JPH0383885A - 正２０面体配置球電極型交流静電浮遊炉 - Google Patents
正２０面体配置球電極型交流静電浮遊炉Info
- Publication number
- JPH0383885A JPH0383885A JP1222740A JP22274089A JPH0383885A JP H0383885 A JPH0383885 A JP H0383885A JP 1222740 A JP1222740 A JP 1222740A JP 22274089 A JP22274089 A JP 22274089A JP H0383885 A JPH0383885 A JP H0383885A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spheroidal
- mirror
- specimen
- feed sample
- oval
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
- C30B13/24—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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〕
この発明は２例えば半導体材料などの結晶成長を宇宙で
行う微小重力材料製造実験に使用される交流静電浮遊炉
の改良に関するものである。
行う微小重力材料製造実験に使用される交流静電浮遊炉
の改良に関するものである。
第６図は例えば米国特許公報に示された４５２１８５４
（ＪＵＮ、４，１９８５）ＣＬＯ３ＥＤ ＬＯＯＰ
ＥＬＥＣＴＲＯ３ＴＡＴＩＣＬＥＶＩＴＡＴＩＯＮ
ＳＹＳＴＥＭに示された従来の静電浮遊システムを示す
構成ブロック図である。図において、（１）は下にへこ
んだ皿状の電極で同じ物が対向して置かれる。（２）は
電極（１）の中間位置に置かれた供試体。
（ＪＵＮ、４，１９８５）ＣＬＯ３ＥＤ ＬＯＯＰ
ＥＬＥＣＴＲＯ３ＴＡＴＩＣＬＥＶＩＴＡＴＩＯＮ
ＳＹＳＴＥＭに示された従来の静電浮遊システムを示す
構成ブロック図である。図において、（１）は下にへこ
んだ皿状の電極で同じ物が対向して置かれる。（２）は
電極（１）の中間位置に置かれた供試体。
（３）はこの供試体（２）の重心位置を計測するための
ＣＯＤカメラ、（４）はこのＣＯＤカメラに接続された
制御回路、（５）はこの制御回路と電極（１）に接続さ
れた交流高圧電源である。なお、公開された文献の中に
は正２０面体配置球ｉ４極型交流静電浮遊炉の構成を明
らかにしたものは見あたらない。
ＣＯＤカメラ、（４）はこのＣＯＤカメラに接続された
制御回路、（５）はこの制御回路と電極（１）に接続さ
れた交流高圧電源である。なお、公開された文献の中に
は正２０面体配置球ｉ４極型交流静電浮遊炉の構成を明
らかにしたものは見あたらない。
従来の交流静電浮遊炉は以上のように構成されていたの
で、供試体の位置検出はＣＯＤカメラの位置分解能とそ
の重心位置計算速度によって供試体の位置制御の安定性
が［決まり、ＣＯＤカメラの重心測定速度が７ｍｓより
遅いと供試体の振動を引き起こす事になる。この事はＣ
ＯＤカメラの応答が限界性能に近くなってしまい、実現
が困難である。この様なことは供試体に重力外乱を与え
ることとなって微小重力実験に於て致命的な欠陥となる
。
で、供試体の位置検出はＣＯＤカメラの位置分解能とそ
の重心位置計算速度によって供試体の位置制御の安定性
が［決まり、ＣＯＤカメラの重心測定速度が７ｍｓより
遅いと供試体の振動を引き起こす事になる。この事はＣ
ＯＤカメラの応答が限界性能に近くなってしまい、実現
が困難である。この様なことは供試体に重力外乱を与え
ることとなって微小重力実験に於て致命的な欠陥となる
。
さらに、供試体の位置計測を画像データの二値化で処理
するのであるが背景の影響を受は検出不能になると言う
重大な課題がある。
するのであるが背景の影響を受は検出不能になると言う
重大な課題がある。
さらに、供試体の位置をディジタルで計算するので部品
点数が増加しシステムの信頼性を下げることになる。
点数が増加しシステムの信頼性を下げることになる。
さらに、電極が加熱用の光を遮断するため加熱効率が悪
くなる課題があった。
くなる課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
ものであり、上記ＣＯＤカメラの代わりにアナログ方式
の位置検出ＩＰｓＤ）を用いてアナログ信号で高速に位
