DE10111878A1 - Gaslaser-Elektrode, diese Elektrode verwendende Laserkammer und Gaslaser-Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Zum Erhalt einer stabilen Laserleistung wird eine Glaslaser-Elektrode (1) bereitgestellt, in der der Verfall der Elektrode gehemmt wird (Entladungscharakteristik). In einer Anode (3) wird ein dielektrischer Werkstoff (4) auf die Oberfläche eines Entladungsabschnitts (3a) aufgebracht, um den Verfall der Elektrode zu hemmen. Als dielektrischer Werkstoff (4) können beispielsweise Fluoride wie Calciumfluorid und Strontiumfluorid verwendet werden. Ferner hat der dielektrische Werkstoff (4) eine ausreichende Dicke (in einem Bereich von 0,005 mm-1,5 mm, vorzugsweise z. B. 0,1 mm-1 mm), um die Erosion von Halogengas in dem Entladungsabschnitt (3a) der Anode (3) zu verhindern und deren Leitfähigkeit zu sichern, wodurch die gleichmäßige Bildung von Monofluorid mit äußerster Genauigkeit ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gaslaser-Elektrode zur Anregung von Lasergas, eine diese Elektrode verwendende Laserkammer und eine Gaslaser-Vorrichtung.

In einer Laserkammer einer typischen Gaslaser-Vorrichtung wie einer Excimervorrichtung sind Primärzündelektroden vorgesehen, die einander zugewandt und so angeordnet sind, daß sie eine optische Achse eines Lasers zwischen sich aufnehmen, um das in die Laserkammer eingefüllte Lasergas anzuregen und eine Laseroszillation zu veranlassen, und Präionisationselektroden zum Vorionisieren des Raums zwischen den Primärzündelektroden, um die Entladung von Elektrizität zwischen diesen Elektroden leichter zu machen. Als Lasergas kann z. B. ein Mischgas aus Edelgas und Halogengas verwendet werden.

In dieser Art Gaslaser-Vorrichtung werden die Primärzündelektroden mit den Präionisationselektroden vorionisiert und Lasergas dadurch angeregt, daß eine elektrische Entladung zwischen den Primärzündelektroden erzeugt wird, wodurch eine Laseroszillation verursacht wird. Darüber hinaus ist ja allgemein bekannt, daß die Laseroszillation stabilisiert wird, wenn die elektrische Entladung zwischen den Primärzündelektroden stabil ist und folglich kann dadurch eine stabile Laserleistung erhalten werden.

Beispiele für in dieser Art von Gaslaser-Vorrichtung verwendbare Primärzündelektroden sind z. B. in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. S61-1774764 (nachfolgend "Dokument 1" genannt), der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. S62-199078 (nachfolgend "Dokument 2" genannt) und der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. S63-227069 (nachfolgend "Dokument 3" genannt) beschrieben.

Bei der im oben genannten Dokument 1 beschriebenen Primärzündelektrode sind die Seitenflächen mit Ausnahme des Primärzündabschnitts in der Primärzündelektrode zum Erhalt einer großen Laserleistung mit einem Isolierhaftmittel beschichtet, um die Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen der Primärzündelektrode und der Lichtbogenentladungs- Elektrode (entspricht der Ersatz-Ionisierungselektrode) zu verhindern, selbst wenn der Abstand zwischen dieser Primärzündelektrode und der Lichtbogenentladungs-Elektrode verkürzt wird.

Ferner wird bei der im oben genannten Dokument 2 beschriebenen Primärzündelektrode eine Laserröhre oder zumindest ein Teil eines elektrischen Entladungsmaterials mit einer halogenen, korrosionsbeständigen Kunstharzschicht beschichtet, um das Auftreten von Defekten wie starke ultraviolette Strahlen in der unmittelbaren Umgebung der Primärzündelektrode, Korrosion der Laserröhrenwände und elektrische Entladungsmaterialien aufgrund einer erheblichen Erzeugung von Ionen und Elektronen, Verfall des Füllgases usw. zu vermeiden.

