JPH05198873A - パルス・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための装置 - Google Patents
パルス・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための装置Info
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- JPH05198873A JPH05198873A JP4089715A JP8971592A JPH05198873A JP H05198873 A JPH05198873 A JP H05198873A JP 4089715 A JP4089715 A JP 4089715A JP 8971592 A JP8971592 A JP 8971592A JP H05198873 A JPH05198873 A JP H05198873A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 経済的で、信頼性、寿命、操作の容易性に優
れた、大きな放電断面において十分な予備イオン化を行
うことを可能にする。 【構成】 Ｘ線放射手段によりパルス・ガス・レーザ中
のガスを予備イオン化するための装置であって、細長い
カソード（２６）を含み、そのカソードが熱輻射または
電子の衝撃により加熱され、真空排気されたケース中の
同じように細長いアノード（１８）に対して並行に配置
されている装置。
れた、大きな放電断面において十分な予備イオン化を行
うことを可能にする。 【構成】 Ｘ線放射手段によりパルス・ガス・レーザ中
のガスを予備イオン化するための装置であって、細長い
カソード（２６）を含み、そのカソードが熱輻射または
電子の衝撃により加熱され、真空排気されたケース中の
同じように細長いアノード（１８）に対して並行に配置
されている装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線放射により、パルス
・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための装置
に関するものである。
・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パルス・ガス・レーザは非常に多種多様
な形態が知られており、特に炭酸ガス・レーザ、エキシ
マレーザ、または窒素レーザ等として知られている。ガ
ス放電の形態でのレーザ・ガスのいわゆる横励起（主放
電またはプラズマ放電とも言われる）は、パルス・ガス
・レーザに広く使われている。
な形態が知られており、特に炭酸ガス・レーザ、エキシ
マレーザ、または窒素レーザ等として知られている。ガ
ス放電の形態でのレーザ・ガスのいわゆる横励起（主放
電またはプラズマ放電とも言われる）は、パルス・ガス
・レーザに広く使われている。
【０００３】レーザ・ガスを主放電の前に予備イオン化
を受けさせることもまた既知であり、この予備イオン化
においては実際の主放電の前に、その放電空間中にでき
る限り均一な自由電子の分布（約１０7 個電子／ｃ
ｍ3 ）が生成される。このようなガスの予備イオン化は
特に、その主放電がアーク放電として起こるのを避ける
のに役立つ。予備イオン化の後に、レーザの主電極間に
主放電が始まり、その主放電中においてはアバランシェ
相における電子濃度が数桁も増大し、例えば１０14〜１
０15個電子／ｃｍ3 にさえなる。
を受けさせることもまた既知であり、この予備イオン化
においては実際の主放電の前に、その放電空間中にでき
る限り均一な自由電子の分布（約１０7 個電子／ｃ
ｍ3 ）が生成される。このようなガスの予備イオン化は
特に、その主放電がアーク放電として起こるのを避ける
のに役立つ。予備イオン化の後に、レーザの主電極間に
主放電が始まり、その主放電中においてはアバランシェ
相における電子濃度が数桁も増大し、例えば１０14〜１
０15個電子／ｃｍ3 にさえなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、従来技術では
予備イオン化のための外部エネルギー源としては、例え
ば紫外線光が用いられ、即ち実際の主放電とは別個であ
る。このような紫外放射線は、例えばスパーク・ギャッ
プ（電気火花間隙）によって、またはコロナ放電によっ
ても放射され得る。
予備イオン化のための外部エネルギー源としては、例え
ば紫外線光が用いられ、即ち実際の主放電とは別個であ
る。このような紫外放射線は、例えばスパーク・ギャッ
プ（電気火花間隙）によって、またはコロナ放電によっ
ても放射され得る。
【０００５】スパーク・ギャップは極めて効果的である
けれども、それはレーザ・ガスにとって、また、レーザ
共振器の光学構成要素にとっても汚染源となる欠点があ
る。紫外線放射の手段による予備イオン化の効率は、特
にそのイオン化用紫外放射線が数センチメート程度の範
囲に限定されるという事実により、制限される（Ｋ．ミ
ドリカワ、Ｍ．オバラ、Ｔ．フジオカ、ＩＥＥＥ ＱＵ
−２０、１９８４年、１９８頁参照）。
けれども、それはレーザ・ガスにとって、また、レーザ
共振器の光学構成要素にとっても汚染源となる欠点があ
る。紫外線放射の手段による予備イオン化の効率は、特
にそのイオン化用紫外放射線が数センチメート程度の範
囲に限定されるという事実により、制限される（Ｋ．ミ
ドリカワ、Ｍ．オバラ、Ｔ．フジオカ、ＩＥＥＥ ＱＵ
−２０、１９８４年、１９８頁参照）。
【０００６】本発明は、軟Ｘ線放射線を用いた予備イオ
ン化が特に有利で、前記の欠点を克服するという認識か
ら発生している。比較的長い間既知である（Ｓ．スミ
ダ、Ｍ．オバラ、Ｔ．フジオカ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．，３３巻、１９７８年、９１３頁）けれど
も、軟Ｘ線放射線は今までガス放電レーザには何ら認め
