JPH04137576A - 放電励起式ガスレーザ発振器 - Google Patents
放電励起式ガスレーザ発振器Info
- Publication number
- JPH04137576A JPH04137576A JP25847190A JP25847190A JPH04137576A JP H04137576 A JPH04137576 A JP H04137576A JP 25847190 A JP25847190 A JP 25847190A JP 25847190 A JP25847190 A JP 25847190A JP H04137576 A JPH04137576 A JP H04137576A
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- laser output
- gas pressure
- discharge voltage
- laser
- gas
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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。
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〕
この発明は、放電励起式ガスレーザ発振器に関わり、殊
にレーザ発振中、所望のレーザ出力を長期安定的に発振
し続けるに好適な放電励起式ガスレーザ発振器に関する
。
にレーザ発振中、所望のレーザ出力を長期安定的に発振
し続けるに好適な放電励起式ガスレーザ発振器に関する
。
弾±ハ蛤費繭幻ｔゼ１盲、−ぜ※厖冥め銅ｔ 筐１図の
エキシマレーザ発振器の概略図を借用して説明スる。こ
のエキシマレーザ発振器２０はレーザ管２１と、これに
接続される放電電源（２２）、ガス吸入弁（２３）を介
して接続されるガスボンベ２４及びガス排気弁（２５）
とから大略構成される。レーザ管２１には、Ｎｅ、Ｋｒ
及びＦなどの混合ガス２６が大気圧以上で封入されてお
りさらにこのガス２６を励起せしめるための主放電電極
２７、このガス２６を強制循環させるためのガス循環ブ
ロワ２８及びこのガス２６を冷却せしめるための熱交換
器２９が内装されている。かかる放電励起式ガスレーザ
発振器において、レーザ管のガス圧は一定圧となってレ
ーザ発振される。
エキシマレーザ発振器の概略図を借用して説明スる。こ
のエキシマレーザ発振器２０はレーザ管２１と、これに
接続される放電電源（２２）、ガス吸入弁（２３）を介
して接続されるガスボンベ２４及びガス排気弁（２５）
とから大略構成される。レーザ管２１には、Ｎｅ、Ｋｒ
及びＦなどの混合ガス２６が大気圧以上で封入されてお
りさらにこのガス２６を励起せしめるための主放電電極
２７、このガス２６を強制循環させるためのガス循環ブ
ロワ２８及びこのガス２６を冷却せしめるための熱交換
器２９が内装されている。かかる放電励起式ガスレーザ
発振器において、レーザ管のガス圧は一定圧となってレ
ーザ発振される。
近時、放電励起式ガスレーザの普及に伴い、レーザ出力
を長期安定的に維持せしめて稼働率の向上を図らしめる
要求が盛んである。例えば上記エキシマレーザの場合、
封入ガス圧は一般的に１〜５ ｋｇ ／ ａｉ ”であ
るが、第４図を借用して説明すれば、同図の破線（Ｇｌ
〜Ｇ３）の例に示すようにレーザ出力Ｅχから見れば、
ガス圧Ｇ（Ｇｌ、Ｇ２、Ｇ３）が一定時における各充電
電圧Ｖχの使用可能な電圧範囲は限られており、各充電
電圧Ｖχは高過ぎてもまた低すぎても該レーザ出力Ｅχ
の出力効率は低下してしまうという特性があるさらに全
体的にみれば、ガス圧が低いとき（Ｇ１）は充電電圧■
χの適性使用の電圧範囲は低く、逆にガス圧が高いとき
（Ｇ３）は充電電圧■χの適性使用の電圧範囲は高いと
いう特性もある。
を長期安定的に維持せしめて稼働率の向上を図らしめる
要求が盛んである。例えば上記エキシマレーザの場合、
封入ガス圧は一般的に１〜５ ｋｇ ／ ａｉ ”であ
るが、第４図を借用して説明すれば、同図の破線（Ｇｌ
〜Ｇ３）の例に示すようにレーザ出力Ｅχから見れば、
ガス圧Ｇ（Ｇｌ、Ｇ２、Ｇ３）が一定時における各充電
電圧Ｖχの使用可能な電圧範囲は限られており、各充電
電圧Ｖχは高過ぎてもまた低すぎても該レーザ出力Ｅχ
の出力効率は低下してしまうという特性があるさらに全
体的にみれば、ガス圧が低いとき（Ｇ１）は充電電圧■
χの適性使用の電圧範囲は低く、逆にガス圧が高いとき
（Ｇ３）は充電電圧■χの適性使用の電圧範囲は高いと
いう特性もある。
これらの例をデータで示せば、下表のとおりである。（
本頁以下空白） しかるに、上記従来の放電励起式ガスレーザ発振器によ
れば、レーザ発振中、レーザ管のガス圧は一定で駆動さ
れる。つまり、ガス交換時にガス圧を一定に設定した後
、レーザ発振中にこのガス圧を可変せしめるという構成
は知られていない。このため、レーザ発振中の例えばガ
スの部分交換やガス温度の変化などによるガス圧の変動
に対するガス圧調整（即ちレーザ出力調整）、さらにレ
ーザ出力自体の変更をするには、該放電励起式ガスレー
ザ発振器のレーザ発振を一旦停止した後、これら調整や
