JPH02500944A

JPH02500944A - 改良形希ガス‐ハロゲンエキシマレーザ

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Publication number: JPH02500944A
Application number: JP63508481A
Authority: JP
Inventors: レヴァッター　ジェフリー　アイ
Original assignee: アキュレイス　インコーポレーテッド
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-03-29
Also published as: EP0331725A4; WO1989002176A1; DE3852630T2; CA1311548C; DE3852630D1; AU613080B2; EP0331725B1; IL87636A; AU2170188A; IL87636A0; EP0331725A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】多希ガスーハｂゲンエ　シマレーｉ肌＠１１Ｌ及咀Δ氷肚本発明は希ガス−ハロゲンエキシマレーザの改良に関し、特にそのようなレーザが作動する時間長、信頼性および効率を増す改良に間する。

ンのような希ガス、ハロゲンガスまたは活性物質として例えばＦ２またはＧＣＬのようなハロゲンを含むガスを用いる。活性物質または他のガスは、各端にレーザ光字体が設けられガス中に横方向の電気放電を生じさせる縦方向に延びるレーザ電極が設けられた圧力容器内に収容される。放電は励起した希ガス−ハロゲン分子の形成を生じさせ、その分離がレーザ光を構成する紫外線光子の放射を生じさせる。レーザガスはファンによってレーザ電極間を循環され、圧力容器内の熱交換器によって冷却される。

エキシマレーザは紫外線レーザ放射のパルスを放出し、医学、工業および通信の分野で潜在的に多くの実用的な用途を有する。

この潜在性は、実質的な保守や問題を生ずることなく、エキシマレーザが作動する時間の長さを制限する多数の問題のために充分には果たされていない。

実用的なエキシマレーザを達成するための努力において出合う問題の１つは、縦方向に延びるレーザ電極間の均一な容積放電を得ることが困難なことである。電極間の不均一な放電はレーザガスおよびスパッタした電極材料を持つ光学体の破壊および汚染を生じさせる。

この困難性を克服するために、ガス容積の予備電離が与えられた。この予備電離はレーザ励起放電の前に低レベルの電子雲を生じさせて、均一な放電を与える結果となる。予備電離器の１つの形式は絶縁体によって同軸接地ｔ′Ｉｆ１から分離した非中実の、多孔性の金属性の縦方向に延びる電極を用いる。予備を離器の電極は１つのレーザ電極の内に同軸的に配置され、導電性スクリーンまたはメッシングで作られる。予備電離器の電極に加えられる電圧は紫外線放射を発生するプラズマを予備電離器の電極のまわりに発生する。紫外線は包囲する縦方向レーザ電極のスクリーンを通過してレーザ電極間の領域に至り、電気パルスがレーザ電極に加えられるとき均一な放電を可能にする。レーザキャビティ内の付加的部品はレーザガスの潜在的な汚染源である。エキシマレーザの作動中のレーザガスの汚染はレーザ作用を停止する。

圧力容器”内のレーザガスまたは光学体の汚染によりレーザの保守および（または）分解が要求される０本発明以前では、エキシマレーザの寿命は１００万パルスの数十倍の程度であった。１秒当たり１０および５００パルスの間の代表的なパルス量において、そのような保守作業または分解中の作業時間は数時間程度であり、多くの用途に対してそのようなエキシマレーザを実用的でないものにする。さらに、エキシマレーザで用いられる有毒で腐食性のあるガスはレーザの分解中およびそれに続く再組立ての際注意深く扱われねばならず、そのような作業は単純なものでなく、危険なものであった。

エキシマレーザ内の汚染が炭化水素、水蒸気、フルオロカーボンおよび他の有機分子および不純物から生じかつそのような汚染源は多数あり色々あることが本発明によって認識された０例えば、圧力容器内の縦方向電極に対するプラスチック支持体または電気絶縁体の使用により炭化水素および他の分子がレーザガスを汚染する。現在のエキシマレーザの多くの部品はテレロンで作られるかまたはテフロンコーティングを持つかまたはエポキシ樹脂、塩化ポリビニルまたは他のプラスチック材料から作られる。テフロンは、電気絶縁体であると共にハロゲンの腐食作用に対して比較的不活性であるので、たぶんそのような材料の内最良のものである。しかしながら、テフロンおよびすべての他のプラスチック材料は炭化水素および（または）フルオロカーボン分子構造体の存在によってエキシマレーザガスを汚染する。レーザ作用を停止するのに加えて、フルオロカーボンまたは炭化水素分子構造体はガス放電から発生される紫外線放射によって解離され、炭素または炭化水素をレーザ光字体に付着させる。このことはときにはレーザ出力を損なうことになる。

