JPH0676869B2 - イメージ加熱装置 - Google Patents
イメージ加熱装置Info
- Publication number
- JPH0676869B2 JPH0676869B2 JP21707188A JP21707188A JPH0676869B2 JP H0676869 B2 JPH0676869 B2 JP H0676869B2 JP 21707188 A JP21707188 A JP 21707188A JP 21707188 A JP21707188 A JP 21707188A JP H0676869 B2 JPH0676869 B2 JP H0676869B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- shield plate
- image heating
- focal point
- plasma
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば半導体材料などの結晶成長などに使用
されるイメージ炉のイメージ加熱光源の改良に関するも
のである。
されるイメージ炉のイメージ加熱光源の改良に関するも
のである。
第４図は例えば固体物理Vop14,No.10,1979,633ページ〜
640ページに示された従来のイメージ加熱装置の構成を
示す断面図であり，図において（１）は内面を回転楕円
体に研磨し金メツキを施した楕円鏡，（２）は楕円鏡
（１）の第一の焦点位置に設置されたハロゲンランプや
キセノンランプなどの光源，（３）はこの光源に接続さ
れた電源，（４）は楕円鏡（１）の第二の焦点に置かれ
た供試体としての試料，（５）はこの試料（４）を収納
する石英管である。
640ページに示された従来のイメージ加熱装置の構成を
示す断面図であり，図において（１）は内面を回転楕円
体に研磨し金メツキを施した楕円鏡，（２）は楕円鏡
（１）の第一の焦点位置に設置されたハロゲンランプや
キセノンランプなどの光源，（３）はこの光源に接続さ
れた電源，（４）は楕円鏡（１）の第二の焦点に置かれ
た供試体としての試料，（５）はこの試料（４）を収納
する石英管である。
従来のイメージ加熱装置は上記のように構成され，光源
（２）が発した光は第二の焦点に集光され，材料棒
（４）の温度が上昇する。石英管（５）はその内部を真
空にしたり，ガスを注入したりして雰囲気制御を行うた
めに設けられる。
（２）が発した光は第二の焦点に集光され，材料棒
（４）の温度が上昇する。石英管（５）はその内部を真
空にしたり，ガスを注入したりして雰囲気制御を行うた
めに設けられる。
上記のような従来のイメージ加熱装置は光源（２）がハ
ロゲンランプやXeランプであり，その発光部の大きさが
直径５〜7mmと小さいため材料棒（４）の表面の温度勾
配が大きく，クラツクを生じてしまうなどの問題があつ
た。
ロゲンランプやXeランプであり，その発光部の大きさが
直径５〜7mmと小さいため材料棒（４）の表面の温度勾
配が大きく，クラツクを生じてしまうなどの問題があつ
た。
さらにハロゲンやXeランプの寿命が各々100時間,1500時
間と短く交換の手間や費用がかかつてしまう問題があつ
た。
間と短く交換の手間や費用がかかつてしまう問題があつ
た。
さらに，ランプの起動時間や再起動時間が各々180秒と3
00秒程度も必要とし加熱工程で非常に不便であつた，つ
まり加熱後ある温度まで冷却し，この温度でアニール処
理を行うとき起動時間が長いと温度を正確にコントロー
ルする事が難しい。
00秒程度も必要とし加熱工程で非常に不便であつた，つ
まり加熱後ある温度まで冷却し，この温度でアニール処
理を行うとき起動時間が長いと温度を正確にコントロー
ルする事が難しい。
さらに，ランプの形状が大きく予備品の保管や運搬に大
きな容積を必要としていた。このことは宇宙環境利用の
材料炉などの場合非常に困難な問題となる。
きな容積を必要としていた。このことは宇宙環境利用の
材料炉などの場合非常に困難な問題となる。
この発明は，かかる課題を解決するためになされたもの
で，マイクロ波放電ランプを光源として採用すること
で，温度勾配を緩くし，寿命を長くし，起動や再起動が
早く行え，ランプ形状の小さなイメージ加熱装置を得る
ことを目的とする。
で，マイクロ波放電ランプを光源として採用すること
で，温度勾配を緩くし，寿命を長くし，起動や再起動が
早く行え，ランプ形状の小さなイメージ加熱装置を得る
ことを目的とする。
また，この発明の別の発明は上記目的に加え光源を２個
とし，試料の温度を均一にすることを目的とする。