Darüber hinaus wird bei der im oben genannten Dokument 3 beschriebenen Primärzündelektrode ein Isoliermittel auf das Ende der Primärzündelektrode aufgebracht, beispielsweise deren Endphase, um eine stabile Glimmentladung an der ebenen Fläche des Mittelabschnitts der Primärzündelektrode zu erhalten und dielektrischen Durchschlag und Lichtbogenbildung am Primärzündelektroden-Ende zu unterdrücken.

Neben den in den oben genannten Dokumenten beschriebenen Primärzündelektroden ist eine Primärzündelektrode bekannt, wobei ein dielektrischer Dünnfilm auf die Kathodenfläche in der aus einer Anode und einer Kathode gebildeten Primärzündelektrode aufgebracht wird. Hier wird durch Aufbringen eines dielektrischen Dünnfilms auf die Kathodenfläche der durch den Einschlag der elektrischen Entladung verursachte Verfall der Anode (Elektrodendeformation) verringert, indem das Phänomen der Durchschlagsspannungsabnahme ausgenutzt wird.

Dennoch würde sich bei den in den oben genannten Dokumenten 1 bis 3 beschriebenen Primärzündelektroden die Laserleistungscharakteristik plötzlich ändern, und die Aufrechterhaltung der ursprünglichen Eigenschaften wird infolge der Deformation der Anodenfläche (Verformung zu einer konvex­ konkaven Form) schwierig aufgrund des Einschlags der elektrischen Entladung und der Umformung der Elektrode aufgrund der durch die Erosion mit Halogengas an der Anodenfläche verursachten Halogenierung der Elektrodenwerkstoffe. Mit anderen Worten, es ist nicht möglich, eine stabile und erwünschte Laserleistungscharakteristik zu erhalten.

Zum Beispiel reagiert bei den Primärzündelektroden in der Laserkammer in Excimer-Laservorrichtungen wie einem Krypton- Fluor-(KrF)-Excimerlaser oder einem Argon-Fluor-(ArF)- Excimerlaser in dem Gemisch aus Edelgas (Krypton Kr, Argon Ar) und Halogengas (Fluor F₂) enthaltenes Fluor (F₂) infolge einer wiederholten Laseroszillationsoperation mit dem Entladungsabschnitt der Anode, und die Anode wird dadurch halogeniert (in diesem Fall fluoriert). Gleichzeitig verformt sich der Entladungsabschnitt der Anode aus einem ebenen Zustand in eine konvex-konkave Gestalt.

Dadurch entstünden insofern Probleme, als die elektrische Entladung zwischen den Primärzündelektroden instabil wird, die Leistungskraft des Lasers abnimmt und folglich die gewünschte Laserleistungscharakteristik nicht erhalten werden kann.

Zur Überwindung dieser Probleme ist das Ergreifen von Maßnahmen erforderlich, wie z. B. Erhöhen des Gasdrucks in der Laserkammer oder Erhöhen der zwischen den Primärzündelektroden anzulegenden Spannung. Darüber hinaus muß in bestimmten Fällen die abgenutzte Anode (oder die Primärzündelektrode) ersetzt werden, was auf eine ineffiziente Betriebsfähigkeit hinausläuft. Ferner würden die oben genannten Probleme in ähnlicher Weise selbst dann auftreten, wenn so eine abgenutzte Elektrode durch eine neue Elektrode ersetzt würde, und folglich hätte die Elektrode einen kurzen Auswechseltakt, was zu erhöhten Instandhaltungskosten führt.

Da der Entladungsabschnitt, an dem Elektrizität zwischen der Anode und der Kathode entladen wird, nicht beschichtet ist, besteht unterdessen, ähnlich wie oben, selbst bei den Primärzündelektroden ein Problem, bei denen ein dielektrischer Dünnfilm auf deren Kathodenfläche aufgebracht ist, weil infolge des Verfalls der Anode (Elektrodendeformation) aufgrund des Einschlags elektrischer Entladung und der Umformung der Elektrode (Anode) aufgrund der Halogenierung (beispielsweise Fluorierung) der Elektrodenwerkstoffe keine stabile Laserleistungscharakteristik erhalten werden konnte.

Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gaslaser-Elektrode, eine die Elektrode verwendende Laserkammer und eine Laservorrichtung bereitzustellen, wobei durch Hemmen des Verfalls der Elektrode (Entladungscharakteristik) eine stabile Laserleistung erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Gaslaser-Elektrode gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 5, eine diese Elektrode verwendende Laserkammer gemäß Anspruch 6 und eine Gaslaser- Vorrichtung gemäß Anspruch 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben und erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1(a) einen Querschnitt des Hauptteils der erfindungsgemäßen Gaslaser-Elektrode;

Fig. 1(b) einen Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X der Gaslaser-Elektrode gemäß Fig. 1(a);

Fig. 2 einen Graph zur Darstellung des Verhältnisses zwischen der Laser-Ausgangsenergie und der Anzahl von Impulsen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Gaslaser-Elektrode;

Fig. 3(a) einen Querschnitt des Hauptteils der Anode der Gaslaser-Elektrode als Anwendungsform der vorliegenden Ausführungsform;

Fig. 3(b) einen Schnitt entlang der Linie X-X in der Anode gemäß Fig. 3(a);

Fig. 4(a) und Fig. 4(b) Querschnitte des Hauptabschnitts der Anode in der Gaslaser-Elektrode als Anwendungsform der vorliegenden Ausführungsform;

Fig. 5 einen Querschnitt des Hauptabschnitts der Laserkammer in der die Gaslaser-Elektrode der vorliegenden Ausführungsform verwendenden Gaslaser-Vorrichtung;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie Y-Y in Fig. 5; und

Fig. 7 einen Querschnitt des Hauptabschnitts der Laserkammer in einer anderen Gaslaser-Vorrichtung, die die Gaslaser-Elektrode der vorliegenden Ausführungsform verwendet.

Bei der Gaslaser-Elektrode 1 gemäß Fig. 1 ist eine Kathode 2 nur aus Metallwerkstoff geformt. Wie später mit Bezug auf die Anode 3 noch näher beschrieben werden wird, ist unterdessen ein Bereich 3a, an dem Elektrizität zwischen der Kathode 2 und der Anode 3 entladen wird (nachfolgend "Entladungsabschnitt" genannt), mit einem dielektrischen Werkstoff (oder Isolationsmaterial) 4 beschichtet, wie in Fig. 1(a) gezeigt, um den Verfall der Elektrode zu hemmen.

Als Material (dielektrischer Werkstoff) zum Beschichten der Anode 3 der in der Fluor-Halogengas annehmenden Gaslaser- Vorrichtung verwendeten Gaslaser-Elektrode 1 wird Fluorid verwendet. Außerdem ist ein solches Fluorid bevorzugter eine Substanz mit niedrigem Dampfdruck.

Darüber hinaus ist es möglich, die Leitfähigkeit der Anode 3 zu sichern, und es kann eine stabilere elektrische Entladung durchgeführt werden.

Der dielektrische Werkstoff oder das Isolationsmaterial 4 der Gaslaser-Elektrode 1 weist Poren 5 auf.

Die Gaslaser-Elektrode 1 umfaßt eine Kathode 2 und eine Anode 3, die einander zugewandt angeordnet sind, um durch Elektrizitätsentladung zwischen diesen Elektroden ein Lasergas anzuregen, wobei einem Elektrodenwerkstoff der Anode 3 ein Einelementmetall oder eine Legierung zugesetzt werden, die einen Fluorfilm bilden.

Wie oben beschrieben, ist die Gaslaser-Elektrode in der Laserkammer 10 gemäß Fig. 5 und Fig. 7 in einer Gaslaser- Vorrichtung vorgesehen, die zur Durchführung einer stabilen elektrischen Entladung geeignet ist, indem die Erosion aufgrund von Lasergas und die Deformation gehemmt werden, die durch den Einschlag elektrischer Entladung in der Region verursacht wird, auf die Elektrizität zwischen der Anode und der Kathode entladen wird.

