JPH08203476A - Ultraviolet ray source - Google Patents
Ultraviolet ray sourceInfo
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- JPH08203476A JPH08203476A JP7013394A JP1339495A JPH08203476A JP H08203476 A JPH08203476 A JP H08203476A JP 7013394 A JP7013394 A JP 7013394A JP 1339495 A JP1339495 A JP 1339495A JP H08203476 A JPH08203476 A JP H08203476A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光化学反応、光励起プ
ロセス等に利用される紫外線光源に関し、特に本発明
は、エキシマ分子からの紫外線を取り出す紫外線光源に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultraviolet light source used in photochemical reactions, photoexcitation processes and the like, and more particularly, the present invention relates to an ultraviolet light source for extracting ultraviolet light from excimer molecules.
【０００２】[0002]
【従来の技術】紫外線を使用した光化学反応、光励起プ
ロセス等は極めて広い工業分野に応用されている。工業
用の紫外線光源としては、簡便さ、安価などの利点を有
する水銀ランプが多く利用されている。ところで、近
年、特に波長選択性があって単色性があり、また、発光
強度が大きい紫外線光源が求められてきた。2. Description of the Related Art Photochemical reactions using ultraviolet rays, photoexcitation processes and the like have been applied to an extremely wide range of industrial fields. As an industrial ultraviolet light source, a mercury lamp, which has advantages such as simplicity and low cost, is often used. By the way, in recent years, an ultraviolet light source having wavelength selectivity, monochromaticity, and high emission intensity has been demanded.
【０００３】これらの要求に沿うものとしては、エキシ
マレーザが挙げられる。しかしながらエキシマレーザ
は、大型で構造が複雑で、また高価であるので工業用の
紫外線光源としての利用が制限されてしまう。そこで、
これらの要請に沿うものとして、例えば、特開平３−１
４３６号に記載されるエキシマ放電ランプが提案されて
いる。An excimer laser is mentioned as one that meets these requirements. However, the excimer laser has a large size, a complicated structure, and is expensive, so that its use as an industrial ultraviolet light source is limited. Therefore,
To meet these demands, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-1
An excimer discharge lamp described in No. 436 has been proposed.
【０００４】上記エキシマランプを最適に動作させるに
は、バルブ内部に封入する混合ガスの封入条件を最適化
する必要があり、従来から混合ガスの混合比および封入
圧力などの条件が調査されてきた。例えば、Hassal等(C
an.J.Phys,vol69,p699〜701)は、クリプトンガスおよび
塩素ガスを含む混合ガスの混合比をパラメータに混合ガ
スの封入圧力と紫外線強度との関係を調べている。In order to operate the excimer lamp optimally, it is necessary to optimize the filling conditions of the mixed gas filled in the bulb, and the conditions such as the mixing ratio of the mixed gas and the filling pressure have been investigated conventionally. . For example, Hassal et al. (C
an.J.Phys, vol69, p699-701) investigates the relationship between the filling pressure of the mixed gas and the ultraviolet intensity with the mixing ratio of the mixed gas containing krypton gas and chlorine gas as a parameter.
【０００５】また、同じくHassal等(J.Appl.Phys,vol70
(2),p1042 〜1044) は、キセノンガスおよび塩素ガスの
混合比をパラメータに、混合ガスの封入圧力と紫外線強
度との関係を調べている。さらに、特開平３−１５９０
５６号においては、混合ガスとして、フッ素ガス、アル
ゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガスを用いて、混合ガ
ス条件を、各ガスの混合比ならびに混合ガスの封入圧力
をもって規定している。Similarly, Hassal et al. (J. Appl. Phys, vol70
(2), p1042 to 1044) examines the relationship between the encapsulation pressure of mixed gas and the intensity of ultraviolet rays with the mixing ratio of xenon gas and chlorine gas as a parameter. Furthermore, JP-A-3-1590
In No. 56, fluorine gas, argon gas, helium gas, and neon gas are used as the mixed gas, and the mixed gas conditions are defined by the mixing ratio of each gas and the enclosed pressure of the mixed gas.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
混合ガス条件の設定方法では、多岐にわたるパラメータ
を調査する必要がある。また、実際の混合ガスの封入条
件を画一的に決定することが困難である。例えば、各ガ
スの混合比が同一でも混合ガスの封入圧力が異なれば、
各ガスの封入条件（分圧）も異なってしまう。However, in such a mixed gas condition setting method, it is necessary to investigate a wide variety of parameters. Further, it is difficult to uniformly determine the actual conditions for enclosing the mixed gas. For example, even if the mixing ratio of each gas is the same, if the filling pressure of the mixed gas is different,
The conditions for filling each gas (partial pressure) also differ.
