JPH1168196A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
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- JPH1168196A JPH1168196A JP24462897A JP24462897A JPH1168196A JP H1168196 A JPH1168196 A JP H1168196A JP 24462897 A JP24462897 A JP 24462897A JP 24462897 A JP24462897 A JP 24462897A JP H1168196 A JPH1168196 A JP H1168196A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主電極が消耗してもレーザ光のビームプロフ
ァイルおよびビーム寸法が殆ど変化しないようにして、
ビームプロファイルおよびビーム寸法の長期安定性を向
上させる。 【解決手段】 二つの主電極１２のガス空間４に面する
放電面１４を平面にし、この各主電極１２の放電面１４
の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体１６をそれぞれ配
置している。更に、この各誘電体１６を、主電極１２の
放電面１４と同一面にある平面部１８を経てガス空間４
側へせり出している。２０はそのせり出し部である。
ァイルおよびビーム寸法が殆ど変化しないようにして、
ビームプロファイルおよびビーム寸法の長期安定性を向
上させる。 【解決手段】 二つの主電極１２のガス空間４に面する
放電面１４を平面にし、この各主電極１２の放電面１４
の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体１６をそれぞれ配
置している。更に、この各誘電体１６を、主電極１２の
放電面１４と同一面にある平面部１８を経てガス空間４
側へせり出している。２０はそのせり出し部である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ光軸に沿
って相対向して配置された一対の主電極を有する横方向
放電励起形のガスレーザ装置、典型的には同形のエキシ
マレーザ装置や炭酸ガスレーザ装置に関し、より具体的
には、レーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法
の長期安定性を向上させる電極構造に関する。
って相対向して配置された一対の主電極を有する横方向
放電励起形のガスレーザ装置、典型的には同形のエキシ
マレーザ装置や炭酸ガスレーザ装置に関し、より具体的
には、レーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法
の長期安定性を向上させる電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のガスレーザ装置の従来例を図１
０に示す。このガスレーザ装置は、紙面の表裏方向に伸
びるレーザ光軸に沿って互いに平行に、かつ互いに一定
の間隙をあけて相対向するように配置されていて、互い
の間のガス空間４で主放電６を発生させてレーザ光８を
発生させる半円柱状をした一対の金属製の主電極２、２
を有している。
０に示す。このガスレーザ装置は、紙面の表裏方向に伸
びるレーザ光軸に沿って互いに平行に、かつ互いに一定
の間隙をあけて相対向するように配置されていて、互い
の間のガス空間４で主放電６を発生させてレーザ光８を
発生させる半円柱状をした一対の金属製の主電極２、２
を有している。
【０００３】両主電極２、２は図示しないレーザ管内に
収納されており、かつ両主電極２、２間のガス空間４に
はレーザガスが供給される。レーザガスは、例えば、希
ガス（例えばＫr 、Ａr 等）、ハロゲンガス（例えばＦ
2 、Ｃl2等）およびバッファガス（例えばＨe 、Ｎe
等）を所定割合で混合したガスである（エキシマレーザ
の場合）。また、両主電極２、２間には、図示しない高
電圧パルス電源から、パルス状の高電圧（例えば数十ｋ
Ｖ程度）が供給される。なお、通常は、ガス空間４のレ
ーザガスを主放電に先立って予備電離する予備電離器が
設けられているが、ここではその図示を省略している。
収納されており、かつ両主電極２、２間のガス空間４に
