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バリア放電エキシマランプの最適化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 07558175
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 プラズマ理工学
研究機関北海道大学

研究代表者

酒井 洋輔  北海道大学, 工学部, 教授 (20002199)

研究分担者 五十嵐 龍志  ウシオ電機(株), 技術研究所, 次長
菅原 広剛  北海道大学, 工学部, 助手 (90241356)
VENTZEK pete (VENTZEK Pet)  北海道大学, 工学部, 助教授 (80261329)
田頭 博昭  北海道大学, 工学部, 教授 (10001174)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1996年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードエキシマ / ランプ / 真空紫外光 / モデリング / レーザ分光診断 / 非平衡プラズマ
研究概要

Xeガスエキシマランプの性能向上を目的として、バリア放電プラズマの特性とフィラメント状放電への移行の理解、光出力と効率を決定する放電プラズマ因子、ならびに、これらの限界を検討した。結果を以下にまとめる。
1.Xeガスバリア放電プラズマにおいては、印加電圧周波数が低いほどバリアへの堆積電荷量が増すこと、エキシマは電極近傍で効果的に生成されること、印加電圧波形の立ち上がりが速いもの程エキシマ生成効率が高くなることがわかった。また、エキシマレーザ放電(ArFならびにXeC1)におけるフィラメント状放電が局所的なガス温度上昇から発生することが、一般的に言えることが示唆された。
2.バリア放電プラズマをレーザ分光法による診断を行った場合、信号とプラズマ特性の関係を理解するために行ったモデリングにおいては、通常診断に用いられている光子密度では電子のエネルギー分布関数に有為な攪乱を与えないが、準安定励起原子密度は大きく変わることを明らかにした。
3.DCから数百kHzの電圧を印加した場合のXe/Ne混合ガスプラズマのレーザ分光診断実験においては、Xe準安定励起原子密度はDCでは陰極近傍、ACでは両電極近傍で大きくり、モデリングと同等の結論が得られた。
以上の結果から、ランプとしてはエキシマを効果的に生成する電極シース部を利用する設計が望ましいという結論を得た。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (59件)

  • [文献書誌] 内田諭: "OG分光法によるプラズマ診断のシミュレーション" 電気学会放電研究会資料 ED-95-128. (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小田昭紀: "Xeエキシマランプ・バリア放電のシミュレーション" 電気学会放電研究会資料 ED-95-129. (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内田諭: "オプトガルバノ分光法による非平衡プラズマの診断(III)-レーザ照射による陽光中内の電子密度変化-" 平成7年度電気学会全国大会No.59. (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小田昭紀: "バリア放電のシミュレーション(III)-Xe_2^★エキシマランプ放電のシミュレーション-" 平成7年度電気学会全国大会No.97. (1995)

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  • [文献書誌] A. Oda: "Modeling of a barrier discharge excimer lamp" The 7. International Symposium on the Science & Technology of LIGHT SOURCES,. (1995)

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  • [文献書誌] H. Akashi: "Modelling of a discharge-excited XeCl excimer laser" 11. International Conference Gas discharge and their applications. (1995)

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  • [文献書誌] 明石治朗: "エキシマレーザ媒質放電におけるfilamentationの解析" 放電研究. 153. 25-28 (1996)

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  • [文献書誌] 小田昭紀: "バリア放電のシミュレーション(VIII)-Xeエキシマランプバリア放電のガス圧効果-" 電気学会全国大会. (1997.3発表予定). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内田諭: "レーザ分光法による非平衡プラズマの診断(VIII)-レーザ光照射による電子密度空間変化のシミュレーション-" 電気学会全国大会. (1997.3発表予定). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮本健一: "Xe/Ne混合ガスバリア放電-励起Xe(^1S_4)の空間分布-" 電気学会全国大会. (1997.3発表予定). (1997)

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  • [文献書誌] H. Akashi: "Modelling of a micro-streamer initiation and development of ArF excimer laser discharges" Australian J. Physics.50・3(印刷中). (1997)

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  • [文献書誌] A. Oda: "Modeling of LF barrier discharge in a Xe excimer lamp" XXIII International Conference on Phenomena of Ionized Gases. (発表予定). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内田諭: "オプトガルバノ分光法による非平衡プラズマの診断(VII)-光子密度に対する放電プラズマ特性の変化-" 平成8年度電気関係学会北海道支部連合大会No.410. (1996)