【０００７】すなわち、上記した従来の設定方法では、
紫外線を効果的に放射させる封入条件を見いだすことが
困難であり、必ずしも最適条件で紫外線光源を動作させ
ることができなかった。本発明は上記した従来技術の問
題点に鑑みなされたものであって、本発明の第１の目的
は、混合ガスの封入条件を画一的に決定し、最適条件で
動作する紫外線光源を提供することである。That is, in the conventional setting method described above,
It was difficult to find the encapsulation conditions that effectively radiate ultraviolet rays, and it was not always possible to operate the ultraviolet light source under optimal conditions. The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a first object of the present invention is to provide an ultraviolet light source that uniformly determines the enclosing conditions of a mixed gas and operates under the optimum conditions. It is to be.
【０００８】本発明の第２の目的は、電極を持たない簡
単な形状のバルブを用いることができ、エキシマ分子か
らの紫外線を最適条件で取り出すことができる構造が簡
単な紫外線光源を提供することである。A second object of the present invention is to provide an ultraviolet light source having a simple structure which can use a bulb having a simple shape without electrodes and which can extract ultraviolet rays from excimer molecules under optimum conditions. Is.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、バルブ内に塩素ガスと
クリプトンガスもしくはキセノンガスを含む混合ガスを
封入し、励起手段を用いて上記混合ガスからエキシマ分
子を生成して、該エキシマ分子からの紫外線を取り出す
紫外線光源において、上記塩素ガスの分圧を選定するこ
とにより混合ガスの封入条件を設定したものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 of the present invention encloses a mixed gas containing chlorine gas and krypton gas or xenon gas in a valve and uses an exciting means. An encapsulation condition of the mixed gas is set by selecting a partial pressure of the chlorine gas in an ultraviolet light source that generates excimer molecules from the mixed gas and extracts ultraviolet rays from the excimer molecules.
【００１０】本発明の請求項２の発明は、クリプトンガ
スおよび塩素ガスを含む混合ガスを封入した請求項１の
紫外線光源において、塩素ガスを分圧が０．２乃至３．
１ｔｏｒｒ（２５°Ｃ基準）の範囲内としたものであ
る。本発明の請求項３の発明は、キセノンガスおよび塩
素ガスを含む混合ガスを封入した請求項１の紫外線光源
において、塩素ガスの分圧を０．６乃至５ｔｏｒｒ（２
５°Ｃ基準）の範囲内としたものである。According to a second aspect of the present invention, in the ultraviolet light source according to the first aspect in which a mixed gas containing krypton gas and chlorine gas is enclosed, the chlorine gas has a partial pressure of 0.2 to 3.
It is within the range of 1 torr (25 ° C. standard). According to a third aspect of the present invention, in the ultraviolet light source according to the first aspect, in which a mixed gas containing xenon gas and chlorine gas is enclosed, the partial pressure of chlorine gas is 0.6 to 5 torr (2
It is within the range of 5 ° C standard).
【００１１】本発明の請求項４の発明は、請求項１，２
または請求項３の発明において、バルブ内に電極を配置
せず、上記励起手段をマイクロ波としたものである。The invention of claim 4 of the present invention is the invention of claims 1 and 2.
Alternatively, in the invention of claim 3, the electrode is not arranged in the bulb, and the exciting means is a microwave.
【００１２】[0012]
【作用】前記したように、従来においては、混合ガスの
混合比および封入圧力などの条件により混合ガスの封入
条件を設定しており、最適な混合ガスの封入条件を画一
的に決定することが困難であった。上記問題に鑑み、本
発明では混合ガスを構成するガスのうちの一つに着目
し、その一つのガスの分圧をある範囲内に設定すれば、
エキシマランプを紫外線光源として最適に動作させるこ
とが可能であることを解明した。As described above, conventionally, the conditions for enclosing the mixed gas are set according to the conditions such as the mixing ratio of the mixed gas and the enclosing pressure, and the optimum enclosing conditions for the mixed gas are uniformly determined. Was difficult. In view of the above problems, the present invention focuses on one of the gases that make up the mixed gas, and if the partial pressure of that one gas is set within a certain range,
It was clarified that the excimer lamp can be operated optimally as an ultraviolet light source.
