JPH01206163A - 真空装置用光導入気密窓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、真空装置の炉内の歓測や光学釣銭ｉＦ、ｌＩ
を行なう場合の気密窓に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来より、真空装置用光導入気密窓は、紫外から赤外領
域まで、広い範囲にわたり、いろいろな材料が用いられ
てきた。すなわち、紫外領域の光透過窓としては溶融石
英ガラス板、可視領域部においては、石英ガラス、パイ
レックスガラス、コバールガラス等、また、赤外領域に
ついては弗化カルシウム、値化亜鉛等が通常用いられて
きた。

各種レーザの発達に伴い、光ＣＶＤや光合成が進歩し、
真空装置内で、これら反応を行なわせる機会が非常に多
くなった。これに従い、短波長から長波長帯にわたり、
光学的に透明な窓材を真空装置に接続する必要性が一層
増加している中で、真空装置内をより高度な真空に保つ
必要がある。

従来は、これら光学的窓材の真空装置への気密封着方法
としては、第４図（ａ）に示すように、金属製リング１
０３と、窓材１０１とをゴム材からなる°゛０゛°０゛
°リング１０２，１０８、ネジ１０７を締め付けて真空
装置に取り付けるための真空フランジ１０４に固定し、
真空フランジ１０４に設けられたミゾ１０５に埋設した
゛°０°°リング等を介して、真空装置本体に取付は穴
１０６を介してボルトで固定する方法が一般的であった
。

しかし、この方法は安価であるが°°Ｏ°°リングの経
時的変化があるとか、シールにグリースを使用する必要
があり、気密封着を行なう上では、好ましくない。特に
真空装置に含まれる水分を予め加熱によりベークアウト
したい場合、これを行なえない致命的欠陥を有していた
。

したがって、昨今の高い技術水準下で行なう化学反応に
対しては、充分な真空度を得ることができないことから
、使用されない状況にあった。

第４図（ｂ）は、従来の他の実施例で、比較的信頼性の
高い気密窓の構成方法で、例えば、コバールガラスから
なる窓材１０１”をコバール合金からなるコバールリン
グ１０２“にガラスを溶融して、被封着合金の表面にこ
の合金の酸化物層を作り、これを介して完全気密に封着
する従来より知られた電子管製造技術により製作した方
式である。

この方法によれば水分のベークアウトを行なうための加
熱は可能であるか、光の透過特性が、可視光に限定され
、光反応に必要な紫外領域の光に対しては全く無効であ
るという重欠点を有していた。

また、紫外領域の光を良く透過する石英ガラス板を光透
過窓として信頼性を損なわず使う方法としては、第４図
（Ｃ）に示したものが知られていた。

すなわち、石英ガラスは、高融点で、なおかつ熱膨張率
が非常に小きい。従って、この特性を徐々に変化させた
所謂中間ガラスを予め用意しておき、第４図（Ｃ）に示
すように、中間ガラス１０２“°。

１０３°’、１０４”’、１０５”等を使い段々膨張率
を大きくし、最後にコバールガラス１０６　”にもって
いき、これとコバール合金とを気密封着するグレイテッ
ドシール方式が知られているが、この方法は、高度の技
術を必要とし、その割合には機織的強度が弱い欠点を有
していた 本発明では、これらの欠点をすべて解決した真空装置用
光導入気密窓を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 第３図は、本発明の基本原理を説明するものである。

金属製リング（あるいはフランジ）２０３の端部に段差
部を形成し、該段差部に光導入用透過窓２０１を嵌１合
して、金属製フランジ２０３と光導入用透過窓２０１の
接合部２０２に所要の温度では溶融しない比較的展性の
ある金属単体または複合金属もしくは、金属合金層を介
在させるか、金属の薄板リング上に、この金属層を設け
、窓材より熱膨張率の高い金属製リング（あるいはフラ
ンジ）２０３を構成し、真空中または不活性ガス雰囲気
中において、真空フランジ２０４または金属製リング（
あるいはフランジ）２０３を高温に加熱し、窓材を嵌合
することにより、高温に耐え、かつ、真空気密性か良く
、信頼性の高い圧縮型の光導入気密窓を構成したもので
ある。