他の汚染源はレーザガスを循環するための圧力容器内のファンの使用から生じる。特に、ファンのシャフトが回転するベアリングに関連して使用されるフルオロカーボングリースまたは他の潤滑油は汚染源である。ファンシャフトに対する無潤滑ベアリングの使用は、無潤滑ベアリングが実用に充分なほど長寿命であることか証明されていないので、満足のいくものではない。

他の問題は圧力容器に導入される水蒸気から生じる。レーザシステム中のハロゲンガスは電極表面に固有のハロゲン金属を形成する。空中から水蒸気は、レーザガスが汚染されるがまたは光学。

体が劣化した後に行われる保守作業の結果として圧力容器内に入ってしまう、圧力容器内のハロゲン金属は水蒸気と反応して高い腐食性の組成物を形成する０例えば、弗化ニッケルまたは塩化ニッケルは水蒸気と反応して弗化水素酸または塩化水素酸をそれぞれ形成する。これらは例えば水晶、弗化カルシウムまたは弗化マグネシウムのような圧力容器内の光学窓に用いられる材料を著しく劣化させる腐食性物質である。

レーザ作用を停止する傾向にあるレーザガスの汚染であるかまたは圧力容器の光学窓の汚染であるかにかかわらず、圧力容器内の汚染は保守作業の間使用できないようにする。圧力容器内のガスの交換および圧力容器内の光学体および他の部品の洗浄および（または）交換を含むこれらの保守作業は時間の浪費であり、コスト高である。このような作業が行われている間、エキシマレーザは使用できない、さらに、エキシマレーザで用いられるハロゲンガスおよび不純物から形成される他のガスは高い毒性がある。

このようなガスが保守作業中に取扱わねばならないとき、これらのガスが大気中に逃げる可能性は安全に対する危険となる。この安全に対する危険は、もしエキシマレーザが医療作業で用いられ、そのような医療作業が行われる場合に近くで用いられるならば、特に重大なこととなる。

及五＠ｌ扛本発明の主要な目的は、以前達成されていたものより長時間にわたって信頼できる作動を可能とし、それによって医療、工業、通信および他の領域に対する用途における使用に対して実用的であり、安全であるエキシマレーザを提供することにある。この目的を達成するために、本発明の他の目的は以前のエキシマレーザのレーザガスおよび光学特性に対する汚染を著しく減少したエキシマレーザを提供することにある。

本発明のこれらの目的および他の目的は実質的に金属およびセラミックだけがレーザガスに露出されるようなレーザガスに対する環境を提供するエキシマレーザにおいて達成される。

レーザガスを実質的に金属およびセラミックだけしか接近できないように制限することによって、レーザ作用を停止し、または光学体を劣化する炭化水素、フルオロカーボンおよび他の有機材料から生じる汚染がなくされる。

本発明において、レーザガスが露出される好ましい金属はニッケルであり、好ましいセラミックは高純度アルミナ（Ａ１２０３）である。

本発明においては、テフロンおよび同様な材料の使用が避けられる。圧力容器内の高電圧放電電極に対する絶縁支持体はテフロンまたはプラスチックではなくセラミックから製造される。同様に、コロナ予備電離器はその高電圧電極および接地電極の間にセラミック絶縁体を用いている０本発明はレーザの圧力容器内でファンを回転するために用いられる部品の新規な配列を用いて、有毒なレーザガスが環境内に漏洩する危険を増大することなしにファンシャフトのベアリングからのレーザガスの汚染が避けられる。

ファンは磁気流体シールを用いてファンシャフトを支持するベアリングをレーザガスを含む圧力容器の内部から分離している。ベアリングおよびベアリングの潤滑油はレーザガスに接触しない。

