(57)【要約】【課題】マイクロアークを容易に且つ安定して発生させて、アーク光源を得ること。【解決手段】平面又は曲面状の金属体に第１スリット１２を形成した陰極１０と、第１スリットの位置に対応して配置された第２スリット２２有し、陰極１０と対面して配置された陽極２０と、少なくとも第１スリット１２の貫通部分には存在せず、陰極と陽極とを所定間隔で絶縁して保持するスペーサ３０と、から成るアーク放電電極１００である。陰極１０と陽極２０とが平板状（平面、曲面を含む）であれば、スリットはこの平板に設けられる。陽極と陰極との間に電界が印加される時、電離した陽イオンがこのスリットを形成する側壁に衝突して、側壁から電子が放出され、その放出された電子が気体原子と衝突して陽イオンを生成する。これが繰り返され、グロー放電に至る。このグロー放電の状態の時に、陽イオンはスリットに拘束され、スリットにおける陽イオンの密度が高くなり、陰極から電子が多量に供給され続け得る状態となり安定したアークを発生できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク放電を発生させるための陰極において、
電極面上に微小なスリットを設けたことを特徴とするアーク放電陰極。
【請求項２】
前記スリットの幅は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアーク放電陰極。
【請求項３】
平面又は曲面状の金属体に第１スリットを形成した陰極と、
前記第１スリットの位置に対応して配置された第２スリット有し、前記陰極と対面して配置された陽極と、
少なくとも前記第１スリットの貫通部分には存在せず、前記陰極と前記陽極とを所定間隔で絶縁して保持するスペーサと、
から成るアーク放電電極。
【請求項４】
平面又は曲面状の金属体に第１スリットを形成した陰極と、
前記第１スリットの位置に対応して配置された第２スリット有し、前記陰極と対面して配置された陽極と、
少なくとも前記第１スリットの貫通部分には存在せず、前記陰極と前記陽極とを所定間隔で絶縁して保持するスペーサと、
から成るアーク放電電極と、
このアーク放電電極の環境に存在する電離用ガスと、
この電離用ガスを封止又は案内する容器と
から成ることを特徴とするアーク放電光源。
【請求項５】
前記第１スリットの長さ方向の一方の端部は、前記陰極の側面側に開口していることを特徴とする請求項３に記載のアーク放電電極。
【請求項６】
前記第１スリットの長さ方向の一方の端部は、前記陰極の側面側に開口していることを特徴とする請求項４に記載のアーク放電光源。
【請求項７】
前記第１スリット及び前記第２スリットの長さ方向の一方の端部は、それぞれ、前記陰極及び前記陽極の側面側に開口していることを特徴とする請求項３に記載のアーク放電電極。
【請求項８】
前記第１スリット及び前記第２スリットの長さ方向の一方の端部は、それぞれ、前記陰極及び前記陽極の側面側に開口していることを特徴とする請求項４に記載のアーク放電光源。
【請求項９】
前記電離用ガスは希ガスであることを特徴とする請求項４に記載のアーク放電光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク放電のための効率の良い電子供給源となる陰極、効率の良い電子供給源を有した電極、及び、アーク光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アーク放電を用いた光源が知られている。例えば、下記特許文献１、２に記載の光源が知られている。これらの光源は、水銀や加圧された不活性ガスが充填されたガラス管の内部で、陰極と陽極を微小ギャップだけ隔てて対向させて、この両電極間で放電を行うようにしたものである。
【０００３】
また、特許文献３には、コイル状のホローカソードを用いてグロー放電からアーク放電への移行を速くすることで、陰極の劣化を防止した光源が記載されている。また、特許文献４には、ホローカソード効果を用いた冷陰極グロー放電光源が開示されている。また、特許文献５には、ハロゲン化ルテチウムとハロゲン化水銀とを用いたアーク放電によるメタルハライドランプが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５０２５４号公報
【特許文献２】特開平６−１３０４７号公報
【特許文献３】特開平５−３３４９９０号公報
【特許文献４】特開平１０−２１８７６号公報