はレーザガスが供給される。レーザガスは、例えば、希
ガス（例えばＫr 、Ａr 等）、ハロゲンガス（例えばＦ
2 、Ｃl2等）およびバッファガス（例えばＨe 、Ｎe
等）を所定割合で混合したガスである（エキシマレーザ
の場合）。また、両主電極２、２間には、図示しない高
電圧パルス電源から、パルス状の高電圧（例えば数十ｋ
Ｖ程度）が供給される。なお、通常は、ガス空間４のレ
ーザガスを主放電に先立って予備電離する予備電離器が
設けられているが、ここではその図示を省略している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなガスレー
ザ装置は、例えば微細加工等に使用されるが、このよう
なガスレーザ装置には、照射光学系でのレーザ光を有効
利用するために、レーザ光８のビームプロファイル（ビ
ーム強度分布）およびビーム寸法の長期安定性が強く求
められている。
ザ装置は、例えば微細加工等に使用されるが、このよう
なガスレーザ装置には、照射光学系でのレーザ光を有効
利用するために、レーザ光８のビームプロファイル（ビ
ーム強度分布）およびビーム寸法の長期安定性が強く求
められている。
【０００５】しかし、上記のような従来のガスレーザ装
置では、レーザ光８のビームプロファイルやビーム寸法
は、装置を長期間使用すると大きく変化し、実用上大き
な問題となっている。これは、チャン形電極（これは簡
単に言えば、連続的に曲率を異ならせた電極である）に
代表されるように、主電極２、２間の電界強度を平等化
するために、図１０に示すように、主電極２のガス空間
４側の表面に凸状の曲率を持たせているために生じる現
象である。
置では、レーザ光８のビームプロファイルやビーム寸法
は、装置を長期間使用すると大きく変化し、実用上大き
な問題となっている。これは、チャン形電極（これは簡
単に言えば、連続的に曲率を異ならせた電極である）に
代表されるように、主電極２、２間の電界強度を平等化
するために、図１０に示すように、主電極２のガス空間
４側の表面に凸状の曲率を持たせているために生じる現
象である。
【０００６】即ち、従来は、主電極２、２間の電界強度
分布をできるだけ均一化して所要のレーザ発振パターン
を得るために、主電極２、２間の電界計算を行い、主電
極２の曲率を最適化している。しかしながら、装置使用
の初期では、主電極２の形状は設定値通りの曲率を保っ
ているので、所定のビームプロファイルおよびビーム寸
法が得られるけれども、レーザ発振のショットを重ねて
いくと、主放電６によって、例えば図１１に示すよう
に、主電極２の表面が消耗し、初期の曲率を保てなくな
る。その結果、主放電６の領域が当初予定したものから
広がり、主電極２、２間の電界強度分布も変化し、ひい
てはレーザ光８のビームプロファイルやビーム寸法が変
化してしまう。
分布をできるだけ均一化して所要のレーザ発振パターン
を得るために、主電極２、２間の電界計算を行い、主電
極２の曲率を最適化している。しかしながら、装置使用
の初期では、主電極２の形状は設定値通りの曲率を保っ
ているので、所定のビームプロファイルおよびビーム寸
法が得られるけれども、レーザ発振のショットを重ねて
いくと、主放電６によって、例えば図１１に示すよう
に、主電極２の表面が消耗し、初期の曲率を保てなくな
る。その結果、主放電６の領域が当初予定したものから
広がり、主電極２、２間の電界強度分布も変化し、ひい
てはレーザ光８のビームプロファイルやビーム寸法が変
化してしまう。
【０００７】そこでこの発明は、主電極が消耗してもレ
ーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法が殆ど変
化しないようにして、ビームプロファイルおよびビーム
寸法の長期安定性を向上させることを主たる目的とす
る。
ーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法が殆ど変
化しないようにして、ビームプロファイルおよびビーム
寸法の長期安定性を向上させることを主たる目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明のガスレーザ装
置は、前記各主電極のガス空間に面する放電面を平面に
し、この各主電極の放電面の左右両側に近接かつ沿わせ
て誘電体をそれぞれ配置し、かつこの各誘電体を、主電
極の放電面と同一面にある平面部を経て（請求項１）、