変更を行わなければならないという不都合が生じている
。別言すれば、レーザ発振中、レーザ出力を自在に得る
ことができず、さらに当該レーザ出力を長期安定的に得
ることができないという不都合があり、上記近時要求を
達成できないのが現状である。
本頁以下空白） しかるに、上記従来の放電励起式ガスレーザ発振器によ
れば、レーザ発振中、レーザ管のガス圧は一定で駆動さ
れる。つまり、ガス交換時にガス圧を一定に設定した後
、レーザ発振中にこのガス圧を可変せしめるという構成
は知られていない。このため、レーザ発振中の例えばガ
スの部分交換やガス温度の変化などによるガス圧の変動
に対するガス圧調整（即ちレーザ出力調整）、さらにレ
ーザ出力自体の変更をするには、該放電励起式ガスレー
ザ発振器のレーザ発振を一旦停止した後、これら調整や
変更を行わなければならないという不都合が生じている
。別言すれば、レーザ発振中、レーザ出力を自在に得る
ことができず、さらに当該レーザ出力を長期安定的に得
ることができないという不都合があり、上記近時要求を
達成できないのが現状である。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、レーザ発振中
、所望のレーザ出力を随時得ることができ、かつ、該レ
ーザ出力を長期安定的に得られる放電励起式ガスレーザ
発振器を提供することを目的とする。
、所望のレーザ出力を随時得ることができ、かつ、該レ
ーザ出力を長期安定的に得られる放電励起式ガスレーザ
発振器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係わる放電励起式ガ
スレーザ発振器は、第１図を参照して説明すれば、放電
励起式ガスレーザ発振器２０に放電電圧可変手段１とガ
ス圧可変手段２とを備える構成とした（請求項１）。次
にマイコンを利用して全体制御する構成としては、第２
図及び第４図尤褥Ｉｇｌ＋？！＋１曲す←＋Ｊ 務螢
１シテＪづ１． ａｌｌＦｎ振器２０において、放電
電圧可変手段１と、ガス圧可変手段２と、レーザ出力設
定手段３と、レーザ出力検出手段４と、放電電圧検出手
段５と、ガス圧検出手段６と、マイコンマとを備え、こ
のマイコンマは、ガス圧Ｇχと放電電圧■χとレーザ出
力Ｅχとの最適連関データテーブルＤｔを予め記憶する
と共に、レーザ発振前又はレーザ発振中、前記レーザ出
力設定手段３からレーザ出力設定値Ｅｃを入力し、かつ
、レーザ発振中、前記レーザ出力検出手段４からレーザ
出力検出値Ｅａを、前記放電電圧検出手段５から放電電
圧検出値Ｖａを、さらに前記ガス圧検出手段６から放電
電圧検出値Ｖａを入力し、前記連関データテーブルＤｔ
から前記レーザ出力設定値Ｅｃに対応するレーザ出力Ｅ
χとこのレーザ出力Ｅχに対応する放電電圧■χとガス
圧Ｇχとを抽出し、前記レーザ出力Ｅχ（又はＥｃ）と
前記レーザ出力検出値Ｅａとを比較してこれらに差があ
るときは、前記放電電圧検出値Ｖａが前記放電電圧■χ
となるように放電電圧可変手段１に放電電圧可変信号Ｓ
ｖを出力すると共に、前記放電電圧検出値Ｖａが前記ガ
ス圧Ｇχとなるようにガス圧可変手段２にガス圧可変信
号Ｓｇを出力する構成とした。
スレーザ発振器は、第１図を参照して説明すれば、放電
励起式ガスレーザ発振器２０に放電電圧可変手段１とガ
ス圧可変手段２とを備える構成とした（請求項１）。次
にマイコンを利用して全体制御する構成としては、第２
図及び第４図尤褥Ｉｇｌ＋？！＋１曲す←＋Ｊ 務螢
１シテＪづ１． ａｌｌＦｎ振器２０において、放電
電圧可変手段１と、ガス圧可変手段２と、レーザ出力設
定手段３と、レーザ出力検出手段４と、放電電圧検出手
段５と、ガス圧検出手段６と、マイコンマとを備え、こ
のマイコンマは、ガス圧Ｇχと放電電圧■χとレーザ出
力Ｅχとの最適連関データテーブルＤｔを予め記憶する
と共に、レーザ発振前又はレーザ発振中、前記レーザ出
力設定手段３からレーザ出力設定値Ｅｃを入力し、かつ
、レーザ発振中、前記レーザ出力検出手段４からレーザ
出力検出値Ｅａを、前記放電電圧検出手段５から放電電
圧検出値Ｖａを、さらに前記ガス圧検出手段６から放電
電圧検出値Ｖａを入力し、前記連関データテーブルＤｔ
から前記レーザ出力設定値Ｅｃに対応するレーザ出力Ｅ
χとこのレーザ出力Ｅχに対応する放電電圧■χとガス
圧Ｇχとを抽出し、前記レーザ出力Ｅχ（又はＥｃ）と
前記レーザ出力検出値Ｅａとを比較してこれらに差があ
るときは、前記放電電圧検出値Ｖａが前記放電電圧■χ
となるように放電電圧可変手段１に放電電圧可変信号Ｓ
ｖを出力すると共に、前記放電電圧検出値Ｖａが前記ガ
ス圧Ｇχとなるようにガス圧可変手段２にガス圧可変信
号Ｓｇを出力する構成とした。
上記請求項１の、放電電圧可変手段１とガス圧可変手段
２とを放電励起式ガスレーザ発振器２０に追設せしめた
構成によれば、所望のレーザ出力は、各手段１．２を各
々又は同時に可変操作することにより、自在にＩＪ＠整
される。次に上記請求項２の、前記請求項１の構成にさ
らにマイコンマとこのマイコンマへのデータ入力手段（
レーザ出力設定手段３、レーザ出力検出手段４、放電電
圧検出手段５、ガス圧検出手段６）とを追設せしめさら
