JPH06152011A - 放電励起型エキシマレーザ装置 - Google Patents
放電励起型エキシマレーザ装置Info
- Publication number
- JPH06152011A JPH06152011A JP33942092A JP33942092A JPH06152011A JP H06152011 A JPH06152011 A JP H06152011A JP 33942092 A JP33942092 A JP 33942092A JP 33942092 A JP33942092 A JP 33942092A JP H06152011 A JPH06152011 A JP H06152011A
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- discharge
- main
- electrodes
- main electrode
- main electrodes
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- Pending
Links
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Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザガスを励起する放電を発生する一対の
主電極間において、電界集中によるアーク放電の発生を
防止することを目的とする。 【構成】 一対の主電極のうちの少なくともカソード側
の主電極の表面を、その表面あらさが、最大高さ５０〜
１０００μｍの粗い表面とする。これにより主電極間で
の放電部分における電界分布を乱すことなく、主電極の
表面のミクロ的な凹凸部分で電界が集中する。その結果
カソード側の主電極カソードシース効果によるフィラメ
ント状放電の発生を妨げて、グロー放電を安定して生成
させ、維持させることができる。
主電極間において、電界集中によるアーク放電の発生を
防止することを目的とする。 【構成】 一対の主電極のうちの少なくともカソード側
の主電極の表面を、その表面あらさが、最大高さ５０〜
１０００μｍの粗い表面とする。これにより主電極間で
の放電部分における電界分布を乱すことなく、主電極の
表面のミクロ的な凹凸部分で電界が集中する。その結果
カソード側の主電極カソードシース効果によるフィラメ
ント状放電の発生を妨げて、グロー放電を安定して生成
させ、維持させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は放電励起型エキシマレー
ザ装置に関する。
ザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように放電励起型のガスレーザ装
置は、一対の対向する細長い主電極間で放電を発生させ
てレーザガスを励起し、レーザ発振を誘起するように構
成されている。図１はその構成を示し、レーザチャンバ
１内にレーザ媒質であるガスを絶対圧力３ａｔｍ程度で
充填しておき、主電極２，３間で放電させてガスを励起
する。この励起によってエキシマを生成し発光させ、そ
の光をフロントミラー４とリアミラー５との間で光共振
させる。そしてフロントミラー４よりレーザ光６を取り
出す。７，８は出力窓である。
置は、一対の対向する細長い主電極間で放電を発生させ
てレーザガスを励起し、レーザ発振を誘起するように構
成されている。図１はその構成を示し、レーザチャンバ
１内にレーザ媒質であるガスを絶対圧力３ａｔｍ程度で
充填しておき、主電極２，３間で放電させてガスを励起
する。この励起によってエキシマを生成し発光させ、そ
の光をフロントミラー４とリアミラー５との間で光共振
させる。そしてフロントミラー４よりレーザ光６を取り
出す。７，８は出力窓である。
【０００３】主電極２，３間での放電を発生させるため
に、高電圧充電電源９によりコンデンサ１０を充電し、
充電された電気エネルギーは、サイラトロンスイッチ１
１をオンとすることにより、コンデンサ１２に移行さ
れ、これにより主電極２，３間でグロー放電を発生させ
る。
に、高電圧充電電源９によりコンデンサ１０を充電し、
充電された電気エネルギーは、サイラトロンスイッチ１
１をオンとすることにより、コンデンサ１２に移行さ
れ、これにより主電極２，３間でグロー放電を発生させ
る。
【０００４】このグロー放電は次のような過程を経て形
成される。すなわちコンデンサ１０に充電された電気エ
ネルギーがコンデンサ１２に移行される際、予備電離電
極１３で放電が起こり、これから出る紫外線によって主
電極２，３間のレーザガスが予備電離され、予備電子が
ばらまかれる。この後、予備電離されたレーザガスのブ
レークダウン電圧まで主電極２，３間の電圧が上昇する
と、ここで主電極２，３間で主放電が始まり、レーザガ
スが励起されることになる。
成される。すなわちコンデンサ１０に充電された電気エ
ネルギーがコンデンサ１２に移行される際、予備電離電
極１３で放電が起こり、これから出る紫外線によって主
電極２，３間のレーザガスが予備電離され、予備電子が
ばらまかれる。この後、予備電離されたレーザガスのブ
レークダウン電圧まで主電極２，３間の電圧が上昇する
と、ここで主電極２，３間で主放電が始まり、レーザガ
スが励起されることになる。
【０００５】この主放電は、空間的に均一な電流密度分
布となるグロー放電であることが必要である。これがア
ーク放電となると、放電により励起されるレーザガスの
体積が低下するとともに、アーク放電がエキシマレーザ
光に対して不透明であることから、レーザ光の出力エネ
ルギーの低下を招くことになる。
布となるグロー放電であることが必要である。これがア
