JPH0864891A - エキシマレーザ装置 - Google Patents
エキシマレーザ装置Info
- Publication number
- JPH0864891A JPH0864891A JP19445794A JP19445794A JPH0864891A JP H0864891 A JPH0864891 A JP H0864891A JP 19445794 A JP19445794 A JP 19445794A JP 19445794 A JP19445794 A JP 19445794A JP H0864891 A JPH0864891 A JP H0864891A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- preionization
- electrodes
- ray
- main discharge
- electrode
- 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】
【目的】 予備電離放電生成物の発生を無くし、広い範
囲かつ強い予備電離を得、高い繰り返しで大出力のレー
ザ発振を得る。 【構成】 発振器容器１０内に主放電電極１１、１２を
設け、ブロワ１８と熱交換器１９により電極間に冷却し
たレーザガスを循環させ、このレーザガスを予備電離す
るのに、Ｘ線で行うことで放電生成物の発生を無くす。
このＸ線発生には、主放電電極の一方の接地側電極１２
の内部に真空で設けたＸ線発生電極１３、１４を設け、
このＸ線発生電極にＸ線発生のための高電圧パルスを予
備電離電源１５から印加し、ガス流が妨げられるのをな
くすと共に広い範囲かつ強い予備電離を得る。予備電離
電源によるＸ線発生タイミングから遅延トリガ発生器１
７で遅延して主放電電源１６から主放電電極に高電圧パ
ルスを印加してレーザ発振を得る。
囲かつ強い予備電離を得、高い繰り返しで大出力のレー
ザ発振を得る。 【構成】 発振器容器１０内に主放電電極１１、１２を
設け、ブロワ１８と熱交換器１９により電極間に冷却し
たレーザガスを循環させ、このレーザガスを予備電離す
るのに、Ｘ線で行うことで放電生成物の発生を無くす。
このＸ線発生には、主放電電極の一方の接地側電極１２
の内部に真空で設けたＸ線発生電極１３、１４を設け、
このＸ線発生電極にＸ線発生のための高電圧パルスを予
備電離電源１５から印加し、ガス流が妨げられるのをな
くすと共に広い範囲かつ強い予備電離を得る。予備電離
電源によるＸ線発生タイミングから遅延トリガ発生器１
７で遅延して主放電電源１６から主放電電極に高電圧パ
ルスを印加してレーザ発振を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、予備電離方式のエキシ
マレーザ装置に関する。
マレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放電励起エキシマレーザの予備電離方式
は、炭酸ガス（ＣＯ2）レーザ、窒素（Ｎ2）レーザ装置
と同様に、図２に例示するように、その励起回路にトリ
ガトロンやサイラトロン等の電流上昇率（ｄｉ／ｄｔ）
の大きなガス入放電スイッチ１を用い、そのスイッチン
グによりコンデンサ２の高圧充電電荷をピーキングコン
デンサ３へ移行することでレーザ装置本体４の予備電離
電極（ピンギャップアレイ）４1に均一アーク放電を起
こさせ、そこから発生する紫外線を利用してレーザガス
の予備電離を得、長板状の一対の主電極４2、４2間に主
放電（グロー放電）を得る。
は、炭酸ガス（ＣＯ2）レーザ、窒素（Ｎ2）レーザ装置
と同様に、図２に例示するように、その励起回路にトリ
ガトロンやサイラトロン等の電流上昇率（ｄｉ／ｄｔ）
の大きなガス入放電スイッチ１を用い、そのスイッチン
グによりコンデンサ２の高圧充電電荷をピーキングコン
デンサ３へ移行することでレーザ装置本体４の予備電離
電極（ピンギャップアレイ）４1に均一アーク放電を起
こさせ、そこから発生する紫外線を利用してレーザガス
の予備電離を得、長板状の一対の主電極４2、４2間に主
放電（グロー放電）を得る。
【０００３】ブロワ４3は主電極４2、４2間に窒素ガス
等のレーザガス流を循環させ、熱交換器４4は循環する
レーザガスを冷却する。また、最近では、放電スイッチ
１に代えて、長寿命になる半導体固体スイッチを用いた
励起電源装置が使用されている。
等のレーザガス流を循環させ、熱交換器４4は循環する
レーザガスを冷却する。また、最近では、放電スイッチ
１に代えて、長寿命になる半導体固体スイッチを用いた
励起電源装置が使用されている。
【０００４】なお、予備電離方式レーザ装置の他の例と
して、コロナ放電を予備電離に利用するコロナ予備電離
方式もある。
して、コロナ放電を予備電離に利用するコロナ予備電離
