JPH0417380A - ガスレーザ発振装置におけるレーザ媒質ガスの交換周期増大法 - 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〉 この発明はガスレーザ発振装置におけるレーザ媒質ガス
の交換周期増大法に関する。

〈従来の技術〉 従来、ガスレーザの発振はレーザ媒質ガスを充填したレ
ーザチェンバ内で行われるため、ガスレーザ発振装置の
ガス配管は新しいレーザ媒質ガスを充填するガス配管と
劣化したレーザ媒質ガスをレーザチェンバ内から排出す
るガス配管とから構成されるのが一般的である。そして
、劣化したレーザ媒質ガスを新しいレーザ媒質ガスと交
換するときはその都度レーザ発振を停止しなければなら
ないのである。

そのため、レーザ媒質ガスの交換周期を少しでも長く延
長することができるように工夫されたガスレーザ発振装
置が提案されている。その−例として、例えば特開平１
−２６８１７５号公報に開示されたガスレーザ発振装置
があるが、この装置はレーザチェンバ本体とは別にガス
容器を備え、このガス容器とレーザチェンバ本体との両
者間を接続した配管を介してレーザ媒質ガスを循環させ
るように構成したものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記した特開平１−２６８１７．５号公
報のガスレーザ発振装置の場合のガス媒質ガスの容量は
ガス容器の容積に相当する量しか増加しないので、レー
ザ媒質ガスの交換周期もそのレーザ媒質ガスの増加に見
合うだけしか増大しないから、充分な改善とはいえない
。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、ガス容器の容積を大きくすることなくガス容
器の貯蔵ガス量を大幅に増加させることによりレーザ媒
質ガスの交換周期を大幅に増大させることができるガス
レーザ発振装置におけるレーザ媒質ガスの交換周期増大
法を促供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 この発明は、レーザ媒質ガスが内部に充填された状態で
レーザ発振が行われるレーザチェンバ本体を（ｌｌ！え
、このレーザチェンバ本体とは別にレーザ媒質ガスが充
填されたガス容器を設けるとともに、前記レーザチェン
バとガス容器との間でレーザ媒質ガスを循環させるよう
にしたガスレーザ発振装置におけるレーザ媒質ガスの交
換周期増大法において、前記ガス容器内の圧力を前記レ
ーザチェンバ本体の圧力よりも高くすることにより、上
記した目的を達成しようとするものである。

なお、上記方法にさらにレーザチェンバ本体内から劣化
したレーザ媒質ガスの一部を排出しつつ新しいレーザ媒
質ガスを補給するようにすれば、レーザ媒質ガスの交換
周期を一層増大させることができる。

〈作　用〉 この発明によれば、レーザチェンバ本体とは別に設けた
ガス容器の圧力をレーザチェンバ本体内の圧力より高く
するようにしたので、ガス容器内に貯蔵できるレーザ媒
質ガス量を大幅に増加させることができ、その結果レー
ザ媒質ガスの交換周期を大幅に増大させることができる
。

また、発振を止めるこよなくレーザチェンバ本体内の劣
化ガスの一部を新しいガスと交換するようにしたので、
レーザ発振中に発生した不純なガスやダストによりレー
ザ発振に及ぼす悪い影響を緩和することができ、さらに
レーザ媒質ガスの交換周期を増大することができる。

〈実施例〉 以下に、この発明の実施例につい“ζ、第１図を参照し
て詳しく説明する。

第１図は、レーザ媒質ガスの劣化がその他のガスレーザ
発振装置に比べて大変早（、したがってガス交換を頻繁
に行わなければならないエキシマレーザ装置に適用した
場合について示した構成図である。ここでは主にレーザ
チェンバの他に別の圧力容器を用意し、レーザチェンバ
とこの圧力容器の間でレーザ媒質ガスを循環しなからレ
ーザ装置を運転する場合について説明する。

この発明の特徴は、ガス容器内の圧力をレーザチェンバ
内の圧力よりも高くすることによってガス容器内にその
容器の何倍ものガスを蓄えることにより、ガスの劣化度
合いを低減させてレーザ媒質ガスの交換周期の増大を図
ることにある。

