JPH04306599A - Ｓｏｒ光出射用窓装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＳＯＲ光（シンクロ
トロン放射光）装置において、真空封止を行うと同時に
ＳＯＲ光を取り出すＳＯＲ光出射用窓装置の改良に関し
、大気状態からの真空吸引時に窓に加わる差圧や衝撃を
低減して破損等を防止するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、直径が１０ｍ以下の比較的小型の
粒子加速器としてシンクロトロンが開発されつつあり、
シンクロトロン放射光（ＳＯＲ光）を利用して超々ＬＳ
Ｉ回路の作成、医療分野における診断、分子解析、構造
解析等様々な分野への適用が期待されている。このＳＯ
Ｒ光装置の概要は、例えば図２に示すように、電子発生
装置（電子銃等）１０で発生した電子ビームが直線加速
器（ライナック）１２で光速近くに加速され、ビーム輸
送部１４の偏向電磁石１６で偏向されて、インフレクタ
１８を介してシンクロトロン２０の蓄積リング２２内に
入射される。蓄積リング２２に入射された電子ビームは
高周波加速空洞２１でエネルギを与えられながら収束電
磁石２３で収束され、偏向電磁石２４で偏向されて真空
ダクトで構成された蓄積リング２２内を周回し続ける。 偏向電磁石２４で偏向される時に発生するＳＯＲ光２９
は光取り出しライン２６先端部分の窓３２を通して出射
される。こうして出射されたＳＯＲ光２９は、例えば露
光装置２８に送られて超々ＬＳＩ回路作成用の光源等と
して利用される。

【０００３】このＳＯＲ光２９の出射用の窓３２は、光
取り出しライン２６内部の高真空と外部の低圧力（低真
空状態）のヘリウムまたは大気を遮断しながらＳＯＲ光
２９を出射する機能を必要とするもので、ＳＯＲ光２９
の透過率が高くかつ機械的強度が強く薄い金属膜、例え
ば数〜数１０μｍの厚さのベリリウム膜を用いて構成さ
れた窓（以下、金属膜窓３２とする。）となっている。 このような金属膜窓３２を備えた光取り出しライン２６
では、金属膜窓３２の上流側を高真空状態にするため、
真空ポンプで吸引すると、真空ポンプの特性上、特に引
き始めに金属膜窓３２の上流側の真空度が大きくなって
金属膜窓３２に大きな差圧が生じ、金属膜が破損すると
いう問題があった。そこで、図３に光取り出しライン２
６の先端部分を抽出して示すように、光取り出しライン
２６の金属膜窓３２の上下流にゲートバルブ３４，３６
を設けており、これらゲートバルブ３４，３６を閉じた
ときに当該光取り出しライン２６の金属膜窓３２の上下
流にほぼ同一容積の密閉された空間Ａ，Ｂを形成し、こ
れらゲートバルブ３４，３６を開いたときにＳＯＲ光２
９を通過させることができるようになっている。そして
、ゲートバルブ３４，３６で仕切られた２つの空間Ａ，
Ｂをバイパス管３８で相互に連通して１台の真空ポンプ
４０で同時に真空吸引するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ゲートバルブ３４，３６とバイパス管３８を用いて金属
膜窓３２の両側をほぼ同一の容積の空間Ａ，Ｂとして大
気圧状態から同時に真空吸引することにより、金属膜窓
３２の両側の差圧は小さくできるものの、真空引き始め
の圧力変化自体は大きく、例えば数秒の間に大気圧状態
から１０−３Ｔｏｒｒ程度になるため、その衝撃によっ
て金属膜窓３２の破損が生じるという問題がある。

