JPH04246873A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
- Publication number
- JPH04246873A JPH04246873A JP1178291A JP1178291A JPH04246873A JP H04246873 A JPH04246873 A JP H04246873A JP 1178291 A JP1178291 A JP 1178291A JP 1178291 A JP1178291 A JP 1178291A JP H04246873 A JPH04246873 A JP H04246873A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- laser
- medium gas
- laser medium
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ媒質ガスを放電
励起してレーザ光を出力するガスレーザ装置に係り、と
くに放電によって生じた熱を取り除くための熱交換器を
内蔵したガスレーザ装置の改良に関する。
励起してレーザ光を出力するガスレーザ装置に係り、と
くに放電によって生じた熱を取り除くための熱交換器を
内蔵したガスレーザ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＴＥＡＣＯ２ レーザやエキシ
マレーザなどのような大気圧あるいは高気圧での横放電
励起によってレーザ出力を得るガスレーザ装置では、レ
ーザ媒質ガスを充填した気密容器内に放電部や送風機，
熱交換器などを配置し、この放電部に設けられた一対の
主放電電極間と多数の予備電離電極の放電によってレー
ザ光出力を得ている。
マレーザなどのような大気圧あるいは高気圧での横放電
励起によってレーザ出力を得るガスレーザ装置では、レ
ーザ媒質ガスを充填した気密容器内に放電部や送風機，
熱交換器などを配置し、この放電部に設けられた一対の
主放電電極間と多数の予備電離電極の放電によってレー
ザ光出力を得ている。
【０００３】ここで、放電部としての予備電離電極は、
主放電電極が放電を開始する前に放電空間のレーザ媒質
ガスを予備電離し、主放電が発生し易くするためのもの
である。また送風機は放電空間のレーザ媒質ガスを循環
し、放電によって生じたダストやレーザ発振を妨げるよ
うな不純物の偏りを除き、主放電電極間で均一なグロー
放電が生じるようにするのと、放電によって温度上昇し
たレーザ媒質ガスを熱交換器に導いてこのレーザ媒質ガ
スを適切な温度に下げるとともに気密容器の圧力を一定
に保つようにするために用いられる。この送風機には一
般に貫流ファンが用いられ、気密容器をコンパクトにし
かつ横長の主放電電極間全域のレーザ媒質ガスを循環で
きるようにしている。
主放電電極が放電を開始する前に放電空間のレーザ媒質
ガスを予備電離し、主放電が発生し易くするためのもの
である。また送風機は放電空間のレーザ媒質ガスを循環
し、放電によって生じたダストやレーザ発振を妨げるよ
うな不純物の偏りを除き、主放電電極間で均一なグロー
放電が生じるようにするのと、放電によって温度上昇し
たレーザ媒質ガスを熱交換器に導いてこのレーザ媒質ガ
スを適切な温度に下げるとともに気密容器の圧力を一定
に保つようにするために用いられる。この送風機には一
般に貫流ファンが用いられ、気密容器をコンパクトにし
かつ横長の主放電電極間全域のレーザ媒質ガスを循環で
きるようにしている。
【０００４】また熱交換器にはフィンチューブを数本組
み合わせたタイプやプレートフィンタイプあるいは銅や
アルミニウムのような熱伝導度の大きい金属製のパイプ
をらせん状に巻いたものが一般的に用いられており、そ
の配置はたとえば特開昭６２−１１１４８６号公報に開
示されているように、送風機の吸込み側のみ（同公報の
第８図参照）あるいは吸込み側と吐出側の両方（同公報
の第５図参照）に設けられるのが通常である。
み合わせたタイプやプレートフィンタイプあるいは銅や
アルミニウムのような熱伝導度の大きい金属製のパイプ
をらせん状に巻いたものが一般的に用いられており、そ
の配置はたとえば特開昭６２−１１１４８６号公報に開
示されているように、送風機の吸込み側のみ（同公報の
第８図参照）あるいは吸込み側と吐出側の両方（同公報
の第５図参照）に設けられるのが通常である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱交換
器を上記した特開昭６２−１１１４８６号のように配置
する場合は、送風機の吸込み側と吐出側の両方あるいは
吸込み側のみのいずれの場合でも放電部へのガス循環経
路の途中に配置されることになるから、循環するガスの
流速を減少させるという欠点がある。とくにエキシマレ
ーザのように近年数百Ｈｚから数千Ｈｚの高速繰り返し