られる程度には使用されていない。これは、Ｘ線放射は
相当な追加出費、特に８０〜１００ＫＶのピーク電圧を
持った高電圧パルス発生器のＸ線源、時間同期のための
電子装置、及び遮蔽に関する費用が必要であると想定さ
れたという事実のためであろう。その結果、操作が簡単
な、パルス・ガス・レーザに於ける予備イオン化のため
に必要な放射線力を発生できる、長寿命の、信頼性のあ
る、経済的に製造可能なＸ線が長い間求められてきた。
ン化が特に有利で、前記の欠点を克服するという認識か
ら発生している。比較的長い間既知である（Ｓ．スミ
ダ、Ｍ．オバラ、Ｔ．フジオカ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．，３３巻、１９７８年、９１３頁）けれど
も、軟Ｘ線放射線は今までガス放電レーザには何ら認め
られる程度には使用されていない。これは、Ｘ線放射は
相当な追加出費、特に８０〜１００ＫＶのピーク電圧を
持った高電圧パルス発生器のＸ線源、時間同期のための
電子装置、及び遮蔽に関する費用が必要であると想定さ
れたという事実のためであろう。その結果、操作が簡単
な、パルス・ガス・レーザに於ける予備イオン化のため
に必要な放射線力を発生できる、長寿命の、信頼性のあ
る、経済的に製造可能なＸ線が長い間求められてきた。
【０００７】更に、エキシマ・ガス混合物の予備イオン
化については、該ガス混合物の中にはＨＣｌ（塩化水
素）またはＦ2 （フッ素）のような電気的に陰（負）な
ガスもまた存在し、これらが自由電子の寿命を大きく減
少させ、例えば数ナノ秒にまで減少させる（自由電子が
その電気的に陰性のガスによって「捕獲される」）こと
を思い出さなければならない。このために、この場合の
予備イオン化は、数ナノ秒の非常に短時間のパルス中で
起こらなければならない。良好な予備イオン化のために
必要な、例えば１０7 ｃｍ-3の電子濃度をこの短時間内
に達成するためには、そのＸ線放射源は、この短時間内
に非常に高いピーク強度を持たなければならない。ま
た、Ｘ線管のアノード電流に変換して考えれば、このこ
とは５００〜１０００Ａのアノード電流を要求する。そ
れとは対照的に、従来のＸ線管はせいぜい数アンペアの
放射電流しか有していない。
化については、該ガス混合物の中にはＨＣｌ（塩化水
素）またはＦ2 （フッ素）のような電気的に陰（負）な
ガスもまた存在し、これらが自由電子の寿命を大きく減
少させ、例えば数ナノ秒にまで減少させる（自由電子が
その電気的に陰性のガスによって「捕獲される」）こと
を思い出さなければならない。このために、この場合の
予備イオン化は、数ナノ秒の非常に短時間のパルス中で
起こらなければならない。良好な予備イオン化のために
必要な、例えば１０7 ｃｍ-3の電子濃度をこの短時間内
に達成するためには、そのＸ線放射源は、この短時間内
に非常に高いピーク強度を持たなければならない。ま
た、Ｘ線管のアノード電流に変換して考えれば、このこ
とは５００〜１０００Ａのアノード電流を要求する。そ
れとは対照的に、従来のＸ線管はせいぜい数アンペアの
放射電流しか有していない。
【０００８】ＥＰ ０ ３３６ ２８２ Ａ１にはプラ
ズマ・カソードが記述されているが、その作動にはガス
圧を正確に維持しなければならず、各種制御グリッド用
及び制御電極用の追加の電圧パルスが必要である。
ズマ・カソードが記述されているが、その作動にはガス
圧を正確に維持しなければならず、各種制御グリッド用
及び制御電極用の追加の電圧パルスが必要である。
【０００９】ＪＰ ６３−１２７ ６７８（Ａ）にはパ
ルス・ガス・レーザ中の予備イオン化のためのＸ線放射
源が記述されている。加熱用電線がアノードに対する高
電圧へと接続されていて、その電線から放射された電子
がアノードへ向かって加速されるようになっている。そ
のアノードは曲げられており、レーザの主放電極の後に
配置されている。発生したＸ線放射線はレーザの主電極
の１つを通って後ろから通過する。加熱されたカソード
とアノードは、レーザの主電極の１つに固定的に接続さ
れているケース内に収容されている。
ルス・ガス・レーザ中の予備イオン化のためのＸ線放射
源が記述されている。加熱用電線がアノードに対する高
電圧へと接続されていて、その電線から放射された電子
がアノードへ向かって加速されるようになっている。そ
のアノードは曲げられており、レーザの主放電極の後に
配置されている。発生したＸ線放射線はレーザの主電極
の１つを通って後ろから通過する。加熱されたカソード
とアノードは、レーザの主電極の１つに固定的に接続さ
れているケース内に収容されている。
【００１０】ＪＰ ６３−１２７ ６７７（Ａ）にはパ
ルス・ガス・レーザ中の予備イオン化のためのＸ線放射
線源が記述されている。そこでは、熱カソードと冷カソ
ードがレーザの主電極の１つの後ろに配置されている。
この主電極は、同時にＸ線発生用のアノードをも形成
し、カソードにより放射された電子は主電極へ向かって
加速されてＸ線放射線を発生し、そのＸ線がレーザの２
つの主電極の間を通過する。
ルス・ガス・レーザ中の予備イオン化のためのＸ線放射
線源が記述されている。そこでは、熱カソードと冷カソ
ードがレーザの主電極の１つの後ろに配置されている。
この主電極は、同時にＸ線発生用のアノードをも形成
し、カソードにより放射された電子は主電極へ向かって
加速されてＸ線放射線を発生し、そのＸ線がレーザの２
つの主電極の間を通過する。
【００１１】英国の学会誌ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．会議
録、第１２８巻、第１部、Ｎｏ．１、１９８１年２月、
１９〜３２頁（Ｊ．Ｌ．ＣＲＯＮＩＮの「最新型ディス
ペンサー・カソード（Ｍｏｄｅｒｎ ｄｉｓｐｅｎｓｅ
ｒ ｃａｔｈｏｄｅｓ）」の記事）には、ディスペンサ
ー・カソード中のカソード構成物質について一般的な原
理が記述されている。
録、第１２８巻、第１部、Ｎｏ．１、１９８１年２月、
１９〜３２頁（Ｊ．Ｌ．ＣＲＯＮＩＮの「最新型ディス
