JPH04196373A - Pulse laser device - Google Patents

Pulse laser device

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Publication number
JPH04196373A
JPH04196373A JP32252990A JP32252990A JPH04196373A JP H04196373 A JPH04196373 A JP H04196373A JP 32252990 A JP32252990 A JP 32252990A JP 32252990 A JP32252990 A JP 32252990A JP H04196373 A JPH04196373 A JP H04196373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
laser
discharge
peaking capacitor
main discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP32252990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mina Sakano
美菜 坂野
Kiyohisa Terai
清寿 寺井
Toru Tamagawa
徹 玉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP32252990A priority Critical patent/JPH04196373A/en
Publication of JPH04196373A publication Critical patent/JPH04196373A/en
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Abstract

PURPOSE:To lessen a main discharge circuit in inductance so as to obtain a discharge of high excitation intensity by a method wherein a laser chamber is formed in a dual structure, only a discharge part is housed in an inner chamber, and a pre-ionization peaking capacitor is provided inside an outer chamber close to the outside of the inner chamber. CONSTITUTION:A laser chamber is made to have a dual structure, only a discharge section is housed in an inner chamber 20a, and a pre-ionization peaking capacitor 5 is provided inside an outer chamber 20b close to the outside of the inner chamber 20a. As mentioned above, the laser chamber is formed in a dual structure, whereby the inner chamber 20a which contains a main discharge circuit can be formed thin-walled, and even if the peaking capacitor 5 is provided outside the inner chamber 20a, it can be set close to a main charge section 9. By this setup, the main discharge circuit 9 can be lessened in inductance, and a discharge high in excitation intensity can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、励起強度の高い放電を得ることができるよう
に改良を施したパルスレーザ装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to a pulsed laser device that has been improved so as to be able to obtain discharge with high excitation intensity.

(従来の技術) 大気圧以」二のレーザガスを封入してレーサ動作を行う
パルスレーザ装置として、TEMA−C02レーザ、エ
キシマレーザなどが広く利用されている。この様なパル
スレーザ装置の代表的な構造の一例を第2図に示した。
(Prior Art) TEMA-C02 lasers, excimer lasers, and the like are widely used as pulse laser devices that perform laser operations by enclosing a laser gas at a pressure lower than atmospheric pressure. An example of a typical structure of such a pulse laser device is shown in FIG.

なお、第2図は、パルスレーザ装置の電源回路、放電部
及びレーザチャンバーを示したものである。また、この
電源回路の構成は、容量移行型回路にLC反転回路を併
用したものであり、高電圧を放電部に印加てきることか
特徴である。
Note that FIG. 2 shows the power supply circuit, discharge section, and laser chamber of the pulse laser device. Further, the configuration of this power supply circuit uses a capacitance transfer type circuit in combination with an LC inverting circuit, and is characterized by applying a high voltage to the discharge section.

第2図において、高電圧部1より印加された高電圧は、
インダクタンス3(Lc)を利用して2つのコンデンサ
2(容量C,)に充電される。次いて、スイッチング素
子であるサイラトロン4を動作させることにより、コン
デンサ2に充電されたエネルギーは、ピーキンクコンデ
ンサ5(容量C2)に移行する。この時、ピーキンクコ
ンデンサ5の充電回路中には、間隔1〜2mmの小ギャ
ップ7が直列に設けられているため、ピーキングコンデ
ンサ5の充電時にギャップ間でアーク放電を行い、UV
光を発生させることにより、2つの主放電電極6に挟ま
れた空間が主放電に先立って予備電離8される。そして
、ピーキングコンデンサ5の充電電圧が十分に高くなり
、主放電電極6間の電圧が放電破壊電圧に達すると、容
量C2、主放電回路中のインダクタンスし及び対向配置
された2つの主放電電極6の間における放電抵抗Rdの
LCR回路でパルス放電が生じ、エキシマレーザガスが
励起される。
In FIG. 2, the high voltage applied from the high voltage section 1 is
Two capacitors 2 (capacitance C,) are charged using the inductance 3 (Lc). Next, by operating the thyratron 4, which is a switching element, the energy charged in the capacitor 2 is transferred to the peaking capacitor 5 (capacitance C2). At this time, since small gaps 7 with an interval of 1 to 2 mm are provided in series in the charging circuit of the peaking capacitor 5, arc discharge occurs between the gaps when charging the peaking capacitor 5, and UV
By generating light, the space between the two main discharge electrodes 6 is pre-ionized 8 prior to the main discharge. Then, when the charging voltage of the peaking capacitor 5 becomes sufficiently high and the voltage between the main discharge electrodes 6 reaches the discharge breakdown voltage, the capacitance C2, the inductance in the main discharge circuit, and the two main discharge electrodes 6 disposed opposite to each other increase. A pulse discharge occurs in the LCR circuit of the discharge resistor Rd between the two, and the excimer laser gas is excited.