包囲体は、シールが破れた場合にシールを通して漏洩するかもしれないレーザガスを入れるために、圧力容器の外部のシャフトの端およびベアリングに面する磁気流体シールの側においてベアリングを包囲している。包囲体の内部のファンシャフト上の内部磁気カップリング部分および包囲体の外部でファンシャフトと同軸的な別個の被駆動シャフト上の外部磁気カップリング部分から成る磁気カップリングがファンを作動するのに用いられている。このような包囲体を設けたことによって、工業用途ばかりでなく医療用途に使用するのに必要な基準を充分に満足する安全性を備えて、磁気流体シールが破れた場合に、環境中への有毒ガスの漏洩を防ぐものである。

本発明は、また、圧力容器の光学窓の内面が保守され、または交換される頻度を著しく減少する。このような保守または交換は、レーザの少なくとも部分的な分解を要し、またそのような期間中のエキシマレーザを用いることができずかつ窓を保守しまたは交換する労働のために非効率的であるのに加えて、やっかいなものである、なぜならば、そのような分解の前およびエキシマレーザの再組立て後に有毒ガスを取扱う必要があるからである。窓の保守または交換の頻度を減少するために、本発明は回転自在に取付けた大きな寸法の窓を設けるものである。この窓は、その取付けた窓の回転中心から離れた窓の部分を通してレーザビームが窓に当たり透過するように、取付けられる。エキシマレーザで用いられる窓に生じる汚染による劣化は、ビームが窓に当たる場合に主に発生し、光分解および炭化水素またはフルオロカーボンの光活性化表面の付着に主に起因する。レーザビームが当たった窓の部分がエキシマレーザの所望の作動を邪魔する程度まで劣化したときには、取付けた窓が回転され、エキシマレーザのビームに以前露出されていなかった、すなわち劣化されていない窓の部分がレーザビームに露出される。ビームおよび回転自在の窓の相対的な位置の変化および窓の寸法によって、エキシマレーザの分解および再組立てが必要になる前の窓の保守寿命がほぼ１桁はど大きく増加することがこのような特徴を備えることによって得られる。

区ｍ見欠乳乳第１図は、本発明のエキシマレーザの好ましい実施例の概略長手方向断面図である。

第２図は、第１図のＩ！２−２に沿った第１図に示すエキシマレーザの概略断面図である。

第３図は、本発明の予備電離器の好ましい実施例の斜視図である。

第４図は、第１図のエキシマレーザのファンシャフト用の磁気流体シールおよびベアリング、およびファンを回転するのに用いられる磁気駆動部品の断面図である。

第５図は、エキシマレーザ用の窓組立体の好ましい実施例の平面図である。

第６図は、第５図の線６−６に沿った第５図に示す窓組立体の好ましい実施例の断面図である。

え乳Δ註肌本発明の好ましい実施例の以下の記載は本発明の原理を例示するために与えられるものであり、制限的な意味にとられるべきでない。

最初に第１図および第２図を参照すると、本発明のエキシマレーザはレーザガスおよびエキシマレーザの部品を含む圧力容器１２を有する。圧力容器１２は部分的に円筒状の縦部材１４から形成され、この縦部材には第１および第２エンドプレート１６および１８が取付けられている。縦部材１４およびエンドプレート１６および１８は、本発明の好ましい実施例では、内面がニッケルメッキされており、すなわち縦部材１４の面２０、第１および第２エンドプレートの面２２および２４は、それぞれニッケルで形成されている。エンドプレート１６および１８は、エンドプレート１６および１８、および部材１４のニッケル部分またはニッケルメッキ部分を圧力容器１２の内部に露出させる任意の従来の方法で縦部材１４に取付けられている０種々の目的のための適当な開口および供給孔（その内のいくつかは後述する）がエンドプレート１６および１８に設けられている。

セラミックキャップ部材２６は、縦部材１４の縦縁に沿って設けられたフランジ２８および３０にボルト３２によって止められて圧力容器１２を完成している。

これらの部品、すなわち部分的に円筒状の縦部材１４、エンドプレート１６および１８、およびセラミックキャップ部材２６は、圧力容器１２が２倍の大気圧および５倍の大気圧の間の圧力で安全にエキシマレーザに必要なガスを保持できる容器を構成するように、形作られ互いに嵌合されている。前述のように希ガスおよびハロゲンガスまたはハロゲン化物を含むガスがエキシマレーザにおいて用いられる。さらに、他のガスも用いられ、例えばヘリウムはエキシマレーザ内の他のガスと共に用いられるガスである。もちろん、エンドプレート１６および１８およびセラミックキャップ部材２６の種々の開口および供給孔は、安全に対する適切な余裕をもって必要な圧力を圧力容器１２内に維持できるように、用いられる。圧力容器１２は種々の構成をとりうるが、本発明においては、圧力容器１２内のレーザガスは好ましくはニッケルである金属および好ましくは高純度アルミナであるセラミックにだけ露出される。

