(57)【要約】本発明は、封入ガスで満たされた放電容器（２）と、真空内又は低圧領域内に配置され、電子（１２）を発生しこれらの電子を入口箔（８）を経て放電容器（２）内へ進入させる電子ビーム源（４）とを備える光源に関する。本発明では、前記入口箔（８）はダイヤモンド層で構成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
封入ガスで満たされた放電容器と、真空内又は低圧領域内に配置され、電子を発生しこれらの電子を入口箔を経て放電容器内へ進入させる電子ビーム源とを備える光源において、前記入口箔はダイヤモンド層で構成したことを特徴する光源。
【請求項２】
前記ダイヤモンド層は１００μｍ以下、特に５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の光源。
【請求項３】
前記ダイヤモンド層は枠を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光源。
【請求項４】
前記ダイヤモンド層は金属ろう付け層を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光源。
【請求項５】
前記ダイヤモンド層は有機接着層を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光源。
【請求項６】
前記電子ビーム源は熱電子放出エミッタを備えることを特徴とする請求項１記載の光源。
【請求項７】
前記電子ビーム源は電界放出エミッタを備えることを特徴とする請求項１記載の光源。
【請求項８】
光源用の箔を製造する方法であって、
炭素原子を基板上に堆積してダイヤモンド箔を形成するステップと、
前記基板の一部分を基板の残部がダイヤモンド箔の枠を形成するようにエッチングするステップと、
を備えることを特徴とする光源用箔の製造方法。
【請求項９】
光源用の箔を製造する方法であって、
炭素原子を基板上に堆積してダイヤモンド箔を形成するステップと、
該ダイヤモンド箔を前記基板から取り外すステップと、
該ダイヤモンド箔を枠にろう付けするステップと、
を備えることを特徴とする光源用箔の製造方法。
【請求項１０】
光源用の箔を製造する方法であって、
炭素原子を基板上に堆積してダイヤモンド箔を形成するステップと、
該ダイヤモンド箔を前記基板から取り外すステップと、
該ダイヤモンド箔を枠に接着するステップと、
を備えることを特徴とする光源用箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封入ガスで満たされた放電容器と、真空内又は低圧領域内に配置され、電子を発生しこれらの電子を入口箔を経て放電容器内へ進入させる電子ビーム源とを備える光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記電子ビーム源（以後電子銃ともいう）はイオン化された残留ガスによる陰極の破壊を避けるために高真空内で動作する。電子銃が存在する真空と大気圧に近い放電容器のガス空間との間に極薄の入口箔が張られ、該入口箔を通過する電子ビームは殆どエネルギー損失を受けない。封入ガスで満たされた放電容器を備え、該放電容器内に薄い入口箔を経て電子銃から電子が進入されるこのような光源は米国特許明細書（ＵＳＰＳ）６，０５２，４０１号から既知である。その入口箔（以後入口膜ともいう）は、約１ｍｍの幅及び所用の任意の長さを有する、数バルの圧力差に耐える約３００ｎｍ厚の窒化珪素膜である。しかし、これまで使用されている窒化珪素膜は、それらの限定された長さ、低耐腐食性、低熱伝導率及び限定された電子ビーム下での動作安定性のために、それぞれの光源の寿命，サイズ、形状及び封入ガスを制限する要因を構成している。約１ｍｍの幅とすると、このような箔は約２バルの圧力差で破れ、３〜４バルの圧力を可能にするには箔の幅を０．７ｍｍに縮小するしかなく、これは不所望である。しかし、４〜８バルの高い動作圧力が特に軽希ガスを用いる動作に望まれる。かなり大きな耐圧性の箔も放電領域を拡大するために必要とされる。フッ素を含む封入ガスの使用の結果生ずる強い箔腐食がこのような光源がまだ実現されない原因である。箔領域におけるガス空間内でかなりの熱発生が生起するため、これまで使用されているビーム電流は制限される。その理由は、箔材料はこの熱を十分に移動し得ないためである。窒化珪素膜の低スパッタ抵抗はランプの寿命及びビーム電流を強く制限する。
【発明の開示】
【０００３】
従って、本発明の目的は改善された光源を提供することにある。特に、箔を改善するとともに放電容器内への流入状態を改善することにある。