Wie in Fig. 1(a) und 1(b) veranschaulicht, ist die Gaslaser- Elektrode 1 aus einer Kathode 2 und einer Anode 3 gebildet, und diese Elektroden sind im Inneren der Laserkammer in einer Gaslaser-Vorrichtung wie z. B. einer Excimer-Laservorrichtung einander zugewandt angeordnet und nehmen dabei die optische Achse des Lasers zwischen sich auf. Die Anordnung der jeweiligen Elektroden 2, 3 in der Laserkammer kann in einem ähnlichen Verhältnis erfolgen, wie diese üblicherweise geführt sind, und dadurch wird eine solche Beschreibung hier weggelassen. Die diese Gaslaser-Elektrode 1 verwendende Gaslaser-Vorrichtung wird ferner später erläutert.

Unterdessen ist die oben genannte Laserkammer beispielsweise mit Mischgas (Kryptonfluorid KrF, Argonfluorid ArF) gefüllt, das ein Edelgas (Krypton Kr, Argon Ar) und ein Halogengas (Fluorid F₂) enthält, oder mit Mischgas (Xenonchlor XeCl), das ein Edelgas (Xenon Xe) und ein Halogengas (Chlorwasserstoff HCl) enthält.

Obwohl hier entweder ein dielektrischer Werkstoff oder ein Isolationsmaterial als Substanz zum Beschichten verwendet werden kann, wird bei der nachstehenden Beschreibung ein dielektrischer Werkstoff 4 verwendet.

Als Nächstes werden Einzelheiten des Beschichtungsverfahrens an der Anode 3 erläutert. Das Beschichtungsmaterial, seine Dicke und das Verfahren werden hier der Reihe nach beschrieben.

1. Beschichtungsmaterial

Als verwendbares Material für den dielektrischen Werkstoff 4 wäre Fluorid wirksam, falls das in die oben genannte Laserkammer einzufüllende Halogengas Fluor (Fluor F₂) ist, und Chlorid wäre wirksam, falls dieses einzufüllende Halogengas Chlor (Chlorwasserstoff HCl) ist. Der Grund dafür ist, daß der Verfall des Entladungsabschnitts 3a der Anode 3 hauptsächlich durch die Umwandlung aufgrund der durch die Erosion von Halogengas (Reaktion zwischen Fluor F₂ und Anode 3 im Falle von Fluor) verursachten Halogenierung (Fluorierung im Falle von Fluor) des Elektrodenwerkstoffs verursacht wird.

Deshalb wäre Fluorid als Material wirksam; d. h. als der dielektrische Werkstoff 4 zum Beschichten der Anode 3 der in der Fluor-Halogengas annehmenden Gaslaser-Vorrichtung verwendeten Gaslaser-Elektrode 1.

Insbesondere kann als dielektrischer Werkstoff 4 Calciumfluorid (CaF₂), Strontiumfluorid (SrF₂), Magnesiumfluorid (MgF₂), Kupfer(II)-fluorid (CuF₂), Aluminiumfluorid (AlF₃), Nickelfluorid (NiF₃), Cobaltfluorid (CoF₂), Eisen(III)-fluorid (FeF₃) usw. verwendet werden. Darüber hinaus ist es vorzuziehen, von diesen Fluoriden CaF₂ und SrF₂ zu verwenden, die Substanzen mit niedrigem Dampfdruck sind. Ferner können auch Tonerde (Aluminiumoxid Al₂O₃) und Aluminiumnitrid (AlN) verwendet werden, die fluorresistente Eigenschaften aufweisen.

2. Beschichtungsdicke

Ferner ist der dielektrische Werkstoff 4 in einer erwünschten Dicke (d. h. eine geeignete Dicke zum Entladen von Elektrizität zwischen der Kathode 2 und der Anode 3) ausgebildet und geeignet, die Erosion von Halogengas im Entladungsabschnitt 3a der Anode 3 zu verhindern und dessen Leitfähigkeit zu sichern, wodurch Monofluorid gleichmäßig mit äußerster Genauigkeit gebildet wird. Um diese Bedingung zu erfüllen, ist diese Dicke auf einen gewünschten Wert im Bereich von beispielsweise 0,005 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 1 mm festgesetzt.

