Аппараты или процессы, специально приспособленные для генерирования рентгеновского излучения, без использования рентгеновских трубок, например с формированием плазмы – H05G 2/00

Изобретение относится к источникам получения направленного (сформированного) мягкого рентгеновского излучения, или, что то же самое, экстремального ультрафиолетового излучения (ЭУФ) с длиной волны 13,5 нм или 6,7 нм, применяемым в настоящее время или в ближайшей перспективе в проекционной литографии высокого разрешения. Технический результат - повышение эффективности и ресурса работы источников ЭУФ излучения. Плазму предварительно формируют сторонним узконаправленным инжектором, после чего нагрев электронов плазмы производят в магнитном поле в условиях электронно-циклотронного резонанса мощным электромагнитным излучением микроволнового диапазона в непрерывном режиме. Для формирования плазмы ограниченного размера используют магнитное поле и ограничивающее поперечные размеры плазмы отверстие на оси симметрии рентгеновского зеркала, при этом рабочую сторону рентгеновского зеркала изолируют от потоков плазмы, нейтральных капель материала катода и энергичных частиц. Для реализации способа в разработанный источник направленного ЭУФ излучения введен инжектор 1 узконаправленного потока плазмы 3 в магнитную ловушку 4, на выходе которой установлено рентгеновское зеркало 11, отверстие 16 на оси симметрии которого уменьшает поперечный размер потока плазмы 3. При этом рентгеновское зеркало 11 развернуто рабочей стороной от инжектора 1 плазмы, за фокальной областью 12 рентгеновского зеркала расположен уловитель плазмы 15, а конфигурация магнитного поля магнитной ловушки 4, размеры уловителя плазмы 15 и отверстия 16 на оси рентгеновского зеркала 11 подобраны таким образом, чтобы обеспечить изоляцию рабочей стороны рентгеновского зеркала 11 от потоков заряженных и нейтральных частиц. Генератор 6 электромагнитного излучения миллиметрового или субмиллиметрового диапазона длин волн для нагрева электронов плазмы 3 снабжен вогнутыми зеркалами 8, направляющими электромагнитное излучение 7 со стороны инжектора 1 на поток плазмы 3 в магнитной ловушке 4 в область электронно-циклотронного резонанса 9. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Источник мягкого рентгеновского излучения на основе разборной рентгеновской трубки относится к области рентгеновской техники и предназначен для использования в качестве источника мягкого рентгеновского излучения с различными длинами волн для калибровки приемников излучения. Источник включает корпус, к которому крепится основание с расположенными на нем анодом и термокатодным узлом с электродами и нитью накала, высоковольтный и низковольтный вводы для соединения с источниками питания, а также фокусирующий электрод и систему охлаждения. Система охлаждения выполнена в виде петли трубопровода, электрически связанного с высоковольтным вводом, анод выполнен сплошным в форме параллелепипеда и зафиксирован непосредственно на трубопроводе с помощью крепежных элементов. Термокатодный узел снабжен упругодеформируемой деталью, закрепленной одним концом на одном из электродов термокатодного узла и связанной с нитью накала силовой связью с возможностью перемещения свободного конца и натяжения нити накала в процессе ее разогрева при подаче напряжения. Фокусирующий электрод выполнен в виде детали, частично охватывающей нить накала. Технический результат - упрощение конструкции и обеспечение стабильности параметров излучения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к устройству и способу для генерации мощного оптического излучения, в частности, в области экстремального УФ (ЭУФ) или мягкого рентгеновского излучения в диапазоне длин волн примерно от 1 нм до 30 нм. Область применения включает ЭУФ - литографию при производстве интегральных схем или метрологию. Технический результат-повышение мощности пучка оптического излучения. В устройстве и способе для генерации излучения из разрядной плазмы осуществляют лазерно-инициируемый разряд между первым и вторым электродами с вводом энергии импульсного источника питания в плазму разряда и генерацией из плазмы разряда излучения наряду с побочным продуктом в виде нейтральных и заряженных загрязняющих частиц (debris), при этом за счет выбора места облучения электрода лазерным лучом, геометрии электродов и разрядного контура формируют асимметричный разряд преимущественно изогнутой/бананообразной формы, собственное магнитное поле которого непосредственно вблизи разряда имеет градиент, определяющий направление преимущественного движения потока разрядной плазмы от электродов в область менее сильного магнитного поля. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к рентгеновским устройствам. Устройство включает рубиновый лазер с мощностью не менее 0,2 ГВт/см², излучение которого воздействует на опаловую матрицу в виде упорядоченной структуры из микросфер кремнезема диаметром 0,2-0,4 мкм, установленную на подложке, помещенной в контейнер с жидким азотом. Опаловая матрица изготовлена в виде образца, имеющего плоскопараллельные противоположные поверхности, которые скреплены с соответствующими пьезоэлектрическими пластинами, изготовленными из кристаллов с коэффициентом электромеханической связи свыше 0,2%. Использование изобретения позволяет уменьшить угловую расходимость импульсного рентгеновского излучения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Использование: для фотолитографии и рентгеновской микроскопии. В