自然界及び実験室におけるパルス放電現象の解明

従来、電圧及び電流の立ち上がり時間がマイクロ秒程度の高電圧電源を使った放電現象の解明がなされてきた。パルスパワー技術の発展により、立ち上がり時間がナノ秒から数十ナノ秒の高繰り返し電源が開発され、それを用いた放電プラズマの生成は、次世代リソグラフィー用極短紫外光源(EUV)や殺菌など、多くの応用分野に発展している。しかしながら、その放電プラズマ現象はいまだに解明されていない。本研究目的は、電圧や電流の立ち上がり時間が数十ナノ秒のパルスパワー電源を用いて生成される放電プラズマの現象を明らかにし、EUV幅射へ応用することである。本年度の研究計画に基づいて得られた研究成果は下記のようである。1.現有の磁気パルス圧縮方式パルスパワー電源を改良し、立ち上がり時間を200ナノ秒から数十ナノ秒まで改善した。これは、磁気パルス圧縮回路の最終段のインダクタンスを極限に小さくすることにより達成できた。放電プラズマ生成領域に可能な限りコンデンサを近づけると共に、ひとつのコンデンサでなく多くのコンデンサを並列に用いて達成した。2.改良された磁気パルス圧縮方式パルスパワー電源を用いて、高エネルギー密度プラズマを生成し、そこからのEUV輻射を観測した。電圧や電流の立ち上がり時間が数十ナノ秒のパルスパワー電源を用いて生成される放電プラズマからのEUV幅射に関し、ニューラルネットを用いた最適化を行うためのソフトを開発した。

従来、電圧及び電流の立ち上がり時間がマイクロ秒程度の高電圧電源を使った放電現象の解明がなされてきた。パルスパワー技術の発展により、立ち上がり時間がナノ秒から数十ナノ秒の高繰り返し電源が開発され、それを用いた放電プラズマの生成は、次世代リソグラフィー用極短紫外光源(EUV)や殺菌など、多くの応用分野に発展している。しかしながら、その放電プラズマ現象はいまだに解明されていない。本研究目的は、電圧や電流の立ち上がり時間が数十ナノ秒のパルスパワー電源を用いて生成される放電プラズマの現象を明らかにし、EUV幅射へ応用することである。本年度の研究計画に基づいて得られた研究成果は下記のようである。1.現有の磁気パルス圧縮方式パルスパワー電源を改良し、立ち上がり時間を200ナノ秒から数十ナノ秒まで改善した。これは、磁気パルス圧縮回路の最終段のインダクタンスを極限に小さくすることにより達成できた。放電プラズマ生成領域に可能な限りコンデンサを近づけると共に、ひとつのコンデンサでなく多くのコンデンサを並列に用いて達成した。2.改良された磁気パルス圧縮方式パルスパワー電源を用いて、高エネルギー密度プラズマを生成し、そこからのEUV輻射を観測した。電圧や電流の立ち上がり時間が数十ナノ秒のパルスパワー電源を用いて生成される放電プラズマからのEUV幅射に関し、ニューラルネットを用いた最適化を行うためのソフトを開発した。