とし，試料の温度を均一にすることを目的とする。
この発明に係るイメージ加熱装置は，楕円鏡の内部に金
網を張り，これと楕円鏡との間につくられた空間，すな
わち空胴共振器内の第一の焦点にプラズマランプを置
き，電波を注入してプラズマランプを発光させるもので
ある。
網を張り，これと楕円鏡との間につくられた空間，すな
わち空胴共振器内の第一の焦点にプラズマランプを置
き，電波を注入してプラズマランプを発光させるもので
ある。
また，この発明の別の発明に係るイメージ加熱装置にお
いては，楕円鏡を２個組合わせて双楕円鏡としそれぞれ
の第一焦点にプラズマランプを置き，第二焦点に置かれ
た試料の温度分布を均一にするものである。
いては，楕円鏡を２個組合わせて双楕円鏡としそれぞれ
の第一焦点にプラズマランプを置き，第二焦点に置かれ
た試料の温度分布を均一にするものである。
この発明においては第一焦点に置かれたプラズマランプ
が電波で励起されて発光すると金網を透過した光が楕円
鏡で集光されて第二の焦点に置かれた試料に集光し試料
を加熱する。
が電波で励起されて発光すると金網を透過した光が楕円
鏡で集光されて第二の焦点に置かれた試料に集光し試料
を加熱する。
また，この発明の別の発明においては，第１の楕円鏡の
第一焦点と第２の楕円鏡の第一焦点の各々に置かれたプ
ラズマランプの光を，共通な第二焦点に置かれた試料に
集光し試料を加熱する。
第一焦点と第２の楕円鏡の第一焦点の各々に置かれたプ
ラズマランプの光を，共通な第二焦点に置かれた試料に
集光し試料を加熱する。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり，
（１）と（４）は上記従来の装置と全く同一のものであ
る。（６）は第一焦点に置かれたプラズマランプでセラ
ミツクスの中空球内にXeやＫなどを封入したものであ
る。（７）はプラズマランプ（６）を支持する支持具で
窒化アルミなどの熱伝導性のよいセラミツクスなどで構
成される。（８）は楕円鏡（１）の端部に取付られた円
板状の金網で作られ電波を遮蔽する遮蔽板で，その周辺
部は楕円鏡（１）の内側に接して電気的な導通が保たれ
ており，空胴共振器（９）を構成する。（11）は空胴共
振器（９）の一部に矩形の穴（10）をあけ，この穴（1
0）に開口端を合わせて取付られた導波管，（12）はこ
の導波管（11）の端部に取付られたマグネトロンやクラ
イストロン（以下クロイストロンについて説明す
る。），（13）はクライストロン（12）に接続された電
源である。
（１）と（４）は上記従来の装置と全く同一のものであ
る。（６）は第一焦点に置かれたプラズマランプでセラ
ミツクスの中空球内にXeやＫなどを封入したものであ
る。（７）はプラズマランプ（６）を支持する支持具で
窒化アルミなどの熱伝導性のよいセラミツクスなどで構
成される。（８）は楕円鏡（１）の端部に取付られた円
板状の金網で作られ電波を遮蔽する遮蔽板で，その周辺
部は楕円鏡（１）の内側に接して電気的な導通が保たれ
ており，空胴共振器（９）を構成する。（11）は空胴共
振器（９）の一部に矩形の穴（10）をあけ，この穴（1
0）に開口端を合わせて取付られた導波管，（12）はこ
の導波管（11）の端部に取付られたマグネトロンやクラ
イストロン（以下クロイストロンについて説明す
る。），（13）はクライストロン（12）に接続された電
源である。
上記のように構成されたイメージ加熱装置において，電
源（13）から電力を供給してクライストロン（12）を発
振させ電波を導波管（11）に注入し，穴（10）から空胴
共振器（９）へ電磁エネルギーを注入してプラズマラン
プ（６）に吸引させる。プラズマランプ（６）は電磁波
によるプラズマ励起で発光し，遮蔽板（８）を透過して
楕円鏡（１）で集光されて第二焦点に置かれた試料
（４）を加熱する。
源（13）から電力を供給してクライストロン（12）を発
振させ電波を導波管（11）に注入し，穴（10）から空胴
共振器（９）へ電磁エネルギーを注入してプラズマラン
プ（６）に吸引させる。プラズマランプ（６）は電磁波
によるプラズマ励起で発光し，遮蔽板（８）を透過して
楕円鏡（１）で集光されて第二焦点に置かれた試料
（４）を加熱する。
なお，上記実施例では円板状の金網（８）を楕円鏡
（１）の内側に取付けたが，遮蔽板（８）を断面コの字
状のカツプ型に形成して楕円鏡（１）の第一焦点側の端
部に取付けても同様の動作を行える。
（１）の内側に取付けたが，遮蔽板（８）を断面コの字
状のカツプ型に形成して楕円鏡（１）の第一焦点側の端
部に取付けても同様の動作を行える。
第２図はカツプ型の遮蔽板（８）を楕円鏡（１）に取り