または放電面の端部から始まる斜面部を経て（請求項
２）、ガス空間側へせり出していることを特徴としてい
る。
置は、前記各主電極のガス空間に面する放電面を平面に
し、この各主電極の放電面の左右両側に近接かつ沿わせ
て誘電体をそれぞれ配置し、かつこの各誘電体を、主電
極の放電面と同一面にある平面部を経て（請求項１）、
または放電面の端部から始まる斜面部を経て（請求項
２）、ガス空間側へせり出していることを特徴としてい
る。
【０００９】主電極のガス空間に面する放電面を平面に
しただけでは、有限寸法の平面では端部が存在してそこ
に電界が集中するので、二つの主電極の放電面間におい
て均一な電界強度分布を得ることはできない。
しただけでは、有限寸法の平面では端部が存在してそこ
に電界が集中するので、二つの主電極の放電面間におい
て均一な電界強度分布を得ることはできない。
【００１０】これに対して、この発明のように、主電極
の放電面の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体を配置す
ると、レーザ発振に通常使われる立ち上りの速いパルス
電圧波形に対しては、誘電体は金属に近い働きをするの
で、有限寸法の放電面であってもその端部への電界集中
を緩和して、放電面間の電界強度分布を均一に近づける
ことができる。
の放電面の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体を配置す
ると、レーザ発振に通常使われる立ち上りの速いパルス
電圧波形に対しては、誘電体は金属に近い働きをするの
で、有限寸法の放電面であってもその端部への電界集中
を緩和して、放電面間の電界強度分布を均一に近づける
ことができる。
【００１１】しかし、僅かではあるが、誘電体内へ電界
が染み込む。そのために、単に主電極の放電面と誘電体
の表面を同一平面にしただけでは、放電面と誘電体の境
界線付近で電界が誘電体内へ引き込まれ、境界線付近の
電界強度が他よりも強くなる。これに対して、この発明
のように、誘電体を上記のような平面部または斜面部を
経てガス空間側へ幾分せり出すことにより、境界線付近
で電界が誘電体内へ引き込まれる度合いを緩和すること
ができるので、境界線付近においても電界強度分布を均
一化することができる。その結果、二つの主電極の放電
面間において理想に近い均一な電界強度分布を得ること
ができる。
が染み込む。そのために、単に主電極の放電面と誘電体
の表面を同一平面にしただけでは、放電面と誘電体の境
界線付近で電界が誘電体内へ引き込まれ、境界線付近の
電界強度が他よりも強くなる。これに対して、この発明
のように、誘電体を上記のような平面部または斜面部を
経てガス空間側へ幾分せり出すことにより、境界線付近
で電界が誘電体内へ引き込まれる度合いを緩和すること
ができるので、境界線付近においても電界強度分布を均
一化することができる。その結果、二つの主電極の放電
面間において理想に近い均一な電界強度分布を得ること
ができる。
【００１２】しかも、レーザ発振のための主放電は、導
体である主電極の放電面間のみで起こり、誘電体にはこ
の主放電の電流は流れないので、レーザ発振のショット
を重ねることによる電極の消耗は放電面のみで起こる。
ところがこの放電面は平面であるので、曲率を持つ従来
の電極と違って、放電面全体が一様に消耗する。従っ
て、レーザ発振のショットを重ねて主電極が消耗して
も、放電面間の電界強度分布は殆ど変化しないので、レ
ーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法は殆ど変
化しない。その結果、ビームプロファイルおよびビーム
寸法の長期安定性を向上させることができる。
体である主電極の放電面間のみで起こり、誘電体にはこ
の主放電の電流は流れないので、レーザ発振のショット
を重ねることによる電極の消耗は放電面のみで起こる。
ところがこの放電面は平面であるので、曲率を持つ従来
の電極と違って、放電面全体が一様に消耗する。従っ
て、レーザ発振のショットを重ねて主電極が消耗して
も、放電面間の電界強度分布は殆ど変化しないので、レ
ーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法は殆ど変
化しない。その結果、ビームプロファイルおよびビーム
寸法の長期安定性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るガスレー
