JPH04287992A - ダスト除去方法とエキシマレーザ及びガス再生器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザガス中にハロゲ
ンガスを含むエキシマレーザのレーザガス中の不純物、
特に強磁性体のダスト（以下ダスト）の除去に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のエキシマレーザの一例を図５に示
す。

【０００３】このエキシマレーザについては、文献「オ
プトロニクス（ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ）」５月号（１９８
６年）に詳細に記載されている。この従来のエキシマレ
ーザでは、励起回路に２組のコンデンサ６とサイラトロ
ン７とからなる容量移行型励起回路を用い、レーザガス
を封じ込めるレーザ容器８内に放電電極４を設置し、ス
パークギャップアレー５のアーク放電で発生する紫外線
で放電電極４間のレーザガスを予備電離し放電電極４間
の放電でレーザガスの励起を行っている。

【０００４】レーザ容器８に接続して使用する従来のガ
ス再生器の一例を図６に示す。この従来のガス再生器は
、レーザガス中のダストを除去するフィルタ１６と不純
ガスを除去する不純ガス除去部１７及びレーザ容器内の
レーザガスを吸引し、再生したレーザガスを再度レーザ
容器内に戻すためのコンプレッサー１８とから構成され
ている。

【０００５】図５に示した一般のエキシマレーザにおい
ては、レーザガス中のハロゲンガスによるレーザ容器８
内の腐食，不純ガス発生及びハロゲンガス低減によるレ
ーザガスの劣化を防ぐためにレーザ容器８内は耐ハロゲ
ン性の高い金属材料及び絶縁材料で構成されている。特
に、レーザ励起のための放電を起こさせる放電電極４に
は耐ハロゲン性に優れたＮｉやＮｉメッキを施した金属
材料が用いられ、レーザガスを予備電離させる紫外線を
発生させるスパークギャップアレー５にもＮｉの金属材
料が用いられる。

【０００６】図６に示した一般のガス再生器は不純ガス
やダストで劣化したレーザ容器内のレーザガスをフィル
ター１６と不純ガス除去部１７でレーザガスをクリーン
にし、レーザ容器内に戻している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エキシマレ
ーザにおいてレーザ光を発振させるためには、スパーク
ギャップアレーのアーク放電で発生する紫外線でレーザ
ガスを予備電離し、放電電極間の放電でレーザガスを励
起しているため、スパークギャップアレー及び放電電極
のＮｉ若しくはＮｉメッキを施した金属材料がスパッタ
され、レーザガス中にＮｉの粉末やハロゲンガスと化学
反応したＮｉ粉末がダストとしてレーザガス中に拡散す
る。このダストが絶縁材料表面に堆積し、絶縁特性の劣
化やレーザＣＶＤでレーザの共振器である光学窓材表面
に堆積する。この結果、放電電極間に印加する高電圧の
リークが発生しやすくなり、放電空間の注入エネルギー
の減少によるレーザゲインの低下や、光学窓表面の堆積
物によるレーザ光の取り出し効率の低下で、レーザ出力
が動作ショット数と共に急激に減少する欠点があった。

【０００８】劣化したレーザガスをクリーンにするガス
再生器においは、不純ガス除去部によりレーザガス中の
不純ガスを除去し、フィルターによりレーーザガス中の
ダストを除去しているが、微粉末状のダストまでは除去
しきれない。このために、レーザガス中の微粉末状のダ
ストが光学窓材表面へ堆積し、レーザ出力が動作ショッ
ト数と共に減少する欠点があった。

【０００９】本発明の目的は、長時間動作においてもレ
ーザ出力の減少が少なく、レーザガス寿命が長くなるレ
ーザガス中のダスト除去方法と、レーザガス寿命の長い
エキシマレーザ及びレーザガス寿命を長くするガス再生
器を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるエキシマレ
ーザガス中のダスト除去方法においては、レーザガス中
のダストを磁性体で除去する事を特徴としている。

