| 研究分担者 |
中村 時雄 日本真空技術(株), 計器事業部長
山川 洋幸 日本真空技術(株), 技術開発部長
迫田 忠則 北九州工業高等専門学校, 助教授 (10037880)
平川 靖之 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (80238344)
内野 喜一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10160285)
中村 静雄 日本真空技術(株), 計器事業部長
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| 研究概要 |
本研究では,レーザー光のレーリー散乱法を中真空領域(1〜10^<-2>Torr)の真空標準に適用するための開発を行い,また同方法を用いて中真空領域の圧力計とするための試作研究を行った。
真空標準の検討からは,(1)レーリー散乱信号と隔膜真空計の線形性が10^<-2>Torr以上で5%以内の差で確認されたこと,(2)10^<-2>〜1Torrでの測定値のばらつきは8〜2%であり、それはショットノイズにより説明できるので,光電子数の増加によりばらつきを減少させることができること,(3)レーリー散乱測定値からの絶対圧の決定には,大気圧を基準圧力として用いることで1%以内の精度を確保できる見通しを得たことにより,レーリー散乱法の真空標準への利用の可能性が示せた。
実用真空計の検討では,2つの実験を行った。(1)半導体レーザー励起YLFレーザー(パルス出力0.2mJ,波長523nm,パルス幅7ns,繰返し1kHz)を光源に用い,小型のチャンバーでの圧力検出の下限と迷光レベル低減を検討した。その結果,迷光レベルを窒素ガス圧換算で20mTorrまで低下させて,10mTorrの圧力を検出可能とし,レーリー散乱信号と隔膜真空計との線形性が20mTorr〜9mTorrの範囲において誤差7%以内で得られた。即ち,小型のチャンバーでの圧力測定が可能であることを示した。
次に,実用真空計に近いシステムとして,(2)連続発振半導体レーザー(出力500mW,波長680nm)を幅0.5msのパルス出力に変調したものを光源とし,アバランシェフォトダイオードを検出器に用いた装置を製作して,圧力検出下限の検討を行った。その結果,迷光レベルを1Torr相当まで抑え,1Torr〜50Torrの範囲で,レーリー散乱信号と圧力との比例関係を,9%以内の誤差で確認した。即ち,あと2桁の検出下限の改善により,実用真空計を実現できる。
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