ペンサー・カソード（Ｍｏｄｅｒｎ ｄｉｓｐｅｎｓｅ
ｒ ｃａｔｈｏｄｅｓ）」の記事）には、ディスペンサ
ー・カソード中のカソード構成物質について一般的な原
理が記述されている。
【００１２】ＪＰ １−１２８ ４８２（Ａ）には、白
熱カソードとして加熱用うずまき線が記述されており、
その加熱用うずまき線が直接電子を放射し、その電子が
本体に向かって加速され、その本体を叩いた時にＸ線放
射線を発生する。そのＸ線放射線を発生するための構成
要素は、レーザの主電極の１つの中に一体化されてい
る。
熱カソードとして加熱用うずまき線が記述されており、
その加熱用うずまき線が直接電子を放射し、その電子が
本体に向かって加速され、その本体を叩いた時にＸ線放
射線を発生する。そのＸ線放射線を発生するための構成
要素は、レーザの主電極の１つの中に一体化されてい
る。
【００１３】米国特許第４，５９２，０６５号もまた、
パルス・ガス・レーザ用のＸ線発生装置を記述している
が、その中では、Ｘ線発生手段はレーザの主電極の１つ
の中に一体化されている。電極により放射された電子
は、レーザの主電極上に向かって直接加速されて、予備
イオン化のためのＸ線放射線を発生する。
パルス・ガス・レーザ用のＸ線発生装置を記述している
が、その中では、Ｘ線発生手段はレーザの主電極の１つ
の中に一体化されている。電極により放射された電子
は、レーザの主電極上に向かって直接加速されて、予備
イオン化のためのＸ線放射線を発生する。
【００１４】本発明はＸ線放射、特に軟Ｘ線の放射によ
りパルス・ガス・レーザ中のレーザ・ガスを予備イオン
化するための装置を提供するという問題に基づいてお
り、その装置は経済的に作れ、信頼性が高く、寿命が長
く、操作が簡単で、比較的大きな放電横断面において良
好で均一な予備イオン化のために必要な出力を発生する
ものである。
りパルス・ガス・レーザ中のレーザ・ガスを予備イオン
化するための装置を提供するという問題に基づいてお
り、その装置は経済的に作れ、信頼性が高く、寿命が長
く、操作が簡単で、比較的大きな放電横断面において良
好で均一な予備イオン化のために必要な出力を発生する
ものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、この問
題は次のようなＸ線放射手段によるパルス・ガス・レー
ザ中のガスを予備イオン化するための装置によって解決
される。即ちチューブ状に作られ、電子を放射するよう
に熱輻射によってカソードを加熱する加熱用うずまき線
が配置された内部空洞を持った細長いカソードと、その
カソードに対して並行に配置された細長いアノードとを
有し、そのアノードとカソードが少なくとも一部分がＸ
線放射に対して透過性である真空排気されたケース中に
収容されている装置である。
題は次のようなＸ線放射手段によるパルス・ガス・レー
ザ中のガスを予備イオン化するための装置によって解決
される。即ちチューブ状に作られ、電子を放射するよう
に熱輻射によってカソードを加熱する加熱用うずまき線
が配置された内部空洞を持った細長いカソードと、その
カソードに対して並行に配置された細長いアノードとを
有し、そのアノードとカソードが少なくとも一部分がＸ
線放射に対して透過性である真空排気されたケース中に
収容されている装置である。
【００１６】本発明の別の実施例は、次のような細長い
カソードと、それに対して並行に配置された、少なくと
も１つの細長いアノードを用いてその問題を解決してい
る。即ちそのカソードはチューブ状に作られており、細
長い加熱用電線が同心円的に張られ、電気的に負の電位
をかけられ、電子を放射し、その電子がカソードに向か
って加速され、カソードが電子の衝撃のために加熱さ
れ、電子を放射するようになるもので、そのカソードと
アノードは、少なくとも一部分がそのＸ線放射線に対し
て透過性である真空にされたケース内に収容されてい
る。
カソードと、それに対して並行に配置された、少なくと
も１つの細長いアノードを用いてその問題を解決してい
る。即ちそのカソードはチューブ状に作られており、細
長い加熱用電線が同心円的に張られ、電気的に負の電位
をかけられ、電子を放射し、その電子がカソードに向か
って加速され、カソードが電子の衝撃のために加熱さ
れ、電子を放射するようになるもので、そのカソードと
アノードは、少なくとも一部分がそのＸ線放射線に対し
て透過性である真空にされたケース内に収容されてい
る。
【００１７】カソードはチューブ状で、実質的にタング
ステンから構成されているのが好ましい。特にそれ自体
は既知であるように（ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．、第１２８
巻、第１部、Ｎｏ．１、１９頁）、ポーラス（多孔性）
で含浸されたタングステンが好ましいが、それは作動温
度が１０００〜１１００℃と、比較的低いことを特徴と
し、高い放射電流を達成するもの（いわゆるディスペン
サー・カソード）である。
ステンから構成されているのが好ましい。特にそれ自体
は既知であるように（ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃ．、第１２８
巻、第１部、Ｎｏ．１、１９頁）、ポーラス（多孔性）
で含浸されたタングステンが好ましいが、それは作動温
度が１０００〜１１００℃と、比較的低いことを特徴と
し、高い放射電流を達成するもの（いわゆるディスペン
サー・カソード）である。
【００１８】本発明の別の好ましい態様に従えば、カソ
ードは空洞中に配置されている加熱用うずまき線の手段
により加熱される。
ードは空洞中に配置されている加熱用うずまき線の手段
により加熱される。
【００１９】また、その代わりとしてカソードは、それ
自体は既知である電子衝撃により加熱されてもよい。
自体は既知である電子衝撃により加熱されてもよい。
【００２０】好ましくは、互いに並行に一直線に並べら
れた細長いカソードとアノードがその管中で、できる限
り長い絶縁経路を得るようにして、フラッシュオーバを
