設備可設定成彼此並聯。若如此，該複數個設備中每一設備排列之方向最好和該複數個設備中與其鄰接的設備之一的排列方向相反，如此該複數個設備中每一設備之陰極係與其鄰接設備之陽極鄰接。如上所述，特別是在有偶數個設備如此排列的地方，電漿弧光產生之強磁場容易有利地互為抵銷。
該複數個設備中之每一設備介於第一與第二電極間之一軸線可和介於該複數個設備中之鄰接設備之第一與第二電極間之一軸線間隔小於1x10－ 1 公尺。基於流體產生器係電絕緣而造成的此等接近之間隔，在單一個多重燈系統中容許設置大量並排之燈。
此系統可更包括一個單一之循環裝置，設定成供應液體給該複數個設備中每一設備之流體產生器。若如此，該單一之循環裝置可被設定成從每一設備之出口埠接收液體與氣體。該單一之循環裝置可包括一分離器，設定成將液體與氣體分離，且可包括一過濾器，以自液體中移除微粒物質污染。
該單一之循環裝置可設定成供應給流體產生器，其液態水之導電性小於約每公分1x10－ 5 姆歐(Siemens)。就這一點而言，具此等低導電性的水容易是良好的絕緣體，且因此對於在外殼內產生強電場的應用係有利的。
該設備可更包括位於外殼外部且從第一電極附近延伸至第二電極附近之導電反射器。若如此，該導電反射器可接地。
此設備可更包括一排出腔，從電極其中之一向外延伸超過該電極其中之一，並設定成可容納該液體流之一部分。如上所述，對於連續和閃光燈之應用，該排出腔有利地藉減少紊流對弧光的影響，增進該設備輻射輸出之穩定度與重製性。
例如，排出腔可軸向向外充分延伸遠離該電極其中之一，以使該電極和導因於排出腔內液體流潰散之紊流隔離。
流體產生器可被設定成產生從該液體流徑向流向內之氣體流。在此等實施例中，排出腔可充分軸向向外延伸遠離該電極其中之一，以使該電極和導因於液體流與氣體流混合體之紊流隔離。
電極可設定成在電極間產生放電脈衝以生成輻射閃光。在此等實施例中，排出腔最好具足夠容量，以容納放電弧造成壓力脈衝向外壓迫的一體積之液體。如上所述，此等排出腔可幫助減少閃光導致之尖峰內壓，因此作用於外殼與其他零件之機械應力，且亦使水因為閃光內壓而被迫軸向向外繼續流過電極，藉此減少水逆向潑濺電極的趨勢，這又容易增加電極壽命與減少弧光被熄滅的可能。
該設備可更包括複數個與電極電氣連結之電源電路。例如，該複數個電源電路可包括一脈衝電源電路，設定成在第一與第二電極間產生放電脈衝，以生成輻射閃光。該複數個電源電路可更包括一空載電流電路，設定成在第一與第二電極間產生空載電流。該複數個電源電路也可包括一啟動電路，設定成在第一與第二電極間產生啟動電流。該複數個電源電路可另包括一維持電路，設定成在第一與第二電極間產生維持電流。
在此等實施例中，該設備最好包括一隔離器，設定成將至少該複數個電源電路之一與至少其他複數個電源電路之一隔離。該隔離器可包括一機械開關。或者，或此外，該隔離器可包括一二極體。
每一電極可包括一冷卻劑通道，以接受流經之冷卻劑流體。
此外，至少一個電極可包括一厚度至少為一公分之鎢質尖端。
基於前已討論過之理由，此等電極有利地容易比傳統電極具較長壽命。
該電極可被設定成產生一放電脈衝，以產生輻射閃光。在此等實施例中，該設備可更包括一空載電流電路，用以產生一介於第一與第二電極間之空載電流。此空載電流電路可被設定，以在該放電脈衝前之一期間內產生空載電流，該期間係比液體流流過外殼需要之流體運送時間長。例如，在一種該液體流以3x101 毫秒流過外殼之實施例中，其空載電流電路可被設定成產生至少3x101 毫秒之空載電流。
如同該空載電流，該空載電流電路用以產生至少約1x102 安培之電流。就這一點而言，電極中之冷卻通道比傳統閃光燈還容許一高許多之空載或激態電流，而不會如傳統電極若遭受此等高之空載電流容易發生之嚴重融化或濺鍍。基於前已討論過之理由，此等高空載電流有利地造成該設備產生閃光較大之一致性與重製性，並也易於減少電極材料流失，因而導致較長之電極壽命。
如同該空載電流般，該空載電流電路可用以產生至少約4x102 安培、歷時至少約1x102 毫秒之電流。另外，針對特別的應用，也可採用其他適合的空載電流與歷時期間。
根據本發明之另一觀點，可提供一產生電磁輻射之設備。該設備包括產生沿著外殼內面之液體流的電絕緣裝置，且更包括在該外殼內產生電弧以生成電磁輻射之裝置。
根據本發明之另一觀點，可提供一產生電磁輻射之方法。該方法包括產生沿著外殼內面之液體流，及在該外殼內、第一與第二電極間產生電弧以生成電磁輻射。
根據本發明之另一觀點，可提供一方法，包括控制複數個在此敘述之設備，以對一共同標的輻射，該共同標的可包括如一半導體晶圓。
控制可包括使該複數個設備之每一設備產生電弧，電弧之方向和該複數個設備中之每一鄰接設備電弧之方向相反。如上所述，此等設定有利地容許鄰接弧光產生之強磁場基本上可相互抵銷。
該方法可包括容納一部分液體流於一排出腔內，排出腔充分向外延伸遠離其中之一電極，這可包括使該電極和導因於排出腔內液體流潰散之紊流隔離。
該方法可更包括產生一從液體流徑向向內之氣體流，且容納可包括將電極之一與液體流和氣體流潰散造成之紊流隔離。
產生一電弧可包括產生放電脈衝以生成輻射閃光，且容納可包括容納被放電脈衝造成之壓力脈衝向外壓迫的一體積之液體。如上所述，這有利地易於藉減少作用於外殼之機械應力與降低液體逆向波濺電極的可能性，而增加外殼與電極之壽命。
該方法可更包括將至少該複數個電源電路之一與至少其他複數個電源電路之一隔離。
該方法可更包括將第一與第二電極冷卻。冷卻可包括將液態冷卻劑循環至第一與第二電極對應之冷卻通道。
產生電弧可包括產生一放電脈衝以產生輻射閃光，且該方法可更包括產生一介於第一與第二電極間之空載電流。產生該空載電流可包括在該放電脈衝前之一期間內產生空載電流，該期間係比液體流流過外殼需要之流體運送時間長。例如，這可包括產生歷時至少3x101 毫秒之空載電流。如同該空載電流般，這可包括產生至少約1x102 安培之電流。例如，如同該空載電流般，這可包括產生至少約4x102 安培、歷時至少約1x102 毫秒之電流。如上所述，和傳統閃光燈相較，此等大的空載電流易於增加閃光之一致性與重製性。
根據本發明之另一觀點，可提供一產生輻射閃光之設備。該設備包括流體產生器，設定成沿著外殼內面產生液體流。該設備更包括第一與第二電極，設定成在該外殼內產生放電脈衝以生成輻射閃光；該脈衝促使電極釋放出和連續操作模式下電極釋放出之微粒物質污染不同。該設備也包括移除裝置，設定成自液體中移除微粒物質污染。
因此，和以前連續DC水壁式弧光燈並無設定成移除此等微粒物質污染不同，此設備有利地能避免微粒物質污染累積於液體流內，因而保留設備輸出功率與頻譜之一致性。
此移除裝置可包括一過濾器，設定成過濾液體中之微粒物質污染。例如，此過濾器可設定成過濾小至二微米之微粒。更特別地，此過濾器可設定成過濾小至一微米之微粒。再更特別地，此過濾器可設定成過濾小至半微米之微粒。
或者，或此外，該移除裝置可包括一流體循環系統之處置閥，此處置閥可操作以移除液體流，為時至少為液體流流經外殼需要之流體運送時間。例如，如果液體流典型地需要三十毫秒以穿越該設備，該處置閥可與閃光同步或同時開啟，並可保持至少為時流體運送時間之開啟狀態（在此例中為三十毫秒），以在閃光時移除外殼中出現潛在遭污染之液體。
根據本發明之另一觀點，可提供一產生輻射閃光之設備。該設備包括產生沿著外殼內面之液體流的機構，且更包括在該外殼內產生放電脈衝以生成輻射閃光之裝置；該脈衝促使該裝置之電極釋放出和連續操作模式機構之電極釋放出之微粒物質污染不同。該設備也包括自液體中移除微粒物質污染之裝置。
根據本發明之另一觀點，可提供一產生輻射閃光之方法。該方法包括沿著外殼內面產生液體流。該方法更包括第一與第二電極，設定成在該外殼內產生放電脈衝以生成輻射閃光；該脈衝促使電極釋放出和連續操作模式下電極釋放出之微粒物質污染不同。該方法也包括自液體中移除微粒物質污染。
移除可包括過濾液體中之微粒物質污染。過濾器可包括過濾小至一微米之微粒。更特別地，過濾可包括過濾小至半微米之微粒。
或者，或此外，移除可包括處置液體流，為時至少為液體流流經外殼需要之流體運送時間。
雖然在此係以本發明較佳實施例並以組合之方式展示與描述許多特徵，吾人仍能領會如果需要時，許多此等特徵可彼此獨立採用。
於參照圖式閱讀以下本發明特定實施例之說明後，熟習本項技術人士便能清楚地明瞭本發明之其他觀點與特徵。
請參考第1圖，根據本發明第一實施例之產生電磁輻射之設備概括顯示在100。在此實施例中，該設備100包括一流體產生器（第1圖中未示），用以產生沿外殼104內面102之液體流。該設備100包括第一與第二電極，在此實施例中分別包括一陰極106與一陽極108，該陰極與陽極用以在外殼104內產生電弧，藉以生成電磁輻射。在此實施例中，該設備100更包括一排出腔，概括顯示在110，從電極其中之一向外延伸，設定成可容納液體流之一部分。
更特別地，在此實施例中，該排出腔110從陽極108軸向向外延伸。在此實施例中，該排出腔110充分軸向向外延伸遠離陽極108，以使該陽極108和排出腔110內液體流潰散造成之紊流隔離。
在此實施例中，該電極，或更特別地該陰極106與該陽極108，皆設定成產生一放電脈衝以生成輻射閃光。同樣在此實施例中，該排出腔110具充足體積，以容納放電脈衝造成的壓力脈衝所壓迫之一定量的液體。因此，如上所述，該排出腔110有利地藉減少作用於外殼之機械應力及降低液體逆向噴濺電極之可能性，容易增加外殼104與電極之壽命。
在此實施例中，該設備100包括一陰極端，概括顯示在112，且包括一陽極端，概括顯示在114。一反射器，在此實施例中包括一導電反射器116，則將陰極端與陽極端連接在一起。在此實施例中，此導電反射器116係接地。