に該マイコン７が最適なる連関データテーブルＤｔとデ
ータ処理フローとを備えせしめた構成によれば、演算結
果なる指令信号（放電電圧可変信号Ｓｖ、ガス圧可変信
号Ｓｇ）はアクチュエータなる放電電圧可変手段１とガ
ス圧可変手段２とに出力され、これらを指令どおりに作
動せしめる。マイコンマによれば連関データテーブルＤ
ｔとデータ処理フローとの内容によっては如何ようにも
制御できるが、上記構成では、先ず連関データテーブル
Ｄｔはあるガス圧Ｇχとある放電電圧■χとにおける最
良のレーザ出力Ｅχとをパラメータとするものであって
、この連関データテーブルＤｔから、そのときのレーザ
出力設定値Ｅｃに対応するレーザ出力Ｅχとこのレーザ
出力Ｅχに対応する放電電圧Ｖχとガス圧Ｇχとを抽出
し、このレーザ出力Ｅｃ（又はＥχ）と前記レーザ出力
検出値Ｅａとを比較して差があるときは、放電電圧検出
値Ｖａは放電電圧■χとなるように放電電圧可変手段ｌ
に放電電圧可変信号Ｓｖを出力すると共に、放電電圧検
出値Ｖａはガス圧Ｇχとなるようにガス圧可変手段２に
ガス圧可変信号Ｓｇを出力する構成である。このため、
前記レーザ出力設定値Ｅｃとレーザ出力検出値Ｅａとの
差は自動的になくなるようになる。従って、該レーザ出
力設定値Ｅｃはこれに最適な放電電圧■χとガス圧Ｇχ
とにより駆動されるようになる。上記フローは常時作動
するため、該レーザ出力Ｅｃは一定値で長期持続的に発
振される。また当該レーザ出力設定値Ｅｃの設定は、レ
ーザ出力設定手段３を操作することにより、レーザ発振
前文はレーザ発振中に自在に設定かつ変更される。この
場合も上記同様、新たなレーザ出力設定値Ｅｃは、次の
レーザ出力設定値Ｅｃが入力されるまで長期持続的に発
振されるようになる。
２とを放電励起式ガスレーザ発振器２０に追設せしめた
構成によれば、所望のレーザ出力は、各手段１．２を各
々又は同時に可変操作することにより、自在にＩＪ＠整
される。次に上記請求項２の、前記請求項１の構成にさ
らにマイコンマとこのマイコンマへのデータ入力手段（
レーザ出力設定手段３、レーザ出力検出手段４、放電電
圧検出手段５、ガス圧検出手段６）とを追設せしめさら
に該マイコン７が最適なる連関データテーブルＤｔとデ
ータ処理フローとを備えせしめた構成によれば、演算結
果なる指令信号（放電電圧可変信号Ｓｖ、ガス圧可変信
号Ｓｇ）はアクチュエータなる放電電圧可変手段１とガ
ス圧可変手段２とに出力され、これらを指令どおりに作
動せしめる。マイコンマによれば連関データテーブルＤ
ｔとデータ処理フローとの内容によっては如何ようにも
制御できるが、上記構成では、先ず連関データテーブル
Ｄｔはあるガス圧Ｇχとある放電電圧■χとにおける最
良のレーザ出力Ｅχとをパラメータとするものであって
、この連関データテーブルＤｔから、そのときのレーザ
出力設定値Ｅｃに対応するレーザ出力Ｅχとこのレーザ
出力Ｅχに対応する放電電圧Ｖχとガス圧Ｇχとを抽出
し、このレーザ出力Ｅｃ（又はＥχ）と前記レーザ出力
検出値Ｅａとを比較して差があるときは、放電電圧検出
値Ｖａは放電電圧■χとなるように放電電圧可変手段ｌ
に放電電圧可変信号Ｓｖを出力すると共に、放電電圧検
出値Ｖａはガス圧Ｇχとなるようにガス圧可変手段２に
ガス圧可変信号Ｓｇを出力する構成である。このため、
前記レーザ出力設定値Ｅｃとレーザ出力検出値Ｅａとの
差は自動的になくなるようになる。従って、該レーザ出
力設定値Ｅｃはこれに最適な放電電圧■χとガス圧Ｇχ
とにより駆動されるようになる。上記フローは常時作動
するため、該レーザ出力Ｅｃは一定値で長期持続的に発
振される。また当該レーザ出力設定値Ｅｃの設定は、レ
ーザ出力設定手段３を操作することにより、レーザ発振
前文はレーザ発振中に自在に設定かつ変更される。この
場合も上記同様、新たなレーザ出力設定値Ｅｃは、次の
レーザ出力設定値Ｅｃが入力されるまで長期持続的に発
振されるようになる。
本発明に係わる放電励起式ガスレーザ発振器の実施例を
第１図〜第４図を参照して以下説明する。請求項１の発
明の実施例は、第１図に示されるように、放電励起式ガ
スレーザ発振器２０に、放電電圧可変手段１と、開口面
接が可変なるガス吸入弁２ａとガス排出弁２ｂとからな
るガス圧可変手段２とを備えたものである。これら手段
ｌ、２はマニュアル制御機構などで操作される。また例
えば次の請求項２に示されるマイコン制御で援用される
構成も含まれる。そこでマイコンを用いた請求項２の実
施例を第２図〜第４図を参照して説明する。尚、上記請
求項１及び下記請求項２の実流側における放電励起式ガ
スレーザ発振器２０自体の構成は、従来の技術の項で説
明済みのエキシマガスレーザを使用し、このため、本項
では重複説明は省略する。そこで請求項２の実施例は、
第２図に示されるように、外観上は、放電励起式ガスレ
ーザ発振器２０に、放電電圧可変手段１と、開口面積が
可変なるガス吸入弁２ａとガス排出弁２ｂとからなるガ
ス圧可変手段２と、ダイアル式のレーザ出力設定手段３
と、レーザ出力検出センサ４と、放電電圧検出センサ５
と、ガス圧検出センサ６と、マイコンマとを備えて構成
しである。
第１図〜第４図を参照して以下説明する。請求項１の発