Es erübrigt sich zu sagen, daß die Dicke des oben genannten Dielektrikums 4 auf einen gewünschten Wert in einem zulässigen Bereich festgesetzt werden kann, um der oben in Übereinstimmung mit dem als dielektrischer Werkstoff verwendeten Material beschriebenen Bedingung zu genügen.

3. Beschichtungsverfahren

Als Verfahren zur Beschichtung der Anode 3 kann ein Verfahren (erstes Verfahren) zur Erzeugung eines Dünnfilms durch Vorgehensweisen wie thermisches Spritzen, Bestrahlung, physikalisches Aufdampfen (PVD), Abscheiden aus der Gasphase (CVD), Plasmaspritzen usw. oder ein Verfahren (zweites Verfahren) zur Erzeugung eines Fluoridfilms in einer Fluoratmosphäre durch Zusetzen eines Einelementmetalls oder einer Legierung zu dem Elektrodenwerkstoff verwendet werden.

Der als Einelementmetall zu verwendende Dotant ist bevorzugt ein Element, das in der Lage ist, einen starken Fluoridfilm zu bilden, z. B. Aluminium (Al), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Magnesium (Mg), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Cobalt (Co), Eisen (Fe) usw. Wünschenswerterweise beträgt das Verhältnis des Dotanten bezüglich des Grundwerkstoffs 0,01 bis 50%.

Hier wird das oben genannte zweite Verfahren erläutert. In diesem zweiten Verfahren wird zuerst ein gewünschtes Einelementmetall, z. B. Calcium (Ca) oder Strontium (Sr), welches ein geeignetes Element zur Bildung eines starken Fluoridfilms ist, in die Anode 3 der an der Laserkammer zu befestigenden Gaslaser-Elektrode 1 eingebracht. Vor der Bildung des Fluoridfilms wird als Nächstes die Gaslaser- Elektrode 1 mit der Anode 3, der das oben genannte gewünschte Einelementmetall zugesetzt ist, an der Laserkammer befestigt. Durch Anlegen einer vorgeschriebenen Spannung zwischen der Kathode 2 und der Anode 3 wird dann zwischen diesen Elektroden eine elektrische Entladung erzeugt, um das Lasergas anzuregen, und dadurch wird der Laser zum Schwingen gebracht.

Wenn die Laseroszillation durchgeführt wird, wie oben beschrieben, wird nur die Oberfläche des Entladungsabschnitts 3a der Anode 3 erwärmt, und die Fluorierung des Entladungsabschnitts 3a schreitet im Vergleich zu anderen Regionen (Regionen, wo keine elektrische Entladung stattfindet) rascher voran. Folglich wird an der Oberfläche des Entladungsabschnitts 3a der Anode 3 ein besonders dicker Fluoridfilm gebildet. Zum Beispiel werden auf das Zusetzen des oben genannten Einelementmetalls (Ca oder Sr) hin Fluoridfilme wie Calciumfluorid (CaF₂) und Strontiumfluorid (SrF₂) gebildet.

Obwohl die Anode 3 bei dem oben genannten Verfahren in einem Zustand fluoriert wird, wo die Laserkammer und die daran zu befestigende Gaslaser-Elektrode 1 ein Paar bilden, kann die Fluorierung jeder Gaslaser-Elektrode oder Anode, die ähnlich wie oben zu fluorieren ist, in einer speziellen Laserkammer zum Durchführen der Fluorierungsbearbeitung durchgeführt werden. Nach Abschluß des Beschichtungsvorgangs wird die Gaslaser-Elektrode oder die Anode dann aus der speziellen Laserkammer herausgenommen und in einer neuen Laserkammer montiert.

In Fig. 2 sind Kennlinien gezeigt, die das Verhältnis zwischen der Laser-Ausgangsenergie und der Anzahl von Impulsen in der Gaslaser-Vorrichtung darstellen, in der die mit dem dielektrischen Werkstoff 4 beschichtete Gaslaser-Elektrode 1 verwendet wird, wie oben beschrieben.

In Fig. 2 zeigt die durchgezogene Linie die Kennlinie bei Verwenden der Gaslaser-Elektrode 1 der vorliegenden Erfindung, und die Strichlinie zeigt die Kennlinie bei Verwenden einer herkömmlichen Gaslaser-Elektrode (bei der der Entladungsabschnitt der Anode nicht mit dem dielektrischen Werkstoff beschichtet ist).