【特許文献５】特開平９−８２２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、昨今、点光源や微小ギャップ間で発生するマイクロアークの応用が要請されている。例えば、マイクロアークは、プラズマ中のラジカルの量を測定する用途が期待されている。プラズマ中の例えば、ＣＦやＣＦ2 などの分子ラジカルは、２００〜２５０ｎｍの範囲の幅広いスペクトルでの吸収があるので、その光源には、スペクトル幅の広い紫外線領域で発光する光源が必要となる。アーク放電はグロー放電に比べて発光スペクトルが広くなるので、アーク放電による光をプラズマ診断に用いることができる可能性がある。また、プラズマ状態に影響を与えないためには、点光源である方が望ましい。これらのことから、マイクロアークを発生する電極や高効率のアーク光源の実現が要請される。
【０００６】
本発明は、これらの課題を解決するために成されたものであり、アークの発生が容易な電極を提供することである。
また、マイクロアークの発生の容易な光源を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、アーク放電を発生させるための陰極において、電極面上に微小なスリットを設けたことを特徴とするアーク放電陰極である。
【０００８】
陰極と陽極とが平板状（平面、曲面を含む）であれば、スリットはこの平板に設けられる。陽極と陰極との間に電界が印加される時、電離した陽イオンがこのスリットを形成する側壁に衝突して、側壁から電子が放出され、その放出された電子が気体原子と衝突して陽イオンを生成する。そして、その陽イオンが、再度、スリットの側壁に衝突して電子を放出させるという過程が繰り返されて、グロー放電に至る。このグロー放電の状態の時に、陽イオンはスリットに拘束され、スリットにおける陽イオンの密度が高くなり、陰極から電子が多量に供給され続け得る状態となる。この状態からさらに電流を増加させることにより、陰極から陽極に向けてアーク放電を容易に且つ安定して発生させることができる。
【０００９】
陰極の材料としては、ステンレス、モリブデン、タンタル、ニッケル、銅、タングステン、又は、これらの合金などを使用することができる。また、陰極のスリットを構成する側壁は、電子を放出し易く、スパッタされ難い材料でコーティングされていても良い。その材料としては、セシウム、数１０Å程度の絶縁膜（ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 など）を用いることができる。スリットの幅は、環境のガスの圧力にもよるが、２気圧〜１０気圧の圧力範囲においては、０．５ｍｍ〜０．０１ｍｍの範囲が望ましい。さらに、望ましくは、０．０８ｍｍ〜０．４ｍｍ、最も望ましくは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである。スリットの長さは、２ｍｍ〜１０ｍｍが望ましい。さらに、望ましくは、３ｍｍ〜８ｍｍ、最も望ましくは、４ｍｍ〜７ｍｍである。
【００１０】
請求項２の発明は、スリットの幅を、０．５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１に記載のアーク放電陰極である。
スリットの幅を０．５ｍｍ以下とすることで、スリットにおける陽イオンの密度を向上させることができ、安定したアーク放電を得ることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、平面又は曲面状の金属体に第１スリットを形成した陰極と、第１スリットの位置に対応して配置された第２スリット有し、陰極と対面して配置された陽極と、少なくとも第１スリットの貫通部分には存在せず、陰極と陽極とを所定間隔で絶縁して保持するスペーサと、から成るアーク放電電極である。
【００１２】
このアーク放電電極は、平板状の２つの金属体を絶縁体であるスペーサを挟んで設けたもので、陰極には第１スリットが形成されており、陽極には第１スリットと対応する位置に第２スリットが形成されている。第１スリットの貫通部分にはスペーサは存在しないことから、組み立てられたアーク放電電極においては、第１スリットの貫通部分は、陽極まで貫通していることになる。スペーサは、第１スリットの貫通部分を邪魔しないように設ければ良いので、必ずしも第１スリットと同様なスリットを有している必要はない。結果的に、第１スリットが第２スリットの形成されている面に障害なく投影されるように、スペーサは構成されていれば良い。
【００１３】