在此實施例中，陰極端112包括一絕緣外罩118，此在此實施例中係以螺栓拴於導電反射器116上。陽極端114包括第一與第二陽極外罩元件120與122，連接於反射器116與排出腔110之間。
請參考第2圖，該設備100，如圖所示，係和概括顯示在130之電源供應系統電氣連通，且和概括顯示在140之流體循環系統流體連通。
在此實施例中，該設備100包括一流體產生器，顯示在第2圖的150。在此實施例中，此流體產生器係絕緣的。
在此實施例中，該流體產生器150係包含在設備100之陰極端112。本實施例之流體產生器150包括電氣連接器152，以將流體產生器150連接至電源供應系統130。該流體產生器150更包括一液體入口埠154與一氣體入口埠156，以分別自流體循環系統140接受液體與氣體。流體產生器150更包括一液體出口埠158，以使陰極冷卻液體流回流體循環系統140。
在此實施例中，該流體循環系統140包括一分離與純化系統142，類似前述美國專利。一般而言，如同在此與前述美國專利敘述的，此分離與純化系統142接受源自該設備100排出腔110之液體與氣體、將液體與氣體分離、冷卻液體與氣體、過濾與純化液體與氣體、且將該液體與氣體再循環回流體產生器150，使之以液體與氣體渦流之形式再循環進入該設備100。此外，在此實施例中，該分離與純化系統透過液體出口埠158接受源自陰極106、及透過排出腔110接受源自陽極108之液體冷卻劑。此接受之冷卻劑類似地被冷卻與純化，接著返回流體產生器150及第二陽極外罩元件122，以再循環經過陰極與陽極內部之冷卻通道（圖中未示）。
在此實施例中，外殼104內第一與第二電極間產生放電脈衝以生成輻射閃光，此導致電極釋放有別於連續操作模式下釋放之微粒物質污染。更特別地，本發明人發現此等放電脈衝導致陰極106與陽極108釋放包括粒子小至0.5到2.0微米之微粒物質污染；相對地，連續DC操作下，陰極與陽極釋放之微粒物質污染典型地不包括小於5微米之粒子。
因此，在此實施例中，該設備100包括至少一移除裝置，用以移除排出腔110所接受液體中不同之微粒物質污染。更特別地，在此實施例中，設備100的流體循環系統140包括兩個此等移除裝置，亦即分離與純化系統142中之過濾器144，以及處置閥160。
此處置閥160包括一入口埠162，藉由它設備100的排出腔110接受液體與氣體。此處置閥更包括一再循環出口埠164，藉由它可將接受之液體與氣體導向分離與純化系統142。處置閥160也包括一處置出口埠166，藉由它可在需要時移除接受之液體與氣體。上述再循環出口埠164內定為開啟，而處置出口埠166則為關閉。然而，在此實施例中，該處置閥可操作以處置液體流（從排出腔110所接收），為時至少為液體流流經外殼需要之流體運送時間。更特別地，在此實施例中，液體渦流穿越外殼104所需之運送時間係三十毫秒之等級，因此，緊隨每一放電脈衝之後，處置閥160可操控以關閉再循環出口埠164與開啟處置出口埠166為時至少三十毫秒。更特別地，在此實施例中，緊隨每一放電脈衝之後，該處置閥可操控以維持再循環出口埠164在關閉狀態與處置出口埠166在開啟狀態為時至少一百毫秒，以使放電脈衝時出現在外殼104中之所有液體有足夠時間被移除。
在此實施例中，處置閥160之制動係由主控制器170所控制，它也和電源供應系統130、分離與純化系統142、及設備100之各種感應器（圖中未示）連通。在此實施例中，主控制器170包括控制電腦，此控制電腦包含處理器電路172，該處理器電路在此實施例中係包括微處理器。此處理器電路172係由儲存於一電腦可讀取媒體174上之可執行碼所設定，以控制本實施例之各構件實現在此描述之功能，該電腦可讀媒體在此實施例中係包括硬碟機。或者，其他適合之系統控制器、其他電腦可讀取媒體、或其他產生實施於通訊媒體或載波之信號的方法以指示控制器實現在此描述功能，皆可取代。
在此實施例中，過濾器144係用以過濾液體中之微粒物質污染。因此，在此實施例中，此過濾器係用以過濾液體中小至二微米之粒子。更特別地，在此實施例中，此過濾器係用以過濾液體中至少小至一微米之粒子。再更特別地，在此實施例中，此過濾器係用以移除液體中至少小至半微米之粒子。
在此實施例中，流體循環系統140之分離與純化系統142包括主要液體出口埠180，以運送液體至流體產生器150之液體入口埠154，藉此提供沿外殼104內面102之液體渦流需要的液體，同時也提供冷卻劑給陰極106。分離與純化系統142更包括氣體出口埠182，以運送氣體至流體產生器150之氣體入口埠156，且包括第二液體出口埠184，以透過第二陽極外罩元件122運送陽極冷卻劑液體至陽極108。該系統142更包括冷卻劑入口埠186，以從陰極106透過流體產生器150之液體出口埠158接受液態冷卻劑，且包括一主要入口埠188，已接受透過處置閥160接受來自排出腔110之液體與氣體。該系統142也包括一液體補充入口埠190與一氣體補充入口埠192，以接受補充供應之液體與氣體，緊接每一閃光後取代被處置閥160移除之數量。
在此實施例中，該液體補充入口埠190係與純化水之供應連通，此純化水同時當作液體渦流的水和電極冷卻劑。更特別地，在此實施例中，該純化水之導電度每公分約小於十微姆歐。再更特別地，在此實施例中，該純化水之導電度係介於每公分約五微姆歐到約十微姆歐之間。此等低導電度的水可當作良好的電絕緣體，且因此對本實施例中，外殼104內的水會暴露於強電場之實施有利。或者，如果需要，可為特別之應用以其他適合之液體取代。
在此實施例中，該氣體補充入口埠192係與惰性氣體之供應連通，此惰性氣體在此實施例中則係氬氣。在此實施例中，由於和其他諸如氙氣或氪氣等惰性氣體相較之下，氬氣具相對較低之成本因而較佳。然而，如果需要，可以其他適合的氣體或混合氣體取代。
在此實施例中，該電源供應系統130包括與陰極106連通之負端點132，即與陰極106連通之正端點134。更特別地，在此實施例中，該負端點132係連接至流體產生器150之電氣連接器152，在此實施例中此流體產生器150包括一導體，與陰極106電氣連通。類似地，在此實施例中，該正端點134係連接至第二陽極外罩元件122，此第二陽極外罩元件122也包括一導體，與陽極108電氣連通。在此實施例中，該正端點134係電氣接地，而任何需要之電壓係藉降低負端點132相對於接地之正端點134電位產生。因此，在此實施例中，該設備100暴露在外之導電零件，諸如第二陽極外罩元件122和反射器116，皆係維持於相同（接地）之電位。
陰極端
請參考第1圖至第3圖，該設備100之陰極端112則詳細顯示於第3圖。在此實施例中，陰極端112包括流體產生器150，此流體產生器150在此實施例中係絕緣的，且係用以產生沿外殼104內面102之液體流。
在此實施例中，該絕緣之流體產生器150包括一導體。更特別地，在此實施例中，該絕緣之流體產生器150係由黃銅組成。就這一點而言，黃銅具適當之機械強度以承受閃光造成之機械應力，且可當作陰極106與電源供應系統130間之導電通路。此電源供應系統130之負端132係連接至流體產生器150之電氣連接器152（顯示在第2圖之電氣連接器152與液體出口埠158並未顯示於第3圖，因為它們並非與第3圖所示剖面圖位於同一平面）。因此，在此實施例中，除了以下會詳細說明的產生液體與氣體渦流之外，該流體產生器150與其電氣連接器152還當作連至陰極106之導電連線。或者，除了黃銅之外，該流體產生器150可包括一個或一個以上其他適合之導體。
或者，更進一步的不同選擇，係除了如本實施例由絕緣材料所環繞之外，該流體產生器150可藉本身係由電氣絕緣材料組成或包括電氣絕緣材料而達成絕緣之功能，在此情形中，需要的話，連接至陰極之電氣連結可藉額外之連線提供。
在此實施例中，該流體產生器150係一導體，該陰極端112包括環繞該流體產生器150之絕緣體。更特別地，在此實施例中，環繞該流體產生器150之絕緣體包括該外殼104，且更包括絕緣外罩118。如第3圖所示，在此實施例中，該絕緣外罩118至少環繞該外殼104之一部分，或更特別地，至少環繞該外殼104之末端300。
在此實施例中，該絕緣外罩118至少包括塑膠與陶瓷其中之一。更特別地，在此實施例中，該絕緣外罩118係由ULTEM(T M )塑膠所組成。或者，其他適合之絕緣材料，諸如其他塑膠或陶瓷，皆可取而代之。
在此實施例中，該外殼104包括一透明圓柱燈管。在此實施例中，該燈管具至少為四毫米之厚度。更特別地，在此實施例中，該燈管具至少為五毫米之厚度。再更特別地，在此實施例中，該燈管具五毫米之厚度，且內徑為45毫米而外徑為55毫米。如前所述，吾人皆可領會管壁厚度後於3毫米的話，通常被認為不適用於閃光燈之應用，因為傳統閃光燈中，電漿加熱之內面與受冷卻之外表間會造成熱梯度。沿外殼104內面102之液體渦流減少此等熱梯度，所以容許外殼104使用較厚之管壁。因此，在此實施例中，該外殼104由於較厚，所以比傳統閃光燈具較大之機械強度，且因此較能承受閃光造成壓力急速變化引發相關之機械應力。
在此實施例中，該外殼104包括一具備精準口徑大小之圓柱燈管。更特別地，在此實施例中，該具備精準口徑大小之圓柱燈管之尺寸誤差容忍度至少低於0.05毫米。就這一點而言，此等精準口徑易於提供較可靠之密封，以承受閃光期間外殼內之高壓。此外，外殼內加強之平滑度易於改善沿外殼內面流動的液體渦流之特性，且容易減少電極腐蝕。