【００１３】特に、本発明では、混合ガスがクリプトン
ガスおよび塩素ガスを含んでいる場合、または、キセノ
ンガスおよび塩素ガスを含んでいる場合において、以下
の理由により、混合ガス中の塩素ガスに着目した。例え
ば、キセノンおよび塩素からエキシマ分子を構成する場
合、反応に寄与する塩素は、分子またはイオンの状態で
あると考えられている。In particular, in the present invention, when the mixed gas contains krypton gas and chlorine gas, or when it contains xenon gas and chlorine gas, attention is paid to chlorine gas in the mixed gas for the following reasons. did. For example, when an excimer molecule is composed of xenon and chlorine, chlorine that contributes to the reaction is considered to be in a molecular or ionic state.
【００１４】一方、反応に寄与するキセノンは励起状態
あるいはイオン状態であると考えられている。この場
合、励起手段によってキセノンガスおよび塩素ガスを含
む混合ガスにエネルギーが注入されたとき、キセノンに
比べて塩素ガスの方が分子またはイオンの状態状態にな
り易いと考えられる。On the other hand, xenon that contributes to the reaction is considered to be in an excited state or an ionic state. In this case, when energy is injected into the mixed gas containing xenon gas and chlorine gas by the excitation means, it is considered that chlorine gas is more likely to be in a molecular or ionic state than xenon.
【００１５】よって、エキシマ分子の生成には塩素ガス
の分圧が支配的だと仮定し、本発明においては塩素ガス
の分圧に着目した。そして、塩素ガスに着目して検討し
た結果、クリプトンガスおよび塩素ガスや、キセノンガ
スおよび塩素ガスを含む混合ガスの場合、キセノンガ
ス、クリプトンガスまたはその他の緩衝ガス（ヘリウ
ム、ネオン、アルゴン等）の分圧や混合ガスの封入圧力
よりも、塩素ガスの分圧特性がエキシマランプの最適動
作を決定するのに支配的であることがわかった。Therefore, it is assumed that the partial pressure of chlorine gas is dominant in the production of excimer molecules, and the present invention paid attention to the partial pressure of chlorine gas. Then, as a result of focusing on chlorine gas, as a result, in the case of krypton gas and chlorine gas or a mixed gas containing xenon gas and chlorine gas, xenon gas, krypton gas or other buffer gas (helium, neon, argon, etc.) It was found that the partial pressure characteristics of chlorine gas, rather than the partial pressure and the filling pressure of the mixed gas, dominate the optimum operation of the excimer lamp.
【００１６】そこで、後述するように、塩素ガスの分圧
をパラメータとして、各混合比について全光束の相対値
を求めたところ、塩素ガスの分圧により上記紫外線光源
の最適条件を決定できることが明らかとなった。すなわ
ち、混合ガスがクリプトンガスおよび塩素ガスを含む場
合には、塩素ガスの分圧を０．２乃至３．１ｔｏｒｒ
（２５°Ｃ基準）の範囲内としたとき、また、混合ガス
がキセノンガスおよび塩素ガスを含む場合には、塩素ガ
スの分圧を０．６乃至５ｔｏｒｒ（２５°Ｃ基準）の範
囲内としたとき、概ね上記紫外線光源を最適条件で動作
させることができる。Therefore, as will be described later, when the relative value of the total luminous flux for each mixing ratio is obtained using the partial pressure of chlorine gas as a parameter, it is clear that the optimum conditions of the ultraviolet light source can be determined by the partial pressure of chlorine gas. Became. That is, when the mixed gas contains krypton gas and chlorine gas, the partial pressure of chlorine gas is 0.2 to 3.1 torr.
(25 ° C standard), and when the mixed gas contains xenon gas and chlorine gas, the partial pressure of chlorine gas should be within the range of 0.6 to 5 torr (25 ° C standard). Then, the ultraviolet light source can be operated under optimum conditions.