置検出を行い、供試体の位置の安定度をきわめて向上さ
せ、供試体の表面の光源の投射を安定させ、もって表面
の温度分布を均一にし、電極を透明な球型にして光の損
失を少なくする事を目的とする。
ものであり、上記ＣＯＤカメラの代わりにアナログ方式
の位置検出ＩＰｓＤ）を用いてアナログ信号で高速に位
置検出を行い、供試体の位置の安定度をきわめて向上さ
せ、供試体の表面の光源の投射を安定させ、もって表面
の温度分布を均一にし、電極を透明な球型にして光の損
失を少なくする事を目的とする。
また、この発明の別の実施例は上記目的に加え光源を２
個用いた双回転楕円鏡イメージ加熱を行うことを目的と
する。
個用いた双回転楕円鏡イメージ加熱を行うことを目的と
する。
この発明に係わる正２０面体配置球電極型交流静電浮遊
炉は回転楕円鏡の内側につくられた空洞共振器の中に卵
形プラズマランプを置き電波を注入してこれを発光させ
２球形の焦点像の中に供試体を入れ、これを正２０面体
の頂点に配置された１２個の透明球電極の間で交流電場
で浮遊させ、供試体の位置制御をアナログ方式の位置検
出器で行うものである。
炉は回転楕円鏡の内側につくられた空洞共振器の中に卵
形プラズマランプを置き電波を注入してこれを発光させ
２球形の焦点像の中に供試体を入れ、これを正２０面体
の頂点に配置された１２個の透明球電極の間で交流電場
で浮遊させ、供試体の位置制御をアナログ方式の位置検
出器で行うものである。
この発明においては２回転槽円鏡の第１焦点に置かれた
卵形プラズマランプが発光し、第２焦点に置かれた供試
体に集光して加熱する。供試体の位置制御はアナログ位
置検出器で位置検出しアナログ的に１２個の透明球電極
から発生する交流電界の制御を行い安定させる。
卵形プラズマランプが発光し、第２焦点に置かれた供試
体に集光して加熱する。供試体の位置制御はアナログ位
置検出器で位置検出しアナログ的に１２個の透明球電極
から発生する交流電界の制御を行い安定させる。
以下、この発明の一実施例による正２０面体配置球電極
型交流静電浮遊炉を図について説明する。
型交流静電浮遊炉を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
り、（２）と（５）は上記従来の装置とまったく同じで
ある。
り、（２）と（５）は上記従来の装置とまったく同じで
ある。
図において（６）は回転楕円体の反射面を内側に有する
回転楕円鏡、（７）はこの回転楕円鏡（６）の第１焦点
に置かれた卵形プラズマランプ、（８）はこの卵形プラ
ズマランプ（７）を支持する支持具、（９）は回転楕円
鏡（６）の第１焦点側端部において、その内面に円周状
の縁が接するように取り付けられた円盤状の電波追蔽板
、 （１０はこの電波遮蔽板（９）と回転楕円鏡（６）
とで形成された空洞共振器、ｏｌ）は卵形プラズマラン
プを収納する空洞共振器αωに高周波電流を注入する高
周波発信器、■は球型の透明電極をガラスや透明セラミ
ックス材を球型にした上に取り付けた透明球電極で正２
０面体の頂点に配置された（１２ａ）から（１２１）の
１２個から構成される。■は供試体（２）に対向して回
転楕円鏡（６）に設けられ′ｒ−，ＩｉＩ測窓（２）を
通して供試体（２）の位置を計測する位置検出Ｉ＃１０
９はこの位置検出器０と交流高圧電源（５）に接続され
る制御回路である。第２図は透明球電極Ｏと供試体（２
）の関係を示す図で、１２個の透明球電極（１２ａ）か
ら（１２１）の中央に供試体（２）が浮遊される。（Ｏ
は交流高圧電源の中の構成品の一つで、トランスであり
、 （ｌｅａ）から（１６ｆ）までの６個を使用し、１
個のトランスから２個の透明球電極に接続される。
回転楕円鏡、（７）はこの回転楕円鏡（６）の第１焦点
に置かれた卵形プラズマランプ、（８）はこの卵形プラ
ズマランプ（７）を支持する支持具、（９）は回転楕円
鏡（６）の第１焦点側端部において、その内面に円周状
の縁が接するように取り付けられた円盤状の電波追蔽板
、 （１０はこの電波遮蔽板（９）と回転楕円鏡（６）
とで形成された空洞共振器、ｏｌ）は卵形プラズマラン
プを収納する空洞共振器αωに高周波電流を注入する高
周波発信器、■は球型の透明電極をガラスや透明セラミ
ックス材を球型にした上に取り付けた透明球電極で正２
０面体の頂点に配置された（１２ａ）から（１２１）の
１２個から構成される。■は供試体（２）に対向して回
転楕円鏡（６）に設けられ′ｒ−，ＩｉＩ測窓（２）を
通して供試体（２）の位置を計測する位置検出Ｉ＃１０
９はこの位置検出器０と交流高圧電源（５）に接続され