スペーサは、第１スリット、第２スリットと形状や寸法を一致させたスリットとすることが望ましい。スペーサにスリットを設ける場合には、そのスリットの幅と長さを第１スリットの幅と長さよりも、それぞれ、大きくすることが望ましい。また、陽極に形成される第２スリットの幅と長さは、第１スリットの幅と長さよりも、それぞれ、大きくすることが望ましい。すなわち、第１スリットが第２スリットの内部に完全に包含されれて、スリットの貫通面積が第１スリットで規制されるように構成するのが望ましい。
【００１４】
しかしながら、組み立てられた後のアーク電極として構成される全体としてのスリットは、同一幅、同一長さでも良いし、陰極から陽極に向かうに連れて、幅と長さが大きくなるようなテーパ形状としても良い。また、第１スリットと第２スリットとは同一形状及び同一寸法として、スペーサにおけるスリットだけ幅と長さを大きくしても良い。逆に、第１スリットとスペーサのスリットは同一形状にして、第２スリットだけ幅と長さを第１スリットよりも大きくしても良い。
【００１５】
上述したように、グロー放電時には、陰極に形成されているスリット内において陽イオンの密度が高くなり、さらに電流を増加させることで、スリット部分から容易に電子が多量に電離用気体に向けて供給されることになり、容易に安定したアーク放電を得ることができる。
【００１６】
請求項４の発明は、平面又は曲面状の金属体に第１スリットを形成した陰極と、第１スリットの位置に対応して配置された第２スリット有し、陰極と対面して配置された陽極と、少なくとも第１スリットの貫通部分には存在せず、陰極と陽極とを所定間隔で絶縁して保持するスペーサと、から成るアーク放電電極と、このアーク放電電極の環境に存在する電離用ガスと、この電離用ガスを封止又は案内する容器とから成ることを特徴とするアーク放電光源である。
【００１７】
本発明は、請求項３のアーク放電電極を電離用ガス中に置き、放電させることで、安定したアーク放電を得ることができ、アーク放電光源とすることができる。この環境としては、電離用ガスが流れている状態であっても、密閉された状態であっても良い。したがって、容器は、アーク放電中にも電離用ガスを供給する場合には、配管であり、電離用ガスを供給せずに封止する場合には、密閉容器である。
【００１８】
請求項５の発明は、第１スリットの長さ方向の一方の端部は、陰極の側面側に開口していることを特徴とする請求項３に記載のアーク放電電極である。
【００１９】
スリットの一端が陰極の側面に開放されているので、アーク放電は、陰極のスリットの開放された側面部から陽極の側面部に向けて発生する。すなわち、この請求項のアーク放電電極は、陰極、スペーサ、陽極の端面が開放されて、開放された広い空間を外部に有することになる。アークの成長を可能とする広い空間があるため、アークが容易に発生することになる。
【００２０】
請求項６の発明は、第１スリットの長さ方向の一方の端部は、陰極の側面側に開口していることを特徴とする請求項４に記載のアーク放電光源である。
請求項５の発明と同様に、スリットの一端が陰極の側面に開放されているので、アーク放電は、陰極のスリットの開放された側面部から陽極の側面部に向けて発生する。すなわち、陰極、スペーサ、陽極の端面が開放されて、開放された広い空間が形成される。このために、アークの成長を可能とする広い開放空間が存在するので、アークが容易に発生することになり、アーク光源とすることができる。
【００２１】
請求項７の発明は、第１スリット及び第２スリットの長さ方向の一方の端部は、それぞれ、陰極及び陽極の側面側に開口していることを特徴とする請求項３に記載のアーク放電電極である。
第２スリットの一端が陽極の側面側に開口しているので、アーク放電電極全体としてみれば、全体としてのスリットは電極の側面側に開口していることになる。この場合にも、アークを生じる空間が確保されるので、アークの成長する空間が確保でき安定したアークを得ることができる。
【００２２】
請求項８の発明は、第１スリット及び第２スリットの長さ方向の一方の端部は、それぞれ、陰極及び陽極の側面側に開口していることを特徴とする請求項４に記載のアーク放電光源である。
請求項７の発明と同様に、第２スリットの一端が陽極の側面側に開口しているので、アーク放電電極全体としてみれば、スリットは電極の側面側に開口していることになる。この場合にも、アークを生じる空間が確保されるので、安定したアークを得ることができる。
【００２３】
請求項９の発明は、電離用ガスは希ガスであることを特徴とする請求項４に記載のアーク放電光源である。
ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンである。この希ガスと共に、窒素、酸素、水素、水銀などが混入されていても良い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のアーク電極の陰極の構造、アーク電極の構造によれば、グロー放電時にスリットにおいて陽イオンの密度を向上させることができる。この結果、陰極からの電子が多量に放出し得る状態となり、アーク放電に転移し易く、アーク放電が安定して継続することができる。また、発光点はスリットの端点からの発光となるため、極微小な点光源となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態について説明する。実施の形態は、発明概念の理解を容易にするために、具体的に説明するのであって、本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるべきではない。
【実施例１】
【００２６】
図１は、実施例１に係るアーク電極１００の構造を示した図である。平板状の陰極１０と、平板状の絶縁体から成るスペーサ３０と、平板状の陽極２０とが、それぞれ、接合されている。陰極１０の平面上には、裏面まで貫通する第１スリット１２が形成されている。第１スリット１２に対応する位置において、ほぼ同一形状にスペーサのスリット（以下、「スペーサスリット」という）３２、第２スリット２２が、それぞれ、スペーサ３０、陽極２０に形成されている。
【００２７】
また、第１スリット１２、スペーサスリット３２、第２スリット２２の一端１３、３３、２３は開口されている。そして、スリットの開口端と同一面上に、陰極１０、絶縁体３０、陽極２０の開放された側面１４、３４、２４が設けられている。
【００２８】
アーク電極１００の環境を希ガス中において、陽極２０と陰極１０間に電圧を印加すると、グロー放電が開始され、第１スリット１２内は陽イオンの密度が高い状態となる。次に、電流を増加させると、スリットの開放付近における、陰極１０の側面１４１ａ，１４１ｂと、陽極２０の側面２０１ａ，２０１ｂとの間でアーク放電が開始される。
【００２９】
陰極１０の材料としては、ステンレスを用いた。その他、陰極１０の材料として、タンタル、ニッケル、銅、タングステン、これらの合金などを使用することができる。陽極２０の材料には、ステンレスを用いた。その他、陽極２０の材料として、タンタル、ニッケル、銅、タングステンを用いることができる。スペーサ３０にはガラスを用いた。スペーサ３０の材料としては、その他、ＳｉＯ2 、Ｓｉx Ｎy 、ＴｉＯ2 、Ｔｉx Ｎy などのセラミクスをもちいることができる。第１スリットの幅ｄは０．１ｍｍ、第１スリットの長Ｌは３ｍｍとした。陰極１０、スペーサ３０、陽極２０の基本形状は長方形とし、幅は５ｍｍ、長さは７ｍｍ（スリットの長さ方向）とした。スペーサスリット３２の幅は０．３ｍｍ、長さは３ｍｍ、第２スリット２３の幅は０．３ｍｍ、長さは３ｍｍとした。
【００３０】
この構成のアーク電極１００を以下の環境において、電圧を印加して放電させた。ヘリウム（Ｈｅ）を２．５ｓｌｍ、酸素（Ｏ2 ）を９．７ｓｃｃｍで流し、アーク電極１００の付近のガスの圧力を１気圧とした。その時の放電電圧と放電電流との特性を図２に示す。また、ヘリウム（Ｈｅ）を２．５ｓｌｍ、キセノン（Ｘｅ）を１０ｓｃｃｍで流し、アーク電極１００の付近のガスの圧力を１気圧とした。この特性も図２に示す。放電電圧２０Ｖ、放電電流７００〜１０００ｍＡのアーク放電が得られていることが理解される。
【００３１】
次に、上記のアーク電極１００を用いて、封止された電離用気体を（１）キセノン（Ｘｅ）単体、（２）ヘリウ（Ｈｅ）単体、（３）キセノン（Ｘｅ）とヘリウ（Ｈｅ）との混合気体との三種類とし、圧力を１気圧と２気圧にした場合のアーク放電のスペクトルを観測した。
まず、キセノン（Ｘｅ）単体で２気圧で測定した場合のスペクトルを図３．Ａに、市販のキセノンランプのスペクトルを図３．Ｂに示す。３５０ｎｍ〜７５０ｎｍの発光スペクトルが得られていることが分かる。本実施例に係るアーク電極１００により、正規のキセノン（Ｘｅ）の発光スペクトルが得られていることが理解される。
【００３２】
次に、１気圧のキセノン（Ｘｅ）単体の場合の発光スペクトルを図４．Ａに示す。比較のために２気圧のキセノン（Ｘｅ）単体の場合の発光スペクトルを図４．Ｂに示す。
次に、１気圧のヘリウム（Ｈｅ）単体の場合の発光スペクトルを図５．Ａに示し、２気圧のヘリウム（Ｈｅ）単体の場合の発光スペクトルを図５．Ｂに示す。２２０ｎｍ〜３００ｎｍの紫外光が得られていることが理解される。
