JPH04196373A

JPH04196373A - パルスレーザ装置

Info

Publication number: JPH04196373A
Application number: JP32252990A
Authority: JP
Inventors: Mina Sakano; 美菜坂野; Kiyohisa Terai; 清寿寺井; Toru Tamagawa; 徹玉川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-16

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】［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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

［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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【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。