Darüber hinaus ist in Fig. 2 das folgende Verhältnis erfüllt:
Anzahl von Laserimpulsen zum Zeitpunkt t1 < Anzahl von Laserimpulsen zum Zeitpunkt t2 < Anzahl von Laserimpulsen zum Zeitpunkt tn.

Wie aus Fig. 2 deutlich wird, kann bei Verwenden der Gaslaser- Elektrode 1 der vorliegenden Erfindung der (Leistungs)- Unterschied zwischen den ursprünglichen Kennlinien des Lasers zum Zeitpunkt t1, d. h. die Laser-Ausgangsenergie E1 und die Laser-Ausgangsenergie E2 zum Zeitpunkt tn, womit die Anzahl der Laserimpulse anstieg (d. h. die Summationszeit der Laseroszillation zugenommen hat), unterdrückt werden, so daß er im Vergleich zu dem Unterschied zwischen der Ausgangsenergie E3 zum Zeitpunkt t1 und der Ausgangsenergie E4 zum Zeitpunkt tn im herkömmlichen Fall kleiner ist.

Wie darüber hinaus aus Fig. 2 deutlich wird, weist die Laser- Ausgangsenergie selbst während der Zeitspanne vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt tn im Vergleich zu herkömmlichen Fällen eine hohe Leistung auf.

Mit anderen Worten, bei Verwenden der Gaslaser-Elektrode 1 der vorliegenden Erfindung ist es möglich, für lange Zeit eine stabile Laserleistung zu erhalten.

Der Grund dafür liegt darin, daß der Entladungsabschnitt 3a geschützt ist, da der Entladungsabschnitt 3a der Anode 3 mit dem dielektrischen Werkstoff 4 beschichtet ist, wie oben beschrieben. Demzufolge wird die Deformation des Entladungsabschnitts aufgrund des Einschlags elektrischer Ladung gehemmt, und die Reaktion zwischen der Anode 3 (Entladungsabschnitt 3a) und dem Halogengas (beispielsweise Fluor F₂) wird gehemmt (d. h. die Halogenierung, beispielsweise Fluorierung des Elektrodenwerkstoffs, der die Halogengaserosion verursacht, wird gehemmt). Folglich ist es möglich, den aus den Umwandlungsformen der Anode resultierenden Verfall der Elektrode (Anode) zu hemmen.

Dadurch wird eine stabile elektrische Entladung zwischen der Kathode 2 und der Anode 3 durchgeführt, dementsprechend wird die Laseroszillation stabilisiert und infolgedessen eine stabile Laserleistung erhalten.

Als Nächstes werden Abwandlungsbeispiele des dielektrischen Werkstoffs 4 zum Beschichten der Anode 3 erläutert.

Mit anderen Worten, in der oben erwähnten Ausführungsform ist ein dielektrischer Werkstoff aus einem Film gebildet, wobei Monofluorid mit äußerster Genauigkeit gleichmäßig geformt wird. Dennoch ist er nicht darauf beschränkt, und der dielektrische Werkstoff (oder Isolationsmaterial) 4 zum Beschichten der Anode 3 zum Sichern der Leitfähigkeit der Elektrode kann gebildet werden, wie folgt:

