(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光維持プラズマにおける対流を制御するための装置であって、
照明を生成するように構成された照明源と、
ある体積のガスを含有するためのバルブを含むプラズマセルと、
前記バルブ内に含有された前記ある体積のガス内にプラズマを生成するために、前記照明源からの前記照明を前記ある体積のガスに集中させるように配置されたコレクタ素子と、を備え、
前記プラズマセルが前記コレクタ素子の凹状領域内に設置され、
前記コレクタ素子が、前記プラズマのプルームの一部を前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の領域に伝播するための開口を含む、装置。
【請求項２】
前記コレクタ素子の少なくとも頂部が、前記プラズマセルのプラズマ生成領域の上に配置され、前記コレクタ素子の前記少なくとも頂部の下にプラズマを生成するために前記照明源からの前記照明を前記ある体積のガスに集中させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コレクタ素子が、前記生成されたプラズマによって放出される広帯域照明を集光し、前記広帯域照明を１つ以上の追加の光学素子に向けるように配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コレクタ素子が、
楕円形のコレクタ素子を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記コレクタ素子の前記開口が、
前記コレクタ素子のほぼ頂部に位置づけられた開口を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記コレクタ素子の前記開口が、
前記コレクタ素子のほぼ頂点に位置づけられた開口を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記プラズマセルが前記コレクタ素子の前記開口内に配置され、前記プラズマセルの第１の部分が、前記コレクタ素子の前記凹状領域と熱連通しており、前記プラズマセルの第２の部分が、前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の前記領域と熱連通している、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の前記領域に位置づけられた外部プラズマ制御素子をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記外部プラズマ制御素子が、
外部プルーム捕捉素子を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記外部プラズマ制御素子が、
外部対流制御素子を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記外部プラズマ制御素子が、
外部温度制御素子を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記照明源が、
１つ以上のレーザを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記１つ以上のレーザが、
ダイオードレーザ、連続波レーザ、または広帯域レーザのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ガスが、
１つ以上の不活性ガスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記ガスが、
１つ以上の不活性でないガスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ガスが、
２つ以上のガスの混合物を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
光維持プラズマにおける対流を制御するための装置であって、
照明を生成するように構成された照明源と、
ある体積のガスを含有するための凹状領域を含むコレクタ素子であって、前記コレクタ素子の前記凹状領域によって含有される前記ある体積のガス内にプラズマを生成するために、前記照明源からの前記照明を前記ある体積のガスに集中させるように配置されたコレクタ素子と、を備え、
前記コレクタ素子が、前記プラズマのプルームの一部を前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の領域に伝播するための開口を含む、装置。
【請求項１８】
ガス格納構造をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
ガス循環システムをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記コレクタ素子の少なくとも頂部が、前記ある体積のガスの上に配置され、前記コレクタ素子の前記少なくとも頂部の下にプラズマを生成するために前記照明源からの照明を前記ある体積のガスに集中させるように構成される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記コレクタ素子が、前記生成されたプラズマによって放出される広帯域照明を集光し、前記広帯域照明を１つ以上の追加の光学素子に向けるように配置される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記コレクタ素子が、
楕円形のコレクタ素子を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
前記コレクタ素子の前記開口が、
前記コレクタ素子のほぼ頂部に位置づけられた開口を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記コレクタ素子の前記開口が、
前記コレクタ素子のほぼ頂点に位置づけられた開口を含む、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の前記領域に位置づけられた外部プラズマ制御素子をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項２６】
前記外部プラズマ制御素子が、
外部プルーム捕捉素子を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記外部プラズマ制御素子が、
外部対流制御素子を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記外部プラズマ制御素子が、
外部温度制御素子を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記照明源が、
１つ以上のレーザを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項３０】
前記１つ以上のレーザが、ダイオードレーザ、連続波レーザ、または広帯域レーザのうちの少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記ガスが、
１つ以上の不活性ガスを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項３２】
