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プラズマ発生装置

国内特許コード P07A013250
整理番号 NUBIC-2005000086
掲載日 2008年3月14日
出願番号 特願2006-007653
公開番号 特開2007-188831
登録番号 特許第5004473号
出願日 平成18年1月16日(2006.1.16)
公開日 平成19年7月26日(2007.7.26)
登録日 平成24年6月1日(2012.6.1)
発明者
  • 高杉 恵一
出願人
  • 学校法人日本大学
発明の名称 プラズマ発生装置
発明の概要 【課題】絶縁物の劣化及び二次的な放電を低減し、高温高密度状態のプラズマを効率よく一点に収束形成することができるプラズマ発生装置を提供する。
【解決手段】所定のガス2を通過させるガス通過路10aと、ガス通過路10aを通過した所定のガス2を噴出させる開口部とを設けた第1の電極部10と、第2の電極部11と、第1の電極部10と第2の電極部11とを内設したプラズマ発生室13と、プラズマ発生室13の残留ガスを排気する真空排気手段18と、所定のガス2を第1の電極部10のガス通過路10aへパルス的に噴出させるガス供給手段15と、第1の電極部10と第2の電極部11との間に電圧を印可する電源部14とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


プラズマを発生させるプラズマ発生装置の一つに、高温高密度のプラズマを生成するプラズマフォーカス装置がある。プラズマフォーカス装置は、軸対称の同心円筒電極間において、低圧ガスを放電させる単純な構造からなり、他のプラズマ発生装置に比べて小エネルギで、一点に収束した高温高密度のプラズマを発生することができる。



また、高温高密度のプラズマは、紫外線からX線にわたる幅広い波長領域の光を放出する。特許文献1に示すX線露光装置は、このような現象を利用して、プラズマフォーカス装置をX線の光源として用いている。



ここで、従来のプラズマフォーカス装置のプラズマの発生過程について説明する。



従来のプラズマフォーカス装置100は、図8に示すように、円筒状の内部電極部101と、内部電極部101の周囲を覆う同心円筒状の外部電極部102と、内部電極部101と外部電極部102とを所定の絶縁物を介して接合する絶縁部103とからなる。また、プラズマフォーカス装置100には、気密構造のプラズマ発生室内部に、低圧のガスが充填されている。プラズマフォーカス装置100は、電源部105によって内部電極部101と外部電極部102との間に高電圧が印加されることによってプラズマを発生させる。



従来のプラズマフォーカス装置100は、プラズマ発生時において、まず、電極間を絶縁させる絶縁部103の表面上の沿面放電によってプラズマ104aを発生させる。絶縁部103の表面上に発生したプラズマ104aは、プラズマ104aが内部電極部101と外部電極部102との間を流れる電流と、この電流によって生じる自己磁場との相互作用により、電極先端方向に向かって移動する。プラズマ104aが内部電極先端角101aまで移動した後、プラズマ104aは、内部電極101の中心軸へ向かう径方向へ収縮する。この収縮作用によって、プラズマフォーカス装置100は、内部電極部101の長手先端方向の延長上に高温高密度状態のプラズマ104bを形成する。この高温高密度状態のプラズマ104bは、放電させるガスの種類等に応じて、紫外線からX線にわたる幅広い波長領域の光を放出する。



また、プラズマフォーカス装置100によって放出された光は、X線露光装置等の光源として使用される。つまり、プラズマフォーカス装置100により放出された光は、例えば図9に示すように、多層膜からなる楕円ミラー106で集光されて、平面ミラー107と放物面ミラー108を介して所定方向へ出射される。



【特許文献1】
特開2001-326096号公報

産業上の利用分野


本発明は、内部電極と外部電極との間に印加される電圧によって、所定のガスを放電させてプラズマを発生させるプラズマ発生装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
円筒体からなり、該円筒体の長手先端方向に所定のガスを通過させるガス通過路と、上記ガス通過路を通過した上記所定のガスを該長手先端方向に対して垂直又は斜め方向へ均等に誘導して噴出させるガス噴出孔部とを設けた第1の電極部と、
上記ガス噴射孔部のガス噴出面を覆う形状からなる第2の電極部と、
上記第1の電極部と上記第2の電極部とを内設したプラズマ発生室と、
上記プラズマ発生室の残留ガスを排気する真空排気手段と、
上記所定のガスを超音速まで加速させて上記第1の電極部の上記ガス通過路へパルス的に噴出させるガス供給手段と、
上記第1の電極部と上記第2の電極部との間に電圧を印加する電源部とを備え、
上記第1の電極部のガス噴出孔部と該ガス噴射孔部のガス噴出面を覆う上記第2の電極部とは、上記ガス噴出孔部から噴出された第1の電極部と第2の電極との間の上記所定のガスに電圧を印加して中空円錐形状のプラズマを発生させ、発生させた中空円錐形状のプラズマ状態の上記所定のガスが、該ガス噴出孔部の長手先端方向に移動して該ガス噴出孔部の先端部分まで到達するように誘導して、該プラズマ状態の中空円錐形状の所定のガスを該第1の電極部の中心軸へ向かう径方向へ収縮させることを特徴とするプラズマ発生装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006007653thum.jpg
出願権利状態 登録
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