【０００４】
この目的は請求項１に記載された特徴により達成される。本発明では、注入箔をダイヤモンド層で構成する。本発明は、従来の欠点を回避するために、光源を上記のように薄いダイヤモンド膜を用いて構成する。５ｍｍ×１．５ｍｍの寸法及び２μｍの厚さを有するダイヤモンド箔は８バル以上の圧力差に耐え得る。円形箔に対しては、経験から言って、その圧力抵抗ΔＰ（バル単位）は窓箔の厚さｄ(μｍ単位)をその直径Ｄ（ｃｍ単位）で割った値、即ち
ΔＰ[bar]＝ｄ[μｍ]/Ｄ[cm]
で与えられる。
【０００５】
従って、１ｃｍの直径を有する１μｍの厚さのダイヤモンド箔に対して１バルの破裂圧力が生じる。従って、ダイヤモンド箔を用いると大きな容積を照射することができ、これに対応して高出力の光源を構成することができる。室温におけるダイヤモンドの熱伝導率は他の任意の材料より高い。これにより箔への熱負荷が軽減される。ダイヤモンドはまたフッ素を含むガス混合物に耐えるので、例えばＡｒＦ又はＫｒＦ放電を可能とする。
【０００６】
電子ビーム源は熱電子放出エミッタを備えるものとするのが好ましい。これはホットエレクトロンエミッタとし、例えばタングステン線を使用する。
【０００７】
電子ビーム源は電界放出エミッタを備えるものとするのも好ましい。電界放出エミッタは、例えばカーボンナノチューブに基づいて構成することができる。電界放出エミッタ、例えばカーボンナノチューブ、は広い表面領域に亘って電子放出させることができるため、大きな窓或いは細長いスロット構造をこの種の電子源で一様に照射することができる。
【０００８】
本発明のよりよい理解のために、本発明の実施例を図面を参照して以下に詳細に説明する。
図１は、放電容器２と、電子ビーム源４が配置された高真空室３とを備える光源１（以後ガス放電ランプともいう）を示す。放電容器２と高真空室３とは内部壁５で分離されている。壁５は枠７を有する入口窓６と箔８を備える。電子ビーム源４は熱陰極９と、ウェネルト円筒１０と、リング陽極１１とを備える。電子１２は熱陰極９から放出され、ウェネルト円筒１０の開口１３を通過して加速領域１４に入る。ここで電子１２はリング陽極１１に向け加速され、該陽極１１を約１０ｋｅＶのエネルギーで通過する。次いで電子は約１マイクロメートルの厚さのダイヤモンドの入口箔８を通過して放電容器２のガス空間１５内に進入する。電子１２は、ダイヤモンド箔８を通過するとき、そのエネルギーの１０％以下が失われ、残りがガス空間１５内に局部的に強く制限された態様で堆積される。前記ガス空間は１００mbarのキセノンで満たされている。約１７０ｎｍの発生連続ＵＶ放射が放電容器２の内壁面に設けられた蛍光体により可視光に変換される。ガス空間１５内に外部から導入された負電荷は導電版１６を経て外部電流回路へ流出させる必要がある。
【０００９】
図２及び図３は枠７とダイヤモンド箔８を有する入口窓６を示す。枠７は、その中心部分がエッチ除去され丸い開口１７が形成された支持体７であり、この開口は窓開口ともいう。箔８は支持体７上に配置される。このような光源１の構成に使用するダイヤモンド箔は気相成長により得ることができる。この気相成長中、炭素原子を支持体７(以後基板という)上に堆積し、箔８を形成するダイヤモンド層を形成する。ダイヤモンド窓６を製造するために、炭素原子をシリコン上に堆積し、次いで窓開口１７をエッチングにより形成する。或いは又、ダイヤモンド箔８を堆積処理に使用したもとの基板７から完全に取り外し、次いで、金属、合成樹脂又はガラスなどの所望の任意の材料からなる新しい窓枠７に接着剤で貼り付ける、又は活性ＡｇＣｕＴｉろう付け材を用いてろう付け技術により接合することができる。更に可能な窓枠材料は厚いダイヤモンド層、石英ガラス、及び極めて低い熱膨張係数を有する他の材料である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】入口箔を有する光源を示す断面図である。
【図２】ダイヤモンド窓を示す平面図である。
【図３】ダイヤモンド窓を示す側面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  光源
２  放電容器
３  高真空室
４  電子ビーム源
５  壁
６  入口窓
７  枠
８  箔
９  陰極
１０  ウェネルト円筒
１１  リング陽極
１２  電子
１３  開口
１４  加速領域
１５  ガス空間
１６  板
１７  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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