【００１７】本発明は上記手法により、エキシマランプ
からなる紫外線光源の最適条件を求めたものであり、本
発明の請求項１，２および請求項３の発明においては、
励起手段を用いて生成したエキシマ分子からの紫外線を
取り出す紫外線光源において、塩素ガスの分圧に基づき
最適封入条件を決定しているので、放射強度の大きな紫
外線光源を得ることができる。According to the present invention, the optimum conditions of the ultraviolet light source composed of an excimer lamp are obtained by the above method. In the inventions of claims 1, 2 and 3,
In the ultraviolet light source that takes out the ultraviolet light from the excimer molecule generated by using the excitation means, the optimum encapsulation conditions are determined based on the partial pressure of chlorine gas, so that the ultraviolet light source with high radiation intensity can be obtained.
【００１８】特に、混合ガスがクリプトンガスおよび塩
素ガスを含む場合には、塩素ガスの分圧を０．２乃至
３．１ｔｏｒｒ（２５°Ｃ基準）の範囲内とし、また、
混合ガスがキセノンガスおよび塩素ガスを含む場合に
は、塩素ガスの分圧を０．６乃至５ｔｏｒｒ（２５°Ｃ
基準）の範囲内とすることにより、最適条件で動作する
紫外線光源を得ることができる。In particular, when the mixed gas contains krypton gas and chlorine gas, the partial pressure of chlorine gas is within the range of 0.2 to 3.1 torr (25 ° C. standard), and
When the mixed gas contains xenon gas and chlorine gas, the partial pressure of chlorine gas is 0.6 to 5 torr (25 ° C.
By setting it within the range of (standard), it is possible to obtain an ultraviolet light source that operates under optimum conditions.
【００１９】本発明の請求項４の発明においては、上記
励起手段をマイクロ波としたので、電極をもたない簡単
な形状のバルブを用いて、比較的簡単な装置で紫外線を
放射させることができる。In the invention of claim 4 of the present invention, since the exciting means is a microwave, it is possible to radiate ultraviolet rays with a relatively simple device by using a bulb having a simple shape having no electrode. it can.
【００２０】[0020]
【実施例】混合ガスを励起する手段としては、現在、下
記のものが知られている。 （１）マイクロ波による励起 （２）誘電体バリア放電による励起 （３）高周波放電による励起 上記（２）の誘電体バリア放電による励起は、誘電体を
介して放電を行わせるため、混合ガスを封入するバルブ
の形状が複雑となる。また、バルブの外側に電極が必要
となる。EXAMPLES The following are currently known as means for exciting mixed gas. (1) Excitation by microwaves (2) Excitation by dielectric barrier discharge (3) Excitation by high frequency discharge The excitation by dielectric barrier discharge in (2) above causes discharge through the dielectric, so that mixed gas The shape of the enclosed valve becomes complicated. Also, an electrode is required outside the bulb.
【００２１】上記（３）の高周波放電による励起は高周
波と混合ガスが封入されたバルブとのインピーダンス整
合が難しいという問題がある。一方、上記（１）のマイ
クロ波による励起は、特に電極を必要とせず、バルブは
両端を封止した直管でよい。また、マイクロ波と混合ガ
スが封入されたバルブとのインピーダンス整合は比較的
簡単である。The above-mentioned (3) excitation by high frequency discharge has a problem that impedance matching between the high frequency and the valve in which the mixed gas is sealed is difficult. On the other hand, the microwave excitation of the above (1) does not require an electrode in particular, and the valve may be a straight tube whose both ends are sealed. Further, impedance matching between the microwave and the valve in which the mixed gas is sealed is relatively easy.
【００２２】そこで、本実施例においては、マイクロ波
励起による紫外線照射器を用いて、クリプトンガスと塩
素ガスとの混合ガス、および、キセノンガスと塩素ガス
との混合ガスについて、塩素ガスの分圧値と全光束相対
値を実測した。なお、本発明は、以下に示すマイクロ波
による励起方法以外に、上記した誘電体バリア放電によ
る励起、あるいは、高周波による励起を用いる場合にも
同様に適用できることはいうまでもない。Therefore, in this embodiment, a partial pressure of chlorine gas is mixed for a mixed gas of krypton gas and chlorine gas and a mixed gas of xenon gas and chlorine gas by using an ultraviolet irradiator by microwave excitation. The value and the relative value of the total luminous flux were measured. It is needless to say that the present invention can be similarly applied to the case of using the above-described dielectric barrier discharge excitation or high-frequency excitation, in addition to the microwave excitation method described below.