ーク放電となると、放電により励起されるレーザガスの
体積が低下するとともに、アーク放電がエキシマレーザ
光に対して不透明であることから、レーザ光の出力エネ
ルギーの低下を招くことになる。
【０００６】またアーク放電により主電極の表面が損傷
し、電極の寿命が短くなるばかりでなく、アーク放電に
よってスパッタされた電極材料がレーザチャンバ１内を
浮遊して、主放電のグロー放電を不安定にするととも
に、レーザチャンバ１からレーザ光を取り出す出力窓
７，８に付着し、取り出すレーザ光の出力エネルギーを
低下させてしまうことがある。
し、電極の寿命が短くなるばかりでなく、アーク放電に
よってスパッタされた電極材料がレーザチャンバ１内を
浮遊して、主放電のグロー放電を不安定にするととも
に、レーザチャンバ１からレーザ光を取り出す出力窓
７，８に付着し、取り出すレーザ光の出力エネルギーを
低下させてしまうことがある。
【０００７】そのため従来では、主電極２，３の放電面
をできるだけ平滑に、たとえば表面あらさが最大高さ
（Ｒｍａｘ）が２５μｍ以下の滑らかな面に形成するよ
うにし、これによって主電極２，３間での電界分布が均
一になるようにし、主電極２，３間で空間的に放電電流
が集中したアーク放電にならないようにしていた。
をできるだけ平滑に、たとえば表面あらさが最大高さ
（Ｒｍａｘ）が２５μｍ以下の滑らかな面に形成するよ
うにし、これによって主電極２，３間での電界分布が均
一になるようにし、主電極２，３間で空間的に放電電流
が集中したアーク放電にならないようにしていた。
【０００８】しかし実際問題として、主電極２，３間に
放電電流が流れるにつれて放電抵抗が急速に低下し、主
電極２，３間に印加される電圧が低下することにより、
カソード側の主電極２から供給される電子が減少するこ
とになる。そのため主電極２の周辺の電子が少なくなり
（カソードシース効果）、放電電流が空間的に集中した
フィラメント状放電（ストリーマ）が発生し、放電開始
初期のグロー放電からアーク放電に移行してしまうこと
になる。
放電電流が流れるにつれて放電抵抗が急速に低下し、主
電極２，３間に印加される電圧が低下することにより、
カソード側の主電極２から供給される電子が減少するこ
とになる。そのため主電極２の周辺の電子が少なくなり
（カソードシース効果）、放電電流が空間的に集中した
フィラメント状放電（ストリーマ）が発生し、放電開始
初期のグロー放電からアーク放電に移行してしまうこと
になる。
【０００９】また、平滑化されている主放電２，３の表
面がこのような現象によって発生したアーク放電によっ
て局部的に荒らされることにより、微細な突出部が局部
的に形成され、その突出部に電界が局部的に集中するこ
とによってアーク放電が発生しやすくなる。
面がこのような現象によって発生したアーク放電によっ
て局部的に荒らされることにより、微細な突出部が局部
的に形成され、その突出部に電界が局部的に集中するこ
とによってアーク放電が発生しやすくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザガス
を励起するためにグロー放電を主電極間で発生させるに
あたり、そのグロー放電を、安定して形成し維持するこ
とを目的とする。
を励起するためにグロー放電を主電極間で発生させるに
あたり、そのグロー放電を、安定して形成し維持するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の主電極
のうちの少なくともカソード側の主電極の表面を、その
表面あらさが、最大高さ５０〜１０００μｍの粗い表面
としてなることを特徴とする。
のうちの少なくともカソード側の主電極の表面を、その
表面あらさが、最大高さ５０〜１０００μｍの粗い表面
としてなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】主電極特にカソード側の主電極の表面を微細な
均一に粗面化すると、マクロ的な主電極間の放電部分の
電界分布を乱すことなく、電極の表面のミクロ的な凹凸
部分で電界が集中し、カソード側の主電極からの電子の
放出を増加させることができる。その結果主放電のカソ
ードシース効果によるフィラメント状放電（ストリー
マ）の発生を妨げることができ、空間的に放電電流密度
の均一なグロー放電を安定して維持、生成することがで
きるようになる。
均一に粗面化すると、マクロ的な主電極間の放電部分の
電界分布を乱すことなく、電極の表面のミクロ的な凹凸
部分で電界が集中し、カソード側の主電極からの電子の
放出を増加させることができる。その結果主放電のカソ
ードシース効果によるフィラメント状放電（ストリー
マ）の発生を妨げることができ、空間的に放電電流密度
の均一なグロー放電を安定して維持、生成することがで
きるようになる。
【００１３】主電極の表面あらさが最大高さ５０μｍよ
り小さい場合は、その表面が平滑となり、従来と同様に
グロー放電がアーク放電に移行しやすくなるし、またこ
れが１０００μｍを超えると、放電開始の当初からアー
ク放電が発生するようになって都合が悪い。主電極の表
面を粗面化するには、サンドブラスト、ショットブラス
トまたはウェットブラストなどの方法で表面処理を施せ
ばよい。
り小さい場合は、その表面が平滑となり、従来と同様に
グロー放電がアーク放電に移行しやすくなるし、またこ
れが１０００μｍを超えると、放電開始の当初からアー
ク放電が発生するようになって都合が悪い。主電極の表
面を粗面化するには、サンドブラスト、ショットブラス
トまたはウェットブラストなどの方法で表面処理を施せ
ばよい。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を図１によって説明する。図
１に示す例はカソード側の主電極２と、アノード側の主