ザ装置の主電極周りの一例を示す断面図である。この図
は、図１０の場合と同様に、紙面の表裏方向に伸びる主
電極１２、誘電体１６等を、レーザ光８の光軸に直角方
向に切断した断面図である。図１０の従来例と同一また
は相当する部分には同一符号を付し、以下においては当
該従来例との相違点を主に説明する。
ザ装置の主電極周りの一例を示す断面図である。この図
は、図１０の場合と同様に、紙面の表裏方向に伸びる主
電極１２、誘電体１６等を、レーザ光８の光軸に直角方
向に切断した断面図である。図１０の従来例と同一また
は相当する部分には同一符号を付し、以下においては当
該従来例との相違点を主に説明する。
【００１４】この実施例では、前述した従来の主電極２
に相当する二つの金属製の主電極１２、１２を有してお
り、この各主電極１２のガス空間４に面する放電面１４
を平面にしている。即ち、各主電極１２は、この実施例
では、中央部にガス空間４に面する凸条部を有してお
り、この凸条部の先端面を平面にして放電面１４にして
いる。
に相当する二つの金属製の主電極１２、１２を有してお
り、この各主電極１２のガス空間４に面する放電面１４
を平面にしている。即ち、各主電極１２は、この実施例
では、中央部にガス空間４に面する凸条部を有してお
り、この凸条部の先端面を平面にして放電面１４にして
いる。
【００１５】そして、この各主電極１２の放電面１４の
左右両側に近接かつ沿わせて、誘電体１６をそれぞれ配
置している。即ち、この実施例では、各主電極１２の前
記凸条部を左右両側から挟むように、柱状の誘電体１６
を配置している。各誘電体１６の外側の角部は、無用な
電界集中を避ける等のために、図示例のように、曲面状
にしておくのが好ましい。
左右両側に近接かつ沿わせて、誘電体１６をそれぞれ配
置している。即ち、この実施例では、各主電極１２の前
記凸条部を左右両側から挟むように、柱状の誘電体１６
を配置している。各誘電体１６の外側の角部は、無用な
電界集中を避ける等のために、図示例のように、曲面状
にしておくのが好ましい。
【００１６】各誘電体１６は、図１の実施例では、主電
極１２の放電面１４と同一面にある平面部１８を経て、
ガス空間４側へ段状に幾分せり出している。２０は、そ
の平面部１８（即ち放電面１４）からのせり出し部であ
る。但し各誘電体１６は、図２の実施例のように、主電
極１２の放電面１４の端部から始まる（広がる）斜面部
２２を経てガス空間４側へ幾分せり出しても良い。斜面
部２２は、図示例のように平面状でも良いし、上または
下に凸の曲面状でも良い。
極１２の放電面１４と同一面にある平面部１８を経て、
ガス空間４側へ段状に幾分せり出している。２０は、そ
の平面部１８（即ち放電面１４）からのせり出し部であ
る。但し各誘電体１６は、図２の実施例のように、主電
極１２の放電面１４の端部から始まる（広がる）斜面部
２２を経てガス空間４側へ幾分せり出しても良い。斜面
部２２は、図示例のように平面状でも良いし、上または
下に凸の曲面状でも良い。
【００１７】誘電体１６の材料には、使用するレーザガ
スに対して腐食しない材料であり、かつ比誘電率が５以
上の材料を用いるのが好ましい。５以上の比誘電率が好
ましいのは、それよりも比誘電率が小さいと、電気的に
は誘電体１６を設ける意味が殆どなくなり、前述した放
電面１４の端部への電界集中を緩和する作用が失われる
からである。
スに対して腐食しない材料であり、かつ比誘電率が５以
上の材料を用いるのが好ましい。５以上の比誘電率が好
ましいのは、それよりも比誘電率が小さいと、電気的に
は誘電体１６を設ける意味が殆どなくなり、前述した放
電面１４の端部への電界集中を緩和する作用が失われる
からである。
【００１８】エキシマレーザ装置の場合は、誘電体１６
の材料には、代表例として、アルミナ（Ａl2Ｏ3 ）、酸
化シリコン（ＳiＯ2 ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）等が挙げられる。この実施例では、純度９９．５
％以上のアルミナを用いた。炭酸ガスレーザ装置の場合
は、使用するレーザガスの成分はＣＯ2 、Ｎ2 およびＨ
2 であってエキシマレーザガスのような腐食性はないの
で、誘電体１６の材料には、比誘電率が５以上の誘電体
であれば全て使用することができる。その代表例とし
て、アルミナ（Ａl2Ｏ3 ）、酸化シリコン（Ｓi
Ｏ2 ）、酸化ジルコニウム（ＺrＯ2 ）、窒化シリコン