вакуумную разрядную камеру подается рабочий плазмообразующий газ через несколько осесимметричных кольцевых сопел (5), образующих полые газовые цилиндры (15) (каскадированный газовый лайнер), в центре внутреннего кольцевого сопла высоковольтного электрода устроен канал для вывода излучения в виде конуса. При включении сильноточного импульсного генератора (4) происходит пробой внешней оболочки каскадированного лайнера (15). Нарастающий сильноточный разряд ионизирует преимущественно наружный слой внешней газовой оболочки, и под воздействием магнитного давления плазма начинает ускоренно двигаться к оси лайнера, ионизируя и вовлекая в движение внутренние оболочки. Рэлей-Тейлоровские неустойчивости, возникающие при движении внешних цилиндрических оболочек к оси, гасятся при столкновении с неподвижными внутренними оболочками. Ионы сталкиваются на оси вакуумной разрядной камеры при скорости 100-500 км/сек. Кинетическая энергия плазмы переходит в тепловую энергию, на оси вакуумной разрядной камеры образуется столб горячей плазмы (16) с температурой, достаточной для многократной ионизации атомов газа. При рекомбинации атомов происходит генерация мягкого рентгеновского излучения. Технический результат: повышение средней мощности излучения и увеличение эффективности преобразования запасенной энергии генератора в энергию мягкого рентгеновского излучения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предлагает способ для получения рентгеновского излучения, включающий возбуждение атомов наружной поверхности мишени, в котором формируют при пониженном давлении поток жидкой среды, имеющий, по меньшей мере, в периферийной части потока области (2) кавитации с зонами (3) коллапса кавитационных пузырьков (1), обеспечивают контактирование зон (3) коллапса указанного потока с внутренней поверхностью (7) мишени (6) и получают рентгеновское излучение (11) на наружной поверхности (9) мишени (6), при этом используют мишень (6), выполненную из материала, имеющего низкий коэффициент объемного затухания упругой ультразвуковой волны, толщиной, равной или превышающей длину преобразования упругой ультразвуковой волны, возбуждаемой ударной волной (5) зоны (3) коллапса в материале мишени (6), в ударную волну (10) с малым фронтом на наружной поверхности (9) мишени (6). Предложено устройство для осуществления способа. Технический результат - получение узкополосного рентгеновского излучения, получение характеристического излучения определенного вещества, получение смешанного характеристического излучения. 2 н. и 37 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для получения электронных пучков или пучков рентгеновских лучей для внутритканевой и интраоперационной лучевой терапии. Устройство выполнено с возможностью подведения общей дозы воздействия в течение 1 мин продолжительности операции при частоте повторения в 1 Гц, и подведения однократных доз в 10 Гр при ультракороткой продолжительности однократной дозы в 30 нс, и содержит источник питания, импульсный источник электронов в виде головки типа плазменный фокус с вакуумной камерой, снабженной парой цилиндрических коаксиальных электродов и средством для введения по меньшей мере одного химически активного газа в камеру, электрическую схему, содержащую конденсаторную батарею с быстродействующими переключателями и проводниками, подсоединенными к электродам, и элемент, направляющий электроны, коаксиальный по отношению к упомянутым электродам, выходящий из упомянутой головки-источника прямо возле участка облучения, а также армированную платформу с высоковольтными кабелями и средствами для подвески и перемещения головки, при этом суммарная емкость конденсаторной батареи составляет 44,4 мкФ, источник питания может работать как в одноимульсном, так и в циклическом режиме, в последнем случае используется хронирование блока курков быстродействующих переключателей. Использование изобретения позволяет упростить управление и ограничить риск для пациентов при проведении процедуры. 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройству для получения мощного коротковолнового, в частности, экстремального ультрафиолетового излучения преимущественно из плазмы импульсного вакуумного разряда, инициируемого лазером между вращающимися электродами. Устройство для получения мощного коротковолнового излучения из разрядной плазмы содержит соединенные с приводами вращения электроды, каждый из которых частично погружен в ванну с жидким металлом и подключен к источнику питания, и кожухи для возврата жидкого металла в ванны. Смачиваемая жидким металлом область каждого электрода, за исключением части поверхности, содержащей рабочую зону электрода, размещена в кожухе, а часть поверхности, содержащая рабочую зону электрода, спрофилирована так, что нормаль к поверхности электрода не совпадает с направлением центробежной силы, причем в плоскости, проходящей через ось вращения электрода, проекция центробежной силы на касательную к поверхности электрода направлена в сторону кожуха, и составляющая центробежной силы по нормали к поверхности электрода меньше силы поверхностного натяжения в слое жидкого металла при его отрыве от поверхности, при этом каждый кожух выполнен из электропроводного материала и подключение к источнику питания каждого из электродов осуществлено непосредственно через кожух и заполняемый жидким металлом зазор между кожухом и электродом. Изобретение позволяет устранить выброс продуктов эрозии в конденсированной капельной фазе из источника