発振が必要とされているレーザ装置においては、主放電
電極間のレーザ媒質ガスの流速をいかに均一にかつ高速
にするかが重大な課題の一つとなっているから、特開昭
６２−１１１４８６号のような装置では熱交換器による
ガス流速低下を補うために送風機を大型にするとかある
いは送風機の回転を高速にするなどの処置が必要になり
、電力−光エネルギー変換効率という点ではまったく非
効率であるといわざるを得ない。
器を上記した特開昭６２−１１１４８６号のように配置
する場合は、送風機の吸込み側と吐出側の両方あるいは
吸込み側のみのいずれの場合でも放電部へのガス循環経
路の途中に配置されることになるから、循環するガスの
流速を減少させるという欠点がある。とくにエキシマレ
ーザのように近年数百Ｈｚから数千Ｈｚの高速繰り返し
発振が必要とされているレーザ装置においては、主放電
電極間のレーザ媒質ガスの流速をいかに均一にかつ高速
にするかが重大な課題の一つとなっているから、特開昭
６２−１１１４８６号のような装置では熱交換器による
ガス流速低下を補うために送風機を大型にするとかある
いは送風機の回転を高速にするなどの処置が必要になり
、電力−光エネルギー変換効率という点ではまったく非
効率であるといわざるを得ない。
【０００６】さらに、大型の送風機を用いるとそれだけ
のためにレーザ装置全体が大きくなって、気密容器やそ
の他の製作コストが上昇したりレーザ装置を別の装置に
組み込む場合にはスペースを大きくとる必要があるから
不都合を生じるという問題がある。また、送風機を高速
回転するとその軸受にかかる負担が大きくなり、軸受の
メンテナンス回数が増えて最悪の場合は軸受またはファ
ン翼部を破損することになってガスレーザ装置の信頼性
を低下する恐れがある。
のためにレーザ装置全体が大きくなって、気密容器やそ
の他の製作コストが上昇したりレーザ装置を別の装置に
組み込む場合にはスペースを大きくとる必要があるから
不都合を生じるという問題がある。また、送風機を高速
回転するとその軸受にかかる負担が大きくなり、軸受の
メンテナンス回数が増えて最悪の場合は軸受またはファ
ン翼部を破損することになってガスレーザ装置の信頼性
を低下する恐れがある。
【０００７】本発明は、上記のような課題を解決すべく
してなされたガスレーザ装置を提供することを目的とす
る。
してなされたガスレーザ装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ媒質ガ
スが封入された気密容器と、この気密容器内に設けられ
てレーザ媒質ガスを励起する放電部と、この放電部にレ
ーザ媒質ガスを循環・冷却する貫流ファンおよび熱交換
器とからなるガスレーザ装置において、前記熱交換器を
前記貫流ファンの吸込み側と吐出側との間に設けたバイ
パスダクトに設置したことを特徴とするガスレーザ装置
である。
スが封入された気密容器と、この気密容器内に設けられ
てレーザ媒質ガスを励起する放電部と、この放電部にレ
ーザ媒質ガスを循環・冷却する貫流ファンおよび熱交換
器とからなるガスレーザ装置において、前記熱交換器を
前記貫流ファンの吸込み側と吐出側との間に設けたバイ
パスダクトに設置したことを特徴とするガスレーザ装置
である。
【０００９】
【作 用】本発明によれば、貫流ファンの吸込み側と
吐出側との間に熱交換器を備えたバイパスダクトを設け
て、貫流ファンによって循環されるレーザ媒質ガスの一
部を取り込んで冷却するようにしたので、レーザ媒質ガ
スの流速を低下させることなく放電によって生じた熱を
取り除くことができる。
吐出側との間に熱交換器を備えたバイパスダクトを設け
て、貫流ファンによって循環されるレーザ媒質ガスの一
部を取り込んで冷却するようにしたので、レーザ媒質ガ
スの流速を低下させることなく放電によって生じた熱を
取り除くことができる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。図１は本発明のレーザ装置の内部
構造の構成例を示す概略図であり、図２は図１のＡ−Ａ
矢視断面図である。図において、１はレーザ媒質ガスが
封入された気密容器であり、２は気密容器１の内部に設
置された貫流ファンで、その両軸２ａ，２ｂは気密容器
１の側壁１ａ，１ｂに回転自在に支持される。３は高電
圧電源３ａから高電圧が供給される主放電電極である。 ４は予備電離電極であり、一般にここでアーク放電する
ことにより紫外線を発生して主放電電極３，３間のレー
ザ媒質ガスを一部電離して主放電電極３，３の間でグロ
ー放電するようにしている。
して詳しく説明する。図１は本発明のレーザ装置の内部
構造の構成例を示す概略図であり、図２は図１のＡ−Ａ
矢視断面図である。図において、１はレーザ媒質ガスが
封入された気密容器であり、２は気密容器１の内部に設
置された貫流ファンで、その両軸２ａ，２ｂは気密容器
１の側壁１ａ，１ｂに回転自在に支持される。３は高電