• A) Dielektrischer Werkstoff oder Isolationsmaterial mit beigemischten Metallpartikeln:
  Zum Beispiel kann als dielektrischer Werkstoff 4 ein Film verwendet werden, der aus einem Mischmaterial geformt wird, wobei Partikel eines Elektrodenwerkstoffs (Material mit derselben Qualität wie die Anode 3) zum Sichern der Leitfähigkeit der Elektrode oder Metall (Kupfer, Aluminium, Cobalt, Nickel, Strontium, Eisen etc.) mit günstiger Leitfähigkeit, aber anders als der oben genannte Elektrodenwerkstoff, mit einem dielektrischen Werkstoff wie z. B. Aluminiumoxid (Al₂O₃) gemischt werden.
• B) Dielektrischer Werkstoff oder Isolationsmaterial mit Poren (poröse Struktur):
  Die Struktur der Anode 3 in diesem Fall ist in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt. Zum Sichern der Leitfähigkeit der Elektrode wird ein dielektrischer Werkstoff 4 verwendet, der aus einem glatten Film mit Poren 5 mit einem Durchmesser von ca. 0,1 mm gebildet ist. Die Poren 5 brauchen den Film nicht durchstoßen. Dies ist deshalb so, weil in der Folge ein dielektrischer Durchschlag auf die Poren 5 sowie den aufgrund des Vorhandenseins solcher Poren verdünnten Abschnitt des Films stattfindet und diese Abschnitte des Films dann Leitfähigkeit erlangen.
  Da die Leitfähigkeit des in Fig. 3(a) gezeigten dielektrischen Werkstoffs (Films) 4 aufgrund des Vorhandenseins von Poren 5 gesichert ist, kann er etwas dicker ausgebildet sein als der dielektrische Werkstoff (Film) 4, der in Fig. 1(a) gezeigt ist.

Die mit dem soeben unter (A) und (B) beschriebenen dielektrischen Werkstoff beschichtete Anode 3 ist in der Lage, eine höhere Leitfähigkeit der Elektrode (Anode) im Vergleich zu der mit dem dielektrischen Werkstoff 4 beschichteten Anode 3 gemäß Fig. 1 zu sichern.

Darüber hinaus ist in der oben genannten Ausführungsform ein Film aus dielektrischem Werkstoff auf den Entladungsabschnitt 3a der Anode 3 beschichtet. Dennoch ist er nicht darauf beschränkt und es kann, wie in Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt, neben dem Beschichten eines dielektrischen Werkstoff- Films auf den Entladungsabschnitt 3a der Anode 3, ein Film aus einem Material, das sich von dem dielektrischen Werkstoff unterscheidet oder ein kompletter Isolationsmaterial-Film 6 auf andere Bereiche als den Entladungsabschnitt 3a beschichtet werden, d. h. Seitenflächenabschnitte 3b und 3c.

Wie oben beschrieben, können gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Beschichten eines dielektrischen Werkstoffs oder eines Isolationsmaterials auf die Anode (positive Elektrode) der Elektrode zum Anregen des Halogengas verwendenden Lasers Einflüsse (z. B. Verschlechterung der Entladungscharakteristik, Verschlechterung der Laserleistungscharakteristik etc.) aufgrund des Verfalls der Anode auf ein Minimum unterdrückt werden.

Mit anderen Worten, durch vorheriges Beschichten des Entladungsabschnitts 3a (Elektrodenoberfläche) der Anode 3 mit einem dielektrischen Werkstoff oder einem Isolationsmaterial ist es möglich, die Umwandlung des Entladungsabschnitts 3a aufgrund der Erosion durch in dem Lasergas enthaltenes Halogengas und die Deformation des Entladungsabschnitts 3a aufgrund des Einschlags elektrischer Entladung, die in der Anode 3 auftreten können, zu hemmen. Dies bedeutet, daß der Verbrauch der Anode 3 reduziert werden kann, und dadurch ist es möglich, stabile Laser-Ausgangseigenschaften (Laserleistung) für eine lange Zeitdauer zu erhalten.

Da überdies der Verfall des Entladungsabschnitts 3a der Anode 3 gehemmt und die Betriebslebensdauer der Elektrode verlängert werden kann, ist es möglich, die Instandhaltungskosten zu beschneiden, die infolge des Auswechselns abgenutzter Anoden usw. entstehen.

Als Nächstes wird mit Bezug auf Fig. 5 eine Gaslaser- Vorrichtung beschrieben, die die oben genannte Gaslaser- Elektrode 1 verwendet. Es wird hier nur die allgemeine Beschreibung der Laserkammer erläutert, an der die oben genannte Gaslaser-Elektrode 1 befestigt ist.