明の実施例は、第１図に示されるように、放電励起式ガ
スレーザ発振器２０に、放電電圧可変手段１と、開口面
接が可変なるガス吸入弁２ａとガス排出弁２ｂとからな
るガス圧可変手段２とを備えたものである。これら手段
ｌ、２はマニュアル制御機構などで操作される。また例
えば次の請求項２に示されるマイコン制御で援用される
構成も含まれる。そこでマイコンを用いた請求項２の実
施例を第２図〜第４図を参照して説明する。尚、上記請
求項１及び下記請求項２の実流側における放電励起式ガ
スレーザ発振器２０自体の構成は、従来の技術の項で説
明済みのエキシマガスレーザを使用し、このため、本項
では重複説明は省略する。そこで請求項２の実施例は、
第２図に示されるように、外観上は、放電励起式ガスレ
ーザ発振器２０に、放電電圧可変手段１と、開口面積が
可変なるガス吸入弁２ａとガス排出弁２ｂとからなるガ
ス圧可変手段２と、ダイアル式のレーザ出力設定手段３
と、レーザ出力検出センサ４と、放電電圧検出センサ５
と、ガス圧検出センサ６と、マイコンマとを備えて構成
しである。
マイコンマは、第４図の線で示されるように、連関デー
タテーブルＤｔ（Ｄｔｌ、Ｄ ｔ２）を予め記憶してい
る。この連関データテーブルＤｔ（Ｄｔｌ。
タテーブルＤｔ（Ｄｔｌ、Ｄ ｔ２）を予め記憶してい
る。この連関データテーブルＤｔ（Ｄｔｌ。
Ｄ ｔ２）は、該放電励起式ガスレーザ発振器２０の各
一定ガス圧ＧＩ Ｇ２、Ｇ３・・・・における各レーザ
出力Ｅχのピーク値とその各充電電圧■χとを連続的に
表されるもの（同図の実線で示される直線Ｄ ｔｌ）と
、各一定ガス圧Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．・・・毎における各
充電電圧７７幅（下限〜上限）と各レーザ出力Ｅχ幅（
下限〜ビークル上限）とを間欠的に表したもの（同図の
一点破線から上に図示のＧｌ、Ｇ２、Ｇ３・・・・線で
示される間欠線Ｄｔ２＞との２種類を準備することがで
きる。次に作動を説明する。レーザ発振前又はレーザ発
振中、オペレータによってレーザ出力設定手段３で自在
に設定されたレーザ出力設定値Ｅｃはマイコンマに入力
される。このマイコン７は、レーザ発振中、前記レーザ
出力検出センサ４からのレーザ出力検出値Ｅａ、前記放
電電圧検出センサ５からの放電電圧検出値Ｖａ、さらに
前記ガス圧検出センサ６からの放電電圧検出値Ｖａをも
入力する。次にマイコンマは、レーザ出力設定値Ｅｃに
対応するレーザ出力Ｅχを前記連関データテーブルＤｔ
（Ｄｔｌ又はＤ ｔ２）から抽出すると共に、このレー
ザ出力Ｅχと前記レーザ出力検出値Ｅａとを比較し、差
があるときは、補正指令信号を出力する。この補正指令
信号は、前記放電電圧検出値Ｖａが該レーザ出力Ｅχに
対応する放電電圧Ｖχとなるように放電電圧可変手段１
に出力される放電電圧可変信号Ｓｖと、前記放電電圧検
出値Ｖａが該レーザ出力Ｅχに対応するガス圧Ｇχとな
るようにガス圧可変手段２（ガス吸入弁２ａ又はガス排
出弁２ｂ）に出力されるガス圧可変信号Ｓｇとから構成
される。つまり、レーザ出力設定値Ｅｃとレーザ出力検
出値Ｅａとが等しくなるまで、別言すれば、放電電圧検
出値Ｖａと該放電電圧■χとが略等しくなり、かつ、放
電電圧検出値Ｖａとガス圧Ｇχとが略等しくなるまで、
これら可変信号Ｓｖ、Ｓｇがこれらのアクチュエータな
る放電電圧可変手段１とガス圧可変手段２とに発振され
続ける。処理フローを説明すれば、先ず、放電励起式ガ
スレーザ発振器は、レーザ出力設定手段３により初期設
定されたレーザ出力設定値Ｅｃで発振する（ステップ１
）。このとき同時に、このレーザ出力設定値Ｅｃはマイ
コンマに入力され、予め記憶された連関データテーブル
Ｄｔ（Ｄｔｌ又はＤ ｔ２）において、該レーザ出力Ｅ
ｃ＝Ｅχと、これに対応するガス圧Ｇχと放電電圧■χ
とが抽出される（ステップ２）。さらに同時に、レーザ
出力検出センサ４から実際のレーザ出力、即ちレーザ出
力検出値Ｅａが検出されると共に、放電電圧検出センサ
５から放電電圧検出値Ｖａが検出され、またガス圧検出
センサ６から放電電圧検出値Ｖａが検出され、これら検
出値Ｅａ、Ｖａ、Ｇａもまたマイコンマに入力される（
ステップ３）。次にレーザ出力検出値Ｅａとレーザ出力
Ｅχ （−Ｅｃ）とが比較され、差異の有無が判断され
る（ステップ４）。差異があれば、放電電圧検出値Ｖａ
と放電電圧検出値Ｖａとは、放電電圧■χとガス圧Ｇχ
とに対しても差異があることになるから、放電電圧検出
値■ａは放電電圧Ｖχとなるように、また放電電圧検出
値Ｖａはガス圧Ｇχとなるように、同時に、又は、相互
かつ段階的に、前記差異がなくなるまで、放電電圧可変
手段１へは放電電圧可変信号Ｓｖが、またガス圧可変手
段２（ガス吸入弁２ａ又はガス排出弁２ｂ）へはガス圧
可変信号Ｓｇが出力される（ステップ５）。尚、本発明
において留意すべきは、連関データテーブルＤｔ（Ｄｔ
ｌ又はＤｔ２）によって抽出された放電電圧Ｖχとガス
圧Ｇχとは参照値に過ぎず、レーザ出力検出値Ｅ、 ａ
とレーザ出力Ｅχ（＝ Ｅ ｃ ）との差異を無くなる
処理が主体であることである。例えば放電電圧検出値Ｖ
ａが抽出されたガス圧Ｇχとなり、かつ、放電電圧検出