前記ガスが、
１つ以上の不活性でないガスを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項３３】
光維持プラズマにおける対流を制御するための方法であって、
コレクタ素子を提供することと、
前記コレクタ素子の凹状領域内に設置されたプラズマセル内にある体積のガスを含有させることと、
照明を前記プラズマセル内に含有された前記ある体積のガスに集中させることによって、前記プラズマセル内にプラズマを形成することと、
前記プラズマのプルームの一部を、前記コレクタ素子の開口を介して、前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の領域に伝播することと、を含む、方法。
【請求項３４】
前記コレクタ素子を提供することが、
コレクタ素子を、前記コレクタ素子の頂部が前記プラズマセルのプラズマ生成領域のほぼ上にあるように配置して提供することを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の前記領域に伝播された前記プルームの前記一部の１つ以上の特性を制御することをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
光維持プラズマにおける対流を制御するための方法であって、
コレクタ素子を提供することと、
前記コレクタ素子の凹状領域内にある体積のガスを含有させることと、
照明を前記コレクタ素子の凹状領域内に含有された前記ある体積のガスに集中させることによって、前記コレクタ素子の前記凹状領域内にプラズマを形成することと、
前記プラズマのプルームの一部を、前記コレクタ素子の開口を介して、前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の領域に伝播することと、を含む、方法。
【請求項３７】
前記コレクタ素子を提供することが、
コレクタ素子を、前記コレクタ素子の頂部がプラズマセルのプラズマ生成領域のほぼ上にあるように配置して提供することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記コレクタ素子の前記凹状領域の外部の前記領域に伝播された前記プルームの前記一部の１つ以上の特性を制御することをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、次に掲げる出願（複数可）（「関連出願」）からの最先の利用可能で有効な出願日（複数可）の利益に関連し、かつそれを主張する（例えば、仮特許出願以外の特許出願に関して最先の利用可能な優先日を主張する、または関連出願（複数可）のありとあらゆる親、祖父母、曾祖父母等の出願に関して、仮特許出願の３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）下での利益を主張する）。
関連出願
ＵＳＰＴＯ追加法的要件のために、本願は、米国仮特許出願、発明の名称：ＩＮＶＥＲＴＥＤＥＬＬＩＰＳＥ、発明者：ＩｌｙａＢｅｚｅｌ、ＡｎａｔｏｌｙＳｈｃｈｅｍｅｌｉｎｉｎ、ＭａｔｔｈｅｗＤｅｒｓｔｉｎｅ、ＫｅｎＧｒｏｓｓ、ＤａｖｉｄＳｈｏｒｔｔ、ＷｅｉＺｈａｏ、ＡｎａｎｔＣｈｉｍｍａｌｇｉ、及びＪｉｎｃｈｅｎｇＷａｎｇ、出願日：２０１３年３月２９日、出願第６１／８０６、７３９号の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【０００２】
本発明は概して、プラズマベースの光源に関し、より具体的には、プラズマベースの光源のプラズマの対流を制御することに役立つ逆コレクタ素子の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
限りなく小型のデバイス特徴を有する集積回路に対する需要が増加し続けるにつれて、これらの限りなく縮小し続けるデバイスの検査のために使用される改善された照明源に対する必要性が増大し続けている。１つのこのような照明源には、レーザ維持プラズマ源が含まれる。レーザ維持プラズマ光源は、高出力広帯域光をもたらすことが可能である。レーザ維持光源は、アルゴンまたはキセノンなどのガスを、光を放出可能なプラズマ状態に励起させるために、レーザ照射をある体積のガスに集中させることによって動作する。この効果は典型的に、プラズマを「ポンピングする」と称される。伝統的なレーザ維持プラズマ源におけるプラズマ生成体積の下の集光光学系の配向は、プラズマ対流がその源の内部部分に向けられるという結果につながる。伝統的な源は、伝統的な源の楕円形の集光系の内側の空間内に実装されるべき、対流制御、プルーム捕捉、及び温度制御を必要とする。現在実装されているシステムにおいては、プラズマバルブ及びプラズマ対流プルーム緩和の頂部の冷却にかなりの労力が向けられているが、これは集光光学系の上向きの配向からもたらされる幾何学的拘束によって制限される。プラズマバルブの頂部の空冷は、暖気を、レーザ及びプラズマ光伝播のために指定された体積の内側に伝播させ、空気の小刻みな動きの結果、さらなる騒音を発生させる。さらに、下方に向けられた空気のシャワーを介してプラズマバルブの頂部を冷却する現在の方法は、より冷たいバルブ部上に、より熱い空気を吹き付けることにつながる、空気の流れを自然対流の方向と逆行させることをもたらす。さらに、対流プルームがレーザ及びプラズマ光伝播のために指定された体積の内側に伝播する、バルブがないシステム設計には、大きな不安定性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０００３３８４号
【発明の概要】
【０００５】
したがって、上記に特定されたような不具合を治すためのシステム及び方法を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な実施形態によると、光維持プラズマにおける対流を制御するための装置が開示される。１つの実施形態において、本装置は、照明を生成するように構成された照明源を含んでもよい。別の実施形態において、本装置は、ある体積のガスを含有するためのバルブを含むプラズマセルを含んでもよい。別の実施形態において、本装置は、バルブ内に含有されたある体積のガス内にプラズマを生成するために、照明源からの照明をある体積のガスに集中させるように配置されたコレクタ素子を含んでもよい。１つの実施形態において、コレクタ素子は楕円形のコレクタ素子を含んでもよい。別の実施形態において、プラズマセルは、コレクタ素子の凹状領域内に設置される。別の実施形態において、コレクタ素子の少なくとも頂部は、プラズマセルのプラズマ生成領域の上に配置され、コレクタ素子の少なくとも頂部の下にプラズマを生成するために、照明源からの照明をある体積のガスに集中させるように構成される。別の実施形態において、コレクタ素子は、プラズマのプルームの一部をコレクタ素子の凹状領域の外部の領域に伝播するための開口を含んでもよい。別の実施形態において、開口は、コレクタ素子のほぼ頂部に位置づけられる。別の実施形態において、本装置は、コレクタ素子の凹状領域の外部の領域に位置づけられた外部プラズマ制御素子を含んでもよい。
【０００７】