つけた場合の他の実施態様を示したもので，楕円鏡
（１）の第一焦点に置かれたプラズマランプ（６）を収
納するようにコツプ型の遮蔽板（８）を取付けたもの
で，空胴共振条件を遮蔽板（８）の形状によつて決める
ことができ，楕円鏡（１）の形状に左右されない利点が
生ずる。
つけた場合の他の実施態様を示したもので，楕円鏡
（１）の第一焦点に置かれたプラズマランプ（６）を収
納するようにコツプ型の遮蔽板（８）を取付けたもの
で，空胴共振条件を遮蔽板（８）の形状によつて決める
ことができ，楕円鏡（１）の形状に左右されない利点が
生ずる。
さて，この発明は上記のように楕円鏡（１）の第一焦点
にプラズマランプ（６）と遮蔽板（８）を取りつけるも
のであるが，第３図の別の発明のように第２の楕円鏡
（14）を楕円鏡（１）の長軸方向に第二焦点を共有して
取りつけ，第２の楕円鏡（14）の端部にプラズマランプ
（６）と支持具（７）及び遮蔽板（８）を取りつけて空
胴共振器（９）を構成する。両方のプラズマランプ
（６）から発した光は第二の焦点に置かれた試料（４）
の上に集光しこれを加熱する。光が試料（４）に全方向
から照射されるので，均一な温度分布となる。
にプラズマランプ（６）と遮蔽板（８）を取りつけるも
のであるが，第３図の別の発明のように第２の楕円鏡
（14）を楕円鏡（１）の長軸方向に第二焦点を共有して
取りつけ，第２の楕円鏡（14）の端部にプラズマランプ
（６）と支持具（７）及び遮蔽板（８）を取りつけて空
胴共振器（９）を構成する。両方のプラズマランプ
（６）から発した光は第二の焦点に置かれた試料（４）
の上に集光しこれを加熱する。光が試料（４）に全方向
から照射されるので，均一な温度分布となる。
さらに，上記の別の発明において，遮蔽板（８）をコツ
プ状にしても同様の効果を生ずる。
プ状にしても同様の効果を生ずる。
この発明は以上説明したとおり，楕円鏡の内側，第一焦
点を含む端部に円板状の遮蔽板を取りつけて空胴共振器
を構成し，この中にプラズマランプを置いて発光させ，
第二焦点に置かれた試料を加熱するが，プラズマランプ
の直径が10〜30mmと大きいので試料の上に結ばれる像が
大きくかつ平均な強度で当るため試料の温度を均一にす
る効果がある。
点を含む端部に円板状の遮蔽板を取りつけて空胴共振器
を構成し，この中にプラズマランプを置いて発光させ，
第二焦点に置かれた試料を加熱するが，プラズマランプ
の直径が10〜30mmと大きいので試料の上に結ばれる像が
大きくかつ平均な強度で当るため試料の温度を均一にす
る効果がある。
この事は宇宙における微小重力下での材料製造において
極めて重大な効果となる。それは試料の表面の熱分布が
不均一の場合，マランゴニ対流が生じ材料の結晶成長を
乱してしまつて微小重力の効果を阻害するからであり，
できる限り均一な温度で試料を加熱する必要がある。
極めて重大な効果となる。それは試料の表面の熱分布が
不均一の場合，マランゴニ対流が生じ材料の結晶成長を
乱してしまつて微小重力の効果を阻害するからであり，
できる限り均一な温度で試料を加熱する必要がある。
さらに，プラズマランプが小型，軽量であり，フイラメ
ントを使用しないので長寿命を堅ろうなため従来のハロ
ゲンランプを用いたイメージ加熱装置に比較して，極め
て扱いやすく，長寿命でメインテナンスを簡単にする効
果がある。
ントを使用しないので長寿命を堅ろうなため従来のハロ
ゲンランプを用いたイメージ加熱装置に比較して，極め
て扱いやすく，長寿命でメインテナンスを簡単にする効
果がある。
また，この発明の別の発明は，プラズマランプを２個用
いて，試料を両側から加熱するので試料の熱分布をさら
に均一にできる効果がある。
いて，試料を両側から加熱するので試料の熱分布をさら
に均一にできる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図，第２図はこ
の発明の他の実施例を示す断面図，第３図はこの発明の
別の実施例を示す断面図，第４図は従来のイメージ加熱
装置を示す断面図である。 図において，（１）は楕円鏡，（２）は光源，（３）は
電源，（４）は試料，（５）は石英管，（６）はプラズ
マランプ，（７）は支持具，（８）は遮蔽板，（９）は
空胴共振器，（10）は穴，（11）は導波管，（12）はク
ライストロン，（13）は電源，（14）は第２の楕円鏡で
ある。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
の発明の他の実施例を示す断面図，第３図はこの発明の
別の実施例を示す断面図，第４図は従来のイメージ加熱