図において、ｌはレーザチェンバ、２はレーザチェンバ
ｌとほぼ同容積とされる圧力容器、３はガス精製装置、
４．５は真空ポンプ、６はダストフィルタ、７および８
はハロゲンフィルタ、９はレーザ媒質ガスを循環させる
ための循環ポンプ、１０ａ、Ｊｏｂは圧力計である。

また、１ｌａ−１ｉｄは流ｍ調整バルブ、１２ａ　〜１
２ｄは圧力調整パルプ、１３ａ〜１３ｄはストップパル
プ、Ｉ４は三方パルプである。

さらに、１５ａ、１５ｂは混合ガスボンベ、１５ｃはハ
ロゲンガスボンベ、１Ｇはレーザ出力モニタ、Ｉ７は本
発明に不可欠のコンプレッサ、１８は排ガス処理装置、
１９は逆止パルプ、２０は放出管である。

つぎに、このように構成されたガスレーザ発振装置を運
転する場合の動作について説明する。まず、最初に圧力
調整バルブ１２ａ、ストップバルブ１３ｂを閉じ、流量
調整バルブｌｌｂ、圧力調整バルブ１２ｂおよびストッ
プバルブ１３ａを開けて、レーザチェンバ１と圧力容器
２内を真空ポンプ４を用いて真空引きする。このとき、
圧力調整バルブ１２ｃ、１２ｄ、ストップバルブ１３ｃ
、１３ｄは閉にしておく。

真空引きが完了したら、圧力調整バルブ１２ｂ。

ストップバルブ１３ｂを閉じ、圧力調整バルブ１２ａと
流量調整バルブＩｌａおよび三方バルブ１４を開き、圧
力容器２内にレーザ媒質ガスを充填する。このとき用い
るガスボンベ１５ａ、１５ｂはあらかじめ混合されたレ
ーザ媒質ガスが充填されたものを用いると便利である。

もちろん各々独立したガスが充填されているボンベを用
いてもよい、この場合、圧力容器２内にはレーザチェン
バ１に貯蔵するガス量の数倍のガス量を貯蔵するため、
ガス圧を高く設定しておく。

このようにして、圧力容器２に大量のレーザ媒質ガスが
充填できたら、圧力調整バルブ１２ａと流量調整バルブ
ｌｌａおよび三方バルブ１４を閉じ、ストップバルブ＋
３ｂを開け、圧力調整バルブ１２ｂによってレーザ発振
に必要な圧力となるように調整しながら流ｆｆ１ｌＢ整
バルブｌｌｂを介してレーザチェンバ１本体にレーザ媒
質ガスを所定量充填する。

この結果、レーザチェンバｌ内のガス量に対する圧力容
器２内のガス量は数倍になっている。

つぎに、コンプレッサ１７と循環ポンプ９を用いてレー
ザチェンバｌと圧力容器２の間でレーザ媒質ガスを循環
さ−Ｕる。このときレーザチェンバ１本体内のレーザ媒
質ガス圧力が一定となるよう圧力調整バルブ１２ｂ、流
ｍ調整バルブｌｌｂで調整する。この調整はレーザチェ
ンバｌに装着している圧力計１０ａを用いて自動調整す
るようにすると便利である。

ガス循環が安定化したらレーザ発振を開始し、レーザ出
力をレーザ出力モニタ１６によって常時測定して、必要
に応じてガス流量は調整する。

この結果、圧力容器２に充填したレーザ媒質ガス用の分
だ４ル−ザチェンハ１内のレーザ媒質ガス量が増したご
とになり、レーザ媒質ガスの交換用１す１が数倍延びる
ため長期間連続して安定したレザ出力を得ることができ
る。

ところで、ガスレーザの出力が低下する原因は、前述し
たようにレーザ媒質ガスの減少、不純なガスおよびダス
トの発生が主であり、特に工；１−シマレーザにおいて
はハロゲンガスの減少と不純なガスの発生が主な原因で
あるため、液体窒素温度で不純なガスをトラップする構
造のガス精製装置３がしばしば用いられ、ハロゲンガス
はレーザ出力が減少してきたら新たに加えるのが一般的
である。

しかし不純なガスは前記のガス精製器３で充分除りない
のが現状であり、ハロゲンガスを加えていくとレーザチ
ェンバｉ内の全ガス圧が」ニアし放電が不安定になリレ
ーザ出力の安定性が損なわれる欠点がある。