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  • [文献書誌] 小田昭紀: "バリア放電のシミュレーション(VII)-Xeエキシマの解析-" 平成8年度電気関係学会北海道支部連合大会No.411. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Akashi: "Modeling of a micro-streamer formation in a discharge-excited ArF excimer laser medium" 8. Asian Conf. on Electrical Discharge, Bangkok, Thailand. (1996)

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  • [文献書誌] 小田昭紀: "バリア放電プラズマのシミュレーション-XeエキシマランプRF放電-" 電気学会放電研究会資料 ED-96-221. (1996)

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  • [文献書誌] 明石治朗: "エキシマレーザ媒質放電中におけるフィラメント状放電の解析(II)" 電気学会放電研究会資料 ED-96-222. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内田諭: "放電プラズマのOG効果モデリング-プロパゲ-タ法によるNe放電プラズマの解析-" 電気学会放電研究会資料 ED-96-252. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Sakai: "Comparative studies on Xe (^1S_4) laser light absorption and associated optogalvanic signal in a DC discharge in Ne-Xe mixtures" XXIII International Conference on Phenomena of Ionized Gases. (発表予定). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Sakai: "Spatial distribution of excited Xe(^1S_4) atoms in a high frequency barrier discharge in neon-xenon mixtures" 13. International Symposium on Plasma Chemistry. (発表予定). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Uchida: "Diagnostics of non-equilibrium plasma by OG spectroscopy (III) -Electron concentration change in plasma by laser light irradiation-" National Convention Record of IEE Japan. 59 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oda: "Simulation of barrier discharges (III) -Simulation of Xe_2^<**> excimer lamp discharge-" National Convention Record of IEE Japan. 97 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oda: "Modeling of a barrier discharge excimer lamp" The 7.International Symposium on the Science & Technology of LIGHT SOURCES. 173-4 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Akashi: "Modeling of a discharge-excited XeCl excimer laser" 11.International Conference Gas discharge and their applications. 360-3 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Uchida: "Simulation of plasma diagnostics by OG spectroscopy" Technical Report of IEE Japan. ED-95-128. (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oda: "Simulation of a barrier discharge in Xe excimer lamp" Technical Report of IEE Japan. ED-95-129. (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oda: "Simulation of a barrier plasma-Xe excimer lamp RF discharge" Technical Report of IEE Japan. ED-96-221. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Akashi: "Analysis of filamentation in a excimer laser medium discharge (II)" Technical Report of IEE Japan. ED-96-222. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Uchida: "OG effect modeling in discharge plasmas-Analysis of Ne discharge plasma by propagator method-" Technical Report of IEE Japan. ED-96-252. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Akashi: "Analysis of filamentation in excimer laser medium" Journal of the Japan Research Group of Electrical Discharge. 153,25-8. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Akashi: "Modeling of a micro-streamer initiation and development of ArF excimer laser discharges" Australian J.Physics. 50 (3) (in press). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Uchida: "Diagnostics of non-equilibrium plasma by OG spectroscopy (VII) -Photon concentration dependence on discharge plasma characteristics-" Joint Convention Record, The Hokkaido Chapters of IEE and Information. 410 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oda: "Simulation of barrier discharges (VII) -Analysis of Xe excimer concentration-" National Convention Record of IEE Japan. 411 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Akashi: "Modeling of a micro-streamer formation in a discharge-excited ArF excimer laser medium" 8.Asian Conf.on Electrical Discharge. 106 (1-4) (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oda: "Simulation of barrier discharges (VIII) -Pressure dependence of Xe excimer barrier discharge characteristics-" National Convention Record of IEE Japan. (to be presented.). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Uchida: "Diagnostics fo non-equilibrium plasma by OG spectroscopy (VIII) -Simulation of spatial distribution by laser light irradiation-" National Convention Record of IEE Japan. (to be presented.). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyamoto: "Xe/Ne gas barrier discharge -Spatial distribution of Xe (^1S_4)-" National Convention Record of IEE Japan. (to be presented.). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Oda: "Modeling of LF barrier discharge in a Xe excimer lamp" XXIII International Conference on Phenomena of Ionized Gases. (to be presented.). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai: "Comparative studies on Xe (^1S_4) laser light absorption and associated optogalvanic signal in a DC discharge in Ne-Xe mixtures" XXIII International Conference on Phenomena of lonized Gases. (to be presented). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakai: "Spatial distribution of excited Xe (^1S_4) atoms in a high frequency barrier discharge in neon-xenon mixtures" 13.International Symposium on Plasma Chemistry. (to be presented). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内田 論: "オプトガルバノ分光法による非平衡プラズマの診断(Vll)-光子密度に対する放電プラズマ特性の変化-" 平成8年度電気関係学会北海道支部連合大会No.410. (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 小田昭紀: "バリア放電のシミュレーション(Vll)-Xeエキシマの解析-" 平成8年度電気関係学会北海道支部連合大会No.411. (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H. Akashi: "Modeling of a micro-streamer formation in a dischargeexcited ArF excimer laser medium" 8. Asian Conf.on Electrical Discharge, Bengkok, Thailand. (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 小田昭紀: "バリア放電プラズマのシミュレーション-XeエキシマランプRF放電-" 電気学会放電研究会資料 ED-96-221. (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 明石治朗: "エキシマレーザ媒質放電中にけるフィラメント状放電の解析(II)" 電気学会放電研究会資料ED-96-222. (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 内田 論: "放電プラズマのOG効果モデリング-プロパゲ-タ法によるNe放電プラズマの解析-" 電気学会放電研究会資料ED-96-252. (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 明石治朗: "エキシマレーザ媒質放電におけるfilamentationの解析" 放電研究. 153. 25-28 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 小田昭紀: "バリア放電のシミュレーション(Vlll)-Xeエキシマランプバリア放電のガス圧効果-" 電気学会全国大会(1997.3発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 内田 論: "レーザ分光法による非平衡プラズマの診断(Vlll)-レーザ光照射による電子密度空間変化のシミュレーション-" 電気学会全国大会(1997.3発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 宮本健一: "Xe/Ne混合ガスバリア放電-励起Xe(^1S_4)の空間分布-" 電気学会全国大会(1997.3発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H. Akashi: "Modelling of a micro-streamer initiation and development of ArF excimer laser discharges" Australian J. Physics.50.3(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A. Oda: "Modeling of LF barrier discharge in a Xe excimer lamp" XXIII International Conference on Phenomena of lonized Gases. (発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Sakai: "Comparative studies on Xe(^1S_4) laser light absorption and associated optogalvanic signal in a DC discharge in Ne-Xe mixtures" XXIII International Conference on Phenomena of lonized Gases. (発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Sakai: "Spatial distribution of excited Xe(^1S_4)atoms in high'frequency barrier discharge in neon-xenon mixtures" 13. International Symposium on Plasma Chemistry. (発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 小田昭紀、菅原広剛、P. Ventzek、酒井洋輔、田頭博昭: "Xeエキシマランプ・バリア放電のシミュレーション" 電気学会放電研究会ED-95-129. 115-123 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A. Oda, Y. Sakai, P. Ventzek, H. Tagashira, H. Matsuno, T. Igarashi: "Modeling of a Barrier Discharge Excimer Lamp" 7. Int. Symp. on Science & Technology of Light Sources. 173-174 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小田昭紀、明石治朗、菅原広剛、P. L. G. Ventzek、酒井洋輔、田頭博昭: "バリア放電のシミュレーション(IV)-外部回路を考慮したシミュレーション-" 電気関係学会北海道支部連合大会. 91- (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小田昭紀、明石治朗、田頭博昭、菅原広剛、P. L. G. Ventzek、酒井洋輔: "バリア放電のシミュレーション(V)-運動量保存式を考慮したシミュレーション-" 第31回応用物理学会北海道支部学術講演会. C30- (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 小田昭紀、明石治朗、田頭博昭、菅原広剛、P. L. G. Ventzek、酒井洋輔: "バリア放電のシミュレーション(VI)-外部印加電圧波形のバリア放電及ぼす効果-" 電気学会全国大会(東京). (発表予定).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2021-04-07  

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