（Ｓi3Ｎ4 ）、炭化シリコン（ＳiＣ）、ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。
の材料には、代表例として、アルミナ（Ａl2Ｏ3 ）、酸
化シリコン（ＳiＯ2 ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）等が挙げられる。この実施例では、純度９９．５
％以上のアルミナを用いた。炭酸ガスレーザ装置の場合
は、使用するレーザガスの成分はＣＯ2 、Ｎ2 およびＨ
2 であってエキシマレーザガスのような腐食性はないの
で、誘電体１６の材料には、比誘電率が５以上の誘電体
であれば全て使用することができる。その代表例とし
て、アルミナ（Ａl2Ｏ3 ）、酸化シリコン（Ｓi
Ｏ2 ）、酸化ジルコニウム（ＺrＯ2 ）、窒化シリコン
（Ｓi3Ｎ4 ）、炭化シリコン（ＳiＣ）、ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。
【００１９】上記誘電体１６の図３（これは図１の実施
例に相当）および図４（これは図２の実施例に相当）に
示す各部の寸法は、次式の範囲内に設定するのが好まし
く、そのようにすれば、二つの主電極１２の放電面１４
間の距離Ｄの寸法が様々な装置においても、前述した目
的を達成できることが実験および計算で確認されてい
る。
例に相当）および図４（これは図２の実施例に相当）に
示す各部の寸法は、次式の範囲内に設定するのが好まし
く、そのようにすれば、二つの主電極１２の放電面１４
間の距離Ｄの寸法が様々な装置においても、前述した目
的を達成できることが実験および計算で確認されてい
る。
【００２０】符号の意味は次のとおりである。 Ｄ：主電極１２の放電面１４間の距離 Ｔ：誘電体１６の全体の厚さ ｔ：誘電体１６のせり出し部２０の厚さ Ｗ１：誘電体１６の平面部１８または斜面部２２の幅 Ｗ２：誘電体１６のせり出し部２０の幅
【００２１】
【数１】０．０３Ｄ≦Ｔ≦０．３Ｄ ０．０１Ｄ≦ｔ≦０．１Ｄ ０．０３Ｄ≦Ｗ１≦０．３Ｄ ０．１５Ｄ≦Ｗ２
【００２２】上記のように主電極１２の放電面１４の左
右両側に誘電体１６を配置すると、レーザ発振に通常使
われる立ち上りの速い（例えば立ち上り時間が０．１〜
０．５μｓ程度の）パルス電圧波形に対しては、誘電体
１６は金属に近い働きをするので、有限寸法の放電面１
４であってもその端部への電界集中を緩和して、放電面
１４、１４間の電界強度分布を均一に近づけることがで
きる。
右両側に誘電体１６を配置すると、レーザ発振に通常使
われる立ち上りの速い（例えば立ち上り時間が０．１〜
０．５μｓ程度の）パルス電圧波形に対しては、誘電体
１６は金属に近い働きをするので、有限寸法の放電面１
４であってもその端部への電界集中を緩和して、放電面
１４、１４間の電界強度分布を均一に近づけることがで
きる。
【００２３】しかし、僅か（例えば全電界の数％以下）
ではあるが、誘電体１６内へ電界が染み込む。そのため
に、単に主電極１２の放電面１４と誘電体１６の表面を
同一平面にしただけでは、例えば図５に示すように、放
電面１４と誘電体１６の境界線２４付近で電界が誘電体
１６内へ引き込まれ、境界線２４付近で等電位面２６の
間隔が狭くなって、境界線２４付近の電界強度が他より
も強くなる。
ではあるが、誘電体１６内へ電界が染み込む。そのため
に、単に主電極１２の放電面１４と誘電体１６の表面を
同一平面にしただけでは、例えば図５に示すように、放
電面１４と誘電体１６の境界線２４付近で電界が誘電体
１６内へ引き込まれ、境界線２４付近で等電位面２６の
間隔が狭くなって、境界線２４付近の電界強度が他より
も強くなる。
【００２４】これに対して、上記実施例のように、誘電
体１６を上記のような平面部１８または斜面部２２を経
てガス空間４側へ幾分せり出すことにより、例えば図６
に示すように、境界線２４付近で電界が誘電体１６内へ
引き込まれる度合いを緩和することができる。これは、
簡単に言えば、誘電体１６のせり出し部２０が、その付
近の等電位面２６を幾分上へ持ち上げる働きをするから
である。従って、境界線２４付近においても電界強度分
布を均一化することができる。その結果、二つの主電極
１２の放電面１４間において理想に近い均一な電界強度
分布を得ることができる。
体１６を上記のような平面部１８または斜面部２２を経
てガス空間４側へ幾分せり出すことにより、例えば図６