在此實施例中，該外殼104，或更特別地，該具備精準口徑大小之圓柱燈管包括一石英管。再更特別地，在此實施例中，該石英管係摻鈰石英，摻雜了氧化鈰以避免前述白化/變色作用之問題。因此，在此實施例中，藉避免此等白化/變色作用，該設備100產生閃光之頻譜，其輸出之一致性與重製性得以改善。或者，該外殼104可包括純石英，例如合成石英，也易於避免白化/變色作用之缺點。然而，若頻譜之一致性與重製性對特定的應用不重要的話，該外殼104可選擇包括會產生白化現象之材料，例如一般透明的熔製石英。更廣泛來說，諸如藍寶石的其他透明材料，如果需要也可以使用，端視一特定應用對機械與熱穩健性要求而定。
在此實施例中，該電氣絕緣體，或更特別地，該外殼104與該絕緣外罩118環繞該陰極106與其導電連線。如上所述，在此實施例中，該連接至陰極106之導電連線包括該流體產生器150與該電氣連接器152（未示於第3圖剖面圖之平面），藉此該陰極106係與第2圖所示電源供應系統130之負端點132電氣連通。
在此實施例中，環繞流體產生器150之電氣絕緣體更包括位於外殼104的絕緣外罩118與末端300間之氣體。更特別地，在此實施例中，該設備100包括一對隔開之密封墊302與304，協同絕緣外罩118內面306及外殼104末端300外表308將氣體密封於該空間之中。
在此實施例中，此氣體係壓縮的。更特別地，在此實施例中，此氣體係壓縮氮氣。為了使壓縮氮氣加壓至兩表面306與308及兩密封墊302與304間之空間，絕緣外罩118包括一進氣閥310與一洩氣閥312。在此實施例中，兩密封墊302與304間之氮氣壓係維持在比外殼104內典型氣壓還高之氣壓。更特別地，在此實施例中，外殼內之氣壓典型地係在約二大氣壓之數量級，且密封墊間之氮氣壓係維持在此氣壓約三倍之壓力，或者亦即約六大氣壓之數量級。吾人發現，此等加壓隔絕密封墊302與304間之空間，使該空間保持潔淨與乾燥，有助於為弧光提供一組理想之啟動條件。
在此實施例中，密封墊302與304包括O形環，或者亦可採用其他適合之密封墊。
請參考第2、3、4、5圖，除了在外殼104內面102產生液體流外，在此實施例中，該流體產生器150亦用以從該液體流徑向向內產生一氣體流。因此，在此實施例中，排出腔110係延伸遠離陽極108，以使該陽極108和液體流與氣體流在排出腔110內混合時造成之紊流隔離。
請參考第3、4、5圖，在此實施例中，為了產生液體流與氣體流，該流體產生器150包括一流體產生器核心320，和一氣體渦流產生器322與一液體渦流產生器324以螺紋連接。在此實施例中，該氣體渦流產生器與液體渦流產生器係以和液體與氣體渦流之相反方向，藉螺紋與該流體產生器核心320連接，所以液體與氣體流動作產生之旋轉壓力方向係易於使螺紋連接益加緊牢，而非鬆動。或者，其他適合於將氣體與液體渦流產生器和該核心連接之方式也可採用。
在此實施例中，一鎖環321可避免流體產生器核心320在絕緣外罩118內鬆脫。一密封墊326，在此實施例中係包含O形環，則在流體產生器核心320與外殼104之內面102間提供緊密之密封。
此外，在此實施例中，一清洗器329係安插於該外殼104之一外緣與該絕緣外罩118之間。在此實施例中，此清洗器329包括鐵弗龍(Teflon)，或者其他適合之材料也可使用。
更有一密封墊330在流體產生器核心320與液體渦流產生器324間提供緊密之密封。
請參考第2至5圖，在此實施例中，為了在外殼104內面102產生一液體渦流，源自流體循環系統140之加壓液體透過流體產生器150上之液體入口埠154由流體產生器150所接收。此加壓液體流穿過在流體產生器核心320內之吸入通道340。有一些液體被推過複數個孔洞，例如顯示在342與344之孔洞，該孔洞延伸穿過流體產生器核心320之本體，進入由流體產生器核心320與液體渦流產生器324圍出範圍之歧管空間346。從該歧管空間346，液體被推過複數個孔洞，例如顯示在348與350之孔洞，該孔洞延伸穿過液體渦流產生器324之本體（此孔洞350並未於第3至5圖剖面圖之平面，但可以在第4圖看見它的一部分穿過歧管空間346）。每一此孔洞348、350、與其他穿過液體渦流產生器324本體之類似孔洞係呈一角度，以造成當液體被推過該孔洞時，其相對於該外殼之速度，不僅在徑向與軸向具分量，也具與該外殼內面102之周邊相切之速度分量。如此一來，當加壓液體流離開該孔洞348、350與其他類似孔洞時，它形成一渦流水壁，在它徑向橫越外殼流向陽極108時，沿外殼104內面102盤旋前進。
在此實施例中，每一電極包括一冷卻劑通道，以接受穿過它之冷卻劑流。更特別地，在此實施例中，流進來之液體，除了如上所述穿過孔洞342與344流離開吸入通道340而形成液體渦流的這一部份之外，流穿過吸入通道340剩下的那一部份液體被推進至一陰極冷卻劑通道360，且當作冷卻陰極106之冷卻劑。
在此實施例中，陰極106包括一中空之陰極導管362，在此實施例中係黃銅製。此陰極導管362之一開放外端以螺紋鎖進一穿過流體產生器核心320上之孔洞，且具一密封墊363提供該陰極導管與流體產生器核心間緊密之密封。一陰極鑲塊364，在此實施例中亦係黃銅製，則以螺紋連接至該陰極導管362之一內端。此陰極106更包括環繞該陰極導管362之一陰極本體376。此陰極本體376，在此實施例中係黃銅製，以螺紋鎖進一穿過流體產生器核心320上之較寬孔洞，且具一密封墊377提供該陰極本體與流體產生器核心間緊密之密封。在此實施例中，此陰極106更包括一陰極頭370，以螺紋連接至該陰極本體376，且環繞著陰極鑲塊364。一陰極尖端372固定至該陰極頭370之上。在此實施例中，此陰極頭370與陰極尖端372皆係導體。更特別地，在此實施例中，該陰極頭370包括銅，且該陰極尖端372包括鎢。因此，請參考第2至4圖，可以察知一電氣通路，形成自電源供應系統130之負端點132開始，連接至電氣連接器152與流體產生器核心320，再接至陰極本體376與陰極頭370，最後通到陰極尖端372，因而讓電子得以從負端點132流至陰極尖端372，以在陰極106與陽極108間形成弧光。
如果需要，其他適合之連結型態可取代各個不同之螺紋連結。例如，希望的話，該陰極頭370可用焊接或鍛接連接至該陰極本體376。
在此實施例中，該陰極冷卻劑通道360係位於該中空陰極導管362之內。冷卻劑液體繼續流過該陰極冷卻劑通道360，而進入中空之陰極鑲塊364。冷卻劑液體流過穿過該陰極鑲塊364之孔洞366，且流進介於該陰極鑲塊364與陰極頭370間之空間368，其中陰極頭370係陰極尖端372固定之處。因此，當冷卻劑液體流過該空間368時，它自陰極頭370移除熱，所以也間接自陰極尖端372移除熱。如同以下將會詳述的一個陽極108之類似的頭，在此實施例中，陰極頭370之一內面（圖中未示）具複數個平行溝槽（圖中未示），以導引液體冷卻劑流向一希望之方向。此冷卻劑液體被導流通過該空間368，且然後進入由陰極導管362與陰極本體376所圍起之空間374。從此空間374開始，該冷卻劑液體進入一位於流體產生器核心320內之冷卻劑出口通道（未示於第3至5圖剖面圖之平面），此通道導向第2圖所示之液體出口埠158，藉此，該冷卻劑液體回到流體循環系統140中分離與純化系統142的冷卻劑入口埠186。
在此實施例中，該鎢質陰極尖端372具至少一公分之厚度。因此，如上所述，陰極106具如上所述之液體冷卻、及具相對較厚之鎢質陰極尖端372此二特性之結合，容易有利地提供陰極106比傳統電極較長之壽命。
在此實施例中，氣體渦流產生器322產生氣體渦流，其模式類似前述液體渦流產生器324產生液體渦流一般。在此實施例中，自分離與純化系統142的氣體出口埠182接受加壓氣體，接受於流體產生器150之氣體入口埠156的位置。此加壓氣體穿過位於流體產生器核心320內之氣體吸入通道380，最後從複數個孔洞離開氣體吸入通道，例如示於382之孔洞，其係延伸通過氣體渦流產生器322之本體（該孔洞382未於第3至5圖剖面圖之平面，但可見於第4圖）。該加壓氣體透過孔洞382與類似之孔洞排出，且撞擊液體渦流產生器324之一內面384。如同液體渦流產生器324之孔洞348與352一般，氣體渦流產生器322之孔洞382與其他類似之孔洞係呈一角度，以造成排出的氣體相對於該外殼之速度，不僅在徑向與軸向具分量，也具與該液體渦流產生器324內面384之周邊相切之速度分量。如此一來，當加壓氣體被加壓排出該孔洞382與其他類似孔洞時，它形成一氣體渦流，在它徑向橫越外殼104時，氣體會沿在外殼周邊盤旋流動。在此實施例中，氣體渦流產生器322之孔洞382與類似之孔洞的角度，和液體渦流產生器324之孔洞348、350與類似孔洞一致，以使液體與氣體渦流在橫越外殼時以相同方向旋轉。
再次參考第3與第4圖，在此實施例中，陰極106具一突出物，沿此方向其軸向向內於外殼104內，向該設備100中心突出，比外殼內該設備之次內零件還深入該設備。在此實施例中，此次內零件係一流體產生器150，或更特別地，其上之液體渦流產生器324。
在此實施例中，該陰極之突出物長度比陰極106之一直徑的兩倍還短。因此，該陰極106比起傳統陰極，其長度相對於其厚度較短，此讓它具較大之剛性與機械強度，使它面臨閃光造成突然極大之壓力變化時，具備較大之抵抗能力。絕對地說來，在此實施例中，該陰極之突出物長度超出該流體產生器少於五公分。
然而同時，在此實施例中，該陰極106之突出物長度又足夠長，以避免流體產生器150和陽極108間，而非陰極與陽極間，發生放電脈衝。更特別地，在此實施例中，此突出物長度至少為3.5公分。
