実験結果

103

104

図4.8 ICCDカメラによる放電生成キセノンプラズマの可視光写真

42 ns

42 ns 50 ns50 ns

78 ns

78 ns 91 ns91 ns 102 ns102 ns

113 ns

113 ns 137 ns137 ns 165 ns165 ns

5 mm

上流側 下流側

Chamber

Xe Plasma

Z

30 °

105

図4.9 放電生成キセノンプラズマの可視光領域とEUV放射領域の時間変化

-30 -20 -10 0 10 20 30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

0 50 100 150 200 250 300

cu rr en t [k A] E U V si gn al s [a .u .]

current

Wideband

EUV In-band EUV

Times [ns]

-30 -20 -10 0 10 20 30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

0 50 100 150 200 250 300

cu rr en t [k A] E U V si gn al s [a .u .]

current

Wideband

EUV In-band EUV

Times [ns]

z – a xis p o s it io n (mm )

time (ns) 0

-2

-4 0 50 100 150 200 250 300 4

6 8 10

2

EUV

106

図4.10 ICCDカメラによる放電生成アルゴンプラズマ可視光写真

78 ns 78 ns

5 mm

87 ns

87 ns 92 ns92 ns

96 ns

96 ns 105 ns105 ns 110 ns110 ns 118 ns118 ns

123 ns

123 ns 129 ns129 ns 137 ns137 ns 162 ns162 ns

177 ns

177 ns 204 ns204 ns 216 ns216 ns 236 ns236 ns

上流側 下流側

Chamber

Ar Plasma Z

 30

Camera Camera Camera

107

図4.11 ICCDカメラによる放電生成アルゴンプラズマ可視光写真

8

4 6

2

-2 0

-4 -6

-100 0 100 200 300

Current(kA)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

time (ns)

z–axis position(mm)

108

図4.12に放電電流波形とトムソン散乱用レーザーの時間関係の一例を示す. プラズマ 生成条件は，キセノンガスの流量50 sccm，電極間印加電圧27 kVである. キセノンプ ラズマからのトムソン散乱信号波形例を示す．測定波長は 532.03 nm (Δλ=30 pm)で,

100 shotの信号積算を行った．測定時刻は電流の立ち上がりから100 ns後である. こ

の時刻はピンチ発生後10 nsに相当し, EUV光が積極的に放出されている時刻である. 図4.13には, プラズマからの発光のみの信号も示している. このようにプローブレー ザーの有無により波形が大きく異なり, その差引をすることで, はっきりとしたトム ソン散乱信号得ることができている.

図4.12 放電生成キセノンプラズマの電流波形と入射レーザーの一例

25 20 15 10 5 0

I( kA )

- 5

- 50 0 50 100 150

time (ns)

200

I (kA)

Laser (a.u.)

109

図 4.13 放電生成キセノンプラズマのトムソン散乱イオン項測定波形一例( =30pm， t=90ns)

図4.14 放電生成キセノンプラズマのトムソン散乱スペクトル例

Si gnal

X:1div=25 ns Y:1div=5 mV

LTS + Background

LTS Signal

Background Radiation

time

-100 -50 0 50 100

 (pm)

150 -150 0

400

100 300 200

Signal (a.u.)

110

波長ごとにレーザーを50 shot入射時の積算信号を記録し，その測定を10回繰り返 した．図 4.14 に放電生成キセノンプラズマのトムソン散乱スペクトル例を示す. 図 4.14内で各測定点に示した測定誤差範囲は10回分のデータの標準偏差を示している．

Δλ < 25 pmの条件では，迷光が非常に強く，測定ができなかった．同様の計測をアル ゴンプラズマに対しても行った. 図4.15にアルゴンプラズマのトムソン散乱スペクト ルとフィッティング例を示す．図4.15より，イオン項スペクトルの形状とスペクトル のピーク位置，レーリー散乱より絶対値強度が明らかになったので，これらの結果か ら, ne, Te, Zを決定した. 図4.16に示した曲線は, ne=1.5×10²⁴ m^-3, Z=7, Te=Ti=15 eV （実 線）, ne=1.5×10²⁴ m^-3, Z=8, Te=Ti=15 eV （一点鎖線）, ne=1.5×10²⁴ m^-3, Z=6, Te=Ti=14 eV

（破線）とした時の理論スペクトルである. なお, 信号強度の絶対値校正は，窒素ガ ス雰囲気中でのレーリー散乱測定を用いて行った．放電生成アルゴンプラズマを対象 として，放電管の中心軸上（Z軸）上の各点において空間分布測定を行った．図4.17 に放電生成アルゴンプラズマの可視光領域と協同的トムソン散乱測定点を示す．図 4.18にz軸方向のne, Teの空間時間変化計測結果を示す.

111

図4.15 放電生成アルゴンプラズマのトムソン散乱スペクトル例

図4.16 放電生成アルゴンプラズマのトムソン散乱スペクトルとフィッティング

-100 -50 0 50 100

 (pm)

150 -150

0 50 100 150 200

Signal (a.u.)

Te=Ti=14(eV) Z=6

Te=Ti=15(eV) Z=7

Te=Ti=15(eV) Z=8

-100 -50 0 50 100

 (pm)

150 -150

0 50 100 150 200

Signal (a.u.)

112

図4.17 放電生成アルゴンプラズマの可視光領域と協同的トムソン散乱測定点

8

4 6

2

-2 0

-4 -6

-100 0 100 200 300

Current(kA)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

time (ns)

z–axis position(mm) 測定点

113

図4.18 放電生成アルゴンプラズマのz軸方向時間空間変化. (a)電子密度, (b)電子温度

- 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2

n

e

(m

-3

)

z – axis Position (mm)

3 4×10

²⁴

3×10

²⁴

2×10

²⁴

1×10

²⁴

0

80 ns 90 ns 100 ns 110 ns 120 ns

30 25 20 15 10 5 0

T

e

(eV)

- 4 - 3 - 2 - 1 0 1 2 3

z – axis Position (mm)

80 ns 90 ns 100 ns 110 ns

(a)

(b)

114

ドキュメント内 協同的トムソン散乱法を用いた (ページ 107-118)