JPH0311685A - マイクロ波導入窓 - Google Patents

マイクロ波導入窓

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JPH0311685A
JPH0311685A JP14506289A JP14506289A JPH0311685A JP H0311685 A JPH0311685 A JP H0311685A JP 14506289 A JP14506289 A JP 14506289A JP 14506289 A JP14506289 A JP 14506289A JP H0311685 A JPH0311685 A JP H0311685A
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JP
Japan
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microwave
dielectric plate
gasket
introduction window
window
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Pending
Application number
JP14506289A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideomi Takahashi
秀臣 高橋
Kiyohisa Terai
清寿 寺井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0311685A publication Critical patent/JPH0311685A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0975Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、マイクロ波を応用したプラズマ処理装置やマ
イクロ波レーザ装置に用いられるマイクロ波導入窓に関
するものである。
(従来の技術) 従来、マイクロ波を応用したプラズマ処理装置やマイク
ロ波レーザ装置に用いられるマイクロ波導入窓は、導波
管内に湿気や雨等が侵入することを防止するためや、マ
イクロ波及びミリ波帯電子管の入出力回路の真空封じ等
に用いられている。
この様なマイクロ波導入窓は、第5図に示した様に構成
されている。即ち、雲母、ガラス、テフロン等の薄い誘
電体板2が、2つの導波管3a、3bに設けられたチョ
ーク・フランジ4a、4bの間に挟み込まれてマイクロ
波導入窓1が構成されている。また、前記誘電体板2の
外側には、気密性を保持するためにガスケット5が設け
られ、さらに、チョーク・フランジ4aにはチョーク溝
6が形成されている。
この様な構成を有するマイクロ波導入窓1においては、
チョーク溝6の作用によって、マイクロ波はこのフラン
ジ接続面において、その反射が極小の状態で大気側から
低圧力側に導入される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した様な従来のマイクロ波導入窓に
おいては、以下に述べる様な解決すべき課題があった。
即ち、チョーク・フランジ4aに設けられたチョーク溝
6は、2つの導波管3a。
3bの接続部分Aを等偏向に短絡状態とするもので、薄
い誘電体板2は実質的に無損失であるから、ガスケット
5を配設しなければ、チョーク・フランジ4a、4bの
接続面は無損失、無反射となり、連続した導波管と同様
となる。
しかし、実際は、気密性を保持するためにガスケット5
は不可欠で、このガスケット5部分で損失が不可避的に
発生する。また、マイクロ波の導入窓部分での損失を増
大させるだけでなく、条件によっては低圧力側にあるガ
スケットにおいてマイクロ波部分放電を生じ、マイクロ
波がこの部分で全反射されてしまい、窓としての機能が
失われるという欠点があった。これは、薄い誘電体板が
挿入されたフランジ接続面全体には、マイクロ波電界が
定在波となって浸透しており、そのため、ゴムの様な柔
かい弾力性のあるガスケット5が誘電体板2の外側に挿
入されると、いわゆるtanδ損がガスケット5に発生
するためである。
本発明は、以上の欠点を解決するために提案されたもの
で、その目的は、いかなる場合でもガスケットにマイク
ロ波電界がかからない構造とすることにより、tanδ
損を無くした、無損失のマイクロ波導入窓を提供するこ
とにある。
[発明の構成] (課題を解決するだめの手段) 本発明は、大気圧より低圧雰囲気中にマイクロ波電力を
導入するために設けられ、前記2つのガス系統を分離し
、且つ、マイクロ波を無損失で導入することができるよ
うに、一対のフランジの間に低損失の誘電体板を配設し
、前記誘電体板の外側にガスケットを設けたマイクロ波
導入窓において、誘電体板からなる窓部分の周辺部に金
属被膜を形成し、また、一対のフランジの内、大気圧側
のフランジ部の接合面に、導電性のシー!・利を配設し
たことを特徴とするものである。
(作用) 本発明のマイクロ波導入窓によれば、誘電体板の窓部分
の周辺部に金属被膜を施すことにより、ガスケットにマ
イクロ波電界が印加されないようにすることができ、t
anδ損を防止することができる。また、大気圧側の金
属被膜とフランジとの間に導電性のシート材を配設する