る制御回路である。第２図は透明球電極Ｏと供試体（２
）の関係を示す図で、１２個の透明球電極（１２ａ）か
ら（１２１）の中央に供試体（２）が浮遊される。（Ｏ
は交流高圧電源の中の構成品の一つで、トランスであり
、 （ｌｅａ）から（１６ｆ）までの６個を使用し、１
個のトランスから２個の透明球電極に接続される。
第３図は位置検出器■と制御回路０の構成を示すブロッ
ク図で、シリコン半導体でｐｎ接合を形成した５ｃｍ角
ぐらいの板状の位置検出器■の２辺からＸとＹ方向の位
置信号が位置検出回路（１５ａ）に接続される。この位
置信号を入出力インタフェース（１５ｂ）経由計算機（
１５ｅ）に送り込む。
ク図で、シリコン半導体でｐｎ接合を形成した５ｃｍ角
ぐらいの板状の位置検出器■の２辺からＸとＹ方向の位
置信号が位置検出回路（１５ａ）に接続される。この位
置信号を入出力インタフェース（１５ｂ）経由計算機（
１５ｅ）に送り込む。
上記のように構成された正２０面体配置球電極型交流静
電浮遊炉において、供試体（２）が加熱される前は規定
の位置に置いて卵形プラズマランプ（７）で加熱しＳＯ
Ｏ度程度になったら透明球電極Ｏに交流高圧電源（５）
から電圧を与え交流静電界で供試体（２）を浮遊させる
。この原理は第４図に於て透明球電極＠各々同相で谷型
の電界を作りその谷間に供試体（２）をクーロン力で浮
遊させる。この浮遊の原理は既に質量分析器等で実用さ
れているが、供試体（２）の位置を位置検出器■が検出
しアナログ信号で制御量＃！０９に送信する。ここで制
御演算を行い制御量を交流高圧電源（５）へ送出する交
流高圧電源（５）の強さをｌｌ＋御して供試体（２）の
位置が安定するようにする。
電浮遊炉において、供試体（２）が加熱される前は規定
の位置に置いて卵形プラズマランプ（７）で加熱しＳＯ
Ｏ度程度になったら透明球電極Ｏに交流高圧電源（５）
から電圧を与え交流静電界で供試体（２）を浮遊させる
。この原理は第４図に於て透明球電極＠各々同相で谷型
の電界を作りその谷間に供試体（２）をクーロン力で浮
遊させる。この浮遊の原理は既に質量分析器等で実用さ
れているが、供試体（２）の位置を位置検出器■が検出
しアナログ信号で制御量＃！０９に送信する。ここで制
御演算を行い制御量を交流高圧電源（５）へ送出する交
流高圧電源（５）の強さをｌｌ＋御して供試体（２）の
位置が安定するようにする。
浮遊した供試体（２）に卵形プラズマランプ（７）の光
が集光して加熱する。この時、材料の処理方法に依って
雰囲気を真空にしたり酸素などのガスを注入したりして
雰囲気制御を行う。
が集光して加熱する。この時、材料の処理方法に依って
雰囲気を真空にしたり酸素などのガスを注入したりして
雰囲気制御を行う。
さて、この発明は以上説明した通り、一つの回転楕円Ｉ
Ｉ（８１を用いているが、第５図の別の発明のように第
２の回転楕円鏡（のをその長軸方向に第２焦点を共有し
て取り付け、第２の回転楕円鏡ｃｒｌ）の端部に卵形プ
ラズマランプ（７）と支持具（８）及び電波遮蔽板（９
）を取り付ける。双方の卵形プラズマランプ（７）の発
した光が供試体（２）の全表面に均等に照射されるので
、さらに良い効果を得ることが出来る〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば供試体の位置を交流電
場で高速かつ安定に制御するから制御系が簡単になって
装置を小型にし、供試体の振動が無く安定した浮遊を得
ることが出来る。また、供試体の位置が安定するから卵
形プラズマランプによる加熱も均一に行え、供試体の表
面の温度を均一に出来る。
Ｉ（８１を用いているが、第５図の別の発明のように第
２の回転楕円鏡（のをその長軸方向に第２焦点を共有し
て取り付け、第２の回転楕円鏡ｃｒｌ）の端部に卵形プ
ラズマランプ（７）と支持具（８）及び電波遮蔽板（９
）を取り付ける。双方の卵形プラズマランプ（７）の発
した光が供試体（２）の全表面に均等に照射されるので
、さらに良い効果を得ることが出来る〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば供試体の位置を交流電
場で高速かつ安定に制御するから制御系が簡単になって
装置を小型にし、供試体の振動が無く安定した浮遊を得
ることが出来る。また、供試体の位置が安定するから卵
形プラズマランプによる加熱も均一に行え、供試体の表
面の温度を均一に出来る。
この事は微小重力実験を行う上ではきわめて重要であり
、外乱の無い理想的な材料の微小重力処理が可能となる
。