なお、前記パルス放電を行う主放電回路部9はレーザチ
ャンバー10内に配設され、内部にはレーザガスが高圧
力(〉1気圧)で充填されている。
The main discharge circuit section 9 that performs the pulse discharge is disposed inside a laser chamber 10, and the inside is filled with laser gas at high pressure (>1 atmosphere).

この高ガス圧力に耐えるため、レーザチャンバー10は
厚みの厚いステンレス鋼、アルミニウムなどで構成され
ている。また、このレーザチャンバー10には、コンデ
ンサ2から主放電回路部9へのエネルキー移行のために
、高電圧導入端子11が設けられている。さらに、主放
電回路中のインダクタンスを減らすために、ピーキング
コンデンサ5も前記レーザチャンバー10内に収納され
ている。
In order to withstand this high gas pressure, the laser chamber 10 is made of thick stainless steel, aluminum, or the like. Further, this laser chamber 10 is provided with a high voltage introduction terminal 11 for energy transfer from the capacitor 2 to the main discharge circuit section 9. Furthermore, a peaking capacitor 5 is also housed within the laser chamber 10 in order to reduce inductance in the main discharge circuit.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した様な従来のパルスレーザ装置に
は、以下に述べる様な解決すべき課題かあった。即ち、
第2図に示した様に、ピーキンクコンデンサ5を主放電
回路部9と共にレーザチャンバー10内に収納すると、
ピーキングコンデンサ5はレーザガス雰囲気中に置かれ
ることになる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional pulse laser device as described above has the following problems to be solved. That is,
As shown in FIG. 2, when the peaking capacitor 5 is housed in the laser chamber 10 together with the main discharge circuit section 9,
The peaking capacitor 5 will be placed in a laser gas atmosphere.

この場合、ハロゲンガスを含むエキシマレーサカスなど
レーザガスの種類によってはピーキングコンデンサに腐
食か生じるため、パルスレーザ装置の寿命が著しく短く
なるといった欠点があった。
In this case, depending on the type of laser gas such as excimer laser gas containing halogen gas, the peaking capacitor may be corroded, resulting in a drawback that the life of the pulse laser device is significantly shortened.

この欠点を解決するためには、ピーキングコンデンサ5
をレーザガスの外部に置くことが必要であるが、ピーキ
ンクコンデンサ5をレーザチャンバー10の外側に置く
と、レーザチャンバー10の厚みが厚いために、主放電
回路のインダクタンスか大きくなり、励起強度の高い放
電を得ることができず、効率の良いレーザ励起が行えな
いといった問題が生じていた。
To solve this drawback, the peaking capacitor 5
However, if the peak-ink capacitor 5 is placed outside the laser chamber 10, the inductance of the main discharge circuit becomes large due to the large thickness of the laser chamber 10, resulting in a high excitation intensity. A problem has arisen in that discharge cannot be obtained and efficient laser excitation cannot be performed.