に示すように、境界線２４付近で電界が誘電体１６内へ
引き込まれる度合いを緩和することができる。これは、
簡単に言えば、誘電体１６のせり出し部２０が、その付
近の等電位面２６を幾分上へ持ち上げる働きをするから
である。従って、境界線２４付近においても電界強度分
布を均一化することができる。その結果、二つの主電極
１２の放電面１４間において理想に近い均一な電界強度
分布を得ることができる。
【００２５】図７に、主電極１２の放電面１４付近の電
界強度分布の計算結果の一例を示す。カーブＡは図５に
示すように単に放電面１４と誘電体１６とが同一平面の
場合を示し、カーブＢは図１に示した実施例の場合を示
し、カーブＣは図２に示した実施例の場合を示す。距離
Ｘの取り方は図３に示すとおりである。カーブＡでは、
境界線２４付近の電界強度が放電面中心付近の約１．１
倍になっているのに対して、カーブＢおよびＣでは、放
電面上の全域で電界強度がほぼ均一になっている。
界強度分布の計算結果の一例を示す。カーブＡは図５に
示すように単に放電面１４と誘電体１６とが同一平面の
場合を示し、カーブＢは図１に示した実施例の場合を示
し、カーブＣは図２に示した実施例の場合を示す。距離
Ｘの取り方は図３に示すとおりである。カーブＡでは、
境界線２４付近の電界強度が放電面中心付近の約１．１
倍になっているのに対して、カーブＢおよびＣでは、放
電面上の全域で電界強度がほぼ均一になっている。
【００２６】上記各実施例のような構造でレーザ発振の
ための主放電６を主電極１２、１２間で起こさせると、
主放電６は導体である主電極１２の放電面１４、１４間
のみで起こり、誘電体１６にはこの主放電の電流は流れ
ないので、レーザ発振のショットを重ねることによる電
極の消耗は放電面１４のみで起こる。ところがこの放電
面１４は平面であるので、曲率を持つ従来の電極２と違
って、放電面１４の全体が一様に消耗する。従って、レ
ーザ発振のショットを重ねて主電極１２が消耗しても、
放電面１４、１４間の電界強度分布は殆ど変化しないの
で、レーザ光８のビームプロファイルおよびビーム寸法
は殆ど変化しない。その結果、レーザ光８のビームプロ
ファイルおよびビーム寸法の長期安定性を向上させるこ
とができる。しかも、放電面１４、１４間の電界強度分
布が理想に近い均一分布であるので、当初（即ち消耗
前）からのビームプロファイルも極めて均一性の良いも
のが得られる。
ための主放電６を主電極１２、１２間で起こさせると、
主放電６は導体である主電極１２の放電面１４、１４間
のみで起こり、誘電体１６にはこの主放電の電流は流れ
ないので、レーザ発振のショットを重ねることによる電
極の消耗は放電面１４のみで起こる。ところがこの放電
面１４は平面であるので、曲率を持つ従来の電極２と違
って、放電面１４の全体が一様に消耗する。従って、レ
ーザ発振のショットを重ねて主電極１２が消耗しても、
放電面１４、１４間の電界強度分布は殆ど変化しないの
で、レーザ光８のビームプロファイルおよびビーム寸法
は殆ど変化しない。その結果、レーザ光８のビームプロ
ファイルおよびビーム寸法の長期安定性を向上させるこ
とができる。しかも、放電面１４、１４間の電界強度分
布が理想に近い均一分布であるので、当初（即ち消耗
前）からのビームプロファイルも極めて均一性の良いも
のが得られる。
【００２７】なお、主電極１２の放電面１４と誘電体１
６とは必ずしも接している必要はなく、図８に示す例の
ように、両者間に小さい隙間２８があっても良い。この
隙間２８の間隙ｇが上記距離Ｄに対して十分に小さけれ
ば電界は隙間２８に入り込めないので電界は乱れないか
らである。また、放電面１４の端部を、図９に示す例の
ように、上記距離Ｄに対して十分に小さい半径ｒで曲面
にしても良い。
６とは必ずしも接している必要はなく、図８に示す例の
ように、両者間に小さい隙間２８があっても良い。この
隙間２８の間隙ｇが上記距離Ｄに対して十分に小さけれ
ば電界は隙間２８に入り込めないので電界は乱れないか
らである。また、放電面１４の端部を、図９に示す例の
ように、上記距離Ｄに対して十分に小さい半径ｒで曲面
にしても良い。
【００２８】上記のように隙間２８を設けると、主放電
６は誘電体１６よりも内側で生じる。また主電極１４の
端部を曲面にしても、端部での電界が少し弱まるので、
主放電６は端部よりも少し内側で生じる。従っていずれ
の場合も、主放電６が誘電体１６に直接触れなくなり、