値Ｖａも抽出されたガス圧Ｇχとなったとしても、レー
ザ出力Ｅχ （＝Ｅｃ）とレーザ出力検出値Ｅａとの差
が未だ存在するようであれば、放電電圧可変信号Ｓｖと
ガス圧可変信号Ｓｇとは弓き続き発振される。また逆に
放電電圧検出値Ｖａが抽出されたガス圧Ｇχとならずと
も、かつ、放電電圧検出値Ｖａが抽出されたガス圧Ｇχ
とならずとも、レーザ出力Ｅχ（−Ｅｃ）とレーザ出力
検出値Ｅａとに差がなくなれば、放電電圧可変信号ＳＶ
とガス圧可変信号Ｓｇとは発振は停止する。参照用とは
言え、これら放電電圧可変信号３ｖとガス圧可変信号Ｓ
ｇとは各々が一度に大きな指令値とはならないように配
慮されなければならない。
一定ガス圧ＧＩ Ｇ２、Ｇ３・・・・における各レーザ
出力Ｅχのピーク値とその各充電電圧■χとを連続的に
表されるもの（同図の実線で示される直線Ｄ ｔｌ）と
、各一定ガス圧Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３．・・・毎における各
充電電圧７７幅（下限〜上限）と各レーザ出力Ｅχ幅（
下限〜ビークル上限）とを間欠的に表したもの（同図の
一点破線から上に図示のＧｌ、Ｇ２、Ｇ３・・・・線で
示される間欠線Ｄｔ２＞との２種類を準備することがで
きる。次に作動を説明する。レーザ発振前又はレーザ発
振中、オペレータによってレーザ出力設定手段３で自在
に設定されたレーザ出力設定値Ｅｃはマイコンマに入力
される。このマイコン７は、レーザ発振中、前記レーザ
出力検出センサ４からのレーザ出力検出値Ｅａ、前記放
電電圧検出センサ５からの放電電圧検出値Ｖａ、さらに
前記ガス圧検出センサ６からの放電電圧検出値Ｖａをも
入力する。次にマイコンマは、レーザ出力設定値Ｅｃに
対応するレーザ出力Ｅχを前記連関データテーブルＤｔ
（Ｄｔｌ又はＤ ｔ２）から抽出すると共に、このレー
ザ出力Ｅχと前記レーザ出力検出値Ｅａとを比較し、差
があるときは、補正指令信号を出力する。この補正指令
信号は、前記放電電圧検出値Ｖａが該レーザ出力Ｅχに
対応する放電電圧Ｖχとなるように放電電圧可変手段１
に出力される放電電圧可変信号Ｓｖと、前記放電電圧検
出値Ｖａが該レーザ出力Ｅχに対応するガス圧Ｇχとな
るようにガス圧可変手段２（ガス吸入弁２ａ又はガス排
出弁２ｂ）に出力されるガス圧可変信号Ｓｇとから構成
される。つまり、レーザ出力設定値Ｅｃとレーザ出力検
出値Ｅａとが等しくなるまで、別言すれば、放電電圧検
出値Ｖａと該放電電圧■χとが略等しくなり、かつ、放
電電圧検出値Ｖａとガス圧Ｇχとが略等しくなるまで、
これら可変信号Ｓｖ、Ｓｇがこれらのアクチュエータな
る放電電圧可変手段１とガス圧可変手段２とに発振され
続ける。処理フローを説明すれば、先ず、放電励起式ガ
スレーザ発振器は、レーザ出力設定手段３により初期設
定されたレーザ出力設定値Ｅｃで発振する（ステップ１
）。このとき同時に、このレーザ出力設定値Ｅｃはマイ
コンマに入力され、予め記憶された連関データテーブル
Ｄｔ（Ｄｔｌ又はＤ ｔ２）において、該レーザ出力Ｅ
ｃ＝Ｅχと、これに対応するガス圧Ｇχと放電電圧■χ
とが抽出される（ステップ２）。さらに同時に、レーザ
出力検出センサ４から実際のレーザ出力、即ちレーザ出
力検出値Ｅａが検出されると共に、放電電圧検出センサ
５から放電電圧検出値Ｖａが検出され、またガス圧検出
センサ６から放電電圧検出値Ｖａが検出され、これら検
出値Ｅａ、Ｖａ、Ｇａもまたマイコンマに入力される（
ステップ３）。次にレーザ出力検出値Ｅａとレーザ出力
Ｅχ （−Ｅｃ）とが比較され、差異の有無が判断され
る（ステップ４）。差異があれば、放電電圧検出値Ｖａ
と放電電圧検出値Ｖａとは、放電電圧■χとガス圧Ｇχ
とに対しても差異があることになるから、放電電圧検出
値■ａは放電電圧Ｖχとなるように、また放電電圧検出
値Ｖａはガス圧Ｇχとなるように、同時に、又は、相互
かつ段階的に、前記差異がなくなるまで、放電電圧可変
手段１へは放電電圧可変信号Ｓｖが、またガス圧可変手
段２（ガス吸入弁２ａ又はガス排出弁２ｂ）へはガス圧
可変信号Ｓｇが出力される（ステップ５）。尚、本発明
において留意すべきは、連関データテーブルＤｔ（Ｄｔ
ｌ又はＤｔ２）によって抽出された放電電圧Ｖχとガス
圧Ｇχとは参照値に過ぎず、レーザ出力検出値Ｅ、 ａ
とレーザ出力Ｅχ（＝ Ｅ ｃ ）との差異を無くなる
処理が主体であることである。例えば放電電圧検出値Ｖ
ａが抽出されたガス圧Ｇχとなり、かつ、放電電圧検出
値Ｖａも抽出されたガス圧Ｇχとなったとしても、レー
ザ出力Ｅχ （＝Ｅｃ）とレーザ出力検出値Ｅａとの差
が未だ存在するようであれば、放電電圧可変信号Ｓｖと
ガス圧可変信号Ｓｇとは弓き続き発振される。また逆に
放電電圧検出値Ｖａが抽出されたガス圧Ｇχとならずと
も、かつ、放電電圧検出値Ｖａが抽出されたガス圧Ｇχ
とならずとも、レーザ出力Ｅχ（−Ｅｃ）とレーザ出力
検出値Ｅａとに差がなくなれば、放電電圧可変信号ＳＶ
とガス圧可変信号Ｓｇとは発振は停止する。参照用とは
言え、これら放電電圧可変信号３ｖとガス圧可変信号Ｓ
ｇとは各々が一度に大きな指令値とはならないように配
慮されなければならない。
殊に後者連関データテーブルＤｔ２による場合は、これ