次に、分圧０．５気圧のキセノン（Ｘｅ）と分圧０．５気圧のヘリウム（Ｈｅ）の混合気体（１気圧）の発光スペクトルを図６．Ａに示し、分圧１気圧のキセノン（Ｘｅ）と分圧１気圧のヘリウム（Ｈｅ）の混合気体（２気圧）の発光スペクトルを図６．Ｂに示す。  
【００３３】
測定図は、未だ、ノイズの多い図になっているが、本実施例のアーク電極１００を用いたアーク放電において、図３．Ａから分かるように、３５０ｎｍ〜７５０ｎｍの広い範囲の発光スペクトルが得られているが、４００ｎｍ以下の波長では、最大強度が得られる５５０ｎｍの時の強度の１／２以下となっている。特に、３５０ｎｍ以下の波長域でのスペクトルの強度が小さいと、２００〜３００ｎｍ帯域に吸収スペクトルを有する分子の吸収スペクトルを観測することはできない。
【００３４】
そこで、本発明者らは、ヘリウム（Ｈｅ）をキセノン（Ｘｅ）に加えることを着想した。混合気体の発光スペクトルを示した図６．Ｂを規格化して表示すると図８．Ｂのようになる。さらに、図８．Ｂのスペクトルを平均化処理して表示すると図７．Ｂに示すようになる。また、図４．Ｂのキセノン（Ｘｅ）単体のスペクトル特性と、図５．Ｂのヘリウム（Ｈｅ）単体のスペクトル特性を規格化して表示すると図８．Ａに示すようになる。さらに、図８．Ａの特性を平均化処理すると図７．Ａに示す特性となる。
【００３５】
ヘリウム（Ｈｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合気体の発光スペクトル特性を示す図７．Ｂから理解されるように、半値幅で２３０ｎｍ〜３００ｎｍ、３５０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲のスペクトルが得られていることが分かる。図７．Ａと図７．Ｂとを比較すれば明らかなように、ヘリウム（Ｈｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合気体の発光スペクトルは、単に、それらの単体の発光スペクトルの和にはなっていない。すなわち、混合気体の場合には、２３０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲でスペクトルが大きくなっており、４３０ｎｍ以上では、キセノン（Ｘｅ）単体の発光スペクトルは大きいにもかかわらず、混合気体の発光スペクトルは大きくないことが理解される。このように、混合気体にすることで、４３０ｎｍ以下の波長の発光成分を多くすることができた。
【００３６】
本件発明は、電離用気体として、キセノン（Ｘｅ）にヘリウム（Ｈｅ）を混合することで、分子の吸収スペクトルの測定に必要な３００ｎｍ以下の波長も含み、概ね、２３０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲で大きな振幅のスペクトルが得られていることが理解される。よって、この混合気体の発光を用いることで、２３０ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲の光吸収特性の測定に用いることができる。すなわち、ヘリウムをキセノンに混合することで、ヘリウム単体の場合の発光スペクトルよりもより短波長側に広い発光スペクトルを得ることができた。この発見は、本発明が進歩性を有することの証明である。特に、本発明がプラズマの分子ラジカルの量を測定するのに有効であることの用途発明に進歩性を有する理由である。
【００３７】
実施例１は、スリットを有したアーク放電用の陰極の実施例でもあり、第１スリットを有した陰極、第２スリットを有した陽極、スペーサを有したアーク電極の実施例でもあり、そのアーク電極の環境に電離用のガスを流し又は封止したアーク光源の実施例でもある。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明を具体化した実施例２について説明する。
図９に示すように、上記の構成のアーク電極１００をガラス製の放電管４０の中に設置した。アーク電極１００は、セラミクス製の絶縁基板４１の上に固定され、陰極１０に接続されたリードピン４２、陽極２０に接続されたリードピン４３が放電管４０の外部に取り出されている。放電管４３の内部には、キセノン（Ｘｅ）とヘリウム（Ｈｅ）が密封されている。キセノン（Ｘｅ）の分圧は、０．５気圧、ヘリウム（Ｈｅ）の分圧は０．５気圧である。これらのガスの他、得るべきスペクトルに応じて、水銀または水銀系の材料を混入しても良い。
【００３９】