避けるように、軸上で両端部を支持されている。そのコ
ンパクトな構造により、本発明に従ったＸ線管を主電極
のすぐ近くに置くことができ、そのためにその放射線を
高い効率で予備イオン化を受けるべき媒体中へ結合させ
ることができる。
れた細長いカソードとアノードがその管中で、できる限
り長い絶縁経路を得るようにして、フラッシュオーバを
避けるように、軸上で両端部を支持されている。そのコ
ンパクトな構造により、本発明に従ったＸ線管を主電極
のすぐ近くに置くことができ、そのためにその放射線を
高い効率で予備イオン化を受けるべき媒体中へ結合させ
ることができる。
【００２１】本発明のさらに別の好ましい態様に従え
ば、アノードは内側にある穴であり、その空洞は通路を
経由して、ケースの外部の液体タンクに通じている。
ば、アノードは内側にある穴であり、その空洞は通路を
経由して、ケースの外部の液体タンクに通じている。
【００２２】本発明に従う予備イオン化のための装置の
構造を用いれば、（上記に議論された従来技術では殆ど
がそうであるように）Ｘ線放射線はガスが予備イオン化
されるべき空間中へ放射されるのではなく、その構造の
ために本発明に従った装置はレーザの放電電極中には一
体化されず、また、レーザには接続されず、それから離
れた所に置くことができる。本発明によるその装置をレ
ーザチャンバの外に配置することもでき、いかなる好み
の電極材料の使用をも可能にする。これは言い換えれ
ば、レーザの電極寿命に関してプラスの効果を持つこと
である。
構造を用いれば、（上記に議論された従来技術では殆ど
がそうであるように）Ｘ線放射線はガスが予備イオン化
されるべき空間中へ放射されるのではなく、その構造の
ために本発明に従った装置はレーザの放電電極中には一
体化されず、また、レーザには接続されず、それから離
れた所に置くことができる。本発明によるその装置をレ
ーザチャンバの外に配置することもでき、いかなる好み
の電極材料の使用をも可能にする。これは言い換えれ
ば、レーザの電極寿命に関してプラスの効果を持つこと
である。
【００２３】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面の助けを借りて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２４】本発明により提案されたような下記に詳細
記述されるＸ線源は、用語の本来の意味での真空管であ
る。従って、その作動には真空ポンプやガス計量手段は
必要としない。また制御グリッドや制御電極に対して追
加の電圧パルスを加えることも必要としない。必要とす
る唯一の作動電圧は、カソードを加熱するための加熱用
電圧と、カソードにおけるパルス状の加速用電圧であ
る。
記述されるＸ線源は、用語の本来の意味での真空管であ
る。従って、その作動には真空ポンプやガス計量手段は
必要としない。また制御グリッドや制御電極に対して追
加の電圧パルスを加えることも必要としない。必要とす
る唯一の作動電圧は、カソードを加熱するための加熱用
電圧と、カソードにおけるパルス状の加速用電圧であ
る。
【００２５】図１及び図３のそれに対応する半径方向の
断面図によれば、Ｘ線管１０は基板１２を有し、この基
板は取付けフランジとして役立ち、ケース１４を有して
いる。図解された実施例においては、そのケース１４は
発生される軟Ｘ線放射線に対して透過性のガラス管であ
る。
断面図によれば、Ｘ線管１０は基板１２を有し、この基
板は取付けフランジとして役立ち、ケース１４を有して
いる。図解された実施例においては、そのケース１４は
発生される軟Ｘ線放射線に対して透過性のガラス管であ
る。
【００２６】基板１２の上には細長いチューブ状または
棒状のアノード１８を支えているアノード支持体が取付
けられている。対向板２０は、ケース１４の内部が真空
気密に密封されるように、基板１２の反対側の電気的絶
縁材料の細長い管１４の端部に取付けられている。
棒状のアノード１８を支えているアノード支持体が取付
けられている。対向板２０は、ケース１４の内部が真空
気密に密封されるように、基板１２の反対側の電気的絶
縁材料の細長い管１４の端部に取付けられている。
【００２７】Ｘ線管１０は生産時に作動状態に相当する
熱を加えられて真空にされ、ガラス管２２の所で密封さ
れる。その後Ｘ線管は、それ以上真空にする手段を用い
ることなく常に作動できる状態にある。
熱を加えられて真空にされ、ガラス管２２の所で密封さ
れる。その後Ｘ線管は、それ以上真空にする手段を用い
ることなく常に作動できる状態にある。
【００２８】基板１２は電気的ブッシング（碍管）２４
を有しており、それを経由して加熱用電流をＸ線管の内
部へ導入することができる。
を有しており、それを経由して加熱用電流をＸ線管の内
部へ導入することができる。
【００２９】図解された実施例においては、カソード２
６はチューブ状に作られている。そのカソードの長さ、
アノードの長さは、それらの寸法がレーザ・ガス放電の
大きさに適するように選ばれる。
６はチューブ状に作られている。そのカソードの長さ、
アノードの長さは、それらの寸法がレーザ・ガス放電の
大きさに適するように選ばれる。
【００３０】高い放射電流を達成するために、チューブ
状カソード２６はポーラス（多孔性）なタングステンか
ら構成される（いわゆるディスペンサー・カソード）。
この材料は１０００〜１１００℃という非常に低い作動
温度を特徴としており、それ自体は既知である（上記参
照）。
状カソード２６はポーラス（多孔性）なタングステンか
ら構成される（いわゆるディスペンサー・カソード）。
この材料は１０００〜１１００℃という非常に低い作動
温度を特徴としており、それ自体は既知である（上記参
照）。
【００３１】作動に信頼性があり長寿命を有する特に簡
単な実施例は、もしチューブ状カソードが加熱用うずま
き線３０によって（電気抵抗加熱）、必要な温度にまで
加熱されるならば達成される。カソード２６は内側にあ
る穴であり、セラミック・チューブ２８がカソード２６
を加熱用うずまき線３０から隔離している。