Die Laserkammer 10 ist ein Behälter, der beispielsweise durch Auflegen einer Nickelplatte auf Aluminium konstruiert ist. An beiden Endseiten, die der optischen Achse L in der Laserkammer 10 gegenüberliegen, sind jeweils Fenster 11, 12 vorgesehen. Die Fenster 11, 12 dienen als Durchlaßfenster für Laser zwischen der Innenseite und Außenseite der Laserkammer 10.

In dieser Laserkammer 10 ist ein Paar Elektrodenhalter 20 und 30 vorgesehen, die beiderseits darüber und darunter angeordnet sind und dabei die optische Achse L zwischen sich aufnehmen. Der Elektrodenhalter 20 hält die in der oben genannten Fig. 1(a) und 1(b) gezeigte Kathode 2, und der Elektrodenhalter 30 hält die in der oben genannten Fig. 1(a) und 1(b), Fig. 3(a) und 3(b) und Fig. 4(a) und 4(b) gezeigte Anode 3. Und wie aus Fig. 5 deutlich wird, sind die Kathode 2 und die Anode 3 einander zugewandt angeordnet, wobei sie die optische Achse L zwischen sich aufnehmen.

In Fig. 5 sind eine Anschlußfläche 13 zur Verbindung mit der Energiequelle und ein zwischen der Anschlußfläche 13 und der Kathode 2 sowie der Anode 3 vorgesehener Spitzenkondensator 14 gezeigt.

In Fig. 6 ist hier der Schnitt in Blickrichtung Y-Y gemäß Fig. 5 gezeigt. In Fig. 6 sind die Anschlußfläche 13 und der Spitzenkondensator 14 weggelassen. Darüber hinaus sind Präionisationselektroden 41, 42 zur Durchführung der Vorionisierung von Lasergas gezeigt.

Fig. 7 zeigt den Querschnitt einer anderen Gaslaser-Vorrichtung mit Verwendung der oben genannten Gaslaser-Elektrode 1 und entspricht dem Querschnitt (siehe Fig. 6) in Blickrichtung Y-Y gemäß Fig. 5. Es wird hier nur die allgemeine Beschreibung der Laserkammer erläutert, an der die oben genannte Gaslaser- Elektrode 1 befestigt ist. In Fig. 7 sind Bauteile mit denselben Funktionen wie die in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigten Bauelemente mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Kühleinheit 40 kühlt das Lasergas in der Laserkammer 10, das Lasergas zirkuliert durch Drehen des Gebläses 50, und das Gas strömt in Richtung des in Fig. 7 gezeigten Pfeils 61.

Claims (7)

1. Gaslaser-Elektrode umfassend eine Kathode (2) und eine Anode (3), die einander zugewandt angeordnet sind, um durch Elektrizitätsentladung zwischen diesen Elektroden (2, 3) ein Lasergas anzuregen, wobei die Anode (3) in einer Region (3a), wo die Elektrizität zwischen der Kathode (2) und der Anode (3) entladen wird, mit einem dielektrischen Werkstoff oder Isolationsmaterial (4) beschichtet ist.

2. Gaslaser-Elektrode gemäß Anspruch 1, wobei der dielektrische Werkstoff oder das Isolationsmaterial (4) in einer ausreichenden Dicke geformt ist, um eine Erosion durch das Lasergas in der Region (3a) zu verhindern und deren Leitfähigkeit zu sichern.

3. Gaslaser-Elektrode gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei dem dielektrischen Werkstoff oder Isolationsmaterial (4) Metallpartikel beigemischt sind.

4. Gaslaser-Elektrode gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der dielektrische Werkstoff oder das Isolationsmaterial (4) Poren (5) aufweist.

5. Gaslaser-Elektrode umfassend eine Kathode (2) und eine Anode (3), die einander zugewandt angeordnet sind, um durch Elektrizitätsentladung zwischen diesen Elektroden (2, 3) ein Lasergas anzuregen, wobei einem Elektrodenwerkstoff für die Anode (3) ein Einelementmetall oder eine Legierung zugesetzt sind, die einen Fluorfilm bilden.

6. Laserkammer, die die Gaslaser-Elektrode (I) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 verwendet.

7. Gaslaser-Vorrichtung, die mit der Laserkammer (10) gemäß Anspruch 6 ausgestattet ist.