JPH033282A - エキシマレーザ装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエキシマレーザ装置に係り、特に紫外線コロナ
予備電離方式のエキシマレーザ装置に関する。

［従来の技術］ 従来の紫外線コロナ予備電離方式のエキシマレーザ装置
（特開昭６１−９１９８２号）について第２図を参照し
て説明する。

第２図の装置は、レーザ光軸を長平方向とする第１の主
放電電極１、この第１の主放電電極１の相対向するよう
に配設された第２の主放電電極２を備えており、第２の
主放電電極２は複数の導体２ａ、２ｂからなるスクリー
ン電極である。第２の主放電電極２の近傍には補助電極
（トリガ電極）３が配置されており、電極２．３間に誘
電体４が挟まれている。誘電体４は、この従来例におい
てはアルミナを主成分とするアルミナ磁器、又は石英ガ
ラス、セラミックス、カプトンフィルムなどよりなる。

８はレーザガスを示す、第１の主放電電極１と補助電極
３には端子１０が接続されており、第２の主放電電極２
には端子９が接続されている。６は誘電体４と第２の主
放電電極２の間で生じる補助放電、７は主放電電極ｌと
２の間で生じる主放電を示している。

以上の構成により、端子９．１０間にパルス電圧が印加
されると、そのパルス電圧の立上り部分において主放電
電極１．２間よりも電極間隔の短い第２の主放電電極２
と補助電極３の間で、まず補助放電６が発生する。この
補４助放電６から発せられる紫外光による光電離効果と
、この放電場から電子がスクリーン電極２ａ、２ｂを通
り抜けて主放電電極１．２の間の主放電空間に供給され
る効果により、上記主放電空間には１０４〜１０８個／
　ｃ　ｒｒｉ″以上の電子が均一に供給される（予備電
離）。

端子９．１０間に印加されるパルス電圧がさらに上昇し
、主放電電極１．２間の放電開始電圧に達すると、予め
空間に供給されていた電子が加速されて生ずる衝突電離
が急に盛んになり、空間的に拡がった主放電７が発生す
る。この主放電７によりレーザガス８が励起され、レー
ザ光が紙面と垂直方向に発振する。以上の動作を繰り返
すことにより、パルス性のレーザ光が連続して発振され
る。

ところで、レーザ光を効率良く発振させるためには、相
対向する主放電電極１．２の間の広い空間にわたり、主
放電７を一様に発生させる必要があるが、このためには
、補助放電６を一様に発生して、−様な密度の予備電離
電子を主放電域に供給する必要がある。この従来装置に
おいては、これを実現するために、補助電極３と第２の
主放電電極２の間にアルミナ磁器などよりなる誘電体４
を介在させ、補助放電６が局部的に偏在するのを防止し
ている。また、第２の主放電電極２と補助電極３の間の
沿面絶縁距離を十分長くするために、補助電極３は端子
部分を除きアルミナ磁器で覆われている。

エキシマレーザを繰り返して動作させるとレーザ出力は
漸時低下する。これは、補助放電６、及び主放電７によ
り発生するハロゲンもしくはハロゲン化合物の励起種あ
るいはイオンが電極１．２．３及びこの周辺の構成物で
ある誘電体４などと反応して、レーザ発振に有害な放電
生成物を生じると共に、レーザガス中のＨＣＩｔもしく
はＦ２の濃度を減少させるからである。繰り返し動作を
行なった場合のレーザ出力の減少する割合は、レーザガ
スとして反応性の高いフッ素系のガスを含む場合の方が
、塩素系のガスを含む場合に比べて大きい。この従来装
置におりては、誘電体４の材料としてハロゲンガスと反
応しにくいアルミナを主成分とするアルミナ磁器を用い
ることにより、レーザガスの長寿命化を図りでいる。

第２図に示した従来装置にあっては、アルミナ磁器の構
造が複雑で厚みが厚いため、６ｉ１器として焼成するの
が困難で、また価格が高くなるという問題点があった。

かかる問題点を解決しようとするものとして特開昭６４
−２１９８０号には、誘電体の少なくとも第２の主放電
電極２と相対する部分が、アルミナを主成分とするセラ
ミックにより溶射された溶射皮膜からなっているものが
提案されている。

なお、上記アルミナの代わりに、誘電体として石英を用
いたものも知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 紫外線コロナ予備電離方式のエキシマレーザ装置におい
ては、誘電体として用いられているアルミナや石英は誘
電率が小さいので予備電離が弱く、発振効率が低いとい
う問題があフた。