ことにより、金属被膜とフランジ部との電気的接触を良
好なものとすることができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図乃至第3図に基づいて
具体的に説明する。なお、第5図に示した従来型と同一
の部相には同一の符号を付して、説明は省略する。
本実施例においては、第11図(A)に示した様に、2
つの導波管(例えば、マイクロ波発振器側導波管とレー
ザ発振器側導波管)3a、3bのチョーク・フランジ4
a、4bの間に、石英等から成るマイクロ波損失の少な
い薄い誘電体板10が配設されている。また、この薄い
誘電体板10には、第1図(B)に示した様に、axb
のマイクロ波窓部分10aの周辺部IC1bに、金属被
膜11が施されている。さらに、第1図(C)に示した
様に、一対のチョーク・フランジ4a、4bの内、大気
圧側のフランジ部4aの接合面に、導電性のシート材で
ある導電性の接着剤イ\1きの金属テラ12等が、大気
側から誘電体板−ガスケットフランジ部と順に接着させ
押付けられている。
なお、金属被膜11を形成する方法としては、金属蒸着
やスパッタリング等の技術を適用することができる。
この様な構成を有する本実施例のマイクロ波導入窓にお
いては、2つの導波管3a、3bはそれぞれチョーク・
フランジ4a、4bに気密に接続されているので、石英
ガラス等の薄い誘電体板10とガスケット5によって、
両側の導波管が気密に分離されている。また、第1図(
B)に示した様に、マイクロ波窓部分10aの周辺部1
0bに、金属被膜11が施されているので、マイクロ波
はスムーズにこの窓部分を通過し、且つ、ガスケラ1−
5は効果的にマイクロ波遮蔽されるので、ガスケラト5
部分でのtanδ損は皆無となる。さらに、第1図(C
)に示した様に、一対のチョーク・フランジ4a、4b
の内、大気圧側のフランジ部4aの接合面に、導電性の
接着剤伺きの金属テラ12等を張付けたことにより、金
属被膜部11とフランジ部4a、4bとの電気的接触を
良好なものとすることができ、マイクロ波の透過特性も
良好なものとなる。
さらに、金属テープ12等による電気的接触の確保は大
気側で行なわれており、真空側においては、ガスケット
が直接に導電性被膜を施された誘電体板に接しているの
で、気密性を充分に保持することができる。
この様に、誘電体板10のマイクロ波窓部分の周辺部に
金属被膜を施すと、マイクロ波電界の様な高周波電界が
導体中に浸透する深さδは大幅に低減される。即ち、一
般にマイクロ波電界の様な高周波電界が導体中に浸透す
る深さδは、次式で与えられる。
δ−f77T7ア δ:導電率 ω:角周波数 μ:透磁率 従って、例えば、金属被膜として金メツキを施したとす
ると、金の体積抵抗率ρは、ρ=2.4x10’(Ω・
cm)であるから、マイクロ波周波数fをf (=ω/
2π)=2.45GHzとすると、μ−μo=4πx1
0−7(H/m)となるので、浸透する深さδは1.6
μmとなる。
そのため、金属被膜を施された誘電体板とフランジ部と
の作用によって、ガスケットに印加されるマイクロ波電
界は充分に遮蔽されることになり、ガスケット部でのt
anδ損を皆無とすることができ、tanδ損による発
熱や、放電の発生による反射等を除去することができる
。さらに、第1図(C)に示した様に、誘電体板」二の
金属被膜とフランジ部との間に、その電気的接触を良好
とするために導電性のシート材を設けた場合には、さら
に、マイクロ波の遮蔽効果は向」ニする。
なお、第2図は、上記の様な構成を有するマイクロ波導
入窓22をマイクロ波レーザ装置に適用した例を示した
ものである。即ち、レーザ発振部21には、マイクロ波
導入窓22を介して、マイクロ波発振器23が接続され
ている。マイクロ波発振器23で放出されたマイクロ波
電力は、マイクロ波導入窓22及び導波管24を通って
レーザ発振部21に導入される。なお、レーザ発振部2
1は、導波管放電部25、マイクロ波導入部26、マイ
クロ波出射部27、熱交換部28及び送風部29を循環
風洞30で接続して構成されている。
また、前記導波管放電部25の軸方向両端部には、半透
過ミラー31aと全反射ミラー31bとが配設され、光
共振器が構成されている。
この様に、本発明のマイクロ波導入窓を適用したマイク
ロ波レーザ装置においては、以下に述べる様にしてレー
ザ光を得ることができる。即ち、レーザ発振部21には
、本発明のマイクロ波導入窓22を介してマイクロ波発
振器23よりマイクロ波電力が供給され、導波管放電部
25内においてマイクロ波グロー放電32が形成される
。なお、レーザ発振部21の内部は、始め、真空排気装
置(図示せず)によって排気された後、レーザガス供給
装置(図示せず)より、一定ガス圧力までレザガスが充
填されている。また、一対のミラ31a、31bで構成
された光共振器を往復する光が、マイクロ波グロー放電
32で励起されたレーザガス中を通る時に増幅され、位
相の揃ったレザ光33となって外部に放出される。
また、上述した様なマイクロ波レーザ装置におけるレー
ザ出力特性を第3図に示した。即ち、本発明のマイクロ
波導入窓を用いたマイクロ波レーザ装置においては、レ
ーザ出力特性は従来例と比較して大幅に向」ニする。こ
こで、従来例のレーザ出力が極端に小さいのは、マイク
ロ波導入窓部分での放電によって、マイクロ波をレーザ