圧電源３ａから高電圧が供給される主放電電極である。 ４は予備電離電極であり、一般にここでアーク放電する
ことにより紫外線を発生して主放電電極３，３間のレー
ザ媒質ガスを一部電離して主放電電極３，３の間でグロ
ー放電するようにしている。
【００１１】５は空間を形成するバイパスダクトであり
、貫流ファン２の吸込み側に設けられた開口部６および
吐出側に設けられた開口部７と連通している。なお、こ
れらの開口部６，７は図２に示すように貫流ファン２の
長手方向に一様に開けられている。８はバイパスダクト
５内に設けられた熱交換器で、従来例と同様にフィンチ
ューブを数本組み合わせたタイプやプレートフィンタイ
プあるいは銅やアルミニウムのような熱伝導度の大きい
金属製のパイプをらせん状に巻いたものなどいずれのタ
イプを用いてもよい。
、貫流ファン２の吸込み側に設けられた開口部６および
吐出側に設けられた開口部７と連通している。なお、こ
れらの開口部６，７は図２に示すように貫流ファン２の
長手方向に一様に開けられている。８はバイパスダクト
５内に設けられた熱交換器で、従来例と同様にフィンチ
ューブを数本組み合わせたタイプやプレートフィンタイ
プあるいは銅やアルミニウムのような熱伝導度の大きい
金属製のパイプをらせん状に巻いたものなどいずれのタ
イプを用いてもよい。
【００１２】つぎにレーザ媒質ガスの循環と冷却につい
て説明すると、まず貫流ファン２を矢示Ｒの時計回り方
向に回転することにより、主放電電極３，３間のレーザ
媒質ガスを矢示Ｓ方向に循環する。このときレーザ媒質
ガスの流速は吸込み側に比して吐出側が速いので、吸込
み側の開口部６の方が吐出側の開口部７よりも低圧にな
り、レーザ媒質ガスの一部は開口部７からバイパスダク
ト５に流入し、熱交換器８によって冷却された後に開口
部６から主放電電極３などの放電空間の方向に流出する
ことになる。このように本発明のガスレーザ装置におけ
る熱交換器８は、従来例のようにレーザ媒質ガスの循環
経路の途中に配置されないからその流速を減ずることな
く、貫流ファン２の送風能力を１００ ％発揮すること
ができ、かつレーザ媒質ガスの冷却を行うことができる
。
て説明すると、まず貫流ファン２を矢示Ｒの時計回り方
向に回転することにより、主放電電極３，３間のレーザ
媒質ガスを矢示Ｓ方向に循環する。このときレーザ媒質
ガスの流速は吸込み側に比して吐出側が速いので、吸込
み側の開口部６の方が吐出側の開口部７よりも低圧にな
り、レーザ媒質ガスの一部は開口部７からバイパスダク
ト５に流入し、熱交換器８によって冷却された後に開口
部６から主放電電極３などの放電空間の方向に流出する
ことになる。このように本発明のガスレーザ装置におけ
る熱交換器８は、従来例のようにレーザ媒質ガスの循環
経路の途中に配置されないからその流速を減ずることな
く、貫流ファン２の送風能力を１００ ％発揮すること
ができ、かつレーザ媒質ガスの冷却を行うことができる
。
【００１３】このように構成した本発明例と従来例との
同一送風ファンで３０００ｒｐｍ の回転数における繰
り返し発振周波数（Ｈｚ）とレーザ出力（Ｗ） の関係
を図２に、またそのときの同一レーザ発振周波数（Ｈｚ
）における貫流ファンの必要回転数（ｒｐｍ） の比較
結果を図３にそれぞれ示した。図２の結果から明らかな
ように、本発明例は最大繰り返し発振周波数を大きくす
ることができ、それに伴って最大レーザ出力も向上する
ことがわかる。また図３によれば、従来より低い回転数
で貫流ファンを運転することができることがわかる。
同一送風ファンで３０００ｒｐｍ の回転数における繰
り返し発振周波数（Ｈｚ）とレーザ出力（Ｗ） の関係
を図２に、またそのときの同一レーザ発振周波数（Ｈｚ
）における貫流ファンの必要回転数（ｒｐｍ） の比較
結果を図３にそれぞれ示した。図２の結果から明らかな
ように、本発明例は最大繰り返し発振周波数を大きくす
ることができ、それに伴って最大レーザ出力も向上する
ことがわかる。また図３によれば、従来より低い回転数
で貫流ファンを運転することができることがわかる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、貫
流ファンの吸込み側と吐出側との間に熱交換器を備えた
バイパスダクトを設けて、貫流ファンによって循環され
るレーザ媒質ガスの一部を取り込んで冷却するようにし
たので、貫流ファンを大型化することなくレーザの繰り
返し発振周波数を向上させることができ、また送風機の
回転数を低下させることができるので送風機のメンテナ
ンスを殆ど必要とせず、これによってガスレーザ装置の
信頼性を向上させることができる。
流ファンの吸込み側と吐出側との間に熱交換器を備えた
バイパスダクトを設けて、貫流ファンによって循環され
るレーザ媒質ガスの一部を取り込んで冷却するようにし
たので、貫流ファンを大型化することなくレーザの繰り
返し発振周波数を向上させることができ、また送風機の
回転数を低下させることができるので送風機のメンテナ