、外乱の無い理想的な材料の微小重力処理が可能となる
。
また、透明球電極を用いているので加熱の効率が高くな
り、３個の透明球電極を石英管の外側に配置したので電
界の領域が広くなり大きな供試体を浮遊制御することが
出来る。
り、３個の透明球電極を石英管の外側に配置したので電
界の領域が広くなり大きな供試体を浮遊制御することが
出来る。
また、透明球１１１ｍを１２個用いているからきめ細か
な浮遊位置の制御が可能となる。
な浮遊位置の制御が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例による正２０面体配置球電
極型交流静電浮遊炉の構成図、第２図は透明球電極と供
試体の関係を示す図、第３図は位置検出器と制御回路と
交流高圧電源の構成ブロック図、第４図は供試体の浮遊
原理を説明する図、第５図は別の発明の正２０面体配置
球電極型交流静電浮遊炉の構成図、第６図は従来の交流
静電浮遊炉の構成ブロック図である。図において、（１
）は電極。 （２）は供試体、（３）はＣＯＤカメラ、（４）は制御
回路。 （５）は交流高圧電源、（６）は回転楕円鏡、（７）は
卵形プラズマランプ、（８）は支持具、（９）は電波遮
蔽板、 （１０は空洞共振器、Ｑｌ）は高周波発信器、
（１２ａ）から（１２１）は透明球電極、■は位置検
出器、（１４）は観測窓、（）９は制御回路、 （１５
ｍ）は位置検出回路、 （１５ｂ）は入出力インタフェ
ース、（１５ｅ）は計算機、 （１６ａ）から（１６ｆ
）はトランス、（ト）は第２の回転楕円鏡である。 なお２図中同一符号は同一または相当部分を示す。
極型交流静電浮遊炉の構成図、第２図は透明球電極と供
試体の関係を示す図、第３図は位置検出器と制御回路と
交流高圧電源の構成ブロック図、第４図は供試体の浮遊
原理を説明する図、第５図は別の発明の正２０面体配置
球電極型交流静電浮遊炉の構成図、第６図は従来の交流
静電浮遊炉の構成ブロック図である。図において、（１
）は電極。 （２）は供試体、（３）はＣＯＤカメラ、（４）は制御
回路。 （５）は交流高圧電源、（６）は回転楕円鏡、（７）は
卵形プラズマランプ、（８）は支持具、（９）は電波遮
蔽板、 （１０は空洞共振器、Ｑｌ）は高周波発信器、
（１２ａ）から（１２１）は透明球電極、■は位置検
出器、（１４）は観測窓、（）９は制御回路、 （１５
ｍ）は位置検出回路、 （１５ｂ）は入出力インタフェ
ース、（１５ｅ）は計算機、 （１６ａ）から（１６ｆ
）はトランス、（ト）は第２の回転楕円鏡である。 なお２図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）回転楕円体の反射面を内側に有する回転楕円鏡と
、この回転楕円鏡の第１焦点に置かれた卵形のプラズマ
ランプと、この卵形プラズマランプを支持する支持具と
、回転楕円鏡の第１焦点側端部において、その内面に円
周状の縁が接するように取り付けられた円盤状の電波遮
蔽板と、この電波遮蔽板と回転楕円鏡とで形成された空
洞共振器に卵形プラズマランプを収納し、この空洞共振
器に高周波電流を注入する高周波発信器を備え、上記回
転楕円鏡の第２焦点に置かれた供試体と、この供試体を
中心にして正２０面体の頂点に置かれた１２個の透明球
電極と、これらの透明球電極に接続される交流高圧電源
と、上記供試体に対向した位置に置かれた位置検出器と
、これら交流高圧電源と位置検出器に接続される制御回
路と、上記供試体を収納する石英管を備えた事を特徴と
する正２０面体配置球電極型交流静電浮遊炉。 - （２）回転楕円体の反射面を内側に有する第１の回転楕
円鏡と、この第１の回転楕円鏡の第２焦点を共有する第
２の回転楕円鏡と、双方の第１焦点に置かれた卵形のプ
ラズマランプと、これらの卵形プラズマランプを支持す
る支持具と、双方の回転楕円鏡の第１焦点側端部におい
て、その内面に円周状の縁が接するように取り付けられ
た円盤状の電波遮蔽板と、この電波遮蔽板と回転楕円鏡
とで形成された空洞共振器に卵形プラズマランプを収納
し、これら双方の空洞共振器に高周波電流を注入する高
周波発信器を備え、上記回転楕円鏡の第２焦点に置かれ
た供試体と、この供試体を中心にして正２０面体の頂点
に置かれた１２個の透明球電極と、これらの透明球電極
に接続される交流電圧電源と、上記供試体に対向した位
置に置かれた位置検出器と、これら交流高圧電源と位置
検出器に接続される制御回路とを備えた事を特徴とする