本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解消するために
提案されたものであり、その目的は、主放電回路のイン
ダクタンスを低減し、励起強度の高い放電を得ることの
できる、高効率のパルスレーザ装置を提供することにあ
る。
The present invention was proposed in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and its purpose is to reduce the inductance of the main discharge circuit and achieve high efficiency by which discharge with high excitation intensity can be obtained. The purpose of the present invention is to provide a pulse laser device.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、レーザガスを保持するレーザチャンバーと、
レーザ作用を行う放電部と、放電部にパルス電圧を印加
する電源回路より成るパルスレーザ装置において、前記
レーザチャンバーを2重構造とし、内部チャンバー内に
は前記放電部のみを収納し、外部チャンバーの内部であ
って前記内部チャンバーの外側近傍に予備電離用のピー
キングコンデンサを配設したことを特徴とするものであ
る。
[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention includes a laser chamber that holds a laser gas,
In a pulse laser device consisting of a discharge part that performs a laser action and a power supply circuit that applies a pulse voltage to the discharge part, the laser chamber has a double structure, with only the discharge part housed in the inner chamber, and the outer chamber The device is characterized in that a peaking capacitor for pre-ionization is disposed inside the chamber near the outside of the internal chamber.

(作用) 以上の構成を有する本発明のパルスレーザ装置によれば
、レーザチャンバーを2重構造とすることにより、主放
電回路を内蔵する内部チャンバーの厚みを薄くすること
ができ、ピーキングコンデンサを内部チャンバーの外側
に配設しても、ピーキングコンデンサと主放電部との距
離を近付けることかできるので、主放電回路のインダク
タンスを低減することができる。
(Function) According to the pulse laser device of the present invention having the above configuration, by making the laser chamber a double structure, the thickness of the internal chamber containing the main discharge circuit can be reduced, and the peaking capacitor can be connected internally. Even if the capacitor is disposed outside the chamber, the distance between the peaking capacitor and the main discharge section can be brought closer, so that the inductance of the main discharge circuit can be reduced.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図に基づいて具体的に説
明する。なお、第2図に示した従来型と同一の部ヰ4に
は同一の符号を付して、説明は劣略する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be specifically described based on FIG. Note that the same parts 4 as in the conventional type shown in FIG. 2 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施例においては、第1図に示した様に、レーザチャ
ンバーか内部チャンバー20aと外部チャンバー20b
から成る2重構造とされている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the laser chamber is divided into an inner chamber 20a and an outer chamber 20b
It is said to have a double structure consisting of.

そして、内部チャンバー20a内には、主放電回路部9
のみが収納されている。一方、外部チャンバー20b内
には、容量移行型回路とLC反転回路を併用した電源回
路の内、高電圧部1以外の部分とピーキングコンデンサ
5が収納されている。
In the internal chamber 20a, a main discharge circuit section 9 is provided.
only is stored. On the other hand, in the external chamber 20b, a portion other than the high voltage section 1 and a peaking capacitor 5 of a power supply circuit using both a capacitance transfer type circuit and an LC inversion circuit are housed.

ここで、ピーキングコンデンサ5を内部チャンバー20
aの外側に配設したのは、レーザガスによる腐食を防止
するためである。
Here, the peaking capacitor 5 is connected to the internal chamber 20.
The reason for disposing it outside of a is to prevent corrosion caused by laser gas.

なお、内部チャンバー20aには、コンデンサ2から主
放電回路部9へのエネルギー移行のために、内部高電圧
導入端子21aが設けられ、外部チャンバー20bには
、高電圧部1から電源回路部へのエネルギー移行のため
に、外部高電圧導入端子21bが設けられている。
The internal chamber 20a is provided with an internal high voltage introduction terminal 21a for energy transfer from the capacitor 2 to the main discharge circuit section 9, and the external chamber 20b is provided with an internal high voltage introduction terminal 21a for energy transfer from the high voltage section 1 to the power supply circuit section. An external high voltage introduction terminal 21b is provided for energy transfer.