が間欠線であるため、あるレーザ出力設定値Ｅｃについ
て抽出されるレーザ出力Ｅχは複数個（Ｅχ１、Ｅχ２
・・・・）となる場合がある。この場合これに伴い、最
適なガス圧Ｇχもそれぞれ（Ｇχ１、Ｇχ２・・・・）
が抽出されてしまう。この場合、本発明による構成では
、ガス圧可変信号Ｓｇも出力されるから、例えレーザ出
力がＥｃ＝Ｅａとなっても、実際は効率の悪い放電電圧
Ｖとガス圧Ｇとで駆動される場合が生じてしまう。従っ
てかかる場合を避けるため、間欠線はある程度近接した
パラダラムを基に作成する必要があり、かつ、これら可
変信号Ｓｖ、Ｓｇは小出し値で出力することが肝要であ
る。さらにこれら可変信号Ｓｖ、、Ｓｇは同時に出力せ
しめるのもよいが、代わる代わる出力せしめるのがさら
によく、しかも放電電圧可変信号Ｓｖの方を先に出力せ
めるのがもっとよい。かかる一連の処理フローの一例を
第３図のフローチャトで説明する。このフローチャト例
において使用の連関データテーブルＤｔは後者間欠線Ｄ
ｔ２ （第４図参照）である。従って、各ガス圧力Ｇ
χ（Ｇχ１、Ｇχ２・・・・）についてのレーザ出力Ｅ
χにはそれぞれピーク値Ｅｐ （Ｅｐｌ、Ｅ ｐ２−
−−−＞と下限値Ｅ ｓｉｎ （Ｅ ｍ１ｎｉ、Ｅ
ｍ１ｎ２−）とがある。即ち、初期設定圧力（仮にＧχ
２とする）でレーザ発振中（ステップ■）、レーザ出力
Ｅａが検出され（ステップ■）、マイコン７でＥ ａ
＜ Ｅｍｉｎ２が比較される（ステップ■）。このとき
、Ｅ ａ ＜ Ｅｍｉｎ２であれば、放電電圧可変信号
＋Ｓｖが放電電圧可変手段１に出力されて放電電圧Ｖａ
を上げ（ステップ■）、ガス圧可変信号子Ｓｇがガス圧
可変手段２のガス吸入弁２ａに出力されてこれを開きガ
ス圧Ｇａを上げ（ステップ■）、ステップ■へ戻るが、
Ｅ ａ ＜ Ｅｍｉｎ２でなければ、Ｅ ａ ＞ Ｅ＠
ｉｎ２が比較される（ステップ■）このとき、Ｅａ＞Ｅ
ｍｉｎ２でなければ、ステップ■へ戻るが、Ｅａ＞ＥＩ
ｌｉｎ２であれば、放電電圧可変信号−Ｓｖが放電電圧
可変手段１に出力されて放電電圧Ｖａを下げ（ステップ
■）、ガス圧可変信号−３ｇがガス圧可変手段２のガス
排出弁２ｂに出力されてこれを開きガス圧Ｇａを下げ（
ステップ■）、ステップ■へ戻る。尚、前述したように
、後者連関データテーブルＤｔ２ではレーザ出力設定値
Ｅｃについて抽出されるレーザ出力Ｅχは複数個（Ｅχ
１、Ｅχ２・・・・）となる場合を考慮して、本例では
、第４図の点線Ｄｔ２は実線Ｄｔ３となるように駆動せ
しめている。参考ながら、本例の実線Ｄｔ３において、
点Ｐ０はフレッシュガス点を示しくこの状態におけるパ
ルスエネルギーは同図縦軸右側に示される２１０ｍＪで
ある）、他方点Ｐ０はガスが劣化して出力限界に至状態
を示す（この状態におけるパルスエネルギーは同図縦軸
左側に示される２００ｍＪである）。
が間欠線であるため、あるレーザ出力設定値Ｅｃについ
て抽出されるレーザ出力Ｅχは複数個（Ｅχ１、Ｅχ２
・・・・）となる場合がある。この場合これに伴い、最
適なガス圧Ｇχもそれぞれ（Ｇχ１、Ｇχ２・・・・）
が抽出されてしまう。この場合、本発明による構成では
、ガス圧可変信号Ｓｇも出力されるから、例えレーザ出
力がＥｃ＝Ｅａとなっても、実際は効率の悪い放電電圧
Ｖとガス圧Ｇとで駆動される場合が生じてしまう。従っ
てかかる場合を避けるため、間欠線はある程度近接した
パラダラムを基に作成する必要があり、かつ、これら可
変信号Ｓｖ、Ｓｇは小出し値で出力することが肝要であ
る。さらにこれら可変信号Ｓｖ、、Ｓｇは同時に出力せ
しめるのもよいが、代わる代わる出力せしめるのがさら
によく、しかも放電電圧可変信号Ｓｖの方を先に出力せ
めるのがもっとよい。かかる一連の処理フローの一例を
第３図のフローチャトで説明する。このフローチャト例
において使用の連関データテーブルＤｔは後者間欠線Ｄ
ｔ２ （第４図参照）である。従って、各ガス圧力Ｇ
χ（Ｇχ１、Ｇχ２・・・・）についてのレーザ出力Ｅ
χにはそれぞれピーク値Ｅｐ （Ｅｐｌ、Ｅ ｐ２−
−−−＞と下限値Ｅ ｓｉｎ （Ｅ ｍ１ｎｉ、Ｅ
ｍ１ｎ２−）とがある。即ち、初期設定圧力（仮にＧχ
２とする）でレーザ発振中（ステップ■）、レーザ出力
Ｅａが検出され（ステップ■）、マイコン７でＥ ａ
＜ Ｅｍｉｎ２が比較される（ステップ■）。このとき
、Ｅ ａ ＜ Ｅｍｉｎ２であれば、放電電圧可変信号
＋Ｓｖが放電電圧可変手段１に出力されて放電電圧Ｖａ
を上げ（ステップ■）、ガス圧可変信号子Ｓｇがガス圧
可変手段２のガス吸入弁２ａに出力されてこれを開きガ
ス圧Ｇａを上げ（ステップ■）、ステップ■へ戻るが、
Ｅ ａ ＜ Ｅｍｉｎ２でなければ、Ｅ ａ ＞ Ｅ＠
ｉｎ２が比較される（ステップ■）このとき、Ｅａ＞Ｅ
ｍｉｎ２でなければ、ステップ■へ戻るが、Ｅａ＞ＥＩ
ｌｉｎ２であれば、放電電圧可変信号−Ｓｖが放電電圧
可変手段１に出力されて放電電圧Ｖａを下げ（ステップ
■）、ガス圧可変信号−３ｇがガス圧可変手段２のガス
排出弁２ｂに出力されてこれを開きガス圧Ｇａを下げ（
ステップ■）、ステップ■へ戻る。尚、前述したように
、後者連関データテーブルＤｔ２ではレーザ出力設定値
Ｅｃについて抽出されるレーザ出力Ｅχは複数個（Ｅχ