【００１１】さらに、レーザ容器及びガス再生器内への
磁性材料の設置、若しくはレーザ容器内の構成材料の一
部を磁性材料で構成することによりレーザガス中のダス
トを除去することを特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明によるダスト除去方法は、従来のエキシ
マレーザに用いられているＮｉの放電電極やスパークギ
ャップアレーからスパッタされたＮｉやハロゲンと化学
反応したＮｉのダストが強磁性体であり、磁化した磁性
材料に付着することから、ダストを磁化した磁性材料を
用いることによりレーザガス中から簡便に除去すること
ができる。この結果、絶縁材料や光学窓への堆積が防が
れレーザ出力の低下が抑えられてレーザガスの長寿命化
が図れる。

【００１３】発明によるエキシマレーザでは、ダスト除
去のためにレーザ容器内にレーザガスが層流に流れるよ
うに、磁化した磁性材料でガス流路を形成している。こ
のため、ダストを含んだレーザガスが磁性材料表面の近
傍を通過する確率が大きくなり、効率よくレーザガス中
のダストを除去することができる。また、ガス流路の圧
力損失が低下するために高速なガス流速を得ることがで
き、レーザの高繰り返し化が可能となる。さらに、レー
ザ容器内の構成材料の一部に磁化した磁性体を用いてい
る本発明によるエキシマレーザでは、レーザ容器の大型
化及び複雑化を招かずにレーザガス中のダストを除去す
ることができる。

【００１４】本発明によるガス再生器では、ガス再生器
内のガス流路中に磁化した磁性体を設置しているので、
フィルターでも除去できない微細なダストを除去するこ
とができる。

【００１５】

【実施例】次に、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１６】図１は本発明の一実施例を示す構成図、図
２は第２の実施例であるエキシマレーザの構造図、図３
は第３の実施例であるエキシマレーザの構造図、図４は
第４の実施例であるガス再生器の構成図を示している。

【００１７】図１は、レーザガス２中の強磁性体である
ダストを除去するための構成図で、磁気を帯びた磁性体
１をレーザガス２中に設置し、レーザガス２中のダスト
を磁気で磁気を帯びた磁性体１表面に付着させダストを
除去する。

【００１８】図２は、図５に構造図を示した従来のエキ
シマレーザの構造と異なり、レーザガス中に磁化された
強磁性体であるダストを除去するための永久磁石からな
るダスト除去部３をレーザ容器８内に設置し、かつダス
ト除去部３がレーザガス流路を形成している。この他は
従来と同じ構造である。このエキシマレーザにおいては
、Ｎｉ金属のスパークギャップアレー５のアーク放電で
発生する紫外光でＮｉまたはＮｉメッキ金属の放電電極
４間のレーザガスを予備電離し、放電電極４間の放電で
レーザガスを励起してレーザ発振を行わせる。このため
、放電電極４間の放電及びスパークギャップアレー５の
アーク放電で放電電極４表面及びスパークギャップアレ
ー５から放電のスパッタでＮｉやハロゲンガスと化学反
応したＮｉのダストがレーザガス中に拡散する。しかし
、このダストは強磁性体であるので、レーザ容器８内に
レーザガス流路を形成するように設置した永久磁石から
なるダスト除去部３で永久磁石に効率良く付着しレーザ
ガス中から除去される。さらに、ダスト除去部３がレー
ザガスの流路を形成しているのでレーザガス流速が速ま
りエキシマレーザの高繰り返し化可能となる。

【００１９】図３は、図５に構造図を示した従来のエキ
シマレーザの構造と異なり、レーザ容器８を構成してい
るレーザガスを冷却するための熱交換器の少なくとも一
部を永久磁石にしてダスト除去部９としている。この他
は従来と同じである。このため、従来の構成のままで上
記したようにレーザ動作を行うことにより発生するダス
トを、ダスト除去部９である熱交換器近傍を通過すると
き永久磁石に付着し、レーザガス中から除去することが
できる。このため、レーザ容器８の大型化、複雑化が防
げる。