【００２３】図１、図２は本発明の実施例の紫外線照射
装置の概略構成を示す図であり、図１は上記紫外線照射
装置を長手方向に切断した横断面図を示し、図２は図１
のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示している。図１、図２に
おいて、１は紫外線光源、例えば無電極発光管（以下バ
ルブという）であり、棒状の溶融石英ガラスからなりそ
の内部に、クリプトンガスと塩素ガスの混合ガス、もし
くは、キセノンガスと塩素ガスの混合ガスが封入されて
いる。1 and 2 are views showing a schematic structure of an ultraviolet irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional view of the ultraviolet irradiation apparatus cut in the longitudinal direction, and FIG. 1
5 is a sectional view taken along line VV of FIG. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an ultraviolet light source, for example, an electrodeless arc tube (hereinafter referred to as a bulb), which is made of rod-shaped fused silica glass and contains a mixed gas of krypton gas and chlorine gas or xenon gas. A mixed gas of chlorine gas is enclosed.
【００２４】２はマイクロ波空胴、３は断面が図２に示
すように楕円弧状に形成されたマイクロ波空胴壁であ
り、マイクロ波空胴壁３は鏡面状のアルミニュウム板等
から形成され、上記楕円弧の焦点位置に配置された上記
バルブ１の放射光を照射方向に集光する。４はマイクロ
波結合手段、５はマグネトロン、６は導波管であり、マ
グネトロン５で発生したマイクロ波電力は導波管６によ
り伝播され、マイクロ波結合手段４によりマイクロ波空
胴内に導かれる。Reference numeral 2 is a microwave cavity, and 3 is a microwave cavity wall whose cross section is formed in an elliptic arc shape as shown in FIG. 2. The microwave cavity wall 3 is formed of a mirror-like aluminum plate or the like. , The radiated light of the bulb 1 arranged at the focal position of the elliptic arc is condensed in the irradiation direction. Reference numeral 4 is a microwave coupling means, 5 is a magnetron, and 6 is a waveguide. Microwave power generated by the magnetron 5 is propagated by the waveguide 6 and guided into the microwave cavity by the microwave coupling means 4. .
【００２５】７はマイクロ波空胴２の壁の一部分を構成
するとともに発生した紫外線を通過させるメッシュであ
り、メッシュ７は紫外線は通過させるが、マイクロ波に
対しては短絡板として作用する。図１、図２の装置にお
いて、マグネトロン５を動作させてマイクロ波電力をバ
ルブ１に結合させると、バルブ１に封入された混合ガス
が励起され、励起された混合ガスの基底状態へのエネル
ギー遷移によって紫外線を発生する。Reference numeral 7 denotes a mesh which constitutes a part of the wall of the microwave cavity 2 and allows the generated ultraviolet rays to pass therethrough. The mesh 7 allows the ultraviolet rays to pass therethrough, but acts as a short-circuit plate for the microwaves. In the apparatus of FIGS. 1 and 2, when the magnetron 5 is operated to couple microwave power to the valve 1, the mixed gas enclosed in the valve 1 is excited, and the energy transition of the excited mixed gas to the ground state. UV rays are generated by.