誘電体１６を主放電６から保護してその長寿命化を図る
ことができる。もちろん、隙間２８を設けることと放電
面１４の端部を曲面にすることとを併用しても良い。
６は誘電体１６よりも内側で生じる。また主電極１４の
端部を曲面にしても、端部での電界が少し弱まるので、
主放電６は端部よりも少し内側で生じる。従っていずれ
の場合も、主放電６が誘電体１６に直接触れなくなり、
誘電体１６を主放電６から保護してその長寿命化を図る
ことができる。もちろん、隙間２８を設けることと放電
面１４の端部を曲面にすることとを併用しても良い。
【００２９】上記間隙ｇおよび半径ｒは、次式の範囲内
に設定するのが好ましく、そのようにすれば、前述した
放電面１４、１４間の電界強度分布の均一化を損なうこ
となく、誘電体１６の長寿命化を図ることができる。な
お、次式においてｒ＝０は、放電面１４の端部が直角で
あることを意味している。
に設定するのが好ましく、そのようにすれば、前述した
放電面１４、１４間の電界強度分布の均一化を損なうこ
となく、誘電体１６の長寿命化を図ることができる。な
お、次式においてｒ＝０は、放電面１４の端部が直角で
あることを意味している。
【００３０】
【数２】０≦ｇ≦０．１Ｄ ０≦ｒ≦０．１Ｄ
【００３１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、二つの
主電極の放電面間において均一な電界強度分布を得るこ
とができるので、均一性の高いビームプロファイルを装
置使用の当初から得ることができる。しかも、レーザ発
振のショットを重ねても、元々平面である放電面の全体
が一様に消耗するので、放電面間の電界強度分布は殆ど
変化しない。従って、レーザ光のビームプロファイルお
よびビーム寸法も殆ど変化しないので、ビームプロファ
イルおよびビーム寸法の長期安定性を向上させることが
できる。
主電極の放電面間において均一な電界強度分布を得るこ
とができるので、均一性の高いビームプロファイルを装
置使用の当初から得ることができる。しかも、レーザ発
振のショットを重ねても、元々平面である放電面の全体
が一様に消耗するので、放電面間の電界強度分布は殆ど
変化しない。従って、レーザ光のビームプロファイルお
よびビーム寸法も殆ど変化しないので、ビームプロファ
イルおよびビーム寸法の長期安定性を向上させることが
できる。
【図１】この発明に係るガスレーザ装置の主電極周りの
一例を示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面図
である。
一例を示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面図
である。
【図２】この発明に係るガスレーザ装置の主電極周りの
他の例を示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面
図である。
他の例を示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面
図である。
【図３】図１の装置の寸法を示す図である。
【図４】図２の装置の寸法を示す図である。
【図５】主電極の放電面と誘電体の表面とが単に同一平
面の場合の境界線付近の等電位面の概略を拡大して示す
図である。
面の場合の境界線付近の等電位面の概略を拡大して示す
図である。
【図６】図１の実施例の場合の境界線付近の等電位面の
概略を拡大して示す図である。
概略を拡大して示す図である。
【図７】主電極の放電面付近の電界強度分布の計算結果
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
【図８】主電極の放電面と誘電体間に隙間がある場合の
例を拡大して示す断面図である。
例を拡大して示す断面図である。
【図９】主電極の放電面の端部を曲面にした場合の例を
拡大して示す断面図である。
拡大して示す断面図である。
【図１０】従来のガスレーザ装置の主電極周りの一例を
示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面図であ
る。
示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面図であ
る。
【図１１】図１０の装置における主電極の消耗状況の一
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