在此實施例中，陰極106之陰極尖端372厚度至少為一公分。因此，如上所述，陰極106具如上所述之液體冷卻、及具相對較厚之鎢質陰極尖端372此二特性之結合，容易有利地提供陰極106比傳統電極較長之壽命。
陽極端
請參考第2圖與第7至10圖，該設備100之陽極端114詳示於第7圖。一般而言，在此實施例中，該陽極端114包括陽極108、反射器116、第一與第二陽極外罩元件120與122、及排出腔110。
在此實施例中，該排出腔110具一內面700，此內面在此實施例中係具漏斗形狀(frustoconical shape)，在陽極108之外軸向向外延伸時，口徑也徑向向內縮減。然而，此內面也可是圓柱狀的，或者口徑係向外擴增，而非縮減。該排出腔110之內面700最好係設定為容許液體流在流離開外殼104後，能沿該內面700繼續具有渦流，如此一來此渦流可在排出腔110內繼續和氣體渦流分離，這使氣體（而非氣體與水之混合體）能在弧光產生時被吸回外殼104內。
在此實施例中，該排出腔110係連接至一接頭702，此接頭在此實施例中係一不銹鋼接頭。一密封墊703，在此實施例中包括O形環，則提供在排出腔110之內面700與該接頭702之緊密密封。此接頭702連接至一軟管，透過它離開排出腔110之液體與氣體渦流可流回流體循環系統140。
請參考第7與第8圖，在此實施例中，該陽極108稍微類似於該陰極106，即使在此實施例中陰極106較陽極108短。更特別地，在此實施例中，該陽極108包括一陽極導管704，其外端係以螺紋接至穿過第二陽極外罩元件122上之孔洞。一密封墊706提供陽極導管704外端與第二陽極外罩元件122間之緊密密封。該陽極108更包括一陽極本體708，它以螺紋接至穿過第二陽極外罩元件122上孔洞較寬之部分，且具一密封墊710提供陽極本體708與第二陽極外罩元件122間之緊密密封。該陽極導管704係以螺紋接至一陽極鑲塊712，且該陽極本體708係以螺紋接至一陽極頭714，其上固定陽極尖端716。該陽極本體708與陽極頭714環繞陽極導管704與陽極鑲塊712。同樣地，如同陰極般，如果需要，其他適合之連接方式，諸如焊接或鍛接，皆可用以取代上述之螺紋連結。
在此實施例中，陽極導管704、陽極本體708與陽極鑲塊712皆係黃銅製；該陽極頭714係銅製；而陽極尖端716係鎢製。或者，如果需要，其他適合之材料也可取而代之。在此實施例中，該鎢質陽極尖端716之厚度至少為一公分。因此，如上所述，陽極108具如下所述之液體冷卻、及具相對較厚之鎢質陽極尖端716此二特性之結合，容易有利地提供陽極108比傳統電極較長之壽命。
請參考第2、7、8圖與第11至13圖，在此實施例中，為提供與陽極108液態冷卻劑水流，該設備100之陽極端114包括如第7圖所示之一液體入口埠720，固定於第二陽極外罩元件122上。此液體入口埠720接受第2圖所示源自分離與純化系統142之第二液體出口埠184的加壓液態冷卻劑。此液態冷卻劑被運送通過該液體入口埠720，而進入位於第二陽極外罩元件122內之冷卻劑導管722。此冷卻劑導管722將液體運送至介於陽極導管704外表與陽極本體708內面間之空間732。
加壓液態冷卻劑之第一部份流過第7圖下半部所示該空間732之第一部份，進入介於陽極鑲塊712與陽極頭714間之空間728。當液體流過此空間728時，它移除陽極頭714的熱，所以也移除陽極尖端716的熱。如第13圖所示，在此實施例中，陽極頭714之一內面730包括複數個溝槽，以導引液態冷卻劑流向希望之方向。如第7圖所示，此溝槽將液態冷卻劑之第一部份從空間728導引至第7圖上半部所示該空間732之第二部份，到達穿過陽極鑲塊712之一孔洞726近處。加壓液態冷卻劑之第二部份直接自冷卻劑導管722沿該空間732之第二部份流至該孔洞726近處。加壓液態冷卻劑之兩個部份接著穿過該孔洞726，且進入陽極導管704內之一冷卻劑通道724。此液態冷卻劑繼續向外流通過該冷卻劑通道724，直到進入排出腔110。
請參考第2圖與第7至10圖，除了如上所述提供一液態冷卻劑通道外，在此實施例中，第二陽極外罩元件122亦在陽極108與電源供應系統130間提供一電氣連結。在此實施例中，該第二陽極外罩元件122包括一導體。更特別地，在此實施例中，該第二陽極外罩元件122係黃銅製。此第二陽極外罩元件122係透過第9與第10圖所示之電氣連接器900，連接至電源供應系統130之正端點134（在此實施例中係為接地）。在此實施例中，該電氣連接器900包括四個壓縮型之接頭，雖然也可選擇其他適合類型之連接器取而代之。因此，該第二陽極外單元件122完成電氣連結，讓電子自陽極尖端716，流經過陽極頭714及陽極本體708，進入且流經第二陽極外單元件122及其電氣連接器900，到達電源供應系統130之正端點134。
請參考第2、9與第10圖，在此實施例中，該第二陽極外罩元件122包括一壓力變能器埠(pressure transducer port)902，以接受其上之一壓力變能器904。此壓力變能器係與第2圖所示之控制器170連通，將表示外殼104內壓力之信號發送給控制器。
請參考第7與第9圖，在此實施例中，該外殼104係穿過反射器116與第一陽極外罩元件120個別之開口，且係與第二陽極外罩元件122緊貼。一密封墊740，在此實施例中包括O形環，提供外殼104內面與第二陽極外罩元件122間之緊密密閉。一清洗器742，在此實施例中包括鐵弗龍清洗器，則安插於外殼104外端與第二陽極外單元件122間。
請參考第7與第8圖，第8圖顯示第二陽極外罩元件122詳細的圖。第二陽極外罩元件122之中央部分802固定於穿過第二陽極外罩元件122之孔洞的中央，此中央部分讓陽極本體708連接。一邊緣806將中央部分802與第二陽極外罩元件122之其他部分連結，且在孔洞804內維持該中央部分802，因而也維持該陽極108。該冷卻劑導管722延伸穿過該邊緣806，直到穿過該中央部分802之孔洞。
操作時，第2與第3圖所示流體產生器150產生之液體與氣體渦流流過該孔洞804，且流進排出腔110，過程中僅被該邊緣806阻礙。就這一點而言，邊緣806的尺寸最好足夠大，藉此提供充足之機械強度維持陽極108，以承受每一閃光期間造成巨大之機械應力，但卻又最好越小越好，以使之對外殼104內面102液體流的干擾最小化。
在此實施例中，第一陽極外罩元件120包括塑膠，或更特別地，ULTEM(T M )塑膠。或者，其他諸如陶瓷等適合之材料也可取而代之。在此實施例中第二陽極外罩元件122所連接的電源正端點係接地的，且第一陽極外罩元件120最好設有一絕緣體以消除接地迴圈，但並非必需。因此，如果需要，第一陽極外罩元件也可包括導體。
反射器
請參考第2與第14圖，導電反射器116詳細顯示於第14圖。在此實施例中，此反射器包括一導體，或更特別地，鋁。或者，其他適合之材料與設定可以取代。如上所述，在此實施例中，該反射器116係接地的。在此實施例中，該反射器116在外殼104外從陰極106之近處延伸至陽極108之近處。
電源供應器
請參考第2與第15圖，電源供應系統130詳細顯示於第15圖。在此實施例中，該電源供應系統130包括複數個電源供應電路與電極電氣連通，或更特別地，與陰極106與陽極108電氣連通。
更特別地，在此實施例中，該複數個電源供應電路包括一脈衝供應電路1500，用以在第一與第二電極間產生放電脈衝；一空載電流電路1502，用以在第一與第二電極間產生空載電流；一啟動電路1504，用以在第一與第二電極間產生啟動電流；及一維持電路1506，用以在第一與第二電極間產生維持電流。
在此實施例中，該電源供應系統130包括至少一個隔離體，用以將至少一個該電源供應電路與至少一個其他該電源供應電路隔離。更特別地，在此實施例中，一第一隔離體包括一機械開關1510，當它打開時，可用來使空載電流電路1502與維持電路1506之負端點，和啟動電路1504之負端點隔離。同樣在此實施例中，一第二隔離體包括一隔離二極體1512，用以將空載電流電路1502與維持電路1506，和脈衝供應電路1500隔離。在此實施例中，該機械開關1510包括ROSS型號GD60－P60－800－2C－40之機械開關，且係可回應第2圖中控制器170發出之控制信號而電氣致動的。在此實施例中，該隔離二極體1512係包括6kVR R M 之二極體。或者，其他適合之隔離器亦可取而代之。
在此實施例中，該空載電流電路1502、啟動電路1504與維持電路1506每個都接受AC電源，或更特別地，480 V、60 Hz、三相之電源。類似地，脈衝供應電路1500亦包括一DC電源供應器1514，其係接受類似480 V/60 Hz之電源，再轉換成DC電壓，以對脈衝供應電路之電容充電，如下所述。在此實施例中，此DC電源供應器1514係可調的，以產生最高至4kV之目標DC充電電壓。如第15圖所示，在此實施例中，該480 V/60 Hz之AC電源也用以供應其他設備，例如第2圖中流體循環系統140之主幫浦（圖中未示）。類似地，在此實施例中，該480 V/60 Hz之電源也用以供應複數個變壓器，此變壓器又供應110V AC電源給第2圖所示之控制器170，及流體循環系統140之純化器（圖中未示）。如果需要，也可由輸入之480 V電源得到220 V之電源。
在此實施例中，該空載電流電路1502將輸入之480 V AC電源整流，且產生一最高到600 A之可控制DC電流。在此實施例中，空載電流電路1502之正端點係電氣接地的，且因此，DC電壓係藉降低負端點相對於接地端之電位而產生。