本発明の追加の例示的実施形態によると、光維持プラズマにおける対流を制御するための装置が開示される。１つの実施形態において、本装置は照明を生成するように構成された照明源を含んでもよい。別の実施形態において、コレクタ素子はある体積のガスを含有するための凹状領域を含んでもよい。別の実施形態において、コレクタ素子は、コレクタ素子の凹状領域によって含有されるある体積のガス内にプラズマを生成するために、照明源からの照明をある体積のガスに集中させるように配置される。１つの実施形態において、コレクタ素子は楕円形のコレクタ素子を含んでもよい。別の実施形態において、コレクタ素子の少なくとも頂部はある体積のガスの上に配置され、コレクタ素子の少なくとも頂部の下にプラズマを生成するために、照明源からの照明をある体積のガスに集中させるように構成される。別の実施形態において、コレクタ素子は、プラズマのプルームの一部をコレクタ素子の内部領域の外部の領域に伝播するための開口を含んでもよい。別の実施形態において、開口はコレクタ素子のほぼ頂部に位置づけられる。別の実施形態において、本装置はコレクタ素子の凹状領域の外部の領域に位置づけられた外部プラズマ制御素子を含んでもよい。
【０００８】
本発明の例示的な実施形態によると、光維持プラズマにおける対流を制御するための方法が開示される。１つの実施形態において、本方法は、コレクタ素子を提供することと、コレクタ素子の凹状領域内に設置されたプラズマセル内にある体積のガスを含有させることと、照明をプラズマセル内に含有されたある体積のガスに集中させることによって、プラズマセル内にプラズマを形成することと、プラズマのプルームの一部を、コレクタ素子の開口を介して、コレクタ素子の凹状領域の外部の領域に伝播することと、を含んでもよい。
【０００９】
本発明の追加の例示的実施形態によると、対流に基づく収差を修正するための方法が開示される。１つの実施形態において、本方法は、コレクタ素子を提供することと、コレクタ素子の凹状領域内にある体積のガスを含有させることと、照明をコレクタ素子の凹状領域内に含有されたある体積のガスに集中させることによって、コレクタ素子の凹状領域内にプラズマを形成することと、プラズマのプルームの一部を、コレクタ素子の開口を介して、コレクタ素子の凹状領域の外部の領域に伝播することと、を含んでもよい。
【００１０】
先述の一般的な記載及び後述の詳細な記載は両方とも、例示及び説明するものにすぎず、特許請求される本発明を必ずしも制限するものではないことが理解されるべきである。本明細書に組み込まれその一部をなす添付の図面は、一般的な記載とともに本発明の実施形態を図示し、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本開示の多くの利点は、添付の図面を参照することによって、当業者により良く理解され得る。
【図１Ａ】は、本発明の１つの実施形態による、光維持プラズマにおける対流を制御するためのシステムのハイレベル概略図である。
【図１Ｂ】は、本発明の１つの実施形態による、光維持プラズマにおける対流を制御するためのシステムのコレクタ素子及びプラズマセルのハイレベル概略図である。
【図１Ｃ】は、本発明の１つの実施形態による、光維持プラズマにおける対流を制御するためのバルブがないシステムのハイレベル概略図である。
【図２】本発明の１つの実施形態による、光維持プラズマにおける対流を制御するための方法を示すフロー図である。
【図３】は、本発明の１つの実施形態による、光維持プラズマにおける対流を制御するための方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付の図面に示される、開示された主題に対して詳細に参照がなされる。
【００１３】
図１Ａ〜図３を参照すると、本開示による、光維持プラズマにおける対流を制御するためのシステム及び方法が開示される。本発明の実施形態は、逆コレクタ／リフレクタ素子を光維持プラズマ光源に実装することに関する。本発明のプラズマ光源のコレクタ素子の反転は、プラズマプルームを、コレクタ素子の開口を介して、源のプラズマ領域からコレクタ境界の外側の領域に伝播させる。コレクタ素子の開口がコレクタ素子の頂点に、または頂点付近に位置される実施形態において、プルームは開口を通って、コレクタ素子の内部領域の上部かつ外部の領域へと上方に容易に伝播する（例えば、プラズマバルブ内で伝播する、またはバルブのない環境で伝播する）。このような構成は、コレクタ素子の外部の位置における任意の数のプラズマ制御機構の実装を可能にする。例えば、プラズマ制御機構は、ガス及び／またはプルーム冷却及び／または加熱、対流制御、及び／またはプルーム捕捉及び／または方向変更を含んでもよいが、これらに限定されない。コレクタ素子の内部領域の外部の領域におけるプラズマ制御の実装は、種々のプラズマ制御デバイス及びアーキテクチャをシステムの光学活性領域から除去する役割を果たし、それによって、システム内の幾何学的制約を軽減することが、本明細書において留意される。
【００１４】
図１Ａ〜図１Ｂは、本発明の１つの実施形態による、光維持プラズマセルにおけるプラズマの対流制御の支援に適したシステム１００を示す。不活性ガス種内でのプラズマの生成は、その全体が本明細書に組み込まれている、２００７年４月２日に出願された米国特許出願第１１／６９５，３４８号と、２００６年３月３１日に出願された米国特許出願第１１／３９５，５２３号に概して記載されている。種々のプラズマセル設計及びプラズマ制御機構は、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれている、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０号に記載されている。
【００１５】
１つの実施形態において、システム１００は、選択された波長の照明を生成するように構成された照明源１１２（例えば、１つ以上のレーザ）を含む。別の実施形態において、システム１００は、プラズマを生成するためのプラズマセル１０４を含む。別の実施形態において、プラズマセル１０４は、適切な照明を吸収する際、プラズマの生成に適した選択されたガス（例えば、アルゴン、キセノン、水銀など）を含有するためのバルブ１０５を含む。１つの実施形態において、照明源１１２からの照明１１４をある体積のガス１０３に集中させることは、エネルギーをバルブ１０５内のガスまたはプラズマの１つ以上の選択された吸収線を通して吸収させ、それによって、プラズマを生成または維持するために、ガス種を「ポンピングする」。別の実施形態において、図示はされないが、プラズマセル１０４は、プラズマ１０６を起こすための電極のセットを含んでもよく、それによって照明源１１４は、電極による点火の後でプラズマを維持する。
【００１６】
別の実施形態において、システム１００は照明源１１２から発する照明をプラズマセル１０４のバルブ１０５内に含有されたある体積のガス１０３に集中させるように構成されたコレクタ／リフレクタ素子１０２（例えば、楕円形のコレクタ素子）を含む。コレクタ素子１０２は、照明源１１２から発する照明を、プラズマセルのバルブ１０５内に含有されたある体積のガス１０３に集中させるのに適した技術において既知であるいずれかの物理的な構成を呈してもよい。１つの実施形態において、コレクタ素子１０２は、照明１１４を照明源１１２から受けて、照明１１４をバルブ１０５内に含有されたある体積のガス１０３に集中させるのに適した反射内面１１１を備えた凹状領域１０９を含み得る。例えば、コレクタ素子１０２は、図１Ｂに示されるように、反射内面１１１を有する楕円形のコレクタ素子１０２を含んでもよい。別の実施形態において、コレクタ素子１０２は、プラズマ１０６によって放出される広帯域照明を収集し、広帯域照明を１つ以上の追加の光学素子（例えば、ホモジナイザ１２６）に向けるように配置される。