【０００５】この発明は、前記従来の技術における欠点
を解決して、ＳＯＲ光の光取り出しラインの金属膜窓に
大気圧状態からの真空吸引時に大きな差圧や衝撃が加わ
らず、破損などを防止することができるＳＯＲ光出射用
窓装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のＳＯＲ光出射
用窓装置は、光取り出しラインに配設され当該光取り出
しラインを真空封止してＳＯＲ光を取り出す金属膜窓の
上下流に光取り出しラインを開閉する開閉弁を設け、こ
れら開閉弁と金属膜窓との間の空間を弁を介して相互に
連通しかつ真空ポンプが接続されるバイパス管を接続す
る一方、前記光取り出しラインの金属膜窓の上下流に中
空部をＳＯＲ光が通過する環状のフィンを適宜の間隔を
隔てて複数段設けたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この発明のＳＯＲ光出射用窓装置によれば、Ｓ
ＯＲ光の光取り出しラインの金属膜窓の上下流に光取り
出しラインを開閉する開閉弁を設けてこれら開閉弁を閉
じて光取り出しラインの金属膜窓の上下流に密閉したほ
ぼ同一容積の２つの空間を形成するようにするとともに
、これら２つの空間を弁を介してバイパス管で相互に連
通して真空ポンプで同時に真空吸引できるようにし、さ
らに金属膜窓の上下流に中空部をＳＯＲ光が通過する環
状のフィンを適宜の間隔を隔てて複数段設けるようにし
ており、金属膜窓の上下流の２つのほぼ同一容積の空間
の大気を同時に真空吸引して差圧を低減するとともに、
真空吸引時の衝撃を複数段の環状のフィンの前後の気体
の膨脹収縮によって和らげて、金属膜窓の破損を防止す
るようにしている。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１はこの発明のＳＯＲ光出射用窓装置
の一実施例にかかる光取り出しライン先端部分を抽出し
た断面図である。このＳＯＲ光出射用窓装置５０では、
ＳＯＲ光２９が取り出される光取り出しライン２６にベ
リリウムの厚さ数〜数１０μｍの膜で作られた金属膜が
フランジを介して取付けられて金属膜窓３２が構成され
ており、この金属膜窓３２より下流の光取り出しライン
２６にＳＯＲ光２９の利用系が接続され、例えば露光装
置２８が外気と遮断され内部にヘリウムが注入された密
閉容器を介して接続される。　　この金属膜窓３２の上
下流の光取り出しライン２６には、それぞれゲートバル
ブ（開閉弁）３４，３６が取付けられ、ゲートバルブ３
４，３６を閉じたときに金属膜窓３２の上下流にほぼ同
一容積の密閉された空間Ａ，Ｂを形成できるとともに、
ゲートバルブ３４，３６を開いたときにＳＯＲ光２９が
通過できるようになっている。これら２つのゲートバル
ブ３４，３６と金属膜窓３２で仕切られる空間Ａ，Ｂに
は、真空吸引時にのみ開かれ、通常は閉じられる真空吸
引用のゲートバルブ（弁）５２，５４を介してバイパス
管３８が接続され、２つの空間Ａ，Ｂが相互に連通する
ようになっており、バイパス管３８の中央部には、真空
吸引用の真空ポンプ４０が接続できるようになっている
。さらに、金属膜窓３２の上下流の空間Ａ，Ｂには、金
属膜窓３２に接近して光取り出しライン２６の内周に複
数段の環状のフィン５６の外周が適宜の間隔、例えば一
定の間隔でシール状態で取付けられており、環状のフィ
ン５６の円形や矩形、あるいは多角形など任意の形状の
中空部をＳＯＲ光２９が干渉すること無く通過するよう
になっている。この衝撃防止用の環状のフィン５６の段
数や間隔は、真空ポンプの特性や空間Ａ，Ｂの大きさな
どによって大気圧状態からの真空吸引開始時に生じる圧
力変化割合を考慮して金属膜窓３２に加わる衝撃が小さ
くなるように定めるが、段数はある程度までは、多い方
が良い。さらに、ＳＯＲ光が通過するとともに、気体が
絞られる中空部の大きさや形状も上記圧力変化割合など
を考慮してＳＯＲ光の通過に支障のない大きさや形状に
すれば良い。また、金属膜窓３２より下流側の光取り出
しライン２６には、金属膜窓３２の酸化等を防止するた
めのヘリウムを注入できるようリークバルブ５８が取付
けられるとともに、内部の真空状態を監視する真空ゲー
ジ６０が取付けてある。

【０００９】このように構成されたＳＯＲ光出射用窓装
置５０では、次のようにして金属膜窓３２の上下流の光
取り出しライン２６の大気状態からの真空吸引が行われ
る。

【００１０】まず、金属膜窓３２の上下流の光取り出し
ライン２６の２つのゲートバルブ（開閉弁）３４，３６
を閉じて、金属膜窓３２の上下流にほぼ同一容積の密閉
された空間Ａ，Ｂを形成する。これら空間Ａ，Ｂに相互
に連通するバイパス管３８の真空吸引用のゲートバルブ
５２，５４を開き、真空ポンプ４０を運転して金属膜窓
３２の上下流の空間Ａ，Ｂを大気圧状態から同時に真空
吸引する。