そこで、このような問題に対して本発明は、レーザチェ
ンバｌ内から劣化ガスを含むレーザ媒質ガスの一部を直
接排気するとともにこれに見合うだＬ）の新しいレーザ
媒質ガスを補充するようにしている。すなわち、前記の
ようにレーザ発振を行っているときに、循環しているレ
ーザ媒質ガスの一部を圧力調整バルブ１２ｃ、流量調整
バルブｌｌｃを介し真空ポンプ４を用いてレーザチェン
バｌおよび圧力容器２から除き排ガス処理装置１８から
放ｒＪ’、ｎ２０を介して大気中に放出し、それに見合
うだりの新しいレーザ媒質ガスを三方バルブ１４．圧力
調整バルブ１２ａおよび流量調整バルブＩｌａを介して
補充するのである。このときレーザチェンバ１内および
圧力容器２内の圧力をそれぞれ所定の圧力に保つように
各種バルブを調整することは言うまでもない。従って本
発明のように、レーザチェンバｌ内の全ガス圧力は一定
でしかも一部のレーリ′媒質ガスをレーザ装置を運転し
ながら交換することは、発生した不純なガスを取り除く
という意味で非常に効果がある。

このように本発明では、レーリ′媒質ガスは徐々に消費
されるので、第１図に示すように混合ガスボンへを２木
用意し、１本消費したら三方バルフｌ４によってもう−
・方のボンベに切り喚え運転するようにしている。スト
ップバルブ１３ｃ、１３ｄと真空ポンプ５は混合ガスボ
ンベ交換時に三方バルブ１４までのガスラインに入った
空気を取り除く時に用いる。

また前述のように一部ガス交換を行っても徐々にハロゲ
ンガスだけは減少するので、ハロゲンガスボンベ１５ｃ
を用意し必要に応じて流ｆｆｉ調整バルブＩｌｄ、圧力
調整バルブ１２ｄを介して追加充填すると、より一層レ
ーザ媒質ガスの交換周回を増大することができる。これ
はガス寿命が非常に短い場合、例えば新しい装置の立ち
上げ運転時などには特に有効である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、この発明によればレーザ媒質ガス
の交換周期を延長することができるので、長期間連続し
て安定したレーザ出力が得られる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係るガスレーザ発振装置の実施例
を示す構成図である。 ２・・・圧力容器 ■・・・レーザチェンバ ３・・・ガス精製装置。 ５・・・真空ポンプ ７・・・ハロゲンフィルタ。 ８・・・ハロゲンフィルタ。 １０ａ、　１０ｂ−・・圧力計 １１　ａ　−１１ｄ・・・流量調整バルブ１２ａ〜＋２
ｄ・・・圧力調整バルブ。 １３ａ〜１３ｄ・・・ストップバルブ。 １４・・・三方バルフ １５ａ、１５ｄ・・・混合ガスボンベ １５ｃ・・・ハロゲンガスボンベ １Ｇ・・・レーザ出力モニタ。 １８・・・排ガス処理装置。 ２０・・・放出管。 ４・・・真空ポンプ １７・・・コンブレッジ。 ６・・・ダストフィルタ ９・・・循環ポンプ。 １９・・・逆止バルブ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ媒質ガスが内部に充填された状態でレーザ発
   振が行われるレーザチェンバ本体を備え、このレーザチ
   ェンバ本体とは別にレーザ媒質ガスが充填されたガス容
   器を設けるとともに、前記レーザチェンバとガス容器と
   の間でレーザ媒質ガスを循環させるようにしたガスレー
   ザ発振装置におけるレーザ媒質ガスの交換周期増大法に
   おいて、前記ガス容器内の圧力を前記レーザチェンバ本
   体の圧力よりも高くすることを特徴とするガスレーザ発
   振装置におけるレーザ媒質ガス交換周期の増大法。 ２、請求項１記載の交換周期増大法において、レーザチ
   ェンバ本体内から劣化したレーザ媒質ガスの一部を排出
   しつつ新しいレーザ媒質ガスを補給することを特徴とす
   るガスレーザ発振装置におけるレーザ媒質ガスの交換周
   期増大法。