単な実施例は、もしチューブ状カソードが加熱用うずま
き線３０によって（電気抵抗加熱）、必要な温度にまで
加熱されるならば達成される。カソード２６は内側にあ
る穴であり、セラミック・チューブ２８がカソード２６
を加熱用うずまき線３０から隔離している。
【００３２】アノード１８に対応してカソード２６も両
端部で軸上に支えられており、これは絶縁カソード支持
体３２、３４により行われている。
端部で軸上に支えられており、これは絶縁カソード支持
体３２、３４により行われている。
【００３３】金属の鞘３６、３８は、カソード２６を電
気的、熱的に絶縁し支えるように、セラミックからなる
カソード支持体３２、３４の上に焼きばめされている。
気的、熱的に絶縁し支えるように、セラミックからなる
カソード支持体３２、３４の上に焼きばめされている。
【００３４】カソード２６は導電体４０を経由してアー
ス電位（基板１２のように）に接続されている。このよ
うに、アノード１８に関する電気絶縁が必要である。パ
ルス高電圧（詳細には示されない）がアノード１８へ印
加される。
ス電位（基板１２のように）に接続されている。このよ
うに、アノード１８に関する電気絶縁が必要である。パ
ルス高電圧（詳細には示されない）がアノード１８へ印
加される。
【００３５】最良の予備イオン化の結果とカソードの長
寿命を達成するためには、特別な寸法が有利であること
がわかっている。カソードの内径６ｍｍ、カソードの外
径８ｍｍ、加熱用うずまき線の外径４．５ｍｍ、及び加
熱用うずまき線のピッチ（間隔）１巻につき１．５ｍ
ｍ、加熱用うずまき線の線径０．７ｍｍを用いて有利な
値が得られた。これらの値から３０％の範囲でもまた、
良好な結果を与える。カソードの軸長は、２０ｃｍ以上
で、その数倍まで、例えば５０ｃｍまでである。
寿命を達成するためには、特別な寸法が有利であること
がわかっている。カソードの内径６ｍｍ、カソードの外
径８ｍｍ、加熱用うずまき線の外径４．５ｍｍ、及び加
熱用うずまき線のピッチ（間隔）１巻につき１．５ｍ
ｍ、加熱用うずまき線の線径０．７ｍｍを用いて有利な
値が得られた。これらの値から３０％の範囲でもまた、
良好な結果を与える。カソードの軸長は、２０ｃｍ以上
で、その数倍まで、例えば５０ｃｍまでである。
【００３６】加熱用電流のフィードバックはカソード自
身を経て起こる。図１中の導体４８参照。
身を経て起こる。図１中の導体４８参照。
【００３７】Ｘ線管の作動についての重要な条件、即ち
カソード長さの全部にわたっての均一な温度分布を得る
ためには、加熱用コイルすなわちうずまき線３０の均一
なうずまきのピッチが重要である。上記に与えられた値
を用いれば、必要な加熱用電力はカソード長さ１ｃｍ当
り約２５Ｗで、加熱用電流は約１２Ａである。
カソード長さの全部にわたっての均一な温度分布を得る
ためには、加熱用コイルすなわちうずまき線３０の均一
なうずまきのピッチが重要である。上記に与えられた値
を用いれば、必要な加熱用電力はカソード長さ１ｃｍ当
り約２５Ｗで、加熱用電流は約１２Ａである。
【００３８】上記の実施例の変形においては、カソード
の加熱を電子衝撃によりすることができる。この場合、
カソード・チューブと同心円に保たれた加熱用電線は、
カソードに対して数ＫＶ負の電位で作動されなければな
らない。
の加熱を電子衝撃によりすることができる。この場合、
カソード・チューブと同心円に保たれた加熱用電線は、
カソードに対して数ＫＶ負の電位で作動されなければな
らない。
【００３９】図１に従った最も簡単な実施例において
は、アノード１８は直径６ｍｍ（偏差３０％可）を有す
る金属棒より構成され、カソード２６から距離が約１３
ｍｍ離れた所に支持される。アノード支持体１６は電気
絶縁性材料、例えばセラミックより構成される。高いＸ
線放射量を得るためにはできる限り重いアノード材料が
選ばれるべきである。タングステンとタンタルが適当で
あることがわかっている。Ｘ線管１０は７０ＫＶのアノ
ード・ピーク電圧、３０ナノ秒のパルス幅、そして５０
０Ｈｚ以下の反復率で適切に作動できることがわかって
いる。
は、アノード１８は直径６ｍｍ（偏差３０％可）を有す
る金属棒より構成され、カソード２６から距離が約１３
ｍｍ離れた所に支持される。アノード支持体１６は電気
絶縁性材料、例えばセラミックより構成される。高いＸ
線放射量を得るためにはできる限り重いアノード材料が
選ばれるべきである。タングステンとタンタルが適当で
あることがわかっている。Ｘ線管１０は７０ＫＶのアノ
ード・ピーク電圧、３０ナノ秒のパルス幅、そして５０
０Ｈｚ以下の反復率で適切に作動できることがわかって
いる。
【００４０】もし更に高いパルス反復率が必要であれ
ば、過度の作動温度を避けるためにアノードを冷却する
ことができる。このような冷却が図１の実施例の変形に
おいて図２に図解されている。図１に対応して図２もＸ
線管１０の軸上の断面を示しており、カソードとそれに
関連した部分は図１に従って構成されているため、再図
解はされていない。この変形はアノード１８′に関する
もので、これは図２に従った実施例においては内側に穴
が作られている。アノード１８′の空洞４６は、通路４
２を経てケース１４の外部に配置されている冷却液タン
クへつなぐことができる。その冷却は例えば油を用いて
行うことができるであろう。アノードの電位は、アノー
ドが導電的に接続されている対向板２０または２０′の
電位により定められる。
ば、過度の作動温度を避けるためにアノードを冷却する
ことができる。このような冷却が図１の実施例の変形に
おいて図２に図解されている。図１に対応して図２もＸ
線管１０の軸上の断面を示しており、カソードとそれに
関連した部分は図１に従って構成されているため、再図
解はされていない。この変形はアノード１８′に関する
もので、これは図２に従った実施例においては内側に穴
が作られている。アノード１８′の空洞４６は、通路４
２を経てケース１４の外部に配置されている冷却液タン
クへつなぐことができる。その冷却は例えば油を用いて