【００１１】すると、金属膜窓３２の両側が大気圧状態
から同時に吸引されるので、金属膜３２の上下流での差
圧がほとんど無く、しかも真空吸引開始時に空間Ａ，Ｂ
内が大気圧状態から極短時間に１０−３Ｔｏｒｒ程度に
変化しても、環状のフィン５６が複数段設けてあるので
、真空吸引される内部の気体が、中空環状部分を通過す
るときに絞られる（収縮される）一方、フィン５６同志
で形成される空間で膨脹されることを繰返し、圧力変動
の衝撃が金属膜窓３２に直接伝わることを防止する。

【００１２】したがって、金属膜窓３２には、その上下
流で大きな差圧が加わらず、大気圧状態からの真空吸引
開始時の圧力変化割合も小さいので、損傷などを大巾に
低減することができる。

【００１３】なお、光取り出しライン２６のゲートバル
ブ３４の上流については、別に用意した真空ポンプによ
って必要な真空度を確保するようにするとともに、光取
り出しライン２６のゲートバルブ３６の下流についても
、利用系の必要雰囲気に合わせて必要な雰囲気状態、例
えば減圧状態を確保するようにする。

【００１４】こうして金属膜窓３２の上下流の空間Ａ，
Ｂの真空吸引が完了した後、バイパス管３８の真空吸引
用のゲートバルブ５２，５４を閉じ、必要に応じて真空
ポンプ４０を取り外す。そして、金属膜窓３２の下流の
空間Ｂには、必要に応じてリークバルブ５８からゆっく
りとヘリウムを注入し、内部圧力を所定の減圧状態にす
る。最後に、光取り出しライン２６の金属膜窓３２の上
下流の２つのゲートバルブ３４，３６を開くことで、光
取り出しライン２６の真空吸引及びヘリウム注入などの
一連の作業が完了する。

【００１５】このようにほぼ同一容積の空間Ａ，Ｂに環
状のフィン５６を複数段設けることにより、金属膜窓３
２の両側に加わる差圧だけでなく、その圧力変化割合を
小さくすることが出来、金属膜窓３２の破損を防止する
ことができる。

【００１６】

【発明の効果】以上、一実施例とともに具体的に説明し
たように、この発明のＳＯＲ光出射用窓装置によれば、
ＳＯＲ光の光取り出しラインの金属膜窓の上下流を開閉
弁で密閉できるようにするとともに、弁を介してバイパ
ス管で連通して真空ポンプで同時に真空吸引できるよう
にし、さらに金属膜窓の上下流に複数の環状のフィンを
設けるようにしたので、真空吸引時の衝撃をフィン前後
の気体の膨脹収縮によって和らげることができるととも
に、金属膜窓の上下流の差圧をほぼ同一容積の空間を同
時吸引することで小さくすることができる。したがって
、真空吸引時の金属膜窓の破損を有効に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＳＯＲ光出射用窓装置の一実施例に
かかる光取り出しライン先端部分の断面図である。

【図２】ＳＯＲ光装置の概要を示す平面図である。

【図３】従来の光取り出しラインの先端部分の断面図で
ある。

【符号の説明】

２６　　光取り出しライン ２９　　ＳＯＲ光 ３２　　金属膜窓 ３４　　ゲートバルブ（開閉弁） ３６　　ゲートバルブ（開閉弁） ３８　　バイパス管 ４０　　真空ポンプ ５０　　ＳＯＲ光出射用窓装置 ５２　　ゲートバルブ（弁） ５４　　ゲートバルブ（弁） ５６　　環状のフィン Ａ　　空間 Ｂ　　空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光取り出しラインに配設され当該光取
   り出しラインを真空封止してＳＯＲ光を取り出す金属膜
   窓の上下流に光取り出しラインを開閉する開閉弁を設け
   、これら開閉弁と金属膜窓との間の空間を弁を介して相
   互に連通しかつ真空ポンプが接続されるバイパス管を接
   続する一方、前記光取り出しラインの金属膜窓の上下流
   に中空部をＳＯＲ光が通過する環状のフィンを適宜の間
   隔を隔てて複数段設けたことを特徴とするＳＯＲ光出射
   用窓装置。