коротковолнового излучения, повысить его кпд, энергетическую стабильность и улучшить функциональные возможности устройства для получения коротковолнового излучения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу эффективного получения коротковолнового, в частности, экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения из плазмы импульсных вакуумных разрядов преимущественно с вращающимися электродами. Изобретение может быть использовано для ЭУФ литографии, в частности, на длине волны =13,5 нм, соответствующей эффективному отражению зеркальной Mo/Si оптики. Способ получения коротковолнового излучения из плазмы вакуумного разряда заключается в облучении одного из электродов, покрытого плазмообразующим веществом, сфокусированным лазерным лучом и осуществлении основного разряда между электродами с помощью импульсного источника питания. Основной разряд осуществляют с временной задержкой после воздействия лазерного луча, и в течение временной задержки формируют вспомогательный разряд между электродами с помощью вспомогательного импульсного источника питания, причем вспомогательный импульсный разряд осуществляют током, направление которого противоположно направлению тока основного разряда, с энерговкладом, меньшим по сравнению с энерговкладом в основной разряд. Технический результат - увеличение эффективности преобразования вложенной в разряд электрической энергии в энергию коротковолнового излучения, повышение пространственной и энергетической стабильности излучающей плазмы, а также уменьшение ее эффективного размера. 3 ил.

Использование: для получения мягкого рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что воздействуют на анодную мишень рентгеновской трубки пучком электронов, излучаемых катодом, одновременно с указанным воздействием анодную мишень дополнительно облучают интенсивным лазерным излучением с плотностью энергии в импульсе, выбранной исходя из обеспечения возможности ионизации атомов материала анодной мишени путем удаления электронов вплоть до электронных оболочек, на которые приходится максимум рекомбинационного излучения, лежащий в необходимом диапазоне длин волн. При этом указанный пучок электронов, излучаемых катодом, используют для удаления рекомбинирующих электронов с указанных оболочек и обеспечения возможности многократного участия электронов в процессе рекомбинации на эти оболочки. Технический результат: получение новым способом мягкого рентгеновского излучения с использованием рентгеновской трубки. 6 з.п. ф-лы.

Использование: для получения экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения из газоразрядной плазмы. Сущность: заключается в том, что в качестве электродов использованы два дискообразных элемента, центральные оси симметрии которых совмещены с осью вала, периферийная часть поверхности, по крайней мере, одного из электродов покрыта слоем легкоплавкого металла, и введена система подачи легкоплавкого металла на поверхность, по крайней мере, одного из электродов, а в качестве системы инициирования разряда применено устройство формирования парового канала в периферийной области межэлектродного зазора. Технический результат: повышение частоты следования импульсов и средней мощности ЭУФ излучения газоразрядной плазмы при обеспечении ее малых размеров, увеличение времени жизни и повышение эффективности ЭУФ источника при высокой стабильности излучения от импульса к импульсу. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для генерации короткоимпульсного рентгеновского и корпускулярного излучения при переходе вещества в экстремальные состояния в условиях применения пониженных напряжений. Сущность: заключается в том, что предложен новый способ генерации короткоимпульсного рентгеновского и корпускулярного (электроны, многозарядные ионы) излучения при переходе вещества в экстремальные состояния на основе использования плотной плазмы. Образование такой плазмы происходит при инициировании (с использованием сфокусированных лазерных импульсов или электровзрывов микропроводников) вакуумно-искровых и дуговых разрядов при пониженных прикладываемых напряжениях (12-300 В) в микрозазорах (с межэлектродными расстояниями 50-100 мкм). Предлагаемый способ может давать импульсы (с пикосекундной и наносекундной длительностью) изотропного и остронаправленного (с угловой расходимостью до 10^-4 рад) рентгеновского излучения. Технический результат: создание компактных приборов с повышенной степенью безопасности, использующих пониженное прикладываемое напряжение. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к источникам высокоэнергетического ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Источник высокоэнергетичных фотонов содержит пару электродов (8), расположенных в вакуумной камере устройства (2) для создания плазменного пинча. Камера содержит рабочий газ, который содержит благородный буферный газ и активный газ, выбираемый так, чтобы генерировать требующуюся спектральную линию. Источник (10) импульсного питания вырабатывает электрические импульсы достаточно высокого напряжения, чтобы создавать электрический разряд между электродами. Этот разряд создает в рабочем газе высокотемпературные плазменные пинчи высокой плотности, которые генерируют излучение в спектральной линии источника. Электроды имеют коаксиальную конфигурацию с анодом по оси. Активный газ вводится через полый анод. Это позволяет производить оптимизацию источника спектральной линии и отдельно оптимизацию по буферному газу. 21 з.п. ф-лы, 17 ил.