発振部に導入できなくなるためである。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、第4図(A)(B)に示した様に、誘電体板として
、全面に金属被膜を形成した円盤状石英ガラス13を用
い、パイトン等で構成された0リング14を真空シール
に用いた場合も、同様に導電性のシート材12を大気圧
側の金属被膜とフランジ部との間に設けることにより、
同様の効果が得られる。また、本発明はマイクロ波レザ
装置ばかりでなく、マイクロ波プラズマ処理装置等のマ
イクロ波導入窓としても用いることができる。
[発明の効果] 以上述べた様に、本発明によれば、誘電体板からなる窓
部分の周辺部に金属被膜を形成し、また、一対のフラン
ジの内、大気圧側のフランジ部の接合面に、導電性のシ
ート材を配設するという簡単な手段によって、ガスケッ
ト部分のtanδ損を無くした、無損失のマイクロ波導
入窓を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(C)は本発明のマイクロ波導入窓の一
実施例を示すもので、(A)及び(C)は断面図、(B
)は斜視図、第2図はマイクロ波レーザ装置に本発明の
マイクロ波導入窓を適用した場合の概略図、第3図は本
発明のマイクロ波導入窓を用いたマイクロ波レーザ装置
の性能を従来例と比較したものであり、第4図は本発明
の他の実施例を示すもので、(A)は側面図、(B)は
断面図、第5図は従来のマイクロ波導入窓の一例を示す
断面図である。 1・・・マイクロ波導入窓、2・・・誘電体板、3a。 3b・・・導波管、4a、4b・・・チョーク・フラン
ジ、5・・・ガスケット、6・・・チョーク溝、10・
・・誘電体板、10a・・・マイクロ波窓部分、10b
・・・周辺部、11・・・金属被膜、12・・・金属テ
ープ、13・・・円盤状石英ガラス、14・・・0リン
グ、21・・・レーザ発振部、22・・・マイクロ波導
入窓、23・・・マイクロ波発振器、24・・・導波管
、25・・・導波管放電部、26・・・マイクロ波導入
部、27・・・マイクロ波出射部、28・・・熱交換部
、29・・・送風部、30・・・循環風洞、31a・・
・半透過ミラー、31b・・・全反射ミラー、32・・
・マイクロ波グロー放電、33・・・レザ光。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 大気圧より低圧雰囲気中にマイクロ波電力を導入するた
    めに設けられ、前記2つのガス系統を分離し、且つ、マ
    イクロ波を無損失で導入することができるように、一対
    のフランジの間に低損失の誘電体板を配設し、前記誘電
    体板の外側にガスケットを設けたマイクロ波導入窓にお
    いて、 前記誘電体板からなる窓部分の周辺部に金属被膜を形成
    し、また、前記一対のフランジの内、大気圧側のフラン
    ジ部の接合面に、導電性のシート材を配設したことを特
    徴とするマイクロ波導入窓。
JP14506289A 1989-06-09 1989-06-09 マイクロ波導入窓 Pending JPH0311685A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14506289A JPH0311685A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 マイクロ波導入窓

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JP14506289A JPH0311685A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 マイクロ波導入窓

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Publication Number Publication Date
JPH0311685A true JPH0311685A (ja) 1991-01-18

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ID=15376500

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14506289A Pending JPH0311685A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 マイクロ波導入窓

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JP (1) JPH0311685A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8294071B2 (en) * 2007-04-25 2012-10-23 Hitachi, Ltd. Microwave irradiation apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8294071B2 (en) * 2007-04-25 2012-10-23 Hitachi, Ltd. Microwave irradiation apparatus

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