４ ガス空間 ６ 主放電 ８ レーザ光 １２ 主電極 １４ 放電面 １６ 誘電体 １８ 平面部 ２０ せり出し部 ２２ 斜面部
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光軸に沿って相対向して配置され
ていて互いの間のガス空間で主放電を発生させてレーザ
光を発生させる一対の金属製の主電極を有する横方向放
電励起形のガスレーザ装置において、前記各主電極のガ
ス空間に面する放電面を平面にし、この各主電極の放電
面の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体をそれぞれ配置
し、かつこの各誘電体を、主電極の放電面と同一面にあ
る平面部を経てガス空間側へせり出していることを特徴
とするガスレーザ装置。 - 【請求項２】 レーザ光軸に沿って相対向して配置され
ていて互いの間のガス空間で主放電を発生させてレーザ
光を発生させる一対の金属製の主電極を有する横方向放
電励起形のガスレーザ装置において、前記各主電極のガ
ス空間に面する放電面を平面にし、この各主電極の放電
面の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体をそれぞれ配置
し、かつこの各誘電体を、主電極の放電面の端部から始
まる斜面部を経てガス空間側へせり出していることを特
徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24462897A JPH1168196A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24462897A JPH1168196A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168196A true JPH1168196A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=17121590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24462897A Pending JPH1168196A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1168196A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503946A (ja) * | 2000-06-09 | 2004-02-05 | サイマー， インコーポレイテッド | ガス放電レーザの長寿命電極 |
| EP1436866A4 (en) * | 2001-09-13 | 2009-10-28 | Cymer Inc | LASER WITH HIGH REPLACEMENT RATE WITH IMPROVED ELECTRODES |
| JP2014504028A (ja) * | 2011-01-26 | 2014-02-13 | ロフィン−ジナール レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | スラブ型レーザ |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP24462897A patent/JPH1168196A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503946A (ja) * | 2000-06-09 | 2004-02-05 | サイマー， インコーポレイテッド | ガス放電レーザの長寿命電極 |
| EP1436866A4 (en) * | 2001-09-13 | 2009-10-28 | Cymer Inc | LASER WITH HIGH REPLACEMENT RATE WITH IMPROVED ELECTRODES |
| JP2014504028A (ja) * | 2011-01-26 | 2014-02-13 | ロフィン−ジナール レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | スラブ型レーザ |
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