Использование: для получения коротковолнового излучения из плазмы газового разряда. Сущность: заключается в том, что устройство содержит усовершенствование, согласно которому в заземленном электроде выполнены каналы, соединяющие периферийную часть зазора, разделяющего высоковольтный и заземленный электроды, с вакуумной камерой в инициирующем электроде системы формирования скользящего разряда выполнено осевое отверстие, соединенное с одной стороны через сквозное отверстие высоковольтного электрода с зоной разряда, а с другой стороны в нем установлен поджигающий электрод, при этом диэлектрический слой размещен на внутренней поверхности осевого отверстия инициирующего электрода. Во внеосевой области разрядной камеры высоковольтный и заземленый электроды отделены друг от друга щелевым зазором. В устройство могут быть введены дополнительные, идентичные разрядные камеры, все камеры закреплены на валу с приводом вращения и размещены на одинаковом расстоянии от оси вращения, при этом система формирования скользящего разряда установлена на том же расстоянии от оси вращения вала, что и камеры. Усовершенствование способа состоит в том, что скользящий разряд зажигают внутри инициирующего электрода и осуществляют предионизацию приосевой части зоны разряда, в которой затем зажигают импульсный предразряд между высоковольтным и заземленым электродами, и за счет скин-эффекта формируют токовоплазменную оболочку во внеосевой части зоны разряда на периферии зоны разряда, ограниченной щелевым зазором между высоковольтным и заземленным электродами, при этом осуществляют вакуумную откачку газа из периферийной части зазора между высоковольтным и заземленным электродами. Отличие данного способа также состоит в том, что осуществляют зажигание одного из видов разряда пинчевого типа с частотой повторения f=n· последовательно в каждой из n разрядных камер при вращении с частотой вала с закрепленными на нем разрядными камерами. Технический результат: повышение средней мощности коротковолнового излучения горячей плазмы разряда при обеспечении ее малых размеров и высокой яркости, увеличение времени жизни источника и повышение эффективности преобразования вложенной в разряд электрической энергии в энергию коротковолнового излучения при ее высокой стабильности от импульса к импульсу. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Генератор электромагнитного излучения с перестраиваемой частотой стимулированного излучения предназначен как для получения диапазона рентгеновского, так и для получения диапазона гамма-излучения, что позволит использовать это устройство для создания станций в районах высокогорья или спутников на орбите Земли, для преобразования энергии рентгеновского излучения из космического пространства в электрический ток. Генератор имеет две секции, одна из которых настроена в оптическом диапазоне монохроматического направленного сверхизлучения, а другая - в акустическом диапазоне с направлением излучения по оси в одну и ту же сторону на одной активной среде. За счет конструктивного объединения элементов в газоразрядной камере через управление режимами работы управляющих электродов и катодов, в каждой секции получают направленное сверхизлучение, при этом регулируют мощность излучения каждой секции в газоразрядной камере. Техническим результатом является увеличение КПД преобразования энергии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к производству экстремального ультрафиолетового излучения и к области литографии. Согласно изобретению используют по меньшей мере одну твердую мишень, излучающую экстремальное ультрафиолетовое излучение при взаимодействии с лазерным лучом, сфокусированным на обращенной к лазеру поверхности мишени. Эта мишень способна излучать часть излучения из второй поверхности, и эту часть излучения собирают и передают для использования. Техническим результатом изобретения является повышение КПД источника УФ-излучения. 3 с. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.