在此實施例中，該空載電流電路1502係第2圖所示之控制器170連通。當該機械開關1510關閉時，該空載電流電路1502接受來自控制器170指定一期望空載電流之數位指令，回應該指令，將導致一空載電流流通於該設備100之陰極106與陽極108間。在此實施例中，此空載電流電路1502包括SatCon型號HCSR－480－1000之DC電源供應電路，可由加拿大安大略省Burlington的SatCon Technology Corporation取得，其係美國麻州劍橋的SatCon Technology Corporation之分公司。或者，亦可採用任何其他適合之空載電流電路的類型。
在此實施例中，該啟動電路1504係用以建立陰極106與陽極108間之弧光。為達此目的，在此實施例中，該啟動電路1504接受480 V/60 Hz之AC電源，將之整流且用以對複數個內部電容器（圖中為示）充電。當其上升之內部電壓達到一先已決定之臨界值，例如30 kV，此啟動電路1504傳送一電流脈衝（例如10A），以在陰極106與陽極108間建立弧光。
在此實施例中，該維持電路1506係用於啟動當時及緊接其後之時，藉之維持陰極106與陽極108間之弧光。在此實施例中，此維持電路接受480 V/60 Hz之AC電源，將之整流以產生固定DC輸出電流15A。該維持電路1506之一正端點係與電源供應系統130之正端點134連通，且因而與該陽極108連通。該維持電路1506之一負端點可經由啟動電路1504而間接與陰極106電氣連通，或藉關閉機械開關1510而直接連通。後者直接連接之方式讓電子從維持電路1506之負端點開始，流經一磁核電感1508、隔離二極體1512、機械開關1510、與電源供應器之負端點132，到達陰極106。在此實施例中，該磁核電感1508具50毫亨利之電感，雖然也可選擇其他適合之電感值取而代之。
在此實施例中，該脈衝供應電路1500係用以在陰極106與陽極108間產生放電脈衝，以產生期望之輻射閃光。為達此目的，該脈衝供應電路1500接受480 V/60 Hz之AC電源，此電源被DC電源供應器1514整流以產生一DC電壓，再用以對複數個電容充電。更特別地，在此實施例中，該電容包括並聯之第一1520與第二電容1522。在此實施例中，第一與第二電容每個皆具7900微法拉之電容值，雖然也可選用其他適合之電容取代。在此實施例中，該脈衝供應電路1500更包括二極體1524與1526、電阻1528、1530、1532、與1534，及傾卸繼電器(dump relay)1536，皆如第15圖之設定。在此實施例中，該電阻1528、1530、1532、與1534分別具60歐姆、5歐姆、20k歐姆、與20k歐姆之電阻。
在此實施例中，為了在希望時對電容器放電與產生放電脈衝，該脈衝供應電路1500包括一放電開關。更特別地，在此實施例中，該放電開關包括一矽控整流器(SCR)1540，與第2圖所示之控制器170連通。以後將會領會，此SCR 1540將不會導通，直到控制器供給此SCR 1540一閘極電壓，回應此輸入，該SCR 1540將會開始導通，且只要流過它之電流超過SCR本身的保持電流，它將會繼續導通。因此，該SCR 1540不容許脈衝供應電路1500之電容放電，直到控制器170供應之閘極電壓施加之後，回應此變動，該脈衝供應電路1500之電容才被容許放電。在此實施例中，係透過一電感1542放電的，電感1542具有4.6微亨利之電感。或者，其他適合種類之放電開關亦可代用。
操作
請參考第2與第15圖，在此實施例中，該控制器170，或更特別地，其上之該處理器電路172，係由包括儲存於電腦可讀取媒體174之可執行指令碼的一個例行程序所設定，以和流體循環系統140與電源供應系統130之相關零件連通，藉此利用該設備100產生輻射閃光，如下所詳述。
該處理器電路172首先被指示要對流體循環系統140發出信號，以開始循環液體與氣體經過該設備，如同前述說明第3至5圖時所細述的，藉此產生液體與氣體渦流。在此實施例中，液體渦流係以17至20大氣壓數量級之壓力傳送至液體渦流產生器324。此等高壓有利地易於減少造成之閃光期間外殼暴曬之可能性。
該處理器電路172接著被指示要與電源供應系統130之各種零件通訊，以使此等零件執行一連串之動作，包括在陰極106與陽極108間啟動弧光、維持此弧光、在閃光前建立一空載電流、然後產生放電脈衝以生成輻射閃光。
更特別地，在啟動初始，該機械開關1510係位於開啟位置。該處理器電路172被指示要送出啟動信號到啟動電路1504、維持電路1506、與脈衝供應電路1500，以啟動此每一裝置。因此，啟動電路1504與脈衝供應電路1500內之電容開始充電。維持電路1506尚未產生足夠之電壓以在陰極106與陽極108間建立弧光，且因而在弧光建立前都不需要它。該空載電流電路1502尚未產生電流，且係在等候發自處理器電路172適當之控制信號。
一旦啟動電路1504之內部電容到達使弧光崩潰（建立）之臨界電壓，在此實施例中要到30 kV之高壓，此電容接著在陰極106與陽極108間傳送高至10安培的電流以建立弧光。一旦弧光建立，該維持電路1506便能間接透過啟動電路1504傳送15安培之維持電流，以維持此弧光。該設備100之一電流感應器（圖中未示）發信號給處理器電路172，以表示一穩定之弧光已建立。在接到此等信號時，該處理器電路172被指示要發信號給啟動電路1504，以將自身關閉，且更被指示要發一控制信號給機械開關1510之電氣致動器，以使該機械開關1510關閉，藉此讓該維持電路1506能旁路該啟動電路1504。換言之，該機械開關1510之關閉造成維持電路1506之負端點，透過磁核電感1508、隔離二極體1512、與機械開關1510，而與陰極106連通。因此，當該機械開關1510關閉後，維持電路1506繼續造成一15安培之維持電流，流通於陰極106與陽極108間。
欲產生閃光時，控制器170之處理器電路172被指示首先先對空載電流電路1502發出信號，以供應一適當之空載電流，接下來該控制器對脈衝供應電路1500發出信號，以產生放電脈衝。
更特別地，在此實施例中，該空載電流電路1502被設定成該放電脈衝前產生維持一段期間之空載電流，此期間比液體流流過外殼104需要之液體運送時間為長。因此，在此實施例中，其中液體運送時間係為三十毫秒之數量級，該空載電流便係設定成產生至少三十毫秒之空載電流。
如上所述，在此實施例中，該空載電流電路1502係被設定成產生一比傳統閃光大許多之空載電流，其中該空載電流典型地為一安培或小於一安培。如上所述，此等高之空載電流係有利的，因為它大幅改善生成輻射閃光之一致性與重製性。更特別地，在此實施例中，該空載電流係被設定成產生至少約為100安培之空載電流。
再更特別地，在此實施例中，該空載電流係被設定成有效率地產生至少約為400安培之空載電流，期間為時至少約為100毫秒。為達此目的，在此實施例中，該處理器電路172被指示發出一數位信號給該空載電流電路1502，指明需一385安培之輸出電流。該空載電流電路1502為回應該數位信號，便開始施加指定385安培之電流。此電流加上維持電路1506所供應15安培之電流，便在陰極106與陽極108間產生期望400安培之電流。
約略經過100毫秒，該處理器電路172被指示施加一閘極電壓至該SCR 1540，藉此使脈衝供應電路1500之電容透過該電感1542與關閉之機械開關1510放電，因而在陰極106與陽極108間產生期望之放電脈衝，且因此產生期望之輻射閃光。在此實施例中，該設備100在閃光期間輸出之輻射能量係在50 kJ的數量級。
當脈衝供應電路1500以上述方式放電時，隔離二極體1512保護維持電路1506與空載電流電路1502，避免來自脈衝供應電路之放電。本身係高壓裝置之啟動電路1504不需為避免此放電之保護；在此時，此啟動電路1504係關閉的，且亦受機械開關1510所保護。
約略在對SCR 1540施加閘極電壓以產生閃光之同時，該處理器電路更被指示發出一控制信號給該處置閥160，以讓此處置閥關閉再循環出口埠164並開啟處置出口埠166，藉此在閃光時開始處置外殼104內之液體與氣體。該處理器電路172更被指示發出信號給分離與純化系統142，以經由液體補充入口埠190與氣體補充入口埠192開始接受補充之液體與氣體，藉此取代經由處置出口埠166噴出之液體與氣體。短暫時間之後（在此實施例中，大約為100毫秒，這比典型液體橫越外殼104之運送時間長許多），處理器電路172被指示發出一信號給該處置閥，以讓此處置閥再次開啟再循環出口埠164並關閉處置出口埠166，且被指示發出信號給分離與純化系統142，以關閉該液體補充入口埠190與氣體補充入口埠192。如此一來，基本上所有原本閃光時在外殼104內之液體已被除去，這些液體潛在上可能被微細顆粒物質所污染，而從該系統保留剩餘之液體與氣體再循環。
在此實施例中，雖然脈衝供應電路1500非必要，但連續或DC操作該設備100係以幾分類似之方式發生。如上所述，該啟動電路1504與維持電路1506協同一起建立與維持弧光。該空載電流電路1502可接著作為該設備100連續操作時之主要DC電源供應電路。如上所述，該控制器170發射一數位信號至空載電流電路1502，指明一期望之電流輸出。空載電流電路1502與維持電路1506電流輸出之總和供應於陰極106與陽極108間，以產生一期望之連續電流，因而生成一期望之連續輻射功率輸出。
替代方式
雖然在此描述之設備100能以閃光燈或連續弧光燈此雙模式操作，然而，本發明之實施例如果需要，也可為這些應用之一客製化或特定化。