上記のアーク光源のリードピン４３とリードピン４２との間に電圧を印加したところ、図１の矢印Ａと矢印Ｂに示す位置と向きにアークが発生した。この電離用の気体として、キセノン（Ｘｅ）とヘリウム（Ｈｅ）との混合気体を用いたことから、２００ｎｍ〜３００ｎｍに光吸収帯を有するプラズマ中のＣＦ、ＣＦ2 ラジカルの量を光吸収量から測定することができる。また、アークは、微小部分から発生するので、発光面積が極めて小さく（０．２ｍｍ径位と思われる）、点光源として用いることができる。すなわち、プラズマ状態の診断にこのアーク光源を用いて、アーク光をプラズマに照射しても、ビームが細いことからプラズマが影響を受けることはない。よって、正確なプラズマ状態の診断を行うことができる。
【実施例３】
【００４０】
実施例１では、アーク電極１００を平面形状で構成したが、図１０に示すように、アーク電極２００を局面で構成することも可能である。平板か曲面かの相違であるので、実施例１と同一番号を付して、その説明を省略する。第１スリット１２の開口部の陰極１０の側面から第２スリット２３の開口部の陽極２０の側面２４へとアーク放電が発生する。
【実施例４】
【００４１】
本実施例は図１１に示すように、図１０に示す実施例３のアーク電極２００を円筒を軸に平行に４分割した円筒曲面で構成して、これを絶縁体を介在させて、円筒形状に接合したアーク電極である。実施例１及び３と同一番号を付し、４つの素子は、末尾のアルファベットで区別する。すなわち、円筒側面形状の陰極１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、絶縁体から成るスペーサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、陽極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとから成る。第１スリット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、第２スリット２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとが形成されている。この実施例でも、第２スリットの幅と長さは、第１スリットの幅と長さよりも多少大きくなっている。また、そのスリットの存在する箇所にはスペーサは存在しない。このような４つのアーク電極を絶縁体４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄで、それぞれのアーク電極を絶縁して機械的に接合する。
【００４２】
又は、筒状の陰極と筒状のスペーサと筒状の陽極を円筒のまま積層して、円筒の底面を絶縁体で保持する。その後で、スリット加工と、それぞれのアーク電極を絶縁分離する箇所に絶縁分離溝を形成する。このようにして、４つのアーク電極を形成しても良い。
【００４３】
これらの４つのアーク電極は独立した４つの負荷抵抗により、それぞれ、独立して電圧が印加される。絶縁分離しない場合には、最先にアーク放電が開始されると、陰極と陽極間の電圧が低下し、他の残りの３箇所ではアーク放電に至らない。そこで、４つの素子を絶縁分離して、４つの素子に印加する電圧と負荷抵抗とを独立させることで、１箇所のアーク放電による電圧降下が他の素子の陰極と陽極間の電圧を降下をさせないようにしている。このようにすることにより、円筒の底面に平行な面で切断した面上（側面上）のスリットの近傍において、上記したアークを発生させることができる。すなわち、発光点の数が増加するので、光源の輝度を向上させることができる。
【実施例５】
【００４４】
本実施例は実施例１の陰極、スペーサ、陽極のそれぞれに形成されるスリットを同一形状にしたものである。図１２に示すように、アーク電極４００は、平板状の陰極１０、スペーサ３０、陽極２０を有し、同一形状のスリット１２、３２、２２を有している。このように構成しても、スリットの開口付近の陰極１０の開口側面から陽極２０の開口側面へ掛けて、矢印Ａ、Ｂで示すアークが発生する。
【００４５】
また、この構成は、図１０、図１１に示す曲面状の電極であっても、当然に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の電極は、アーク光源に用いることができる。また、アーク光源は、プラズマにおけるラジカル濃度の測定などのプラズマ状態の診断に用いることができる。プラズマ状態の測定をすることで、プラズマを用いた半導体プロセスを精度良く制御することが可能となり、プロセスの精度や半導体の品質が向上する。また、本発明の陰極は、マイクロアークを用いていることから微細溶接に用いることができる。