【００２６】発生した紫外線はバルブの四方に放射され
るが、マイクロ波空胴壁３の方向に放射された紫外線は
そこで反射されメッシュ７の方向に集光される。図３、
図４は塩素ガスの分圧値と全光束相対値の関係を示す図
であり、同図は、図１、図２に示した紫外線照射装置を
用いて、下記の条件で実測した結果を示している。 ・マイクロ波電力：２．０ＫＷ ・バルブ形状 ：直管（内径12mm×発光長240mm ） ・バルブ材質 ：溶融石英ガラス 図３は混合ガスとして、クリプトンガスと塩素ガスを用
いた場合における塩素ガスの分圧と全光束相対値を示し
ている。該相対値は、１５Ｗを１としたときの全光束の
相対値である。同図はクリプトンガス／塩素ガス混合比
をそれぞれ５／１，１０／１，２０／１…と変化させ、
各混合比で得られた全光束相対値の最大値をプロットし
たものである。The generated ultraviolet rays are emitted to the four sides of the bulb, but the ultraviolet rays emitted in the direction of the microwave cavity wall 3 are reflected there and are condensed in the direction of the mesh 7. Figure 3,
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the partial pressure value of chlorine gas and the relative value of the total luminous flux. The figure shows the results of actual measurement under the following conditions using the ultraviolet irradiation device shown in FIGS. 1 and 2. ing.・ Microwave power: 2.0 kW ・ Valve shape: straight tube (inner diameter 12 mm x emission length 240 mm) ・ Valve material: fused silica glass Fig. 3 shows the chlorine gas content when krypton gas and chlorine gas are used as mixed gas. The pressure and the relative value of the total luminous flux are shown. The relative value is the relative value of the total luminous flux when 15 W is 1. In the figure, the krypton gas / chlorine gas mixing ratio is changed to 5/1, 10/1, 20/1 ...
It is a plot of the maximum values of the total luminous flux relative values obtained at each mixing ratio.
【００２７】同図から明らかなように、混合ガスがクリ
プトンガスと塩素ガスの場合には、クリプトンガス／塩
素ガスの混合比にかかわらず、全光束相対値が最大とな
る塩素ガス分圧は略０．２〜３．１ｔｏｒｒ（２５°Ｃ
基準）の範囲内に含まれる。図４は混合ガスとして、キ
セノンガスと塩素ガスを用いた場合における塩素ガスの
分圧と全光束相対値を示している。該相対値は、３５Ｗ
を１としたときの全光束の相対値である。同図は、図３
と同様、キセノンガス／塩素ガス混合比をそれぞれ０．
５／１，１／１…と変化させ、各混合比で得られた全光
束相対値の最大値をプロットしたものである。As is clear from the figure, when the mixed gas is krypton gas and chlorine gas, the chlorine gas partial pressure at which the total luminous flux relative value becomes maximum is substantially irrespective of the mixing ratio of krypton gas / chlorine gas. 0.2 to 3.1 torr (25 ° C
It is included in the range of (standard). FIG. 4 shows the partial pressure of chlorine gas and the relative value of the total luminous flux when xenon gas and chlorine gas are used as the mixed gas. The relative value is 35W
Is the relative value of the total luminous flux when 1 is set to 1. The same figure is shown in FIG.
Similarly, the xenon gas / chlorine gas mixing ratio was set to 0.
The maximum values of the relative values of all luminous fluxes obtained at each mixing ratio are plotted by changing the values to 5/1, 1/1, ...
【００２８】同図から明らかなように、混合ガスがキセ
ノンガスと塩素ガスの場合には、全光束相対値が最大と
なる塩素ガス分圧は略０．６〜５ｔｏｒｒ（２５°Ｃ基
準）の範囲内に含まれる。以上の実測結果から、混合ガ
スの成分の内、塩素ガスの分圧をパラメータとし、該分
圧を全光束相対値を最大とする適切な値に選定すれば、
最適条件で紫外線光源を動作させることができることが
確認できた。As is apparent from the figure, when the mixed gas is xenon gas and chlorine gas, the chlorine gas partial pressure at which the relative value of the total luminous flux becomes maximum is approximately 0.6 to 5 torr (25 ° C. standard). Included within the range. From the above measurement results, among the components of the mixed gas, the partial pressure of chlorine gas is used as a parameter, and if the partial pressure is set to an appropriate value that maximizes the relative value of all luminous flux,
It was confirmed that the ultraviolet light source can be operated under the optimum conditions.