ンスを殆ど必要とせず、これによってガスレーザ装置の
信頼性を向上させることができる。
【図１】本発明のレーザ装置の内部構造の構成を示す概
略図である。
略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】同一貫流ファンで３０００ｒｐｍ の回転数に
おける本発明例と従来例での繰り返し発振周波数（Ｈｚ
）とレーザ出力（Ｗ） の関係を示す特性図である。
おける本発明例と従来例での繰り返し発振周波数（Ｈｚ
）とレーザ出力（Ｗ） の関係を示す特性図である。
【図４】同一レーザ発振周波数（Ｈｚ）における貫流フ
ァンの必要回転数（ｒｐｍ） の比較結果を示す特性図
である。
ァンの必要回転数（ｒｐｍ） の比較結果を示す特性図
である。
１ 気密容器
２ 貫流ファン
３ 主放電電極（放電部）
４ 予備電離電極（放電部）
５ バイパスダクト
６，７ 開口部
８ 熱交換器
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ媒質ガスが封入された気密
容器と、この気密容器内に設けられてレーザ媒質ガスを
励起する放電部と、この放電部にレーザ媒質ガスを循環
・冷却する貫流ファンおよび熱交換器とからなるガスレ
ーザ装置において、前記熱交換器を前記貫流ファンの吸
込み側と吐出側との間に設けたバイパスダクトに設置し
たことを特徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1178291A JPH04246873A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1178291A JPH04246873A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246873A true JPH04246873A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=11787520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1178291A Pending JPH04246873A (ja) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04246873A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1108275A4 (en) * | 1998-08-28 | 2006-03-01 | Cymer Inc | TANGENTIAL FAN WITH CUTTING DEVICE AND VIBRATION CHECK FOR ELECTRICAL DISCHARGE LASER |
| EP1192689A4 (en) * | 1999-05-12 | 2006-03-15 | Cymer Inc | TANGENTIAL FAN WITH CUTTING UNIT AND VIBRATING CONTROL FOR LASER WITH ELECTRICAL DISCHARGE |
| EP1936761A3 (en) * | 1998-08-28 | 2014-08-20 | Cymer, Inc. | Tangential fan with cutoff assembly and vibration control for electric discharge laser |
-
1991
- 1991-02-01 JP JP1178291A patent/JPH04246873A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1108275A4 (en) * | 1998-08-28 | 2006-03-01 | Cymer Inc | TANGENTIAL FAN WITH CUTTING DEVICE AND VIBRATION CHECK FOR ELECTRICAL DISCHARGE LASER |
| EP1936761A3 (en) * | 1998-08-28 | 2014-08-20 | Cymer, Inc. | Tangential fan with cutoff assembly and vibration control for electric discharge laser |
| EP1192689A4 (en) * | 1999-05-12 | 2006-03-15 | Cymer Inc | TANGENTIAL FAN WITH CUTTING UNIT AND VIBRATING CONTROL FOR LASER WITH ELECTRICAL DISCHARGE |
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