行うことができるであろう。アノードの電位は、アノー
ドが導電的に接続されている対向板２０または２０′の
電位により定められる。
【００４１】アノードの電位は、アノードが導電的に接
続されている対向板２０または２０′の電位により限定
される。
続されている対向板２０または２０′の電位により限定
される。
【００４２】上記の寸法を用いれば、Ｘ線管はダイオー
ド長さ１ｃｍ当り約２０Ａの空間電荷限界に近い７０Ｋ
Ｖのアノード・ピーク電位で作動させることができる。
この飽和値の領域での作動は、Ｘ線放射電流がカソード
温度により敏感に変動しないため、パラメータを神経質
に設定することなく、安定な作動状態が達成できるとい
う利点がある。
ド長さ１ｃｍ当り約２０Ａの空間電荷限界に近い７０Ｋ
Ｖのアノード・ピーク電位で作動させることができる。
この飽和値の領域での作動は、Ｘ線放射電流がカソード
温度により敏感に変動しないため、パラメータを神経質
に設定することなく、安定な作動状態が達成できるとい
う利点がある。
【００４３】図４は実施例の１変形を示し、２個のアノ
ード１８ａ、１８ｂがカソード２６に対向して三角形に
配置されている。この配置は本来、例えばＸ線管１０が
上の方へ向かって放射する時に推奨されるものである
（図中の方向で見て）。放射電流はこの配置において、
空間電荷に関しては制限されず、反対に設定された作動
温度におけるカソードの放射率によって、またはその高
電圧パルス発生器のインピーダンスによって起こるので
ある。
ード１８ａ、１８ｂがカソード２６に対向して三角形に
配置されている。この配置は本来、例えばＸ線管１０が
上の方へ向かって放射する時に推奨されるものである
（図中の方向で見て）。放射電流はこの配置において、
空間電荷に関しては制限されず、反対に設定された作動
温度におけるカソードの放射率によって、またはその高
電圧パルス発生器のインピーダンスによって起こるので
ある。
【００４４】いわゆるゲッター材料により、真空の安定
性を改善することが可能である。
性を改善することが可能である。
【００４５】上記に記述された構成要素の組立て後、Ｘ
線管１０は先ず真空にされ、焼かれ、カソードのメーカ
ーの推奨に従って活性化され、カソードは正規作動温度
以上に短時間加熱される。その後ケース１４が、例えば
予め真空ポンプに接続されたガラス管部分２２を密封す
ることによって真空気密に密封される。その後そのＸ線
管は、追加の真空にする手段を行うことなく数年間は作
動が可能である。記述されたＸ線管の構造は頑丈で長寿
命であることがわかっている。上記の寸法を用いたコン
パクトな構造は、Ｘ線源を予備イオン化されるべき放電
空間のすぐ近くに置くことを可能にする。
線管１０は先ず真空にされ、焼かれ、カソードのメーカ
ーの推奨に従って活性化され、カソードは正規作動温度
以上に短時間加熱される。その後ケース１４が、例えば
予め真空ポンプに接続されたガラス管部分２２を密封す
ることによって真空気密に密封される。その後そのＸ線
管は、追加の真空にする手段を行うことなく数年間は作
動が可能である。記述されたＸ線管の構造は頑丈で長寿
命であることがわかっている。上記の寸法を用いたコン
パクトな構造は、Ｘ線源を予備イオン化されるべき放電
空間のすぐ近くに置くことを可能にする。
【図１】Ｘ線管の軸上の断面図である。
【図２】図１と比較して変形されたＸ線管の実施例の軸
上の断面図である。
上の断面図である。
【図３】図１に従ったＸ線管の半径方向の断面図であ
る。
る。
【図４】Ｘ線管の１変形の実施例の半径方向の断面図で
ある。
ある。
１０ Ｘ線管 １２ 基板 １４ ケース １６ アノード支持体 １８ アノード ２０ 対向板 ２２ ガラス管部品 ２４ ブッシング ２６ カソード ２８ セラミック・チューブ ３０ 加熱用うずまき線 ３２、３４ 絶縁カソード支持体 ３６、３８ 金属鞘 ４０ 導電体 ４２ 通路 ４６ 空洞 ４８ 導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルント・ケラー ドイツ連邦共和国、3406 ボーフェンデ ン、イム・バッヒェ 16
Claims (6)
- 【請求項１】 チューブ状に作られ、カソードが電子を
放出するように熱輻射によりそのカソード（２６）を加
熱する加熱用うずまき線（３０）がその中に配置されて
いる内部空洞を持った細長いカソード（２６）と、その
カソード（２６）に並行に配置された細長いアノード
（１８、１８′、１８ａ、１８ｂ）とを含み、そのカソ
ード（２６）とアノード（１８、１８′、１８ａ、１８
ｂ）の少なくとも一部分がＸ線放射線に対して透過性で
ある真空にされたケース（１４）中に収容されているこ
とを特徴とするＸ線放射手段によるパルス・ガス・レー
ザ中のガスを予備イオン化するための装置もの。 - 【請求項２】 チューブ状に作られ、内部空洞を有する
細長いカソード（２６）と、そのカソード（２６）に対
して並行に配置された少なくとも１つの細長いアノード
（１８、１８′、１８ａ、１８ｂ）とを含み、そのカソ
ードに対して同心円となるように内部空洞中に細長い加
熱用電線が張られ、電気的に負の電位をかけられ、電子
を放射し、その電子がカソードの方へ向かって加速さ
れ、そのためにカソード（２６）もその電子の衝撃のた
めに加熱され、電子を放射するものであって、そのカソ
ードとアノードの少なくとも一部分が、そのＸ線放射線
に対して透過性である真空にされたケース（１４）中に
収容されていることを特徴とするＸ線放射手段によるパ
ルス・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための
装置。 - 【請求項３】 加熱用うずまき線（３０）と、カソード
（２６）との間に、チューブ状カソード（２６）と同心
円のセラミック・チューブ（２８）が配置されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 カソード（２６）がタングステン、特に