【００２９】従来においては、前記したように、混合ガ
スの混合比／封入圧力などの条件により最適な封入条件
を調べていた。このため、例えば、混合比をパラメータ
として最適な混合比を求めようとしても、封入圧力によ
り混合ガスの各成分の分圧値が変化し、容易に最適条件
を求めることができなかった。例えば、図３の例におい
ては、混合比によらず図３から直ちに塩素ガスの分圧が
略０．２〜３．１ｔｏｒｒのとき最適条件となることが
分かるが、従来のように混合比をパラメータとして最適
条件を求めようとすると、その時の封入圧力により塩素
ガスの分圧が変わる。そのため、場合によっては上記の
塩素ガスの分圧範囲を逸脱することがある。しかしなが
ら、本発明のように塩素ガスの分圧範囲が決定されてい
ないので、最適な混合比を決定することが困難であっ
た。Conventionally, as described above, the optimum filling conditions have been investigated by the conditions such as the mixing ratio of mixed gas / filling pressure. Therefore, for example, even if an optimum mixing ratio is to be obtained using the mixing ratio as a parameter, the partial pressure value of each component of the mixed gas changes due to the filling pressure, and the optimum condition cannot be easily obtained. For example, in the example of FIG. 3, it can be seen from FIG. 3 that the optimum conditions are immediately obtained when the partial pressure of chlorine gas is approximately 0.2 to 3.1 torr, regardless of the mixing ratio. When trying to obtain the optimum condition as a parameter, the partial pressure of chlorine gas changes depending on the filling pressure at that time. Therefore, in some cases, the above partial pressure range of chlorine gas may be exceeded. However, since the partial pressure range of chlorine gas is not determined as in the present invention, it is difficult to determine the optimum mixing ratio.
【００３０】一方、封入全圧力をパラメータとして、全
光束相対値を最大とする封入全圧力を求めようとして
も、混合比により混合ガス中の各成分ガスの分圧が変わ
るので、最適な封入圧力を簡単に決定することは困難で
あった。これに対し、上記したように混合ガス中のエキ
シマ分子の生成に支配的な塩素ガスに着目し、塩素ガス
の分圧により条件を規定すれば、最適条件を画一的に決
定することができ、最適条件で動作する紫外線光源を容
易に設計することができる。On the other hand, even if an encapsulation total pressure that maximizes the relative value of all luminous fluxes is obtained using the encapsulation total pressure as a parameter, the partial pressure of each component gas in the mixed gas changes depending on the mixing ratio, so the optimum encapsulation pressure Was difficult to determine easily. On the other hand, as described above, focusing on the chlorine gas that is dominant in the generation of excimer molecules in the mixed gas and defining the conditions by the partial pressure of the chlorine gas, the optimum conditions can be uniformly determined. It is possible to easily design an ultraviolet light source that operates under optimum conditions.
【００３１】なお封入圧力がある一定の値になるよう、
緩衝ガスであるネオンの封入量を調整しながら、前記と
同様にクリプトンガス／塩素ガスの混合比やキセノンガ
ス／塩素ガスの混合比を変化させて全光束相対値を測定
してみた。その結果、様々な封入圧力の値にかかわら
ず、前記の如く塩素ガスの分圧をパラメータとし、該分
圧を全光束相対値を最大とする適切な値を選定すれば、
最適条件で紫外線光源を動作させることが確認できた。It should be noted that the filling pressure should be a constant value.
The total luminous flux relative value was measured by changing the mixing ratio of krypton gas / chlorine gas and the mixing ratio of xenon gas / chlorine gas in the same manner as described above while adjusting the filling amount of neon as a buffer gas. As a result, regardless of the values of various enclosed pressures, if the partial pressure of chlorine gas is used as a parameter as described above and an appropriate value that maximizes the relative value of the total luminous flux is selected,
It was confirmed that the ultraviolet light source was operated under the optimum conditions.
【００３２】最適な塩素ガス分圧の値の範囲は、緩衝ガ
スを封入しない前記の場合と同様であった。The optimum range of the partial pressure of chlorine gas was the same as in the above case in which no buffer gas was enclosed.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、励起手段を用いて生成したエキシマ分子からの紫外
線を取り出す紫外線光源において、塩素ガスの分圧をパ
ラメータとして、封入条件を決定しているので、紫外線
光源を最適条件で動作させることができる。As described above, in the present invention, in the ultraviolet light source for extracting the ultraviolet light from the excimer molecule generated by using the excitation means, the filling condition is determined by using the partial pressure of chlorine gas as a parameter. Therefore, the ultraviolet light source can be operated under optimum conditions.
