プラズマディスプレイ放電中の電界強度、電子密度・温度のレーザー計測

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650350
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 梶原 寿了 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00185779)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ボーデン マーク 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10260720) ; 内野 喜一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (10160285)
• Keywords: プラズマ / ディスプレイ / PDP / 放電 / 電界 / 電子密度 / レーザー / トムソン散乱

Research Abstract

(I)プラズマディスプレイパネルの放電プラズマ中の電界強度を,ヘリウム原子のリュードベリ準位の電界による分裂をレーザー蛍光法で検出するための計測システムの構築を行った。しかし,信号は検出されなかった。ガス圧力が数100Torrと高いために原子間の衝突が激しいことと,プラズマ寸法が0.2mm程度と微少であることから,信号強度が検出可能なレベルに達しなかったものと考えられる。
(II)同プラズマの電子温度・電子密度をレーザートムソン散乱法を適用して計測するための理論的,実験的検討を行った。その結果を列挙すると以下の通りである。
(1)観測体積を半径0.05mm,長さ0.2mmの円筒状として,期待されるトムソン散乱信号光子数を評価した。その結果,分光器入り口スリット位置でレーザー1ショット当たり3個程度との結果を得た。これは,計測可能なレベルである。
(2)放電ガス圧力が500Torr程度であることから,ガス分子による強いレーリー散乱光が発生する。それは,現在入手可能なリジェクションレベル10万分の1の分光器を使用することで除去可能である。
(3)放電電極から0.1mm程度の位置のプラズマを観測しなければならないため,レーザー光の迷光が問題となる。レーザービーム伝送の工夫による迷光の低減を試みたが,上記分光器で除去可能なレベルまで低減することはできなかった。しかし,リジェクションレベルが1000万分の1の分光器を用いれば除去可能なレベルまでは低減できた。
本研究代表者の所属する研究グループ内で,そのようなリジェクションレベルの高い分光器が開発され,1000万分の1のリジェクションレベルが達成されたので,それを用いることで,レーザートムソン散乱法でプラズマディスプレイ放電中の電子密度・温度計測が可能である。