【００２０】図４は図６に示した従来のガス再生器の構
成に加えて、レーザガス中のダストを除去するフィルタ
ー１６と不純ガス除去部１７との間にレーザガス中の強
磁性体であるダストを除去するために永久磁石からなる
ダスト除去部１５を新規に設置している。この結果、フ
ィルター１６で除去できない微細な強磁性体のダストが
永久磁石に付着しレーザガス中から除去することができ
る。

【００２１】このように、レーザガス中の強磁性体のＮ
ｉやハロゲンと化学反応したＮｉのダストが除去される
ので、ダストの絶縁材料表面及び光学窓表面への堆積が
抑えられ、レーザ出力の低下が起きずレーザガスの長寿
命化が図られる。

【００２２】上記各実施例において、磁性体に永久磁石
を用いたが、電磁石等の磁気を発生するものでも良い。 また、レーザとしてエキシマレーザを用いたがこれに限
定されない。また、第３の実施例では熱交換器の一部を
永久磁石にしたが、レーザ容器内のその他の構成部分の
少なくとも一部を磁化した磁性材料で構成しても良い。 さらに、第４の実施例ではダスト除去部をフィルターと
不純ガス除去部との間に設置したが、他の場所に設置し
ても良いことは明らかである。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いたエキ
シマレーザではレーザガスが長寿命になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のダスト除去方法を説明するため
の構成図。

【図２】第２の実施例のエキシマレーザの構造図。

【図３】第３の実施例のエキシマレーザの構造図。

【図４】第４の実施例のガス再生器の構成図。

【図５】従来のエキシマレーザの構造図。

【図６】従来のガス再生器の構成図。

【符号の説明】

１　　　　磁性体 ２　　　　レーザガス ３，９　　　　ダスト除去部 ４　　　　放電電極 ５　　　　スパークギャップアレー ６　　　　コンデンサ ７　　　　サイラトロン ８　　　　レーザ容器 １６　　　　フィルター １７　　　　不純ガス除去部 １８　　　　コンプレッサー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガスレーザを動作させることによりレ
   ーザガス中に発生する強磁性体のダスト（以下ダスト）
   を、磁気を帯びた磁性材料（以下磁性材料）の表面に付
   着させることにより前記ダストを除去することを特徴と
   するレーザガス中のダスト除去方法。
2. 【請求項２】　　少なくともコンデンサ，レーザ励起の
   放電を行なう一対の放電電極，スイッチング素子とから
   なる励起回路と、前記放電電極間のレーザガスを予備電
   離させる手段と、レーザガスを封じ込めるレーザ容器と
   、前記レーザ容器内の前記レーザガスを循環させるレー
   ザガス循環部とを少くとも備え、前記一対の放電電極が
   耐ハロゲン性の高い強磁性体金属材料からなるエキシマ
   レーザにおいて、前記レーザ容器内に磁化した磁性材料
   を前記レーザガスの流路を形成するように設置したこと
   を特徴としたエキシマレーザ。
3. 【請求項３】　　少なくともコンデンサ、レーザ励起の
   放電を行なう一対の放電電極，スイッチング素子とから
   なる励起回路と、前記放電電極間のレーザガスを予備電
   離させる手段と、レーザガスを封じ込めるレーザ容器と
   、前記レーザ容器内のレーザガスを循環させるレーザガ
   ス循環部とを少なくとも備え、前記一対の放電電極が耐
   ハロゲン性の高い強磁性体金属材料からなるエキシマレ
   ーザにおいて、前記レーザ容器内の構成材料の少なくと
   も一部に磁化した磁性材料を用いたことを特徴としたエ
   キシマレーザ。
4. 【請求項４】　　レーザガスを封入したレーザ容器に接
   続するザス導入口及び導出口を備え、ガス導入口から流
   入したレーザガス中のダストを除去するフィルターと、
   前記レーザガス中の不純ガスを除去する不純ガス除去部
   及びレーザ容器内の前記レーザガスを吸引し、かつ再生
   した前記レーザガスを前記レーザ容器内に戻すコンプレ
   ッサーとから成るガス再生器において、前記ガス再生器
   内のレーザガス流路内に磁化した磁性材料を設置したこ
   とを特徴とするガス再生器。