実験/量産用 プラズマ・真空装置メーカーのアリオス株式会社 「可変アイリス」

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可変アイリス

導波管に取り付けた可変アイリス 可変アイリス単体

[図1:導波管に取り付けた可変アイリス 図2:可変アイリス単体]

可変アイリスは、プラズマ発生やマイクロ波照射実験など 導波管 で共振器を構成するための部品です。 上下左右から板を挿入することにより開口寸法を変更できます。この開口寸法はマイクロ波印加時も変更することができます。 図1 は、導波管に取り付けた様子です。図2 は、単体での画像になります。銅色の部品を導波管内に出し入れすることによって、任意の値のリアクタンス素子を作ることができます。 同様な用途のものに スリースタブチューナE-Hチューナー などがありますが、これらは導波管の長さ方向に広がりを持っており、共振器の折り返し用素子として使った場合に Q 値を大きく上げることができません。 可変アイリスの場合は、ピンポイントで非常に厚みが薄い素子を実現できるため、この共振器の端を構成する素子として非常に優れた特質を備えています。

導波管の共振器構造

使い方の一例として、この可変アイリスとショートプランジャーによる共振器の構成を図3 に示します。a 寸法は、負荷を電界最大のところにおく場合は、λg / 4 (λg = 導波管内の管内波長) となるようにショートプランジャーを設定します。 負荷を磁界最大の位置に置く場合は、λg / 2 の位置になるように設定します。共振長 n ・λg は、管内波長の整数倍 (1、2、3倍) に設定します。 このように、導波管の長さを整数波長にすると定在波が生じ、高い電界強度を得ることができます。

図3:可変アイリスとショートプランジャーによる共振器の構成
図3:可変アイリスとショートプランジャーによる共振器の構成

ソリッドステートマイクロ波電源との組合せ

可変アイリスの性能が最も発揮できるのは、ソリッドステート式のマイクロ波電源 との組み合わせです。 ソリッドステート電源は発振出力の周波数が非常に狭く、しかも安定しており、Qの高い共振器の組み合わせによって非常に高い電界強度を得ることが可能です。 これによって小電力でのプラズマ発生、化学反応促進実験が可能になります。
マグネトロン式でもその性能を発揮することはできますが、マグネトロン式のマイクロ波電源の周波数成分はブロードであり、安定性も悪いので、シャープな性能を持つアイリスの性能を最大限に生かすことはできません。
マイクロ波電源には各種特徴があります。詳しくは 各種マイクロ波電源の特徴 をご確認下さい。

可動アイリス

導波管で共振器を構成する際に同様な製品には、可動アイリス があります。 可動アイリスは導波管の中に配置し、マイクロ波の進行方向に対して比較的自由に位置を変更することができますが、アイリス開口部の調整は導波管を取り外して行うことが必要になります。 可変アイリスでは位置の変更はできませんが、開口部の調整はマイクロ波印加中であっても、導波管の外から行うことができます。 状況によって適性が異なりますので、詳細は お問い合わせ 下さい。
当社では、皆様のマイクロ波実験を支援すべく、様々な便利な部品の開発試作も承っております。

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