雖然前述實施例牽涉到流於外殼104內面102之單一水壁，然而，本發明也可選擇實施成雙水壁式弧光燈，例如揭露於前述共同持有之美國專利第6,621,199號中的，以調適使該雙水壁式弧光燈如這邊所述可作為閃光燈。
請參考第2與第16圖，第16圖中，1600顯示的概括來說係為包括複數個類似於該設備100之設備的系統。更特別地，在此實施例中，該系統1600包括第一、第二、第三、與第四設備1602、1604、1606、與1608，每個皆類似於第2圖所示之設備100。該設備1602、1604、1606、與1608係用以產生複數個個別之輻射閃光射向一共同標的。
在此實施例中，該設備1602、1604、1606、與1608係設定成彼此並聯。更特別地，在此實施例中，每個該設備1602、1604、1606、與1608之一皆係和與其緊鄰之設備設置方向相反。因此，在此實施例中，每個該複數個設備之一的陰極係和與其緊鄰之設備的陽極鄰接。所以，如果該設備1602、1604、1606、與1608用以產生同時之閃光，由該四個燈放電脈衝造成之巨大磁場會有利地彼此抵銷。
在此實施例中，環繞流體產生器、陰極、與其上電氣連結之絕緣體容許鄰接設備緊密間隔。因此，在此實施例中，每個該複數個設備1602、1604、1606、與1608之一的第一與第二電極間之軸線，和與其緊鄰之設備的第一與第二電極間之軸線的間隔距離係小於10公分。
在此實施例中，該系統1600更包括單一個循環裝置1620，用以供應液體給每個該複數個設備之流體產生器。此循環裝置1620大體而言類似第2圖所示之流體循環系統140，且包含類似第2圖所示處置閥160之一個處置閥1622。在此實施例中，該單一循環裝置1620係用以自每個該複數個設備之出口埠接收液體與氣體，且包括一分離器1624，用以將液體與氣體分離。同樣地，在此實施例中，該單一循環裝置1620包括一過濾器1626，以自液體移除微粒污染，這類似於第2圖所示之過濾器144。類似地，在此實施例中，該單一循環裝置1620包括未示於第16圖之入口與出口埠，包括一處置出口埠、一氣體補充入口埠、與一液體補充入口埠，這些皆和第2圖相關的類似。如同前述實施例，經由液體補充入口埠而使該循環裝置1620接受之液體包括經淨化、高絕緣度、低導電度的水。因此，在此實施例中，該單一循環裝置1620係設定成供應小於每公分十姆歐導電度的水，給每個該設備之流體產生器。
如果需要，該設備1602、1604、1606、與1608可被設定成產生對一半導體晶圓放射該複數個個別之輻射閃光。因此，舉例而言，該系統1600可取代揭露於共同持有之美國專利第6,594,446號、或共同持有之美國專利公告第2002/0102098 A1號中的閃光燈，以將該半導體晶圓之元件面快速加熱至一期望之退火溫度。
或者，請再次參考第2圖，如果需要，除了以該系統1600取代外，也可以單一之該設備100取代揭露於前述共同持有之美國專利第6,594,446號、或共同持有之美國專利申請公告第2002/0102098 A1號中的閃光燈。
類似地，複數個類似於該設備100之設備可如第16圖般設置，但可用連續DC電流操作，以供應一連續之輻射輸出。如果需要，此等該設備之組合，或單一之該設備100，皆可取代前述共同持有之美國專利第6,594,446號、或共同持有之美國專利案公告第2002/0102098 A1號中，作為預熱裝置之連續弧光燈。
更一般而言，雖然已敘述與說明本發明之特定實施例，然而此等實施例應僅被視為說明本發明之用，而非用以限制根據申請專利範圍所構成之本發明。
100．．．設備
102．．．內面
104．．．外殼
106．．．陰極
108．．．陽極
110．．．排出腔
112．．．陰極端
114．．．陽極端
116．．．反射器
118．．．絕緣外罩
120．．．第一陽極外罩元件
122．．．第二陽極外罩元件
130．．．電源供應系統
132．．．負端點
134．．．正端點
140．．．流體循環系統
142．．．分離與純化系統
144．．．過濾器
150．．．流體產生器
152．．．電氣連接器
154．．．液體入口埠
156．．．氣體入口埠
158．．．液體出口埠
160．．．處置閥
162．．．入口埠
164．．．再循環出口埠
166．．．處置出口埠
170．．．主控制器
172．．．處理器電路
174．．．電腦可讀取媒體
180．．．主要液體出口埠
182．．．氣體出口埠
184．．．第二液體出口埠
186．．．冷卻劑入口埠
190．．．液體補充入口埠
192．．．氣體補充入口埠
300．．．末端
302．．．密封墊
304．．．密封墊
306．．．內面
308．．．外表
310．．．進氣閥
312．．．洩氣閥
320．．．流體產生器核心
321．．．鎖環
322．．．氣體渦流產生器
324．．．液體渦流產生器
326．．．密封墊
329．．．清洗器
330．．．密封墊
340．．．吸入通道
342．．．孔洞
344．．．孔洞
346．．．歧管空間
348．．．孔洞
350．．．孔洞
360．．．陰極冷卻劑通道
362．．．陰極導管
363．．．密封墊
364．．．陰極鑲塊
366．．．孔洞
368．．．空間
370．．．陰極頭
372．．．陰極尖端
374．．．空間
376．．．陰極本體
377．．．密封墊
382．．．孔洞
384．．．內面
700．．．內面
702．．．接頭
703．．．密封墊
704．．．陽極導管
706．．．密封墊
708．．．陽極本體
710．．．密封墊
712．．．陽極鑲塊
714．．．陽極頭
716．．．陽極尖端
720．．．液體入口埠
722．．．冷卻劑導管
724．．．冷卻劑通道
726．．．孔洞
728．．．空間
730．．．內面
732．．．空間
740．．．密封墊
742．．．清洗器
802．．．中央部分
804．．．孔洞
806．．．邊緣
900．．．電氣連接器
902．．．壓力變能器埠
904．．．壓力變能器
1500．．．脈衝供應電路
1502．．．空載電流電路
1504．．．啟動電路
1506．．．維持電路
1508．．．磁核電感
1510．．．機械開關
1512．．．隔離二極體
1514．．．DC電源供應器
1520．．．第一電容
1522．．．第二電容
1524、1526．．．二極體
1528、1530、1532、1534．．．電阻
1536．．．傾卸繼電器
1540．．．矽控整流器
1542．．．電感
1600．．．系統
1620．．．循環裝置
1622．．．處置閥
1624．．．分離器
1626．．．過濾器
圖式係說明本發明實施例第1圖係根據本發明第一實施例產生電磁輻射之設備之前視圖；第2圖係顯示第1圖設備，其以方塊圖表示電源供應系統、流體循環系統、與控制電腦；第3圖係第1圖顯示的設備之陰極部分之片段剖面圖；第4圖係第3圖顯示的陰極部分之詳細剖面圖；第5圖係第3圖顯示的陰極部分之分解剖面圖；第6圖係第3圖顯示的陰極部分之分解立體圖；第7圖係第1圖顯示的設備之陽極部分之分解剖面圖；第8圖係第7圖顯示的陽極部分之第二陽極外罩構件之前視圖，其係從第1圖顯示的設備其外殼內部觀看；第9圖係第7圖顯示的陽極部分之分解剖面圖；第10圖係第7圖顯示的陽極部分之分解立體圖；第11圖係第7圖顯示的陽極部分之陽極的陽極插入物之側視圖；第12圖係第7圖顯示的陽極部分陽極的陽極尖端之側視圖；第13圖係12圖顯示的陽極尖端內面之仰視圖；第14圖係第1圖顯示的設備之導電反射器之立體圖；第15圖係第2圖顯示的電源之電路圖；第16圖係產生輻射閃光的系統之前視圖，其係包括複數個類似第2圖顯示之設備與單一個流體循環裝置。
100．．．設備
102．．．內面
104．．．外殼
106．．．陰極
108．．．陽極
110．．．排出腔
112．．．陰極端
114．．．陽極端
116．．．反射器
130．．．電源供應系統
132．．．負端點
134．．．正端點
140．．．流體循環系統
142．．．分離與純化系統
144．．．過濾器
150．．．流體產生器
152．．．電氣連接器
154．．．液體入口埠
156．．．氣體入口埠
158．．．液體出口埠
160．．．處置閥
162．．．入口埠
164．．．再循環出口埠
166．．．處置出口埠
170．．．主控制器
172．．．處理器電路
174．．．電腦可讀取媒體
180．．．主要液體出口埠
182．．．氣體出口埠
184．．．第二液體出口埠
186．．．冷卻劑入口埠
190．．．液體補充入口埠
192．．．氣體補充入口埠

Claims (124)

  1. 一種產生電磁輻射之設備，該設備係包括：a)一流體產生器，用以產生沿著一外殼之一內面的一液體流；b)第一與第二電極，用以在該外殼內產生一電弧，以產生該電磁輻射；及c)一排出腔，其係軸向向外延伸超過該電極之一，用以容納該液體流之一部分，其中該排出腔軸向向外充分延伸，超過該電極之一，以將該電極之一與該排出腔內該液體流潰散造成之紊流隔離。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該流體產生器係用以產生一氣體流，自該液體流徑向流向內，且其中該排出腔充分延伸，遠超過該電極之一，以將該電極之一與該液體流與氣體流混合造成之紊流隔離。
  3. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該電極係用以產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且其中該排出腔具足夠容積，以容納該放電脈衝造成一壓力脈衝而向外壓迫之一體積的該液體流。