正２０面体配置球電極型交流静電浮遊炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222740A JPH0383885A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 正２０面体配置球電極型交流静電浮遊炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222740A JPH0383885A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 正２０面体配置球電極型交流静電浮遊炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0383885A true JPH0383885A (ja) | 1991-04-09 |
Family
ID=16787161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222740A Pending JPH0383885A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 正２０面体配置球電極型交流静電浮遊炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0383885A (ja) |
-
1989
- 1989-08-29 JP JP1222740A patent/JPH0383885A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0448168A1 (en) | Method of cleaving a brittle plate and device for carrying out the method | |
| CN106268568A (zh) | 一种高温熔融材料的静电悬浮装置 | |
| JPH079356B2 (ja) | 静電浮遊炉 | |
| US5247144A (en) | Levitation heating method and levitation heating furnace | |
| CN109799612B (zh) | 曲面反射镜制造方法及变曲率半径点光源线聚焦成像系统 | |
| US5500493A (en) | Acoustic beam levitation | |
| CN117490669A (zh) | 一种谐振陀螺谐振子品质因数修调装置及方法 | |
| JPH03129288A (ja) | 正１２面体配置球電極型交流静電浮遊炉 | |
| JPH06102586B2 (ja) | 静電浮遊炉 | |
| JPH03121506A (ja) | 正８面体配置球電極型交流静電浮遊炉 | |
| JPH073272Y2 (ja) | マイクロ波放電イメージ加熱静電浮遊炉 | |
| JPS6182148A (ja) | Ｘ線又はニユ−トロンによる単結晶体等のサンプル回折のためのゴニオメ−タ装置 | |
| JPH03129287A (ja) | 正１２面体配置球電極型直流静電浮遊炉 | |
| JPWO2015199005A1 (ja) | マイクロ波照射装置 | |
| EP0438179B1 (en) | An image heating apparatus using a microwave discharge plasma lamp | |
| US5420390A (en) | Image heating apparatus using a microwave discharge plasma lamp | |
| JPH02180784A (ja) | 静電浮遊炉 | |
| WO1990003052A1 (fr) | Tube a decharge pour un laser a gaz | |
| JP2001157999A (ja) | 非接触マイクロマニュピレーション装置および方法 | |
| JPH0268486A (ja) | イメージ加熱装置 | |
| CN112326768A (zh) | 石墨烯及二维材料纳机电质谱仪器及应用方法 | |
| JPH11262880A (ja) | ２音源を用いた非接触マイクロマニピュレーション方法および装置 | |
| JP2022152257A (ja) | 加熱装置および加熱方法 | |
| CA2135539C (en) | Acoustic beam levitation | |
| CN115266482B (zh) | 一种抑制真空光镊中悬浮微球逃逸装置 |