この様な構成を有する本実施例のパルスレーザ装置は、
以下に述べる様に作用する。即ち、高電圧部1より外部
高電圧導入端子21bを介して外部チャンバー20bの
内部に導入された高電圧は、インダクタンス3を利用し
て2つのコンデンサ2に充電される。次いて、スイッチ
ング素子であるサイラトロン4を動作させることにより
、コンデンサ2に充電されたエネルギーは、ピーキング
コンデンサ5及び内部チャンバー20a内に高電圧を注
入する内部高電圧導入端子21Hに移行する。
The pulse laser device of this example having such a configuration is as follows:
It works as described below. That is, the high voltage introduced into the external chamber 20b from the high voltage section 1 via the external high voltage introduction terminal 21b is charged into the two capacitors 2 using the inductance 3. Next, by operating the thyratron 4, which is a switching element, the energy charged in the capacitor 2 is transferred to the peaking capacitor 5 and the internal high voltage introduction terminal 21H that injects a high voltage into the internal chamber 20a.

この時、ピーキングコンデンサ5の充電回路中には、間
隔1〜2mmの小ギャソプフが直列に設けられているた
め、ピーキングコンデンサ5の充電時にギャップ間でア
ーク放電を行い、UV光を発生させることにより、2つ
の主放電電極6に挟まれた空間が主放電に先立って予備
電離8される。
At this time, in the charging circuit of the peaking capacitor 5, small gas pockets with an interval of 1 to 2 mm are provided in series, so when charging the peaking capacitor 5, arc discharge is performed between the gaps and UV light is generated. , the space between the two main discharge electrodes 6 is pre-ionized 8 prior to the main discharge.

そして、ピーキングコンデンサ5の充電電圧が十分に高
くなり、主放電電極6間の電圧が放電破壊電圧に達する
と、容量C2、主放電回路中のインダクタンスし及び対
向配置された2つの主放電電極6の間における放電抵抗
RdのLCR回路でパルス放電が生じ、内部チャンバー
20a内のエキシマレーサガスが励起される。
Then, when the charging voltage of the peaking capacitor 5 becomes sufficiently high and the voltage between the main discharge electrodes 6 reaches the discharge breakdown voltage, the capacitance C2, the inductance in the main discharge circuit, and the two main discharge electrodes 6 disposed opposite to each other increase. A pulse discharge occurs in the LCR circuit of the discharge resistor Rd between the two, and the excimer laser gas in the internal chamber 20a is excited.

この場合、内部チャンバー20aの内圧Pinと外部チ
ャンバー20bの内圧Pou tを、Pin≧Pou 
t≧latm 成る関係を満たす範囲で接近させることにより、内部チ
ャンバー20aの耐圧設計は外部チャンバー20bの耐
圧設計に比べて簡略化することができる。したかって、
内部チャンバー20aを構成する金属材料の厚さを薄く
することか可能となるので、内部チャンバー20aの外
側に配設したピーキングコンデンサ5と主放電回路部9
との距離を近付けることができる。その結果、主放電回
路部9内における浮遊インダクタンスは大幅に低減され
、励起強度の高い放電が実現できる。
In this case, the internal pressure Pin of the internal chamber 20a and the internal pressure Pout of the external chamber 20b are set as Pin≧Pou
By making them close within a range that satisfies the relationship t≧latm, the pressure-resistant design of the internal chamber 20a can be simplified compared to the pressure-resistant design of the external chamber 20b. I wanted to,
Since it is possible to reduce the thickness of the metal material constituting the internal chamber 20a, the peaking capacitor 5 and the main discharge circuit section 9 disposed outside the internal chamber 20a can be reduced.
You can bring the distance closer. As a result, the stray inductance within the main discharge circuit section 9 is significantly reduced, and discharge with high excitation intensity can be realized.