ポーラスな（多孔性の）含浸されたタングステンから構
成されていることを特徴とする請求項１または２に記載
の装置。 - 【請求項５】 カソード（２６）及び／またはアノード
（１８、１８′、１８ａ、１８ｂ）がケース（１４）中
で軸上に両端部で支えられていることを特徴とする請求
項１または２に記載の装置。 - 【請求項６】 アノード（１８′）が内側にある穴であ
り、その空洞（４６）が通路（４２）を経由して、ケー
ス（１４）の外側の液体タンクに通じていることを特徴
とする請求項１または２に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4108472.1 | 1991-03-15 | ||
| DE4108472A DE4108472C2 (de) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | Vorrichtung zum Vorionisieren von Gas in einem gepulsten Gaslaser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198873A true JPH05198873A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=6427394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4089715A Pending JPH05198873A (ja) | 1991-03-15 | 1992-03-13 | パルス・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5247535A (ja) |
| JP (1) | JPH05198873A (ja) |
| DE (1) | DE4108472C2 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4113241C2 (de) * | 1991-04-23 | 1994-08-11 | Lambda Physik Forschung | Gepulster Gasentladungslaser |
| US5337330A (en) * | 1992-10-09 | 1994-08-09 | Cymer Laser Technologies | Pre-ionizer for a laser |
| US6650679B1 (en) | 1999-02-10 | 2003-11-18 | Lambda Physik Ag | Preionization arrangement for gas laser |
| US6490307B1 (en) | 1999-03-17 | 2002-12-03 | Lambda Physik Ag | Method and procedure to automatically stabilize excimer laser output parameters |
| US6965624B2 (en) * | 1999-03-17 | 2005-11-15 | Lambda Physik Ag | Laser gas replenishment method |
| US6389052B2 (en) | 1999-03-17 | 2002-05-14 | Lambda Physik Ag | Laser gas replenishment method |
| US6757315B1 (en) | 1999-02-10 | 2004-06-29 | Lambda Physik Ag | Corona preionization assembly for a gas laser |
| US6727731B1 (en) | 1999-03-12 | 2004-04-27 | Lambda Physik Ag | Energy control for an excimer or molecular fluorine laser |
| US6714577B1 (en) | 1999-03-17 | 2004-03-30 | Lambda Physik Ag | Energy stabilized gas discharge laser |
| US6546036B1 (en) * | 1999-06-08 | 2003-04-08 | Lambda Physik Ag | Roof configuration for laser discharge electrodes |
| US6785316B1 (en) | 1999-08-17 | 2004-08-31 | Lambda Physik Ag | Excimer or molecular laser with optimized spectral purity |
| US6907058B2 (en) | 2000-01-25 | 2005-06-14 | Lambda Physik Ag | Energy monitor for molecular fluorine laser |
| US6570901B2 (en) | 2000-02-24 | 2003-05-27 | Lambda Physik Ag | Excimer or molecular fluorine laser having lengthened electrodes |
| US6847671B1 (en) | 2000-03-29 | 2005-01-25 | Lambda Physik Ag | Blower for gas laser |
| US6834066B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-12-21 | Lambda Physik Ag | Stabilization technique for high repetition rate gas discharge lasers |