セラミックキャップ部材２６は第ル−ザ放電電極３４に対する支持体として働き、接地した圧力容器１２の縦部材１４がら第１放電電極３４を絶縁する。供給孔３６は圧力容器１２の外部の高電圧電源を第ル−ザ放電電極３４に接続するためにセラミックキャップ部材２６に設けられている。第１放電電極３４はプレイオナイザ（予備を離器）構造体９２に関して後述する目的のための金属メツシュまたはスクリーンから好ましくは作られる。第２レーザ放電電極３８は第１放電電ＩＦＩｉ３４から分離されるようにセラミックスペーサによって圧力容器１２内に支持され、第１および第２レーザ放電電極３４および３８の間のスペースはレーザ作用が起こる圧力容器１２内の領域を形成している。第２レーザ放電電極３８は電流リターンスクリーン４０によって圧力容器１２に接地されている。第１および第２レーザ放電電１ｆｆ１３４および３８、および電流リターンスクリーン４０自体は先行技術のエキシマレーザで用いられているものと同様のものでもよい。

本発明の好ましいエキシマレーザで用いられたレーザガスはエキシマレーザで以前から用いられてきたものと同様のものでもよいが、以前では必ずしも用いられまたは提案されなかったエキシマレーザ用の他のガスおよびガスの組合わせが本発明のエキシマレーザに用いられうろことも本発明の範囲内に入るものである。

エキシマレーザのガスはレーザ作用中加熱されるようになるので、熱交換器４２が第１図に示すように圧力容器内に設けられる。

熱交換器４２は圧力容器１２の長さに沿って延びるが、図面の簡略化のために第２図には省略されている。圧力容器１２内のレーザガスと接触する熱交換器の部分の面は金属であり、好ましくはニッケルである。熱交換器４２はエキシマレーザに現在用いられている熱交換器と設計および構成上同様なものであってもよい。

レーザガスはファンシャフト４６によって支持された横流ファン４４によって圧力容器１２内を循環される。レーザガスに接触する検流ファン４４およびファンシャフト４６の部分は金属、好ましくはニッケル、またはセラミック、このましくは高純度アルミナである。検流ファン４４のブレード４８はエキシマレーザと共に以前から用いられている横流ファンと同様にシャフト４６のまわりに配置されている。しかしながら、以前用いられている横流ファンとは異なって、横流ファン４４にはベアリングとファンシャフト４６用の駆動機構が設けられており、これらは圧力容器１２内のレーザガスから隔離されており、したがってガスを汚染することはない、第４図を参照すると、磁気流体シール組立体５０および磁気駆動組立体５２が好ましい実施例として示されている。磁気気体シール組立体５０は磁気流体シール５６およびベアリング５８を含むハウジング５４を有している。ベアリング５８はハウジング５４によって支持され、かつ回転自在にファンシャフト４６を支持している。磁気流体シール組立体５０内のファンシャフト４６の部分は実際には特殊加工したシャフトであり、このシャフトは、圧力容器１２内で、ファン４４を回転するシャフトの部分に対して同軸的に取付けられている。説明の簡略化のために、連続的な同軸シャフト部分は区別されるべきでなく、単一のシャフトとして以下に説明するが、単一のシャフトであってもよいものである。

磁気流体シール５６はベアリング５８および圧力容器１２の間でハウジング５４内に配置され、離して配置した周凹溝６２を持つファンシャフト４６のセクション６０を利用するものである。

セクション６０に接触しないが隣接して環状磁極片６４が配置され、その外周はハウジング５４の内部に対してシールされている。

シャフト４６のまわりに環状に配置した永久磁石６６が磁極片６４にすぐ隣接して配置されている。磁気材料の微小粉を含む流体６８はシャフト４６のセクション６０および磁極片６４の間の渭６２の領域内に配置されている。流体６８は磁力によって磁気流体６８を保持する磁極片６４に働く永久磁石６６の作用によってセクション６０の領域に収容される。磁気流体６８はセクション６０においてシャフト４６および磁極片６４の間に流体シールを形成する。この種の磁気流体シールは周知であり、その構成および動作の詳細は容易に得られる８例えば、この種のシールはニューバンプシャ州ナシュアのフェロフルディックコーボレーションによるフェロフルディックシールとして市販されている。このようなシールは６０ｐｓ　ｉ程度の圧力差に耐えることができる。