この様に、本実施例によれは、レーザチャンバーを2重
構造とし、内部チャンバー内に主放電回路部を収納し、
内部チャンバーの外側にピーキングコンデンサを配設す
ることによって、内部チャンバーの厚さを低減でき、そ
れによって主放電回路部内の浮遊インダクタンスを大幅
に低減し、励起強度の高い放電を得ることができる。
In this way, according to this embodiment, the laser chamber has a double structure, and the main discharge circuit section is housed in the inner chamber.
By arranging the peaking capacitor outside the inner chamber, the thickness of the inner chamber can be reduced, thereby significantly reducing the stray inductance in the main discharge circuit and obtaining a discharge with high excitation intensity.

なお、上述した実施例は、希ガスーハライドエキシマレ
ーサの場合について述べたが、本発明は、エキシマレー
ザと同様、大気圧以上の高圧力レーザガスを用い、パル
ス放電励起によってレーサ動作を行うTEMA−CO2
レーザやF2レーサなどにも適用することができる。
Although the above-mentioned embodiments have been described with reference to a rare gas-halide excimer laser, the present invention uses a high-pressure laser gas above atmospheric pressure and performs a laser operation by pulse discharge excitation, similar to an excimer laser.
It can also be applied to lasers, F2 lasers, etc.

[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば、レーザチャンバー
を2重構造とし、内部チャンバー内には放電部のみを収
納し、外部チャンバーの内部てあって内部チャンバーの
外側近傍に予備電離用のピーキンクコンデンサを配設す
ることによって、主放電回路のインダクタンスを低減し
、励起強度の高い放電を得ることのできる、高効率のパ
ルスレーザ装置を提供することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the laser chamber has a double structure, and only the discharge part is housed in the inner chamber, and the discharge part is housed inside the outer chamber and near the outside of the inner chamber. By providing a peaking capacitor for pre-ionization, it is possible to reduce the inductance of the main discharge circuit and provide a highly efficient pulsed laser device that can obtain discharge with high excitation intensity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のパルスレーザ装置の一実施例を示す構
成図、第2図は従来のパルスレーザ装置の一例を示す構
成図である。 ]・・高電圧部、2・・・コンデンサ、3・・・インダ
クタンス、4・・サイラトロン、5・ピーキンクコンデ
ンサ、6・・・主放電電極、7・・小ギャップ、80.
。 予備電離、9・・・主放電回路部、10・・・レーザチ
ャンバー、11・・高電圧導入端子、20a・・・内部
チャンバー、20b・・・外部チャンバー、21a・・
・内部高電圧導入端子、21b・・・外部高電圧導入端
子。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pulse laser device of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional pulse laser device. ]... High voltage section, 2... Capacitor, 3... Inductance, 4... Thyratron, 5... Peaking capacitor, 6... Main discharge electrode, 7... Small gap, 80.
. Preliminary ionization, 9... Main discharge circuit section, 10... Laser chamber, 11... High voltage introduction terminal, 20a... Internal chamber, 20b... External chamber, 21a...
・Internal high voltage introduction terminal, 21b...External high voltage introduction terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 レーザガスを保持するレーザチャンバーと、レーザ作用
を行う放電部と、放電部にパルス電圧を印加する電源回
路より成るパルスレーザ装置において、 前記レーザチャンバーを2重構造とし、内部チャンバー
内には前記放電部のみを収納し、外部チャンバーの内部
であって前記内部チャンバーの外側近傍に予備電離用の
ピーキングコンデンサを配設したことを特徴とするパル
スレーザ装置。
[Scope of Claims] A pulse laser device comprising a laser chamber that holds a laser gas, a discharge section that performs a laser action, and a power supply circuit that applies a pulse voltage to the discharge section, wherein the laser chamber has a double structure, and an internal chamber 1. A pulse laser device, wherein only the discharge section is housed inside the external chamber, and a peaking capacitor for preliminary ionization is disposed inside the external chamber and near the outside of the internal chamber.
JP32252990A 1990-11-28 1990-11-28 Pulse laser device Pending JPH04196373A (en)

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