| 研究概要 |
アンテナ間隔1.0〜1.5mmのアンテナ励起型マイクロ波放電キセノンランプを用いて,キセノンエキシマ発光特性を測定した。1〜20気圧までのガス圧でキセノンを封入した5種類のランプを,定常またはパルス変調マイクロ波電力で点灯し,キセノンエキシマからの172nm発光強度を紫外線積算光量計により測定した。ガス圧が10気圧で〜8Wの定常マイクロ波での点灯時にエキシマ発光強度は最大となった。またパルス変調マイクロ波をパルス周波数とデューティ比を最適化することにより,定常放電の2倍以上の発光強度を観測した。これは,パルス化により電子温度がエキシマ生成に最適な状態となることによるものと考えられる。発光強度は市販の重水素ランプの2倍程度であり,また点光源であることから,新たなVUV光源としての利用が可能である。
アンテナ励起型マイクロ波放電メタルハライドランプにおけるランプ内部へのマイクロ波電力の供給についての考察を行った。発振器からのマイクロ波をランプ中心部に円滑に供給するには,全てのマイクロ波回路素子のインピーダンスを揃えることおよびランプインピーダンスのリアクタンスを零にして力率〜1となる条件でランプを点灯することが重要であり,これを満たしやすくするランプ設計が必要であることを明らかにした。
小型で可搬性のあるライトエンジンを作成するために,内面をアルミメッキした楕円ミラーを作成した。また,装置の小型化と低コスト化のためにマッチング素子を省いたマイクロ波回路設計を行った。アンテナ励起型マイクロ波放電メタルハライドランプのプラズマ発光部を楕円鏡の焦点部に設置することにより強力な可視光が得られ,厚さ50cm,縦150cm,幅10cmの小型ライトエンジンを完成した。
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