  4. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該電極包括一陽極，且其中該排出腔軸向向外延伸超過該陽極。
  5. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該流體產生器係電氣絕緣的。
  6. 如申請專利範圍第5項之設備，其更包括環繞該流體產生器之電氣絕緣。
  7. 如申請專利範圍第6項之設備，其中該流體產生器包括一導體。
  8. 如申請專利範圍第6項之設備，其中該第一電極包括一陰極，且其中該電氣絕緣環繞該陰極與一電氣連結。
  9. 如申請專利範圍第8項之設備，其更包括該電氣連結，且其中該電氣連結包括該流體產生器。
  10. 如申請專利範圍第6項之設備，其中環繞該流體產生器之該電氣絕緣包括該外殼。
  11. 如申請專利範圍第10項之設備，其中環繞該流體產生器之該電氣絕緣更包括一絕緣外罩。
  12. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該絕緣外罩至少環繞該外殼之一部分。
  13. 如申請專利範圍第12項之設備，其中該電氣絕緣更包括壓縮氣體，位於該絕緣外罩與該外殼之該部分間的空間。
  14. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該外殼包括一透明之圓柱管。
  15. 如申請專利範圍第14項之設備，其中該管具至少四毫米之厚度。
  16. 如申請專利範圍第14項之設備，其中該管包括一具精準口徑大小之圓柱管。
  17. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該絕緣外罩包括一塑膠與一陶瓷至少其中之一。
  18. 如申請專利範圍第5項之設備，其中該第一與第二 電極包括一陰極與一陽極，該陰極較該陽極短。
  19. 如申請專利範圍第5項之設備，其中該第一電極包括具一突出物之一陰極，該突出物軸向向內突出於該外殼內且突向該設備中央之部位，比該外殼內該設備之一次內零件還深入該設備，且其中該突出物長度短於該陰極之一直徑的兩倍。
  20. 如申請專利範圍第19項之設備，其中該突出物係足夠長，以避免該流體產生器與該第二電極間發生該電弧。
  21. 一種包括複數個如申請專利範圍第5項之設備之系統，用以對一共同標的輻射。
  22. 如申請專利範圍第21項之系統，其中該複數個設備係用以對一半導體晶圓輻射。
  23. 如申請專利範圍第21項之系統，其中該複數個設備係設定成彼此並聯。
  24. 如申請專利範圍第23項之系統，其中每一該複數個設備之排列方向係和與其緊鄰之該複數個設備之一之方向相反，以致該每一該複數個設備之一陰極係和與與其緊鄰之該複數個設備之一之陽極鄰接。
  25. 如申請專利範圍第21項之系統，其更包括一單一之循環裝置，用以供應液體至每一該複數個設備之該流體產生器。
  26. 如申請專利範圍第5項之設備，其在該外殼外更包括一導電反射器，且自該第一電極近處延伸至該第二電極近處。
  27. 如申請專利範圍第5項之設備，其更包括複數個電源供應電路，與該電極電氣連通。
  28. 如申請專利範圍第27項之設備，其更包括一隔離器，用以將該複數個電源供應電路至少其中之一與至少其餘該複數個電源供應電路之一隔離。
  29. 如申請專利範圍第5項之設備，其中每一該電極包括一冷卻劑通道，以接收流過其內之一冷卻劑流。
  30. 如申請專利範圍第29項之設備，其中該電極至少其中之一包括厚度至少為一公分之一鎢質尖端。
  31. 如申請專利範圍第29項之設備，其中該電極係用以產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且更包括一空載電流電路，用以在該第一與第二電極間產生一空載電流。
  32. 如申請專利範圍第31項之設備，其中該空載電流電路係用以在該放電脈衝前，產生維持一段期間之該空載電流，該期間較該液體流流過該外殼所需之一流體運送時間為長。
  33. 如申請專利範圍第31項之設備，其中該空載電流電路係用以產生一至少約為1x102 安培之電流，如該空載電流。
  34. 如申請專利範圍第31項之設備，其中該空載電流電路係用以產生一至少約為4x102 安培、為時至少約為1x102 毫秒之電流，如該空載電流。
  35. 一產生電磁輻射之設備，該設備係包括：a)液體流產生機構，產生沿著一外殼之一內面的一液體 流；b)電弧產生機構，在該外殼內產生一電弧，以產生該電磁輻射，其中該電弧產生機構包括第一和第二電極；及c)容納機構，容納該液體流之一部分，該容納機構係軸向向外延伸超過該電極之一，其中該容納機構包括將該電極之一與該容納機構內該液體流潰散造成之紊流隔離之機構。
  36. 如申請專利範圍第35項之設備，其更包括產生一氣體流之機構，自該液體流徑向流向內，且其中該容納機構包括將該電極之一與該液體流與該氣體流潰散造成之紊流隔離之機構。
  37. 如申請專利範圍第35項之設備，其中該電弧產生機構包括產生一放電脈衝之機構，以產生一輻射閃光，且其中該容納機構包括容納該放電脈衝造成一壓力脈衝而向外壓迫之一體積的該液體。
  38. 一產生電磁輻射之方法，該方法係包括：a)產生沿著一外殼之一內面的一液體流；b)在該外殼內於第一與第二電極間產生一電弧，以產生該電磁輻射；及c)在一排出腔內容納該液體流之一部分，該排出腔係軸向向外延伸超過該電極之一，其中容納係包括將該電極之一與該排出腔內該液體流潰散造成之紊流隔離。
  39. 如申請專利範圍第38項之方法，其更包括產生一氣體流，自該液體流徑向流向內，且其中容納包括將該電極 之一與該排出腔內該液體流與氣體流潰散造成之紊流隔離。
  40. 如申請專利範圍第38項之方法，其中產生一電弧係包括產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且其中容納係包括容納該放電脈衝造成一壓力脈衝而向外壓迫之一體積的該液體。
  41. 如申請專利範圍第38項之方法，其中產生一液體流係包括利用一電氣絕緣之流體產生器產生液體流。
  42. 一種包括控制複數個如申請專利範圍第41項之設備之方法，以對一共同標的輻射。
  43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中控制係包括控制該複數個設備，以對一半導體晶圓輻射。
  44. 如申請專利範圍第42項之方法，其中控制係包括使每一該複數個設備產生該電弧，產生該電弧之方向係和每一與其緊鄰之該複數個設備之電弧方向相反。
  45. 如申請專利範圍第41項之方法，其更包括將複數個電源供應電路至少其中之一與至少其餘該複數個電源供應電路之一隔離。
  46. 如申請專利範圍第41項之方法，其更包括將該第一與第二電極冷卻。
  47. 如申請專利範圍第46項之方法，其中冷卻係包括將液態冷卻劑循環通過該第一與第二電極個別之冷卻劑通道。
  48. 如申請專利範圍第46項之方法，其中產生該電弧係 包括產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且更包括在該第一與第二電極間產生一空載電流。
  49. 如申請專利範圍第48項之方法，其中產生該空載電流係包括在該放電脈衝前產生維持一段期間之該空載電流，該期間較該液體流流過該外殼所需之一流體運送時間為長。
  50. 如申請專利範圍第48項之方法，其中產生該空載電流電路係包括產生一至少約為1x102 安培之電流，如該空載電流。
  51. 如申請專利範圍第48項之方法，其中產生該空載電流係包括產生一至少約為4x102 安培、為時至少約為1x102 毫秒之電流，如該空載電流。
  52. 一產生電磁輻射之設備，該設備係包括：a)一電氣絕緣之流體產生器，用以產生沿著一外殼之一內面的一液體流，該電氣絕緣之流體產生器包括一電氣導體和一環繞該流體產生器之電氣絕緣；b)第一與第二電極，用以在該外殼內產生一電弧，以產生該電磁輻射；及c)連接到該第一電極的電氣連結，其中該電氣連結包括該電氣絕緣之流體產生器的導體，且其中該電氣絕緣環繞該第一電極和該導體。
  53. 如申請專利範圍第52項之設備，其中該第一電極包括一陰極。
  54. 如申請專利範圍第52項之設備，其中該電氣絕緣包 括該外殼。
  55. 如申請專利範圍第54項之設備，其中該電氣絕緣更包括一絕緣外罩。
  56. 如申請專利範圍第55項之設備，其中該絕緣外罩環繞該外殼之至少一部分。
  57. 如申請專利範圍第56項之設備，其中該電氣絕緣更包括氣體，位於該絕緣外罩與該外殼之該部分間的空間。
  58. 如申請專利範圍第57項之設備，其更包括一對隔開之密封墊，協同該絕緣外罩之一內面與該外殼之部分之外表，以將該氣體密封於該空間中。
  59. 如申請專利範圍第58項之設備，其中該氣體係壓縮的。
  60. 如申請專利範圍第54項之設備，其中該外殼包括一透明之圓柱管。
  61. 如申請專利範圍第60項之設備，其中該管具至少四毫米之厚度。
  62. 如申請專利範圍第61項之設備，其中該管具至少五毫米之厚度。
  63. 如申請專利範圍第60項之設備，其中該管包括一具精準口徑大小之圓柱管。
  64. 如申請專利範圍第63項之設備，其中該具精準口徑大小之圓柱管其尺寸容限值至少低達5x10-2 毫米。