ベアリング５８は永久磁石に隣接して配置されており、磁気流体シール５６によって圧力容器１２内のレーザガスからシールされているので、潤滑油による圧力容器１２内のレーザガスを汚染さらにハウジングの開口を通ってハウジング５４の端を越えて延でいる。内部磁気カップリング７０は円゛形配列の磁石７２を有し、隣接する磁石７２は交互に異なった極性を有する。非磁性シールド材料から作られた圧力キャップ７４が磁気カップリング７０上に配置され、０リング７７を介してハウジング５４にフランジ７５に沿って密封状態で取付けられている。

内部圧力キャップ７４は磁気気体シール５６のベアリング５８側でハウジング５４の内部と流体連通しており、圧力容器１２内のレーザガスによって通常受ける圧力の数倍の圧力に等しい内部圧力に耐えられるようにハウジング５４に取付けられている。磁気流体シール５６が破られ、それによって有毒なレーザガスがベアリングが配置されたシールハウジング５４の側に導入される場合には、そのような有毒なレーザガスは、適用される安全基準によって要求される安全性に対して余裕を持って、圧力キャップ７４によって保持される。

互いに異なった極性を有する大きな直径の円形配列の磁石７８から成る対応する外部磁気カップリング７６が内部磁気カップリングに対して同心的にかつ内部磁気カップリングに対して磁束カップリング近接状態で、圧力キャップ７４の外部に配置されている０本明細書に記載のこの種の磁気カップリングは以前から知られており、その精成の詳細な説明は省略する。外部磁気カップリング７６は圧力キャップ７４の外部にあるが、ファンシャフト４６と同軸的なシャフト８０に適当な環状部材７９によって取付けられている。圧力キャップ７４およびシールハウジング５４のフランジ７５に取付けられた磁気駆動ハウジング８２は外部磁気カップリング７６を泥および塵から保護し、またベアリング８４を支持し、シャフト８０がこのベアリング８０で回転する。シャフト８０に取付けなプーリ８６はシャフト８０をモータのようなシャフトを回転させるための装置に連結するために用いられている。シャフト８０が回転され、これによってシャフト８０が外部磁気カップリング７６を回転させると、外部磁気カップリング７６によって内部磁気カップリング７０が回転され、それによってファンシャフト４６およびファン４４が回転される。

横流ファン４４の反対端には、第１図に示すように、第２磁気流体シール組立体８８が配置されている。第２磁気流体シール組立体８８は、第１磁気気体シール組立体５０に関して記載したものと同様な構造の、ベアリングとファンシャフト４６の端のまわりの磁気流体シールとを含むシールハウジング９０を有する。しかしながら、ファンシャフト４６の端は駆動される必要がないので、ファンシャフト４６はシールハウジング９０内で終わり、第１磁気流体シール組立体５０に関連して用いられた圧力キャップ７４のような別個の圧力キャップの必要性をなくしている。第２磁気流体シール組立体８８は、好ましい実施例において、第１磁気気体シール組立体５０より寸法的に小さい。

本発明の好ましい実施例は、エキシマレーザの第１および第２放電電ｉｇｉ！３４．３８の間に均一な放電を保証するのに望ましい低レベル電子雲を発生するためにコロナ予備電離器９２を用いている。好ましい実施例においては、コロナ予備電離器９２は第２レーザ放電電極３４内に配置され、予備電離器９２によって形成される電子雲を放電電極間で発生させるために、前述したようにメツシュまたはスクリーンから好ましくは作られる。予備電離器の構造は第３図に詳細に示されている。コロナ予備電離器９２は第２レーザ放電電極３４の長さに沿って延びる管状セラミック絶縁体９４を有する。管状セラミック絶縁体９４は高純度アルミナから製造される。管状セラミック絶縁体９４のまわりに巻かれたヘリカル状ワイヤ９６は予備電離器９２用の高電圧電極として働く。

