(57)【要約】      （修正有）【課題】超高純度の材料でかつ厚さの薄い窓材を用いる真空紫外光を高効率で超高真空チェンバーに入射するための薄型光学窓付フランジを提供する。【解決手段】超高真空チェンバーに真空紫外光を高い効率で入射するために薄い超高純度結晶を含む各種の光学窓３を超高真空両面フランジ１に取りつけ、かつ１気圧の定常圧力差ならびに１気圧の突然の圧力変化にも耐えうる構造として、剛性の大きい金属あるいは同等な特性を持つ材料で出来た支持格子７で両面からこの結晶を支えて、圧力変化に対する変形を減少させる。用いる素材は２００℃までの加熱ならびに冷却に対して安定な材料とする。【選択図】図１
0003138193.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
超高真空容器の光学窓として出来るだけ薄い結晶を用いて１気圧の圧力差に耐えられる構造であること。
【請求項２】
光学窓を取り付けるフランジは両面フランジとして、２つの超高真空系を、この窓を介して直接接続可能な構造。
【請求項３】
この光学窓の両側に接続された真空系のうち、どちらか一方の真空系からの突然の大気までのリークに対しても窓破損や真空リークが生じにくい構造であること。
【請求項４】
光学窓は両側から金属支持格子によって固定される構造であり、この金属支持格子は収束入射光を格子側面で反射しない構造であるだけでなく、光学結晶との接触面の端は一定の曲率を持たせることで単結晶の光学窓の場合でもへきかいしにくい構造。
【請求項５】
窓は１気圧の圧力差に耐え、かつ、できるだけ大きな透過面積と透過率を有する構造であって、中心部に比較的大きな径の透過域を持ち、周辺部は比較的広い面積に渡ってできるだけ高い平均透過率を有する構造。
【請求項６】
２００Ｃまでの加熱ベークあるいは冷却に対しても、光学窓の温度が一様に変化する構造とし、また光学窓を汚染しない材料を用いる事で、温度変化に対する透過特性や真空特性などの劣化による使用上の問題を生じない構造である事。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は超高真空チェンバーに真空紫外光を高い効率で入射するための薄型光学窓付フランジに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、真空紫外光用の超高真空窓としてはＬｉＦ、ＣａＦ２、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、サファイア等が用いられてきた。これらの窓は超高真空と大気との間に置かれることがあるために１気圧の定常圧力差に耐えられる必要がある。またこの窓を介して超高真空チェンバーにつながれる機器も真空排気されている場合も多く、その場合には一方側の真空リーク等によりこの窓に突然１気圧差がかかり窓が破損したり、真空がリークしたりする可能性がある。そのために数十ｍｍ径の透過域を持たせる場合は通常は４ｍｍ程度の厚さの窓材が用いられることが多かった。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】  近年超高エネルギー分解能のＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅの定常真空紫外光源を利用するニーズが高まってきたが、これらの光を最大強度で真空内に導くには上記のような光学窓付きフランジが必要である。同様に今後利用できる真空紫外レーザーの波長がこれら光学窓の透過端波長（ＬｉＦの場合は約１０５０Ａ）に近づくにつれて、その波長域でもできるだけ透過率の高い真空光学窓が必要とされるようになって来た。しかしながらこれら結晶の透過端に近い波長域では、窓の厚さが増加するとともに、利用できる透過光強度が激減する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本考案は、高い光透過率を実現するため、薄い光学結晶を超高真空フランジに取り付けかつ上記の環境に耐えられる強度を持たせる構造を考案したものである。そのためには剛性の高い格子状の金属または同等な材質の格子で両側から結晶を支える構造をとる。この金属支持格子は結晶に密着し、結晶が圧力によって、あるいは加熱によって、ひずんで破損したり真空リークを生じることを抑制するものである。金属支持格子は試料に接着する面は平面とするが、その一番外周で光学窓に接し始める部分には一定の曲率を付ける事で光学窓となめらかに接触する構造とし、薄い単結晶光学窓の場合であっても、そのへきかいを予防する構造とする。また収束する光を入射させることが多いので、それらが格子の側壁で反射し、予期しない方向に広がり迷光となるのを避けるため、光の後方側の格子の幅が、光の入射側の格子の幅よりも小さいものとする。中心部はレーザー光を通すために直径５ｍｍ以上の丸穴とし、それより外の領域は透過率が５０％以上できるだけ高い透過率を与える構造とする。なお結晶前方の格子の影と結晶後方の格子とができるだけ重なるようにすることが望ましい。