| US6862307B2 (en) * | 2000-05-15 | 2005-03-01 | Lambda Physik Ag | Electrical excitation circuit for a pulsed gas laser |
| RU2206186C2 (ru) | 2000-07-04 | 2003-06-10 | Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований | Способ получения коротковолнового излучения из газоразрядной плазмы и устройство для его реализации |
| US6671302B2 (en) | 2000-08-11 | 2003-12-30 | Lambda Physik Ag | Device for self-initiated UV pre-ionization of a repetitively pulsed gas laser |
| US6804327B2 (en) * | 2001-04-03 | 2004-10-12 | Lambda Physik Ag | Method and apparatus for generating high output power gas discharge based source of extreme ultraviolet radiation and/or soft x-rays |
| US6998620B2 (en) | 2001-08-13 | 2006-02-14 | Lambda Physik Ag | Stable energy detector for extreme ultraviolet radiation detection |
| US6805779B2 (en) * | 2003-03-21 | 2004-10-19 | Zond, Inc. | Plasma generation using multi-step ionization |
| US6806651B1 (en) | 2003-04-22 | 2004-10-19 | Zond, Inc. | High-density plasma source |
| US6903511B2 (en) * | 2003-05-06 | 2005-06-07 | Zond, Inc. | Generation of uniformly-distributed plasma |
| DE102011075453A1 (de) * | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenröhre und Verfahren zum Betrieb einer Röntgenröhre |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2529400A1 (fr) * | 1982-06-25 | 1983-12-30 | Cilas Alcatel | Laser a gaz a excitation par decharge electrique transverse declenchee par photoionisation |
| US4611327A (en) * | 1983-11-25 | 1986-09-09 | Amoco Corporation | Gas transport laser system |
| JPS63217677A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Toshiba Corp | パルスガスレ−ザ装置 |
| JPS63217678A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Toshiba Corp | パルスレ−ザ |
| JPS6428482A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-31 | Iseki Agricult Mach | Grain particle diffuser for grain particle drier |
| JPH06105813B2 (ja) * | 1987-11-13 | 1994-12-21 | 工業技術院長 | ガスレーザ発振装置 |
| DE58901620D1 (de) * | 1988-04-08 | 1992-07-16 | Siemens Ag | Plasma-roentgenroehre, insbesondere zur roentgen-vorionisierung von gaslasern, verfahren zur erzeugung von roentgenstrahlung mit einer solchen roentgenroehre und verwendung letzterer. |
-
1991
- 1991-03-15 DE DE4108472A patent/DE4108472C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-03-12 US US07/849,761 patent/US5247535A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-13 JP JP4089715A patent/JPH05198873A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5247535A (en) | 1993-09-21 |
| DE4108472C2 (de) | 1995-10-05 |
| DE4108472A1 (de) | 1992-09-17 |
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