【００１７】
１つの実施形態において、コレクタ素子１０２は、図１Ｂに示されるように、コレクタ素子１０２の頂部がプラズマセル１０４のプラズマ生成領域の上に位置づけられるように、配置される。別の実施形態において、コレクタ素子１０２は、コレクタ素子１０２の少なくとも頂部の下にプラズマ１０６を生成するために、照明源１１２からの照明１１４をある体積のガス１０３に集中させるように配置される。例えば、図１Ｂに示されるように、コレクタ素子１０２の少なくとも頂点は、バルブ１０５の一部（例えば、プラズマ生成部分）の上に位置づけられる。これに関して、凹状領域１０９の内面１１１は、照明源１０２からの照明１１４をプラズマセル１０４のバルブ１０５に向けて下方向に向けるように配置される。
【００１８】
１つの実施形態において、コレクタ素子１０２は、バルブ１０５内で生成されたプラズマ１０６のプルーム１０７の一部を収集素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０に伝播するための開口１０８を含む。１つの実施形態において、図１Ｂに示されるように、プラズマセル１０４の一部は、開口１０８を通過するように位置づけられてもよい。例えば、図１Ｂに示されるように、プラズマセル１０４のバルブ１０５は、開口１０８を通過するように位置づけられてもよい。例えば、バルブ１０５の第１の部分はコレクタ素子１０２の凹状領域１０９または内部領域内に位置してもよい一方、第２の部分はコレクタ素子１０２の外部の領域１１０に位置してもよい。これに関して、バルブ１０５に含有されたガスまたはプラズマは、コレクタ素子１０２の片側（例えば、コレクタ素子の内側）から反対側（例えば、コレクタ素子の外側）に横切ってもよく、コレクタ素子１０２の内部及び外部領域間の対流を許す。
【００１９】
１つの実施形態において、プラズマセル１０４はコレクタ素子１０２の開口１０８内に配置される。１つの実施形態において、プラズマセル１０４はコレクタ素子１０２の開口１０８内に設置される。別の実施形態において、プラズマセル１０４の第１の部分はコレクタ素子１０２の凹状領域１０９と熱連通して取り付けられる一方、プラズマセル１０４の第２の部分はコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０と熱連通して取り付けられる。別の実施形態において、プラズマセル１０４のバルブ１０５の第１の部分はコレクタ素子１０２の凹状領域１０９と熱連通して取り付けられる一方、プラズマセル１０４のバルブ１０５の第２の部分はコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０と熱連通して取り付けられる。
【００２０】
１つの実施形態において、開口１０８は、ほぼコレクタ素子１０２の頂部に位置づけられる。別の実施形態において、開口１０８は、コレクタ素子の頂点に、またはその付近に位置づけられる。例えば、楕円形のコレクタ素子の場合、図１Ｂに示されるように、開口１０８は、楕円形のコレクタ素子の頂点に、またはその付近に位置づけられ得る。本発明が、開口１０８をコレクタ素子１０２の頂点に、またはその付近に位置づけることに限定されないことが本明細書において留意される。プルーム１０７の一部をコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の外部領域１１０に伝播させるために、１つの開口１０８、または複数の開口が、コレクタ素子１０２の壁に沿った種々の位置に位置づけられてもよいことが本明細書においてさらに認識される。
【００２１】
プラズマセル１０４のバルブ１０５は、開口を凹状領域１０９と領域１１０の間を横切るのに適した技術において既知であるいずれかの形状を呈してもよい。例えば、図１Ｂに示されるように、バルブ１０５は細長い形状を有してもよいが、必ずしも有さなくてよい。
【００２２】
開口１０８をコレクタ素子１０２の頂部に位置づけることに沿ったコレクタ素子１０２の逆配向が、プラズマセル１０４のバルブ１０５の改善された熱制御を提供することが本明細書において留意される。この点において、凹状領域１０９の外側のバルブ（例えば、バルブの頂部）の少なくとも一部の位置付けは、バルブを冷却することに役立つ。さらに、凹状領域１０９の外側のプルーム１０７の伝播は、プラズマプルーム１０７の衝撃を緩和するのに役立つ。
【００２３】
別の実施形態において、図１Ｂに示されるように、システム１００は１つ以上の外部プラズマ制御素子１２８を含む。１つの実施形態において、外部プラズマ制御素子１２８は、コレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０に設置される。１つの実施形態において、図１Ｂに示されるように、外部プラズマ制御素子１２８は、プラズマセル１０４のバルブ１０５内に設置される。別の実施形態において、図示はされないものの、外部プラズマ制御素子１２８は、プラズマセル１０４のバルブ１０５の外側に設置される。例えば、外部プラズマ制御素子１２８は、プラズマバルブ１０５の外壁に装着されてもよい、またはプラズマバルブ１０５の最も近くに設置されてもよい。
【００２４】
１つの実施形態において、外部プラズマ制御素子１２８は、プラズマ１０６の１つ以上の特性を制御するための技術において既知の任意のプラズマ制御素子を含んでもよい。
【００２５】
１つの実施形態において、外部プラズマ制御素子１２８は外部温度制御素子を含む。例えば、外部温度制御素子は、プラズマセル１０４のプラズマバルブ１０５の内側または外側に設置されてもよい。外部温度制御素子は、プラズマセル１０４、プラズマ１０６及び／またはプラズマプルーム１０７の温度を制御するために使用される技術において既知の任意の温度制御素子を含んでもよい。
【００２６】
１つの実施形態において、外部温度制御素子は、熱エネルギーをコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の媒体に伝達することによって、プラズマセル１０４のプラズマバルブ１０５及び／またはプラズマ１０６によって生成されたプルーム１０７を冷却するのに利用されてもよい。１つの実施形態において、外部温度制御素子は、プラズマバルブ１０５を冷却するための冷却素子を含んでもよいが、それに限定されない。１つの実施形態において、外部温度制御素子は、バルブ１０５（またはプルーム１０７）からの熱エネルギーをコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の媒体１１０に伝達するための熱伝達素子を含んでもよい。例えば、外部の温度制御ユニットは、プラズマバルブ１０５の１つ以上の部分（例えば、バルブ壁、バルブなどの内部の電極）と熱連通している熱パイプ（図示せず）を含んでもよいが、それに限定されない。さらに、熱パイプは、熱交換器（図示せず）と熱連通して取り付けられてもよい。この点において、熱パイプは、プラズマバルブの内部からの熱エネルギーをコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域に設置された熱交換器に伝達してもよい。熱交換器は、熱パイプから受け取った熱エネルギーをプラズマバルブ１０５の外部の媒体（例えば、ヒートシンク）及びコレクタ素子１０２の凹状領域１０９に伝達するようにさらに構成されてもよい。別の実施形態において、熱パイプは、ガスをプラズマバルブ１０５のプラズマ領域１０６から上昇させることによって生成されるプルーム１０７からの熱エネルギーを、熱交換器を介してコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の媒体に伝達するように構成される。