方式もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の紫外線による予
備電離方式は、ピンギャップアレイによるアーク放電を
利用しているため、予備電離における予備電離放電生成
物の発生や予備電離強度の低下が発振器寿命を短くする
原因となっている。
備電離方式は、ピンギャップアレイによるアーク放電を
利用しているため、予備電離における予備電離放電生成
物の発生や予備電離強度の低下が発振器寿命を短くする
原因となっている。
【０００６】このため、励起電源に長寿命化した半導体
固体スイッチを用いても、肝心の発振器の寿命が装置寿
命を短くしてしまう。
固体スイッチを用いても、肝心の発振器の寿命が装置寿
命を短くしてしまう。
【０００７】また、ピンギャップアレイは、主放電電極
の近くに配置しない限り予備電離効率を高めることがで
きない。この近接配置では、主放電電極間に高速レーザ
ガス流があり、しかも高い繰り返しの放電になるほどレ
ーザガス流速を速くする必要があることから、ピンギャ
ップアレイがレーザガス流の妨げとなり、高い繰り返し
放電のレーザ装置の実現を難しくしている。
の近くに配置しない限り予備電離効率を高めることがで
きない。この近接配置では、主放電電極間に高速レーザ
ガス流があり、しかも高い繰り返しの放電になるほどレ
ーザガス流速を速くする必要があることから、ピンギャ
ップアレイがレーザガス流の妨げとなり、高い繰り返し
放電のレーザ装置の実現を難しくしている。
【０００８】従来のコロナ放電による予備電離方式は、
アーク放電を利用したものに比べると、予備電離生成物
の発生は少ないが、予備電離生成物の発生を完全に無く
すことができない。
アーク放電を利用したものに比べると、予備電離生成物
の発生は少ないが、予備電離生成物の発生を完全に無く
すことができない。
【０００９】また、コロナ放電の性格上、広い空間を予
備電離することができず、大きな領域の主放電空間を作
ることができないため、１ショットのビームエネルギー
を大きくした大口径、大出力のエキシマレーザ装置の実
現を難しくしている。
備電離することができず、大きな領域の主放電空間を作
ることができないため、１ショットのビームエネルギー
を大きくした大口径、大出力のエキシマレーザ装置の実
現を難しくしている。
【００１０】本発明の目的は、予備電離放電生成物の発
生を無くし、広い範囲かつ強い予備電離を得るエキシマ
レーザ装置を提供することにある。
生を無くし、広い範囲かつ強い予備電離を得るエキシマ
レーザ装置を提供することにある。
【００１１】また、本発明の他の目的は、高い繰り返し
で大出力のレーザ発振を得るエキシマレーザ装置を提供
することにある。
で大出力のレーザ発振を得るエキシマレーザ装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、発振器容器内の主放電電極間に循環させる
レーザガスを予備電離し、該主放電電極間のグロー放電
でレーザ発振を得るエキシマレーザ装置において、前記
レーザガスの予備電離をＸ線により行うＸ線発生手段を
備えたことを特徴とする。
決するため、発振器容器内の主放電電極間に循環させる
レーザガスを予備電離し、該主放電電極間のグロー放電
でレーザ発振を得るエキシマレーザ装置において、前記
レーザガスの予備電離をＸ線により行うＸ線発生手段を
備えたことを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、前記Ｘ線発生手段は、前
記主放電電極の一方の接地側電極の内部に真空で設けた
Ｘ線発生電極と、前記Ｘ線発生電極にＸ線発生のための
高電圧パルスを印加する予備電離電源としたことを特徴
とする。
記主放電電極の一方の接地側電極の内部に真空で設けた
Ｘ線発生電極と、前記Ｘ線発生電極にＸ線発生のための
高電圧パルスを印加する予備電離電源としたことを特徴
とする。
【００１４】
【作用】Ｘ線による予備電離を行うことで予備電離によ
るレーザガスの劣化をなくし、またレーザ発振器の容器
の汚損をなくす。また、予備電離できる空間が大きく取
れるようにする。
るレーザガスの劣化をなくし、またレーザ発振器の容器
の汚損をなくす。また、予備電離できる空間が大きく取
れるようにする。
【００１５】Ｘ線発生のための電極を接地側電極内に設
けることにより、主放電電極の近くからピンギャップア
レイ等のレーザガス流を妨げるものをなくし、高速レー
ザガス流の発生を容易にする。
けることにより、主放電電極の近くからピンギャップア
レイ等のレーザガス流を妨げるものをなくし、高速レー
ザガス流の発生を容易にする。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す装置構成図
である。
である。
【００１７】発振器容器１０内に設けられる主放電電極