装置を示す断面図である。 図において，（１）は楕円鏡，（２）は光源，（３）は
電源，（４）は試料，（５）は石英管，（６）はプラズ
マランプ，（７）は支持具，（８）は遮蔽板，（９）は
空胴共振器，（10）は穴，（11）は導波管，（12）はク
ライストロン，（13）は電源，（14）は第２の楕円鏡で
ある。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 21/26 Ｌ 8617−4Ｍ Ｈ０１Ｓ 3/093 8934−4Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】回転楕円体の反斜面を内側に有する楕円鏡
と，この楕円鏡の第一焦点に置かれたプラズマランプ
と，このプラズマランプを支持する支持具と，上記楕円
鏡の第一焦点側端部において，その内面に円周状の縁が
接するよう取付けられた円板状の遮蔽板と，この遮蔽板
と楕円鏡とで形成された空胴共振器に電波を注入する手
段を備えた事を特徴とするイメージ加熱装置。 - 【請求項２】回転楕円体の反射面を内側に有する楕円鏡
と，この楕円鏡の第二焦点を共有する第２の楕円鏡と，
上記双方の楕円鏡の第一焦点にそれぞれ置かれたプラズ
マランプと，上記双方のプラズマランプを支持する支持
具と，上記双方の楕円鏡の第一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取付られた円板状の遮
蔽板とこの遮蔽板と楕円鏡とで形成された空胴共振器に
電波を注入する手段を備えた事を特徴とするイメージ加
熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21707188A JPH0676869B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | イメージ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21707188A JPH0676869B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | イメージ加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268486A JPH0268486A (ja) | 1990-03-07 |
| JPH0676869B2 true JPH0676869B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=16698379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21707188A Expired - Lifetime JPH0676869B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | イメージ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676869B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0776673B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1995-08-16 | 三菱電機株式会社 | イメージ加熱装置 |
| US5420390A (en) * | 1990-01-19 | 1995-05-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus using a microwave discharge plasma lamp |
| JPH03128667U (ja) * | 1990-04-09 | 1991-12-25 | ||
| JPH0413088A (ja) * | 1990-04-27 | 1992-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | リング電極型静電浮遊炉 |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP21707188A patent/JPH0676869B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0268486A (ja) | 1990-03-07 |
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