電極３の両方の放電表面を粗面化した構成である。なお
図２に示すように主電極の全表面を粗面化してもよい。
図１，図２は両主電極２，３の表面を粗面化している
が、図３のようにカソード側の主電極２のみを粗面化
し、アノード側の主電極３を従来と同様に平滑面として
もよい。
１に示す例はカソード側の主電極２と、アノード側の主
電極３の両方の放電表面を粗面化した構成である。なお
図２に示すように主電極の全表面を粗面化してもよい。
図１，図２は両主電極２，３の表面を粗面化している
が、図３のようにカソード側の主電極２のみを粗面化
し、アノード側の主電極３を従来と同様に平滑面として
もよい。
【００１５】主電極の表面あらさが前記した範囲にあれ
ば、主電極２，３間におけるマクロ的な放電部分の電界
分布に大きな乱れが生ずることはない。そして主電極の
ミクロ的な多数の凹凸部分で電界が集中する。これによ
りグロー放電はアーク放電に移行することなく、安定し
て生成され、維持されるようになる。
ば、主電極２，３間におけるマクロ的な放電部分の電界
分布に大きな乱れが生ずることはない。そして主電極の
ミクロ的な多数の凹凸部分で電界が集中する。これによ
りグロー放電はアーク放電に移行することなく、安定し
て生成され、維持されるようになる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、主
電極間でのグロー放電によりレーザガスを励起してレー
ザ光を発振させるにあたり、主電極の表面を粗面化する
ことにより、そのグロー放電を安定して生成、維持する
ことができる効果を奏する。
電極間でのグロー放電によりレーザガスを励起してレー
ザ光を発振させるにあたり、主電極の表面を粗面化する
ことにより、そのグロー放電を安定して生成、維持する
ことができる効果を奏する。
【図１】本発明の実施例を示す回路図である。
【図２】主電極の変形例を示す断面図である。
【図３】主電極の他の変形例を示す断面図である。
１ レーザチャンバ ２ 主電極（カソード側） ３ 主電極（アノード側） ４ フロントミラー ５ リアミラー １０ コンデンサ １２ コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の対向する主電極を備え、前記両主
電極間でレーザガスを励起してレーザ発振を得るための
グロー放電を発生する放電励起型エキシマレーザ装置に
おいて、前記主電極のうち少なくともカソード側の主電
極の表面を、その表面あらさが、最大高さ５０〜１００
０μｍの粗い表面としてなる放電励起型エキシマレーザ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33942092A JPH06152011A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 放電励起型エキシマレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33942092A JPH06152011A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 放電励起型エキシマレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06152011A true JPH06152011A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=18327305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33942092A Pending JPH06152011A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 放電励起型エキシマレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06152011A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004066461A1 (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Trumpf, Inc. | Diffusion-cooled laser system |
| WO2024105833A1 (ja) * | 2022-11-16 | 2024-05-23 | ギガフォトン株式会社 | 放電電極、放電電極の製造方法、及び電子デバイスの製造方法 |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP33942092A patent/JPH06152011A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004066461A1 (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-05 | Trumpf, Inc. | Diffusion-cooled laser system |
| US6879616B2 (en) | 2003-01-24 | 2005-04-12 | Trumpf, Inc. | Diffusion-cooled laser system |
| WO2024105833A1 (ja) * | 2022-11-16 | 2024-05-23 | ギガフォトン株式会社 | 放電電極、放電電極の製造方法、及び電子デバイスの製造方法 |
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