【００２７】
別の実施形態において、バルブ１０５は、バルブ１０５の１つ以上の部分に結合された１つ以上の受動熱伝達素子を含んでもよい。例えば、１つ以上の受動熱伝達素子は、バルブから外への熱伝達を促進するために高温プラズマ１０６からの熱エネルギーをプラズマセル１０４の一部（例えば、バルブの一番上の電極）に伝達するように配置されたバッフル、シェブロンまたはフィンを含んでもよいが、それらに限定されない。
【００２８】
別の実施形態において、外部温度制御素子は、プラズマセル１０４のプラズマバルブ１０５を熱するために利用されてもよい。例えば、外部温度制御素子は、プラズマバルブと熱連通しているヒーターまたは熱伝達素子（例えば、外部媒体からバルブ１０５への熱パイプ伝達熱エネルギー）を含んでもよく、かつ、熱エネルギーをプラズマバルブに伝達するように構成されてもよい。例えば、外部温度制御素子は、ヒーターまたはプラズマバルブ１０５の内側またはプラズマバルブ１０５の外側に設置された熱伝達素子を含んでもよい。
【００２９】
熱伝達素子の利用は、その全体が上述の参照することにより組み込まれている、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０に概して記載される。熱伝達素子の利用も、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれている、２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７に概して記載される。
【００３０】
別の実施形態において、外部プラズマ制御素子１２８は、外部対流制御素子を含む。例えば、外部対流制御素子は、プラズマセル１０４のプラズマバルブ１０５の内側または外側に設置されてもよい。外部対流制御素子は、プラズマセル１０４における対流を制御するために使用される技術で既知の任意の対流制御デバイスを含んでもよい。例えば、外部対流制御素子は、プラズマセル１０４のプラズマバルブ１０５内の対流の制御に適した１つ以上のデバイス（例えば、プラズマセル１０４内に位置づけられる構造）を含んでもよい。例えば、対流を制御するための１つ以上の構造は、プラズマセル１０４の高温プラズマ領域１０６からの熱ガス流をガラスバルブ１０５のより冷たい内面に激突させる方法で、プラズマバルブ１０５内に配置されてもよい。この点において、１つ以上の構造は、高温ガスによって生じるバルブ１０５への被害を最小限にする、または少なくとも減少させるプラズマバルブ１０５内の領域に対流を向ける方法で構成されてもよい。
【００３１】
対流制御デバイスの利用は、その全体が上述の参照することにより組み込まれている、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０に概して記載される。対流制御デバイスの利用も、その全体が上述の参照することにより組み込まれている、２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７に概して記載される。
【００３２】
別の実施形態において、外部プラズマ制御素子１２８は、外部プルーム捕捉素子を含む。例えば、外部プルーム捕捉素子は、プラズマセル１０４のプラズマバルブ１０５の内側または外側に設置されてもよい。外部のプルーム制御素子は、プラズマセル１０４内のプラズマ１０６のプルーム１０７を捕捉する、またはその方向を変更するために使用される技術において既知の任意のプルーム制御デバイスを含んでもよい。例えば、外部のプルーム捕捉素子は、プラズマセル１０４のバルブ１０５内でプラズマ領域１０６から発散する対流プルームを捕捉し、かつ、その方向を変更するのに適した凹状部分を有する１つ以上のデバイスを含んでもよい。例えば、外部のプルーム捕捉素子は、プラズマセル１０４のバルブ１０５内でプラズマ領域１０６から発散する対流プルームを捕捉し、及び／または方向を変更するのに適した凹状部分または中空部分を有するプラズマセル１０４のプラズマバルブ１０５内に設置された１つ以上の電極（例えば、一番上の電極）を含んでもよい。
【００３３】
プルーム捕捉デバイスの利用は、その全体が上述の参照することにより組み込まれている、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０に概して記載される。プルーム捕捉デバイスの利用も、その全体が上述の参照することにより組み込まれている、２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７に概して記載される。
【００３４】
図１Ｃは、本発明の１つの実施形態による、プラズマの対流制御の支援に適したシステム１５０を示す。システム１５０が、プラズマバルブを使用せずにプラズマの生成に適していることが本明細書において留意される。この点において、システム１５０は、本明細書において、「バルブのない」システム設計として言及されてもよい。システム１００について先に本明細書において提供された種々の実施形態及び説明は、特に断りのない限り、システム１５０にまで及ぶと解釈されることがさらに留意される。
【００３５】
１つの実施形態において、コレクタ素子１０２は、プラズマを生成するのに適したある体積のガスの、格納構造を含有する、または少なくともそれに貢献するように構成される。別の実施形態において、コレクタ素子１０２は、少なくともコレクタ素子１０２の凹状領域１０９によって含有されるある体積のガス１５３内でプラズマ１０６を生成する、または少なくとも維持するために、照明源１１２からの照明１１４をある体積のガス１５３に集中させるように配置される。別の実施形態において、コレクタ素子１０２は、プラズマ１０６によって放出される広帯域照明を集光し、かつ、広帯域照明を１つ以上の追加の光学素子（例えば、ホモジナイザ１２６）に向けるように配置される。
【００３６】
１つの実施形態において、システム１５０はガス格納構造１５２を含む。別の実施形態において、ガス格納構造１５２はコレクタ素子１０２に動作可能に結合される。例えば、図１Ｃに示されるように、コレクタ素子は内側格納構造１５２の上部に設置される。別の実施形態において、図示しないものの、コレクタ素子は、格納構造１５２の上部に設置されてもよい。本発明にしたがって、システム１５０がプラズマを開始する及び／または維持するのに適したいくつかのバルブのない構成を包含し得るため、本発明が図１Ｂのシステム１５０の上記の記載または図示に限定されないことが、本明細書において留意される。バルブのないレーザ維持プラズマ光源は、その全体が上述の参照することにより組み込まれている、２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７に概して記載される。
【００３７】
本明細書において先に記載されたように、システム１５０は、プラズマ１０６のプルーム１０７の一部をコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０に伝播するための開口１０８を含む。この点において、コレクタ素子１０２内に含有されるガスまたはプラズマは、開口１０８を介してコレクタ素子１０２の一側（例えば、コレクタ素子の内側）から反対側（例えば、コレクタ素子の外側）に横切ってもよく、コレクタ素子１０２の内部及び外部領域間で対流を許す。