１１、１２は、一方の電極１２が接地電極にされる。こ
の電極１２は、Ｘ線の発生を容易にするよう内部が高真
空（例えば１０5Ｔｏｒｒ）にされ、内部にタンタル製
にされるＸ線発生電極１３、１４が設けられる。
１１、１２は、一方の電極１２が接地電極にされる。こ
の電極１２は、Ｘ線の発生を容易にするよう内部が高真
空（例えば１０5Ｔｏｒｒ）にされ、内部にタンタル製
にされるＸ線発生電極１３、１４が設けられる。
【００１８】また、電極１２は、Ｘ線が透過し易い材
質、例えばアルミニウムやアルミニウムにニッケルをメ
ッキしたものにされる。なお、Ｘ線発生電極１３、１４
は、タンタルによる特性Ｘ線を発生するためのものであ
るが、他の材質のものでも良い。
質、例えばアルミニウムやアルミニウムにニッケルをメ
ッキしたものにされる。なお、Ｘ線発生電極１３、１４
は、タンタルによる特性Ｘ線を発生するためのものであ
るが、他の材質のものでも良い。
【００１９】Ｘ線発生電極のうち、陽極になる電極１３
は主電極１２と同電位にされ、陰極になる電極１４には
電子放出のための加熱フィラメントが設けられる。
は主電極１２と同電位にされ、陰極になる電極１４には
電子放出のための加熱フィラメントが設けられる。
【００２０】予備電離電源１５は、電極１３と電極１４
間に高電圧パルスを印加することで、電極１４から放出
された電子を電極１３に衝突させ、電極１３位置にＸ線
を発生させる。
間に高電圧パルスを印加することで、電極１４から放出
された電子を電極１３に衝突させ、電極１３位置にＸ線
を発生させる。
【００２１】主放電電源１６は、主電極１１と１２間に
主放電を得るための高電圧パルスを発生する。この高電
圧パルスの発生は予備電離電極１５と同期して行われ、
レーザ装置に要求される頻度で繰り返し行われる。
主放電を得るための高電圧パルスを発生する。この高電
圧パルスの発生は予備電離電極１５と同期して行われ、
レーザ装置に要求される頻度で繰り返し行われる。
【００２２】遅延トリガ発生器１７は、予備電離電源１
５が高電圧パルスを発生するタイミングから一定時間
（例えば数百ｎｓ）遅らせて主放電電源１６をトリガ
し、該電源１６からの高電圧パルス発生のタイミング制
御を行う。
５が高電圧パルスを発生するタイミングから一定時間
（例えば数百ｎｓ）遅らせて主放電電源１６をトリガ
し、該電源１６からの高電圧パルス発生のタイミング制
御を行う。
【００２３】ブロワ１８は主放電電極１１、１２間に高
速レーザガス流の循環を発生させ、熱交換器１９はレー
ザガスを冷却する。
速レーザガス流の循環を発生させ、熱交換器１９はレー
ザガスを冷却する。
【００２４】主放電電源１６及び予備電離電源１５は、
ＧＴＯサイリスタやＩＧＢＴ等の固体スイッチをトリガ
トロンに代えて用いた高電圧パルスの発生、さらには該
パルスを磁気パルス圧縮回路を設けて短パルス化する固
体スイッチ構成にされ、電源の長寿命化が図られる。
ＧＴＯサイリスタやＩＧＢＴ等の固体スイッチをトリガ
トロンに代えて用いた高電圧パルスの発生、さらには該
パルスを磁気パルス圧縮回路を設けて短パルス化する固
体スイッチ構成にされ、電源の長寿命化が図られる。
【００２５】本実施例によるエキシマレーザ装置の動作
を説明する。
を説明する。
【００２６】予備電離電源１５は、放電指令によりＸ線
発生電極１３、１４間に高電圧パルス（例えば、数μｓ
のパルス）を印加し、電極１２位置にＸ線を発生させ
る。
発生電極１３、１４間に高電圧パルス（例えば、数μｓ
のパルス）を印加し、電極１２位置にＸ線を発生させ
る。
【００２７】このＸ線はあらゆる方向に放射されるが、
主放電電極１１、１２間に取り出し、該電極１１、１２
間を循環するレーザガスを予備電離する。
主放電電極１１、１２間に取り出し、該電極１１、１２
間を循環するレーザガスを予備電離する。
【００２８】この予備電離電源１５の高電圧パルスの発
生から遅延トリガ発生器１７による遅れをもって主放電
電源１６が高電圧パルスを発生し、予備電離状態にある
レーザガスを通して電極１１と１２間に主放電を得る。
このレーザ励起は横方向励起になる。
生から遅延トリガ発生器１７による遅れをもって主放電
電源１６が高電圧パルスを発生し、予備電離状態にある
レーザガスを通して電極１１と１２間に主放電を得る。
このレーザ励起は横方向励起になる。
【００２９】したがって、本実施例では、主放電電極１
１、１２間の放電に際して、内部レーザガスの予備電離
を得るのに、従来のピンギャップアレイによる紫外線に
代えてＸ線を利用する。
１、１２間の放電に際して、内部レーザガスの予備電離
を得るのに、従来のピンギャップアレイによる紫外線に
代えてＸ線を利用する。
【００３０】また、Ｘ線の発生には電極１２内に高真空
で設けた電極１３、１４に高電圧パルスを印加する構成
とする。