【考案の効果】
【０００５】  上述の様に、本考案の超高真空用薄型光学窓付フランジでは結晶の厚みを２ｍｍ以下１ｍｍさらには０．５ｍｍ程度にすることが可能であり、透過端付近での結晶の光透過率を８０％以上に設定し、格子の影を考えた場合でも入射光に対する透過率をできるだけ高く設定するのに役立つ。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００６】  金属支持格子はステンレス、ステンレスに銅を貼り付けた複合材、Ｃｒ銅あるいはＢｅ銅等、剛性の大きい材料で、必要に応じて熱伝導度の高い材料を使用する。格子への加工はテーパー付きドリルによる加工、化学エッチングあるいは電解研磨等で行う。金属支持格子はフランジに機械的に固定する。
【実施例】
【０００７】  以下添付図面に従って一実施例を説明する。図１は超高真空用薄型光学窓付フランジの断面構造。図２は光透過部分と金属支持格子の相互関係を拡大して示す。薄型光学窓材３は金属支持格子４、７で両面から支持されている。金属支持格子４、７には光透過の領域が多数くりぬかれている。光透過薄型光学窓材３は左方のＣＦフランジに超高真空シールされている。また３は右方の２とはバイトンＯリング６によって抑えられている。フランジ１は超高真空両面フランジであり右の装置と直接接続される。光は図２の右方から入射する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】  フランジ断面図。
【図２】  薄型光学窓材取り付け部。
【符号の説明】
【０００９】  １  超高真空両面フランジ本体
２  薄型光学窓をバイトンＯリングでおさえる金属部材
３  薄型光学窓材
４  金属支持格子
５  金属支持格子おさえ
６  バイトンＯリング
７  金属支持格子
８  金属支持格子おさえ
９  接続ねじ
【図１】
0003138193.tif 000003
【図２】
0003138193.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月11日(2007.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光学窓として出来るだけ薄い結晶を用いて１気圧の圧力差に耐えられる超高真空用薄型光学窓付フランジ。
【請求項２】
光学窓を取り付けるフランジは両面フランジとして、２つの超高真空系を、この窓を介して直接接続可能なことを特徴とする請求項１に記載の超高真空用薄型光学窓付フランジ。
【請求項３】
この光学窓の両側に接続された真空系のうち、どちらが一方の真空系からの突然の大気までのリークに対しても窓破損や真空リークが生じにくいことを特徴とする請求項１に記載の超高真空用薄型光学窓付フランジ。
【請求項４】
光学窓は両側から金属支持格子によって固定される構造であり、この金属支持格子は収束入射光を格子側面で反射しない台形断面を持つ構造であるだけでなく、光学結晶との接触面の端は一定の曲率を持たせることで単結晶光学窓がへきかいしにくいことを特徴とする請求項１に記載の超高真空用薄型光学窓付フランジ。
【請求項５】
窓は１気圧の圧力差に耐え、かつ、できるだけ大きな透過面積と透過率を有する構造であって、中心部に比較的大きな径の透過域を持ち、周辺部は比較的広い面積に渡ってできるだけ高い平均透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の超高真空用薄型光学窓付フランジ。
【請求項６】
２００Ｃまでの加熱ベークあるいは冷却に対しても、請求項４に記載の金属支持格子を熱伝導性の良い材料で作る事により光学窓の温度が一様に変化する構造とし、また請求項４に記載の金属支持格子に光学窓を汚染しない材料を用いる事で、透過特性や真空特性などの劣化による使用上の問題を生じないことを特徴とする請求項１に記載の超高真空用薄型光学窓付フランジ。