【００３８】
別の実施形態において、システム１５０はガス循環システム１５８を含む。例えば、ガス循環システム１５８は、外部の領域１１０からのガスを内部凹状領域１０９に伝達し得る。この点において、ガス循環システム１５８は、（プルーム１０７から媒体（例えば、ヒートシンク）への熱伝達の後）冷却ガスを伝達して、内部凹状領域１０９のプラズマ生成領域１０６に戻し得る。別の実施形態において、図示しないものの、ガス循環システム１２８は、ガスの循環を促進するための１つ以上のガスポンプを含んでもよい。
【００３９】
別の実施形態において、システム１５０は、ガス格納構造１５２に結合され、照明源１１２からの入射照明１１４をある体積のガス格納構造１５２及びコレクタ素子１０２の凹状領域１０９に入射させるように配置された１つ以上のウィンドウ１５４を含む。ウィンドウ１５４は、格納構造１５２の内側の照明源１１２からのレーザ光などの光を送信するのに適した技術において既知の、任意のウィンドウ材を含んでもよい。
【００４０】
１つの実施形態において、図１Ｃには図示していないものの、システム１５０は外部プラズマ制御素子を含んでもよい。１つの実施形態において、先に本明細書に記載されるように、外部プラズマ制御素子はコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０に位置づけられてもよい。１つの実施形態において、システム１５０の外部プラズマ制御素子は、システム１５０などのバルブのないシステムにおけるプラズマ１０６の１つ以上の特性を制御するための技術において既知の、任意のプラズマ制御素子を含んでもよい。１つの実施形態において、システム１５０の外部プラズマ制御素子は、ガス格納構造１５２の一部分、コレクタ素子１０２の外部の壁の一部分及び／またはガス循環システム１５８の一部分の上に、またはそれらと一体化して設置され得る。
【００４１】
１つの実施形態において、システム１５０の外部プラズマ制御素子は、外部温度制御素子を含んでもよい。例えば、本明細書において先に検討されたように、外部温度制御素子は、当技術において既知の任意の加熱素子、冷却素子または熱伝達素子を含んでもよいが、それらに限定されない。例えば、外部温度制御素子は、冷却及び／加熱ガスまたはプラズマプルーム１０７に適した技術において既知の、開口１０８を通して、かつ外部の領域１１０を通して伝播する、任意の加熱素子、冷却素子または熱伝達素子を含んでもよい。１つの実施形態において、温度制御素子は、凹状領域の外部であるがガス格納構造１５２の内部である温度制御素子を含んでもよい。例えば、温度制御素子は、凹状領域１０９の外側であるが格納構造１５２の内部である領域１１０に設置された１つ以上の冷却パイプを含んでもよく、かつ、熱ガス及び／またはプルーム１０７が温プラズマ１０６から上昇するとき、それを冷却するように構成されてもよい。別の実施形態において、温度制御素子は、ガス格納構造１５２の凹状領域の外部である温度制御素子を含んでもよい。例えば、システム１５０は、ガス格納構造１５２の一部分の周囲に設置された冷却ジャケット（図示せず）または冷却カラー（図示せず）を含んでもよく、かつ、熱ガス及び／またはプルーム１０７が高温プラズマ１０６から上昇するとき、それらを冷却するように構成されてもよい。システム１５０の文脈で使用可能な温度制御システム及びデバイスは、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０、及び２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７に概して記載され、両方がその全体が参照することにより本明細書に組み込まれている。
【００４２】
別の実施形態において、システム１５０の外部プラズマ制御素子は、外部対流制御素子を含んでもよい。１つの実施形態において、ガス循環システム１５８は、本明細書において先に記載されたように、開口１０８を通してプラズマ１０６から外部の領域１１０内に上昇している熱ガスと関連付けられた対流を制御することによって、システム１５０の対流制御に貢献し得る。１つの実施形態において、ガス循環システム１５８によって与えられる対流制御は受動対流制御を含んでもよく、それによって、冷却時に、ガスは、循環システム１５８を通して自然に循環して凹状領域１０９に戻る。別の実施形態において、ガス循環システム１５８によって与えられる対流制御は活性対流制御を含んでもよい。例えば、ガス制御システム１５８は、ガスを外部の領域１１０から凹状領域１０９に送り込むように構成されたポンプを含んでもよい。バルブのないシステム１５０において対流制御が冷却／加熱制御に結合され得ることが本明細書において認識される。例えば、ガス格納構造１５２、ガス循環システム１５８、外部の領域１１０及び／または凹状領域１０９のうちの１つ以上の位置に位置した冷却素子（例えば、冷却ジャケット）は、システムを通じて対流を制御するように使用され得る。システム１５０の文脈で使用可能な対流制御システム及びデバイスは、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０、及び２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７に概して記載され、両方がその全体が上述の参照することにより本明細書に組み込まれている。
【００４３】
別の実施形態において、システム１５０の外部プラズマ制御素子は外部プルーム捕捉素子を含んでもよい。外部のプルーム制御素子は、凹状領域１０９の外部の領域１１０においてプラズマ１０６のプルーム１０７を捕捉する、またはその方向を変更するのに適した技術で既知の任意のプルーム制御デバイスを含んでもよい。例えば、外部のプルーム捕捉素子は、開口１０８を通してプラズマ領域１０６から伝播する対流プルーム１０７を捕捉し、かつその方向を変更するのに適した凹状部分を有する１つ以上のデバイスを含んでもよい。例えば、外部のプルーム捕捉素子は、開口１０８から発する対流プルームを捕捉する及び／またはその方向を変更するのに適した凹状部分または中空部分を有する領域１１０内に設置された１つ以上のデバイス（例えば、一番上の電極）を含んでもよい。システム１５０の文脈で使用可能なプルーム捕捉デバイスは、２０１２年１０月９日に出願された米国特許出願第１３／６４７，６８０、及び２０１０年５月２６日に出願された米国特許出願第１２／７８７，８２７に概して記載され、両方がその全体が上述の参照することにより本明細書に組み込まれている。
【００４４】
別の実施形態において、システム１５０は、生成された広帯域光（例えば、広帯域ＵＶ光）をプラズマ１０６からガス格納１５２の外側に位置した１つ以上の光学素子に送信するための１つ以上のウィンドウ１５６を含む。ウィンドウ１５６は、広帯域ＵＶ光などの光を格納構造１５２内のプラズマ生成領域からガス格納１５２の外側に位置した１つ以上の光学素子に送信するのに適した技術において既知の任意のウィンドウ材を含んでもよい。
【００４５】