（実施例） 次に本発明による実施例の詳細を図面を用いて説明する
。

第１図は第３図Ａ部の拡大図で、金属製リング（あるい
はフランジ）３０３と光導入用透過窓３０１との間に展
性の高い単体金属または合金層３０２を介在させた例で
、これら金属の代表的な例を第１表に示す。これら金属
製リングとして介在させてもよい。また、予め金属製リ
ング（あるいはフランジ）３０３上の所定の箇所にメッ
キ等の手法により、あらかじめ用意しておいてもよい。

第２図は他の実施例で、金属薄板リング４０２上にメッ
キ等の手法で、展性の有る金属層４０３を設け、これを
光導入用透過窓４０１と金属製リング（あるいはフラン
ジ）４０４との間においた実施例でる。

次に具体例をもって説明する。

光ＣＶＤ用光学窓として、水銀の１８５ｎｍ発光スペク
トラムや、エキシマレーザの内、弗化アルゴン（ＡｒＦ
）の発光スペクトラム１９３ｎｍ、フッ素（Ｆ２）の１
５７ｎｍの波長を透過する光学窓として、オゾンフリー
の特殊溶融石英板が知られている。

この石英板を封着するケースについて述べると、次の通
りである。

先づ、この石英板を所要のφ１００■円板として荒加工
し、その後でその周縁部を光学研磨を行なうと共に、寸
法精度も５／１００ｍｍ程度に仕上げておく。次に金属
製リング（あるいはフランジ）は、この場合においては
、ステンレスで作り、その嵌合部の寸法は窓材質の外径
寸法より、直径で約０゜６ｍ＋ｎ小ざく加工しておき、
嵌合部に、銅メッキを約５０ミクロン程度施し、乾燥、
水素炉中で１０００°Ｃ約１５分アニーリングを行なっ
ておく。

真空中または不活性雰囲気中に、これら窓材及びリング
を治工具を用いて組立てておき、金属フランジを約５０
０°Ｃに加熱し、これに窓材を嵌合する。

常温に冷却すると、圧縮状態で、窓材と金属フランジが
銅を介して気密封着される。

コノ様にしテテきた封着体は１１０−１Ｏａｔ　ｃｃ／
ｓｅｃ以上の気密性が得られた。

勿論、ベーキングしても気密は損なわれない。

窓材の熱膨張は、千差万別であるので、圧縮型の気密封
着体が構成される様設計することが必要であることは言
うまでもない。

この様にしてできた真空装置用光導入用透過窓は高温に
晒されても、接合部に介在する展性のある金属は、溶融
せず、充分気密性を保つことから高温でのベークアウト
も可能になった。

従って、従来は不可能であった高温ベークアウトができ
、かつ高信穎の気密封着ができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明による方法によれば、気密
性が高く、安価に、大量生産による真空装置用光導入気
密窓の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の要部断面図、第３図は本発
明の基本原理を説明する図、第４図は従来の実施例図を
示す。 ３０１．４０１・・・光導入用透過窓、３０２．４０３
・・・単体金属合金層、３０３．４０４・・・金属製リ
ング、 ４０２・・・金属薄板リング。 特許出願人　　日本無線株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空装置用の炉内に光を導入する透過窓において
   、金属製リング端部に段差部を設け、該段差部に展性の
   高い単体金属または複合金属層もしくは金属合金層をメ
   ッキまたは蒸着により介在させて先導入用窓材を嵌合し
   、圧縮封着により気密封着したことを特徴とする真空装
   置用光導入気密窓。
2. （２）請求項第１項記載の金属製リングの段差部に展性
   の高い単体金属または複合金属もしくは合金の薄板から
   なるリングを介在させて先導入用窓材を嵌合し、圧縮封
   着により気密封着したことを特徴とする真空装置用光導
   入気密窓。
3. （３）請求項第１項記載の金属製リングの段差部に展性
   の高い単体金属または複合金属もしくは合金を付着させ
   た金属薄板からなるリングを介在させて先導入用窓材を
   嵌合し、圧縮封着により気密封着したこと特徴とする真
   空装置用光導入気密窓。