管状セラミック絶縁体９４のボア１００に沿ったワイヤ９８は接地電極である０本発明のコロナ予備電離器９２は形状が管状であるセラミック絶縁体を用いる必要はない、他の形状のセラミック絶縁体、例えば平らなディスクが用いられもよい、同様にヘリカル状ワイヤではなく多孔性電極が本発明において用いられてもよい。

本発明は、圧力容器１２内のレーザガスおよび光学面の汚染源を減少するのに加えて、光学窓の交換を極めて少なくするレーザキャビティの光学窓用窓組立体１０２を提供する。光学部品１０４が劣化した後、光学部品１０４を取り外して交換することは有毒なレーザガスをレーザキャビティから除去しかつ有毒なレーザガスをレーザキャビティに充填することを含むものである。

本発明では、レーザキャビティの各端において光学部品１０４を保持する窓組立体１０２は光学部品１０４を回転させる能力を備え、組立体１０２を取り外すことなしに、またレーザガスを除去し圧力容器１２にレーザガスを再充填することなしに、光学部品１０４の異なった部分を圧力容器１２内の第１および第２レーザ放電電極３４および３８の間で発生されるレーザビームに向けることができる。

光学部品１０４が、光学部品１０４の異なった部分をレーザビームの光路に置くように回転できる窓組立体１０２の好ましい実施例を第５図および第６図に関連して述べる。内部ショルダ１０８を持つ環状スリーブ１０６が光学部品１０４を取付けるために設けられている。光学部品１０４およびショルダ１０８の上方および下方のスリーブの内径は、光学部品１０４がショルダ１０８上の１１２に配置した０リング１１０に当接するようなものであり、光学部品１０４の横移動がスリーブ１０６によって制限されている。６角形周辺を持つ環状リング１１４がボルト１１６によって光学部品１０４の周縁を越えて取付けられ、光学部品１０４はスリーブ１０６のショルダ１０８および環状リング１１４の間にしっかりと保持される。各光学部品は大きな寸法をもち、いくつかの重ならないレーザビームに適合するのに充分な面積を持つ、したがって、光学部品の完全に異なる部分をレーザビームの光路に介在させることができる。

環状スリーブ１０６にはスリーブ１０６および環状リング１１４の間に窓取付具１２０を保持するフランジ１１８が設けられている。窓取付具１２０は環状構造を有し、取付はフランジ１２２の始端の内部に沿って、スリーブ１０６のフランジ１１８を収容する周辺ノツチ１２１を有する。さらに、窓取付具１２０の内部円筒面はスリーブ１０６の外面に摺動嵌入するような寸法であり、スリーブ１０６の外部に配置した周辺溝に配置したビトン（Ｖｉｔｏｎ）から形成した四辺リング１２６によってスリーブ１０６をシールする。窓取付具１２０は環状リング１１４をボルト１１６によって環状スリーブ１０６に固定する前にスリーブ１０６上に摺動嵌合される。したがって窓取付具１２０および光学部品１０４を保持する固定したスリーブ１０６およびリング１１４は回転自在に一緒に固定され、ビトンリング１２６がシーリングを与えている間回転を可能にする。中心部分を含まない光学部品１０４の部分がレーザビーム１３４に与えられるように、窓組立体１０２のフランジをエンドプレート２２または２４の開５　口に取付ける際、ボルトがボア１３０に嵌入される。光学部１０４を除いた、レーザガスに接触する窓組立体１０２の部分は、レーザガスに露出される本発明のエキシマレーザの他の部品の部分と同様に、実質上全体的に金属またはセラミックである。好ましくは、これらの部分はニッケルまたは高純度アルミナである。

レーザビーム１３４に与えられる光学部品１０４の部分は環状リング１１４をその６角形周辺によって回転することによって、すなわち光学部品１０４を回転することによって変更できる。窓を取り外す必要なしにビームの光路に光学部品の異なった部分を置くように回転できる光学部品をエキシマレーザの各端に設けるために、任意の他の構造および配列を用いることもできる。