１つの実施形態において、システム１００及び１５０は、種々の追加の光学素子を含んでもよい。１つの実施形態において、追加的な光学セットは、プラズマ１０６から発する広帯域光（例えば、システム１００のバルブ１０５内のプラズマまたはシステム１５０の凹状領域１０９において維持されたプラズマ）を集光するように構成された集光光学系を含んでもよい。例えば、システム１００及び１５０は、コレクタ素子１０２からの照明を、ホモジナイザ１２６などであるがこれに限定されない下流の光学素子に向けるように配置されたコールドミラ１２２を含んでもよい。
【００４６】
別の実施形態において、光学のセットは、照明経路か、システム１００の集光経路か、システム１５０かのどちらかに沿って取り付けられる１つ以上の追加のレンズ（例えば、レンズ１１８）を含んでもよい。１つ以上のレンズは、照明源１１２からの照明をある体積のガス１０３または１５３に集中させるために利用され得る。あるいは、１つ以上の追加のレンズはプラズマ１０６から発する広帯域光を選択された標的（図示せず）の上に集中させるために利用され得る。さらなる実施形態において、光学のセットは、プラズマバルブ１０５（またはコレクタ素子１０２の凹状領域１０９）に入射する光の前の照明をフィルタにかけるために、またはプラズマ１０６からの発光の後の照明をフィルタにかけるために、照明経路か集光経路かのどちらかに沿って取り付けられる１つ以上のフィルタ１２４（図１Ｃで図示せず）を含んでもよい。上記に説明され、図１Ａから１Ｃで図示されるようなシステム１００及び１５０の光学のセットは説明のためのみに提供されており、限定的に解釈されるべきでないことが本明細書において留意される。いくつかの同等の光学的配置が本発明の範囲内で利用され得ることが予想される。
【００４７】
種々のガス環境においてプラズマを維持するためにシステム１００及び１５０が利用され得ることが本明細書において検討される。１つの実施形態において、プラズマ１０６を開始及び／または維持するために使用されるガスは、不活性ガス（例えば、希ガスまたは希ガスでないガス）または不活性でないガス（例えば、水銀）を含んでもよい。別の実施形態において、プラズマ１０６を開始及び／または維持するために使用されるガスは、ガスの混合物（例えば、不活性ガスの混合物、不活性ガスと不活性でないガスの混合物、または不活性でないガスの混合物）を含んでもよい。例えば、プラズマ１０６を生成するために使用されるある体積のガス１０３または１５３がアルゴンを含んでもよいことが本明細書において予想される。例えば、ガス１０３または１５３は、５ａｔｍ超の圧力に保持される、ほぼ純粋なアルゴンガスを含んでもよい。別の場合において、ガスは、５ａｔｍ超の圧力に保持される、ほぼ純粋なクリプトンガスを含んでもよい。別の場合において、ガス１０３または１５３は、アルゴンガスと追加のガスの混合物を含んでもよい。
【００４８】
本発明がいくつかのガスにまで及ぶことがさらに留意される。例えば、本発明における実装に適したガスは、Ｘｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２、Ｈ２、Ｄ２、Ｆ２、ＣＨ４、１つ以上の金属ハロゲン化物、ハロゲン、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎａ、Ａｒ：Ｘｅ、ＡｒＨｇ、ＫｒＨｇ、ＸｅＨｇなどを含んでもよいが、これらに限定されない。一般に、本発明は、任意の光ポンププラズマ生成システムにまで及ぶと解釈されるべきであり、かつ、プラズマセル内またはシステム１５０などのバルブのないシステム内にプラズマを維持するのに適した任意のタイプのガスにまで及ぶとさらに解釈されるべきである。
【００４９】
別の実施形態において、システム１００またはシステム１５０の照明源１１２は、１つ以上のレーザを含んでもよい。一般に、照明源１１２は当技術で既知の任意のレーザシステムを含んでもよい。例えば、照明源１１２は、電磁スペクトルの可視または紫外の部分において放射を放出することが可能な、当技術において既知の任意のレーザシステムを含んでもよい。１つの実施形態において、照明源１１２は、連続波（ＣＷ）レーザ照射を放出するように構成されたレーザシステム反射面を含んでもよい。例えば、ある量のガス１０３または１５３がアルゴンである、またはアルゴンを含む状況において、照明源１１２は、１０６９ｎｍで放射を放出するように構成されたＣＷレーザ（例えば、ファイバレーザまたはディスクＹｂレーザ）を含んでもよい。この波長は、アルゴンにおける１０６８ｎｍの吸収線に適合し、そのため、アルゴンガスをポンピングするために特に有益であることが留意される。ＣＷレーザの上記の記載が限定的ではなく、当技術において既知の任意のＣＷレーザが本発明の文脈に実装されてもよいことが本明細書において留意される。
【００５０】
別の実施形態において、照明源１１２は、１つ以上のダイオードレーザを含んでもよい。例えば、照明源１１２は、量１０３または量１５３内に含有されるガス種の任意の１つ以上の吸収線と一致する波長での１つ以上のダイオードレーザ放出放射を含んでもよい。一般に、照明源１１２のダイオードレーザは、ダイオードレーザの波長が当技術において既知の任意のプラズマの任意の吸収線（例えば、イオン性転移線）またはプラズマ製造ガスの任意の吸収線（例えば、高励起中性転移線）に同調されるように、実装のために選択されてもよい。このため、所与のダイオードレーザ（またはダイオードレーザのセット）の選択は、本発明のシステム１００のプラズマセル１０４またはシステム１５０の凹状領域１０９内に含有されたガスのタイプに依存するだろう。
【００５１】
別の実施形態において、照明源１１２は、イオンレーザを含んでもよい。例えば、照明源１１２は当技術において既知の任意の希ガスイオンレーザを含んでもよい。例えば、アルゴン系プラズマの場合、アルゴンイオンを送り込むために使用される照明源１１２は、Ａｒ＋レーザを含んでもよい。
【００５２】
別の実施形態において、照明源１１２は１つ以上の周波数変換レーザシステムを含んでもよい。例えば、照明源１１２は、１００ワット超の電力レベルを有するＮｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＬＦレーザを含んでもよい。別の実施形態において、照明源１１２は、広帯域レーザを含んでもよい。別の実施形態において、照明源は、変調されたレーザ照射またはパルス状レーザ照射を放出するように構成されたレーザシステムを含んでもよい。
【００５３】
別の実施形態において、照明源１１２は１つ以上の非レーザ源を含んでもよい。一般に、照明源１１２は、当技術において既知の任意の非レーザ光源を含んでもよい。例えば、照明源１１２は、イオン電磁スペクトルの可視または紫外の部分において離散的にまたは継続的に放射を放出することが可能な、当技術において既知の任意の非レーザシステムを含んでもよい。
【００５４】
別の実施形態において、照明源１１２は２つ以上の光源を含んでもよい。１つの実施形態において、照明源２０２はあるいはそれ以上の数のレーザを含んでもよい。例えば、照明源１１２（または照明源）は複数のダイオードレーザを含んでもよい。別の例として、照明源１１２は、複数のＣＷレーザを含んでもよい。さらなる実施形態において、２つ以上のレーザの各々は、ガスの異なる吸収線またはシステム１００のプラズマセル１０４内のプラズマまたはシステム１５０の凹状領域１０９に同調されるレーザ照射を放出してもよい。
【００５５】
図２は、光維持プラズマにおける対流を制御するための方法２００で行われるステップを示すフロー図である。出願人は、システム１００及び１５０の文脈で本明細書において先に記載された実施形態及び実施可能技術が方法２００にまで及ぶと解釈されるべきであることに留意する。しかしながら、方法２００が、システム１００及び１５０のアーキテクチャに限定されないことがさらに留意される。