１、Ｅχ２・・・・）となる場合を考慮して、本例では
、第４図の点線Ｄｔ２は実線Ｄｔ３となるように駆動せ
しめている。参考ながら、本例の実線Ｄｔ３において、
点Ｐ０はフレッシュガス点を示しくこの状態におけるパ
ルスエネルギーは同図縦軸右側に示される２１０ｍＪで
ある）、他方点Ｐ０はガスが劣化して出力限界に至状態
を示す（この状態におけるパルスエネルギーは同図縦軸
左側に示される２００ｍＪである）。
以上実施例の効果を次に述べれば、請求項１の実施例に
よれば、例えレーザ発振中であっても、放電電圧可変手
段１又は／及びガス圧可変手段２を微調整することによ
り、所望のレーザ出力を所望時に得られ、かつ、当該レ
ーザ出力を長期安定的に得られる。次に請求項２の実施
例によれば、これも、例えレーザ発振中であっても、レ
ーザ出力設定手段３によりレーザ出力値さえ設定してお
けば、マイコンが必要データを入出力し、アクチュエー
タなる放電電圧可変手段１又は／及びガス圧可変手段２
を自動作動せしめるため、当該レーザ出力を長期安定的
に得られる。又レーザ出力設定手段３によりレーザ出力
値さえ変更すれば、上記同様に、この新たなレーザ出力
値を長期安定的に得られる。即ち、所望のレーザ出力を
所望時にかつ安定的に得ることができるようになる。
よれば、例えレーザ発振中であっても、放電電圧可変手
段１又は／及びガス圧可変手段２を微調整することによ
り、所望のレーザ出力を所望時に得られ、かつ、当該レ
ーザ出力を長期安定的に得られる。次に請求項２の実施
例によれば、これも、例えレーザ発振中であっても、レ
ーザ出力設定手段３によりレーザ出力値さえ設定してお
けば、マイコンが必要データを入出力し、アクチュエー
タなる放電電圧可変手段１又は／及びガス圧可変手段２
を自動作動せしめるため、当該レーザ出力を長期安定的
に得られる。又レーザ出力設定手段３によりレーザ出力
値さえ変更すれば、上記同様に、この新たなレーザ出力
値を長期安定的に得られる。即ち、所望のレーザ出力を
所望時にかつ安定的に得ることができるようになる。
以上説明したように、請求項１の放電励起式ガスレーザ
発振器によれば、放電電圧可変手段又は／及びガス圧可
変手段を微調整することにより、レーザ発振中、所望の
レーザ出力を随時得ることができるようになるばかりか
、該レーザ出力を長期安定的に維持するようになる。次
に、請求項２の放電励起式ガスレーザ発振器によれば、
レーザ出力を放電電圧可変手段で設定した後は、マイコ
ンが、該レーザ出力を長期安定的に維持するように制御
する。勿論レーザ発振中におけるレーザ出力の変更は上
記レーザ出力設定手段によって自在に変更することがで
き、この場合もマイコンの上記制御によって該レーザ出
力を長期安定的に維持するようになる。
発振器によれば、放電電圧可変手段又は／及びガス圧可
変手段を微調整することにより、レーザ発振中、所望の
レーザ出力を随時得ることができるようになるばかりか
、該レーザ出力を長期安定的に維持するようになる。次
に、請求項２の放電励起式ガスレーザ発振器によれば、
レーザ出力を放電電圧可変手段で設定した後は、マイコ
ンが、該レーザ出力を長期安定的に維持するように制御
する。勿論レーザ発振中におけるレーザ出力の変更は上
記レーザ出力設定手段によって自在に変更することがで
き、この場合もマイコンの上記制御によって該レーザ出
力を長期安定的に維持するようになる。
第１図は請求項１の実施例を示す放電励起式ガスレーザ
発振器の模式構成図、第２図は請求項２の実施例を示す
放電励起式ガスレーザ発振器の模式構成図、第３図は請
求項２の実施例におけるマイコンのフローチャート、第
４図は本発明においてマイコンが記憶している連関デー
タテーブルの例を示すグラフ図である。 １・・・・放電電圧可変手段 ２・・・・ガス圧可変手段 ３・・・・レーザ出力設定手段 ４・・・・レーザ出力検出手段 ５・・・・放電電圧検出手段 ６・・・・ガス圧検出手段 ７・・・・マイコン ２０・・・・放電励起式ガスレーザ発振器Ｇχ・・・・
ガス圧 Ｖχ・・・・放電電圧 Ｅχ・・・・レーザ出力 Ｄｔ・・・・連関データテーブル Ｅｃ・・・・レーザ出力設定値 Ｅａ・・・・レーザ出力検出値 Ｖａ ・・・放電電圧検出値 Ｇａ・・・・ガス圧検出値 Ｓｖ・・・・放電電圧可変信号 Ｓｇ・・・ガス圧可変信号
発振器の模式構成図、第２図は請求項２の実施例を示す
放電励起式ガスレーザ発振器の模式構成図、第３図は請
求項２の実施例におけるマイコンのフローチャート、第
４図は本発明においてマイコンが記憶している連関デー
タテーブルの例を示すグラフ図である。 １・・・・放電電圧可変手段 ２・・・・ガス圧可変手段 ３・・・・レーザ出力設定手段 ４・・・・レーザ出力検出手段 ５・・・・放電電圧検出手段 ６・・・・ガス圧検出手段 ７・・・・マイコン ２０・・・・放電励起式ガスレーザ発振器Ｇχ・・・・
ガス圧 Ｖχ・・・・放電電圧 Ｅχ・・・・レーザ出力 Ｄｔ・・・・連関データテーブル Ｅｃ・・・・レーザ出力設定値 Ｅａ・・・・レーザ出力検出値 Ｖａ ・・・放電電圧検出値 Ｇａ・・・・ガス圧検出値 Ｓｖ・・・・放電電圧可変信号 Ｓｇ・・・ガス圧可変信号
Claims (2)