前述の記載は本発明の好ましい実施例に関するものである。これらの実施例の多くの変形および変更は請求の範囲に記載の本発明の範囲内に入るものである。

手続補正書（方ｔ）国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．ガスが圧力容器内に含まれ、電極間でレーザ放電を形成して圧力容器の各端において第１および第２光学部品間にレーザビームを発生する第１および第２電極と、ガスを循環するファンと、ガスを冷却する熱交換器と、を有する形式のエキシマレーザにおいて、圧力容器内に含まれるガスと接触する圧力容器、第１および第２電極、ファンおよび熱交換器の各部分が少なくともほぼ全体的にセラミック材料または金属のいずれかで製造され、それによって前記圧力容器、第１および第２電極、ファンおよび熱交換器によるガスの汚染が最少にされ、エキシマレーザの寿命を増加することを特徴とするエキシマレーザ。
２．請求項１記載の改良形エキシマレーザにおいて、ガスの一部を電離するために前記圧力容器内に配置された予備電離器をさらに有し、前記ガスに接触する予備電離器の各部分がセラミック材料または金属によって少なくともほぼ全体的に製造されることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
３．請求項１記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記セラミック材料が高純度アルミナであることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
４．請求項２記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記セラミック材料が高純度アルミナであることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
５．請求項２記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記予備電離器が金属で製造され、セラミック絶縁体で分離された予備電離器の第１および第２電極から成るコロナ予備電離器であることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
６．請求項１記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記金属がニッケルであることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
７．請求項２記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記金属がニッケルであることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
８．請求項１記載の改良形エキシマレーザにおいて、（ａ）前記ファンを回転し、前記圧力容器を通って突出するファンシャフトと、（ｂ）前記圧力容器の外部に配置され、前記ファンシャフトを支持するベアリングと、（ｃ）前記圧力容器内のガスが前記ベアリングおよび前記ベアリングに間違する潤滑油と接触するようになるのを防ぐために、前記ファンシャフトを囲みかつ前記圧力容器の内部を前記ベアリングから分離する磁気気体シールと、（ｄ）前記ベアリング及び、前記圧力容器を通して突出する前記ファンシャフトを越え、前記ベアリングに面する前記シールの側を越えて配置された包囲体とを有し、前記シールが破れ前記圧力容器からのガスが前記包囲体内に入る場合に前記圧力容器からのガスが周辺雰囲気に入らないように保持する、ことを特徴とする改良形エキシマレーザ。
９．請求項８記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記シャフトを回転する磁気カップリングを有し、前記磁気カップリングは、（ａ）前記ファンシャフトに取付けられた内部磁気カップリング部分と、（ｂ）外部磁気カップリング部分と、（ｃ）前記外部磁気カップリング部分に取付けた駆動シャフトと、を有し、前記駆動シャフトは前記圧力容器および前記包囲体の外部に配置されかつ前記ファンシャフトと同軸的であり、前記外部磁気カップリング部分は、前記駆動シャフトが回転されるとき前記磁気カップリングが前記ファンシャフトを回転させるように、前記内部磁気カップリング部分に対して磁束カップリング近接状態に配置されている、ことを特徴とする改良形エキシマレーザ。
１０．請求項５記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記予備電離器の前記セラミック絶縁体は形状が管状であり、前記予備電離器の第１電極が前記絶縁体の外部のまわりに配置され、前記予備電離器の第２電極が前記管状セラミック絶縁体のボアに沿って配置されていることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
１１．請求項１０記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記予備電離器の第１電極が前記管状セラミック絶縁体の外部のまわりに配置したヘリカル状ワイヤであることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
１２．請求項１記載の改良形エキシマレーザにおいて、前記セラミック絶縁体がアルミナから形成されていることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
１３．請求項１記載の改良形エキシマレーザにおいて、予備電離器の第１および第２電極がニッケルから形成され、またはニッケルメッキされたものであることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
１４．請求項１記載の改良形エキシマレーザにおいて、各前記光学窓用の窓組立体をさらに有し、前記窓組立体は回転自在であり、前記組立体が回転されるとき前記光学部品の複数の重ならない部分がレーザビームの光路に連続的に配置されるような寸法であることを特徴とする改良形エキシマレーザ。
１５．請求項１４記載の改良形エキシマレーデにおいて、前記組立体は、（ａ）前記光学部品を保持する第１環状部材と、（ｂ）前記圧力容器に密封状態で取付けるために前記第１環状部材と同軸的な第２環状部材と、（ｃ）シールが前記第１および第２部材の間で維持されている間前記第１部材が前記第２部材に対して回転されるように前記第１および第２部材を回転自在にかつ密封状態で固定する手段と、を有することを特徴とする改良形エキシマレーザ。