【００５６】
第１のステップ２０２において、コレクタ素子１０２が提供される。例えば、図１Ａ及び１Ｂに示されるように、概して楕円形状を有するコレクタ素子１０２及び内部反射面１１１が提供されてもよい。さらに、コレクタ素子１０２は、それが、照明源１１２からの照明１１４を、概して下方向であって、コレクタ素子１０２の少なくとも頂部の下の、ある体積のガス１０３に向けるように、配置されてもよい。
【００５７】
第２のステップ２０４において、ある体積のガス１０３は、コレクタ素子１０２の凹状領域１０９内に設置されたプラズマセル内に含有される。例えば、システム１００は、コレクタ素子１０２の凹状領域１０９内に設置されたプラズマセル１０４を含んでもよい。例えば、プラズマセル１０４は、ある体積のガス（例えば、純粋なガスまたはガス混合物）を含有するのに適したバルブ１０５を含んでもよい。
【００５８】
第３のステップ２０６において、プラズマセル内のプラズマは、照明をプラズマセル内に含有されたある体積のガスに集中させることによって、形成される。例えば、選択された波長の照明１１４は、レーザなどの照明源１１２を利用して生成され得る。一方、プラズマ１０６をある体積のガス１０３内で生成するために、照明は、ある体積のガス１０３に集中される。例えば、コレクタ素子１０２は、照明１１４を照明源１１２から受信し、かつ、照明をプラズマセル１０４のバルブ１０５内に含有されたガス１０３に集中してもよい。プラズマ１０６は照明源１０２からの光１１４によって開始される必要がないことが本明細書において留意される。例えば、１つ以上の電極（図示せず）は、プラズマ１０６を開始するために利用され得る一方、光１１４はプラズマ１０６を維持するために使用される。
【００５９】
第４のステップ２０８において、プラズマのプルームの一部分は、コレクタ素子１０２の開口１０８を介して、コレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０に伝播される。例えば、プラズマセル１０４のバルブ１０５は、バルブ１０５が内部凹状領域１０９及び外部の領域１１０に接触するように、コレクタ素子１０２の開口１０８内に設置されてもよい。例えば、開口１０８は、コレクタ素子１０２の頂部内（例えば、頂点において、または頂点付近で）に配置されてもよい。
【００６０】
図３は、光維持プラズマにおける対流を制御するための方法３００で行われるステップを示すフロー図である。出願人は、システム１００及び１５０の文脈で本明細書において先に記載された実施形態及び実施可能技術が方法３００にまで及ぶと解釈されるべきであることに留意する。しかしながら、方法３００が、システム１００及び１５０のアーキテクチャに限定されないことがさらに留意される。
【００６１】
第１のステップ３０２において、コレクタ素子が提供される。例えば、図１Ｃに示されるように、概して楕円形状を有するコレクタ素子１０２及び内部反射面１１１が提供されてもよい。さらに、コレクタ素子１０２は、それが、照明源１０２からの照明１１４を、概して下方向であって、コレクタ素子１０２の少なくとも頂部の下の、ある体積のガス１０３に向けるように、配置されてもよい。
【００６２】
第２のステップ３０４において、ある体積のガスは、コレクタ素子の凹状領域内に含有される。例えば、図１Ｃに示されるように、コレクタ素子１０９の凹状領域１０９は、ある体積のガス１５３を少なくとも部分的に含有する役割を果たし得る。さらに、図１Ｃに示されるように、凹状領域１０９は、ある体積のガス１５３を含有するガス格納構造１５２と呼応して、動作してもよいが、必ずしも動作する必要はない。
【００６３】
第３のステップ３０６において、プラズマは、照明をコレクタ素子の凹状領域内に含有されたある体積のガスに集中させることによって、コレクタ素子の凹状領域内にある。例えば、選択された波長の照明１１４は、レーザなどの照明源１１２を利用して生成され得る。一方、プラズマ１０６をある体積のガス１５３内で生成するために、照明は、ある体積のガス１５３に集中される。例えば、コレクタ素子１０２は、照明１１４を照明源１１２から受信し、かつ、照明をコレクタ素子１０２の凹状領域１０９内に含有されたガス１５３に集中してもよい。プラズマ１０６が照明源１０２からの光１１４によって開始される必要がないことが本明細書において留意される。例えば、１つ以上の電極（図示せず）は、プラズマ１０６を開始するために利用され得る一方、光１１４はプラズマ１０６を維持するために使用される。
【００６４】
第４のステップ３０８において、プラズマ１０６のプルーム１０７の一部分は、コレクタ素子１０２の開口１０８を介して、コレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０に伝播される。例えば、図１Ｃに示されるように、開口１０８は、プラズマ１０６の生成によって生成されたプルーム１０７が開口１０８を通ってコレクタ素子１０２の凹状領域１０９の外部の領域１１０に入るように、コレクタ素子１０２の頂部内（例えば、頂点において、または頂点付近で）に配置されてもよい。
【００６５】
本明細書において記載された主題は、他の構成要素内に含まれた、または他の構成要素に接続した、異なる構成要素を示す場合もある。このような図示されたアーキテクチャは単に例示的なものであり、実際には、同一の機能性を達成する他の多くのアーキテクチャが実装され得ることが理解されるべきである。概念的な意味では、同一の機能性を達成する構成要素の任意の配置が、所望の機能性が達成されるように、効果的に「関連付けられる」。このため、本明細書において特定の機能性を達成するために組み合わされた任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは中間の構成要素を問わず、所望の機能性が達成されるように互いに「関連付けられる」ように見なされ得る。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素は、所望の機能性を達成するために、互いに「接続されて」いる、または「結合されて」いるように見なされ得、かつ、そのように関連付けられ得ることが可能な任意の２つの構成要素は、所望の機能性を達成するために、互いに「結合可能」であるように見なされ得る。結合可能な特定の実施例は、物理的に結合可能及び／または物理的に相互作用する構成要素及び／または無線相互作用可能及び／または無線相互作用する構成要素及び／または論理的に相互作用する及び／または論理的に相互作用可能な構成要素を含むが、それらに限定されない。
【００６６】
本開示及びその付随する利点の多くは、以下の説明によって理解されると考えられ、開示された主題から逸脱することなく、またはその材料の利点のすべてを断念することなく、種々の変更が、構成要素の形式、構成、及び配置においてなされてもよいことは自明であろう。記載される形態は単に説明するものであり、このような変更を包含し、含むことが以下の特許請求の範囲の意図するところである。さらにまた、本発明が添付の特許請求の範囲によって定義されることが理解されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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