  65. 如申請專利範圍第60項之設備，其中該管包括石英。
  66. 如申請專利範圍第65項之設備，其中該管包括純石英。
  67. 如申請專利範圍第65項之設備，其中該管包括摻鈰石英。
  68. 如申請專利範圍第60項之設備，其中該管包括藍寶石。
  69. 如申請專利範圍第55項之設備，其中該絕緣外罩包括一塑膠與一陶瓷至少其中之一。
  70. 如申請專利範圍第52項之設備，其中該第一與第二電極包括一陰極與一陽極，該陰極較該陽極短。
  71. 如申請專利範圍第52項之設備，其中該第一電極包括具一突出物之一陰極，該突出物軸向向內突出於該外殼內且突向該設備中央之部位，比該外殼內該設備之一次內零件還深入該設備。
  72. 如申請專利範圍第71項之設備，其中該突出物長度短於該陰極之一直徑的兩倍。
  73. 如申請專利範圍第72項之設備，其中該突出物係足夠長，以避免該流體產生器與該第二電極間發生該電弧。
  74. 如申請專利範圍第73項之設備，其中該突出物長度至少為3.5公分。
  75. 如申請專利範圍第71項之設備，其中該流體產生器係包括該次內零件，且其中該陰極之該突出物長度超出該流體產生器少於五公分。
  76. 一種包括複數個如申請專利範圍第52項之設備之 系統，用以對一共同標的輻射。
  77. 如申請專利範圍第76項之系統，其中該複數個設備係用以對一半導體晶圓輻射。
  78. 如申請專利範圍第76項之系統，其中該複數個設備係設定成彼此並聯。
  79. 如申請專利範圍第78項之系統，其中每一該複數個設備之排列方向係和與其緊鄰之該複數個設備之一相反。
  80. 如申請專利範圍第79項之系統，其中每一該複數個設備之一陰極係和與其緊鄰之該複數個設備之一之陽極鄰接。
  81. 如申請專利範圍第78項之系統，其中每一該複數個設備其介於該第一與該第二電極間之一軸線係和與其緊鄰之該複數個設備之一其介於該第一與該第二電極間之一軸線間隔小於1x10-1 公尺。
  82. 如申請專利範圍第76項之系統，其更包括一單一之循環裝置，用以供應液體至每一該複數個設備之該流體產生器。
  83. 如申請專利範圍第82項之系統，其中該單一之循環裝置係用以自每一該複數個設備之一出口埠接收液體。
  84. 如申請專利範圍第83項之系統，其中該單一之循環裝置係設定成自每一該複數個設備之該出口埠接收氣體，且其中該單一之循環裝置包括一分離器，設定成將液體與氣體分離。
  85. 如申請專利範圍第83項之系統，其中該單一之循環 裝置係包括一過濾器，以自該液體中移除微粒物質污染。
  86. 如申請專利範圍第82項之系統，其中該單一之循環裝置係用以供應如該液體之導電性小於約每公分1x10-5 姆歐的水給該流體產生器。
  87. 如申請專利範圍第52項之設備，其在該外殼外更包括一導電反射器，且自該第一電極近處延伸至該第二電極近處。
  88. 如申請專利範圍第87項之設備，其中該導電反射器係接地的。
  89. 如申請專利範圍第52項之系統，其更包括一排出腔，向外延伸超過該電極之一，且用以容納該液體流之一部分。
  90. 如申請專利範圍第89項之設備，其中該排出腔軸向向外充分延伸，超過該電極之一，以將該電極之一與該排出腔內該液體流潰散造成之紊流隔離。
  91. 如申請專利範圍第89項之設備，其中該流體產生器係用以產生一氣體流，自該液體流徑向流向內，且其中該排出腔充分延伸，遠超過該電極之一，以將該電極之一與該液體流與氣體流混合造成之紊流隔離。
  92. 如申請專利範圍第89項之設備，其中該電極係用以在其間產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且其中該排出腔具足夠容積，以容納該放電脈衝造成一壓力脈衝而向外壓迫之一體積的該液體。
  93. 如申請專利範圍第52項之設備，其更包括複數個電 源供應電路，與該電極電氣連通。
  94. 如申請專利範圍第93項之設備，其中該複數個電源供應電路包括一脈衝供應電路，用以在該第一與該第二電極間產生放電脈衝，以產生一輻射閃光。
  95. 如申請專利範圍第94項之設備，其中該複數個電源供應電路更包括一空載電流電路，用以在該第一與該第二電極間產生一空載電流。
  96. 如申請專利範圍第95項之設備，其中該複數個電源供應電路更包括一啟動電路，用以在該第一與該第二電極間產生一啟動電流。
  97. 如申請專利範圍第96項之設備，其中該複數個電源供應電路更包括一維持電路，用以在該第一與該第二電極間產生一維持電流。
  98. 如申請專利範圍第93項之設備，其更包括一隔離器，用以將該複數個電源供應電路至少其中之一與至少其餘該複數個電源供應電路之一隔離。
  99. 如申請專利範圍第98項之設備，其中該隔離器係包括一機械開關。
  100. 如申請專利範圍第98項之設備，其中該隔離器係包括一二極體。
  101. 如申請專利範圍第52項之設備，其中每一該電極包括一冷卻劑通道，以接收流過其內之一冷卻劑流。
  102. 如申請專利範圍第101項之設備，其中該電極至少其中之一包括厚度至少為一公分之一鎢質尖端。
  103. 如申請專利範圍第101項之設備，其中該電極係用以產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且更包括一空載電流電路，用以在該第一與第二電極間產生一空載電流。
  104. 如申請專利範圍第103項之設備，其中該空載電流電路係用以在該放電脈衝前產生維持一段期間之該空載電流，該期間較該液體流流過該外殼所需之一流體運送時間為長。
  105. 如申請專利範圍第104項之設備，其中該空載電流電路係用以產生一至少為時3x101 毫秒之空載電流。
  106. 如申請專利範圍第103項之設備，其中該空載電流電路係用以產生一至少約為1x102 安培之電流，如該空載電流。
  107. 如申請專利範圍第103項之設備，其中該空載電流電路係用以產生一至少約為4x102 安培、為時至少約為1x102 毫秒之電流，如該空載電流。
  108. 一種產生電磁輻射之設備，該設備係包括：a)電氣絕緣之裝置，以產生沿著一外殼之一內面的一液體流，其中用於產生該液體流的電氣絕緣之裝置包括用於產生該液體流之電氣導電裝置以及與用於產生之電氣導電裝置電氣絕緣的裝置；b)第一和第二電弧產生裝置，在該外殼內產生一電弧，以產生該電磁輻射；及c)將電力傳導入該產生裝置之裝置，其中該導電裝置包括用於產生該液體流之電氣導電裝置，且其中該電氣絕緣 裝置環繞該第一電弧產生裝置和該用於產生該液體流之電氣導電裝置。
  109. 一種產生電磁輻射之方法，該方法係包括：a)利用一電氣絕緣之流體產生器，產生沿著一外殼之一內面的一液體流，該電氣絕緣之流體產生器包括一電氣導體和一環繞該導體的電氣絕緣；及b)在該外殼內於第一與第二電極間產生一電弧，以產生該電磁輻射，其中該第一電極和該導體係藉由該電氣絕緣而環繞，且其中產生該電弧包括透過該電氣絕緣之流體產生器的導體而將電力傳導入該第一電極。
  110. 一種包括控制複數個如申請專利範圍第52項之設備之方法，以對一共同標的輻射。
  111. 如申請專利範圍第110項之方法，其中控制係包括控制該複數個設備，以對一半導體晶圓輻射。
  112. 如申請專利範圍第110項之方法，其中控制係包括使每一該複數個設備產生該電弧，該電弧之方向係和每一與其緊鄰之該複數個設備之電弧方向相反。
  113. 如申請專利範圍第109項之方法，其更包括在一排出腔內容納該液體流之一部分，該排出腔係向外延伸超過該電極之一。
  114. 如申請專利範圍第113項之方法，其中容納係包括將該電極之一與該排出腔內該液體流潰散造成之紊流隔離。
  115. 如申請專利範圍第113項之方法，其更包括產生一 氣體流，自該液體流徑向流向內，且其中容納包括將該電極之一與該排出腔內該液體流與氣體流潰散造成之紊流隔離。
  116. 如申請專利範圍第113項之方法，其中產生一電弧係包括產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且其中容納係包括容納該放電脈衝造成一壓力脈衝而向外壓迫之一體積的該液體。
  117. 如申請專利範圍第109項之方法，其更包括將複數個電源供應電路其中至少之一與至少其餘該複數個電源供應電路之一隔離。
  118. 如申請專利範圍第109項之方法，其更包括將該第一與第二電極冷卻。
  119. 如申請專利範圍第118項之方法，其中冷卻係包括將液態冷卻劑循環通過該第一與第二電極個別之冷卻劑通道。
  120. 如申請專利範圍第118項之方法，其中產生該電弧係包括產生一放電脈衝，以產生一輻射閃光，且更包括在該第一與第二電極間產生一空載電流。
  121. 如申請專利範圍第120項之方法，其中產生該空載電流係包括在該放電脈衝前產生維持一段期間之該空載電流，該期間較該液體流流過該外殼所需之一流體運送時間為長。
  122. 如申請專利範圍第121項之方法，其中產生係包括產生至少為時3x101 毫秒之該空載電流。
  123. 如申請專利範圍第120項之方法，其中產生係包括產生一至少約為1x102 安培之電流，如該空載電流。
  124. 如申請專利範圍第120項之方法，其中產生係包括產生一至少約為4x102 安培、為時至少約為1x102 毫秒之電流，如該空載電流。
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