【００４７】
上記における記載において、個々の構成要素は、分離して抽出可能なものであるので、独立して抽出構成要件を組み合わせた発明も認識されている。請求項に記載した任意の構成要件を削除した発明も認識されているものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の具体的な実施例１に係るアーク電極の構成を示した斜視図。
【図２】同実施例の電極を用いてアーク放電を発生させた時の電流−電圧特性の測定図。
【図３．Ａ】同実施例装置の電極と２気圧のキセノンガスを用いてアーク放電を発生させた時の発光スペクトルの測定図。
【図３．Ｂ】市販のキセノンランプの発光スペクトルの測定図。
【図４．Ａ】同実施例装置の電極と１気圧のキセノンガスを用いてアーク放電を発生させた時の発光スペクトルの測定図。
【図４．Ｂ】同実施例装置の電極と２気圧のキセノンガスを用いてアーク放電を発生させた時の発光スペクトルの測定図。
【図５．Ａ】同実施例装置の電極と１気圧のヘリウムガスを用いてアーク放電を発生させた時の発光スペクトルの測定図。
【図５．Ｂ】同実施例装置の電極と２気圧のヘリウムガスを用いてアーク放電を発生させた時の発光スペクトルの測定図。
【図６．Ａ】同実施例装置の電極と分圧０．５気圧のキセノンガスと分圧０．５気圧のヘリウムガスとの混合ガスを用いてアーク放電を発生させた時の発光スペクトルの測定図。
【図６．Ｂ】同実施例装置の電極と分圧１気圧のキセノンガスと分圧１気圧のヘリウムガスとの混合ガスを用いてアーク放電を発生させた時の発光スペクトルの測定図。
【図７．Ａ】図４．Ｂと図５．Ｂの示す単体ガスのスペクトル特性を規格化して平均化処理をしたスペクトルを示す特性図。
【図７．Ｂ】図６．Ｂの示す混合ガスのスペクトル特性を規格化して平均化処理をしたスペクトルを示す特性図。
【図８．Ａ】図４．Ｂと図５．Ｂの示す単体ガスのスペクトル特性を規格化したスペクトルを示す特性図。
【図８．Ｂ】図６．Ｂの示す混合ガスのスペクトル特性を規格化したスペクトルを示す特性図。
【図９】本発明の具体的な実施例２に係るアーク光源の構成を示した斜視図。
【図１０】本発明の具体的な実施例２に係るアーク電極の構成を示した斜視図。
【図１１】本発明の具体的な実施例３に係るアーク電極の構成を示した斜視図。
【図１２】本発明の具体的な実施例４に係るアーク電極の構成を示した斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１０…陰極
２０…陽極
３０…スペーサ
１２…第１スリット
２２…第２スリット
３２…スペーサスリット
１４，２４，３４…側面
４０…放電管
【図１】
2005285679.tif 000003
【図２】
2005285679.tif 000004
【図３．Ａ】
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【図３．Ｂ】
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【図４．Ａ】
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【図４．Ｂ】
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【図５．Ａ】
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【図５．Ｂ】
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【図６．Ａ】
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【図６．Ｂ】
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【図７．Ａ】
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【図７．Ｂ】
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【図８．Ａ】
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【図８．Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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