【００３４】特に、混合ガスがクリプトンガスおよび塩
素ガスを含む場合には、塩素ガスの分圧を０．２乃至
３．１ｔｏｒｒ（２５°Ｃ基準）の範囲内とし、また、
混合ガスがキセノンガスおよび塩素ガスを含む場合に
は、塩素ガスの分圧を０．６乃至５ｔｏｒｒ（２５°Ｃ
基準）の範囲内とすることにより、上記混合ガスを封入
した紫外線光源を最適条件で動作させることができる。Particularly, when the mixed gas contains krypton gas and chlorine gas, the partial pressure of chlorine gas is within the range of 0.2 to 3.1 torr (25 ° C. standard), and
When the mixed gas contains xenon gas and chlorine gas, the partial pressure of chlorine gas is 0.6 to 5 torr (25 ° C.
By setting it within the range of (standard), the ultraviolet light source in which the above mixed gas is sealed can be operated under optimum conditions.
【００３５】また、上記励起手段をマイクロ波とするこ
とにより、電極をもたない簡単な形状のバルブを用い
て、比較的簡単な装置で紫外線を放射させることができ
る。Further, by using a microwave as the exciting means, it is possible to radiate the ultraviolet rays with a relatively simple device by using a simple bulb having no electrode.
【図１】本発明の実施例の紫外線照射装置の概略構成を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultraviolet irradiation device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の紫外線照射装置のＶ−Ｖ線に沿った断面
図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line VV of the ultraviolet irradiation device of FIG.
【図３】塩素分圧とクリプトン塩素エキシマ全光束相対
値の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a chlorine partial pressure and a krypton chlorine excimer total luminous flux relative value.
【図４】塩素分圧とキセノン塩素エキシマ全光束相対値
の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a partial pressure of chlorine and a relative value of total luminous flux of xenon chlorine excimer.
１ バルブ ２ マイクロ波空胴 ３ マイクロ波空胴壁 ４ マイクロ波結合手段 ５ マグネトロン ６ 導波管 ７ メッシュ 1 Valve 2 Microwave Cavity 3 Microwave Cavity Wall 4 Microwave Coupling Means 5 Magnetron 6 Waveguide 7 Mesh
Claims (4)
しくはキセノンガスを含む混合ガスを封入し、 励起手段を用いて上記混合ガスからエキシマ分子を生成
して、該エキシマ分子からの紫外線を取り出す紫外線光
源において、 上記塩素ガスの分圧を選定することにより混合ガスの封
入条件を設定したことを特徴とする紫外線光源。1. An ultraviolet light source in which a mixed gas containing chlorine gas and krypton gas or xenon gas is enclosed in a bulb, excimer molecules are generated from the mixed gas by using an excitation means, and ultraviolet rays from the excimer molecule are taken out. 2. The ultraviolet light source, wherein the conditions for enclosing the mixed gas are set by selecting the partial pressure of the chlorine gas.
合ガスを封入した請求項１の紫外線光源において、 塩素ガスの分圧を０．２乃至３．１ｔｏｒｒ（２５°Ｃ
基準）の範囲内にしたことを特徴とする紫外線光源。2. The ultraviolet light source according to claim 1, wherein a mixed gas containing krypton gas and chlorine gas is enclosed, and the partial pressure of chlorine gas is 0.2 to 3.1 torr (25 ° C.).
An ultraviolet light source characterized by being within the range of (standard).
ガスを封入した請求項１の紫外線光源において、 塩素ガスの分圧を０．６乃至５ｔｏｒｒ（２５°Ｃ基
準）の範囲内にしたことを特徴とする紫外線光源。3. The ultraviolet light source according to claim 1, wherein a mixed gas containing xenon gas and chlorine gas is enclosed, wherein the partial pressure of chlorine gas is within the range of 0.6 to 5 torr (25 ° C. standard). Ultraviolet light source.
段がマイクロ波であることを特徴とする請求項１，２ま
たは請求項３の紫外線光源。4. The ultraviolet light source according to claim 1, wherein an electrode is not arranged in the bulb and the excitation means is a microwave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7013394A JPH08203476A (en) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Ultraviolet ray source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7013394A JPH08203476A (en) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Ultraviolet ray source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203476A true JPH08203476A (en) | 1996-08-09 |
Family
ID=11831904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7013394A Pending JPH08203476A (en) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | Ultraviolet ray source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08203476A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021133941A (en) * | 2020-02-25 | 2021-09-13 | ウシオ電機株式会社 | Storage container |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP7013394A patent/JPH08203476A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021133941A (en) * | 2020-02-25 | 2021-09-13 | ウシオ電機株式会社 | Storage container |
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