- （１）放電励起式ガスレーザ発振器２０において、放電
電圧可変手段１と、ガス圧可変手段２とを備えた構成を
特徴とする放電励起式ガスレーザ発振器。 - （２）放電励起式ガスレーザ発振器２０において、放電
電圧可変手段１と、ガス圧可変手段２と、レーザ出力設
定手段３と、レーザ出力検出手段４と、放電電圧検出手
段５と、ガス圧検出手段６と、マイコン７とを備え、こ
のマイコン７は、ガス圧Ｇχと放電電圧Ｖχとレーザ出
力Ｅχとの最適連関データテーブルＤｔを予め記憶する
と共に、レーザ発振前又はレーザ発振中、前記レーザ出
力設定手段３からレーザ出力設定値Ｅｃを入力し、かつ
、レーザ発振中、前記レーザ出力検出手段４からレーザ
出力検出値Ｅａを、前記放電電圧検出手段５から放電電
圧検出値Ｖａを、さらに前記ガス圧検出手段６からガス
圧検出値Ｇａを入力し、前記連関データテーブルＤｔか
ら前記レーザ出力設定値Ｅｃに対応するレーザ出力Ｅχ
とこのレーザ出力Ｅχに対応する放電電圧Ｖχとガス圧
Ｇχとを抽出し、前記レーザ出力Ｅχ（又はＥｃ）と前
記レーザ出力検出値Ｅａとを比較して差があるときは、
前記放電電圧検出値Ｖａが前記放電電圧Ｖχとなるよう
に、放電電圧可変手段１に放電電圧可変信号Ｓｖを出力
すると共に、前記ガス圧検出値Ｇａが前記ガス圧Ｇχと
なるように、ガス圧可変手段２にガス圧可変信号Ｓｇを
出力する構成を特徴とする放電励起式ガスレーザ発振器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25847190A JPH04137576A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 放電励起式ガスレーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25847190A JPH04137576A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 放電励起式ガスレーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137576A true JPH04137576A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17320686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25847190A Pending JPH04137576A (ja) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | 放電励起式ガスレーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04137576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5450436A (en) * | 1992-11-20 | 1995-09-12 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Laser gas replenishing apparatus and method in excimer laser system |
| WO1995034927A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Komatsu Ltd. | Laser gas controller and charging-discharging device for discharge-excited laser |
-
1990
- 1990-09-27 JP JP25847190A patent/JPH04137576A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5450436A (en) * | 1992-11-20 | 1995-09-12 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Laser gas replenishing apparatus and method in excimer laser system |
| WO1995034927A1 (en) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Komatsu Ltd. | Laser gas controller and charging-discharging device for discharge-excited laser |
| US5754579A (en) * | 1994-06-16 | 1998-05-19 | Komatsu Ltd. | Laser gas controller and charging/discharging device for discharge-excited laser |
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