また、溶射の場合には密着性や緻密性が低いという欠点
がある。更に、補助電極と誘電体との間に間隙が存在し
、浮遊容量が大きいという問題もあった。

［課題を解決するための手段］ 本発明のエキシマレーザ装置は、誘電体として気相法に
より形成された高誘電率セラミックを用いたものである
。この気相法としては、スパッタリングやＣＶ−Ｄ法な
どを採用できる。

本発明では、この高誘電率セラミックを第２の主放電電
極に蒸着させて形成するのが好適である。

本発明では、高話電率セラミックとして、５ｒＴｉ０３
　（誘電率３３０）、ＢａＴｉＯ３、Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　
Ｏ３が挙げられる。

［作用］ 誘電体として高誘電率セラミックを用いたことにより強
力な紫外線コロナ予備電離を行なうことかできるので、
高効率発振が可能となる。

この高誘電率セラミックは気相法により形成されるので
、電極の形状に合わせて誘電体を形成でき、誘電体の厚
さも自由に制御できる。

この高誘電率セラミックを補助電極に気相蒸着させると
、溶射に比較して誘電体と補助電極との密着度が向上す
るので、間隙の浮遊容量が減少する。また、誘電体の緻
密度も向上する。

［実施例コ 以下、第１図を参照して実施例について説明する。

第１図において、補助電極３の表面全体に高誘電率セラ
ミック（本実施例では５ｒＴｉＯａ）が気相法により形
成されている。本実施例では、固体の５ｒＴｉＯａをス
パッタターゲットとしたスパッタリングにより、補助電
ｉ３の表面全体にＳ　ｒＴ　ｉ　Ｏｓを厚さ数ｍｍに蒸
着しである。このＳ　ｒＴ　ｉ　０３よりなる誘電体４
の表面に接するようにして第２の主放電電極２が設けら
れている。

第１図のその他の構成は第２図と同様であり、同一符号
は同一部材を示している。

本実施例のエキシマレーザ装置は、 （１）　　ＳｒＴｉＯ３（誘電率３３０）は石英の誘電
体に比較して、誘電率が１００倍はどになり、強力なＵ
■コロナ予備電離が達成でき、高効率発振が可能になる
。

（２）　誘電体４と補助電極３との密七度が向上するの
で間隙の浮遊容量が減少する。

（３）　補助電極の形状に合わせて誘電体が形成！き、
誘電体の厚みも自由に制御できる。また、誘電体の緻密
性も向上する。

などの効果を有する。

上記実施例においては、第２の主放電電極２はスクリー
ン電極とされているが、この第２の主放電電極は開孔部
を有するものであれば良く、メツシュ形状、パンチング
メタル、細い丸棒をスペースをあけて多数個配置したも
の等であっても良い。

上記実施例では、第１の主放電電極１に対して第２の主
放電電極２の背面に補助電極３を配置する構造を示した
が、本発明では補助電極３が主放電電極２の側部に配置
される構造であっても良い。

また、上記実施例では、第２の主放電電極２と誘電体４
とを密着して配置する場合を説明したが、両者を離して
配置しても良い。

上記実施例においては、補助電極３は主放電電極１に接
続することにより、端子９と１０にパルス電圧を印加す
ると自動的に補助電極３と第２の主放電電極２の間に電
圧が印加される場合を示したが、他の回路構成によって
これを実現しても良く、さらには補助電極３と第２の主
放電電極２の間に別電源を接続しても良い。

［効果］ 以上の通り、本発明によると、強力な紫外線コロナ予備
電離により高効率全県が可能となる。また、補助電極の
形状に合わせて誘電体が形成でき、誘電体の緻密性も増
し、誘電体の厚みも自由に制御できる。

本発明において、高誘電率セラミックを補助電極に蒸着
させるようにすると、誘電体と補助電極との密着度が向
上するので間隙の浮遊容量が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例を示す断面図、第２図は従来例を示す断
面図である。 １・・・第１の主放電電極、 ２・・・第２の主放電電極、 ３・・・補助電極、 ４・・・誘電体（高話電率セラミック）、８・・・レー
ザガス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザガス中に配置された第１の主放電電極と、
   この第１の主放電電極と対向して配置され複数の開孔を
   有する第２の主放電電極と、上記第２の主放電電極に対
   して誘電体を挟んで配設された補助電極とを備えたエキ
   シマレーザ装置において、前記誘電体は気相法により形
   成された高誘電率セラミックであることを特徴とするエ
   キシマレーザ装置。
2. （２）前記誘電体を第２の主放電電極に蒸着させて形成
   してあることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のエキシマレーザ装置。