で設けた電極１３、１４に高電圧パルスを印加する構成
とする。
【００３１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、Ｘ線に
より予備電離を得るため、以下の効果がある。
より予備電離を得るため、以下の効果がある。
【００３２】（１）ピンギャップアレイによるアーク放
電がないため、予備電離による放電生成物の発生がな
く、発振器容器のウインドウ等の光学ガラスの汚損がな
くなり、発振器寿命を延ばすことができる。
電がないため、予備電離による放電生成物の発生がな
く、発振器容器のウインドウ等の光学ガラスの汚損がな
くなり、発振器寿命を延ばすことができる。
【００３３】（２）Ｘ線を予備電離に用いるため、予備
電離によるレーザガスの劣化がなくなり、レーザガスの
寿命を延ばすことができる。
電離によるレーザガスの劣化がなくなり、レーザガスの
寿命を延ばすことができる。
【００３４】（３）Ｘ線により予備電離できる空間は、
紫外線やコロナによる予備電離に比べて大きく取れるた
め、大口径かつ大出力のレーザ装置を実現できる。
紫外線やコロナによる予備電離に比べて大きく取れるた
め、大口径かつ大出力のレーザ装置を実現できる。
【００３５】（４）主放電電源と予備電離電源を長寿命
の半導体固体スイッチ電源とし、これら電源と組み合わ
せることで、装置の寿命を大幅に延ばすことができる。
の半導体固体スイッチ電源とし、これら電源と組み合わ
せることで、装置の寿命を大幅に延ばすことができる。
【００３６】また、本発明は、Ｘ線発生手段として、主
放電電極の接地側電極内に設けたＸ線発生電極とこれに
高電圧パルスを印加する予備電離電源とするため、主放
電電極の近くにピンギャップアレイが設けられる従来装
置に比べて、主放電電極間にレーザガス流を妨げるもの
がないため、高速レーザガス流の発生を容易にし、高い
繰り返しのレーザ発振ができる。
放電電極の接地側電極内に設けたＸ線発生電極とこれに
高電圧パルスを印加する予備電離電源とするため、主放
電電極の近くにピンギャップアレイが設けられる従来装
置に比べて、主放電電極間にレーザガス流を妨げるもの
がないため、高速レーザガス流の発生を容易にし、高い
繰り返しのレーザ発振ができる。
【図１】実施例の装置構成図。
【図２】従来の予備電離方式レーザ装置例。
１０…発振器容器 １１、１２…主放電電極 １３、１４…Ｘ線発生電極 １５…予備電離電源 １６…主放電電源 １７…遅延トリガ発生器 １８…ブロワ １９…熱交換器
Claims (2)
- 【請求項１】 発振器容器内の主放電電極間に循環させ
るレーザガスを予備電離し、該主放電電極間のグロー放
電でレーザ発振を得るエキシマレーザ装置において、 前記レーザガスの予備電離をＸ線により行うＸ線発生手
段を備えたことを特徴とするエキシマレーザ装置。 - 【請求項２】 前記Ｘ線発生手段は、前記主放電電極の
一方の接地側電極の内部に真空で設けたＸ線発生電極
と、前記Ｘ線発生電極にＸ線発生のための高電圧パルス
を印加する予備電離電源としたことを特徴とする請求項
１記載のエキシマレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19445794A JPH0864891A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | エキシマレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19445794A JPH0864891A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | エキシマレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864891A true JPH0864891A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16324889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19445794A Pending JPH0864891A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | エキシマレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864891A (ja) |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19445794A patent/JPH0864891A/ja active Pending
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