DE112011103512B4 - Gaslaseroszillator und Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator - Google Patents

Gaslaseroszillator und Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator Download PDF

Info

Publication number
DE112011103512B4
DE112011103512B4 DE201111103512 DE112011103512T DE112011103512B4 DE 112011103512 B4 DE112011103512 B4 DE 112011103512B4 DE 201111103512 DE201111103512 DE 201111103512 DE 112011103512 T DE112011103512 T DE 112011103512T DE 112011103512 B4 DE112011103512 B4 DE 112011103512B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
laser
airtight container
laser oscillator
pressure
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.)
Active
Application number
DE201111103512
Other languages
English (en)
Other versions
DE112011103512T5 (de
Inventor
Naoki Miyamoto
Mototoshi Kumaoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112011103512T5 publication Critical patent/DE112011103512T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112011103512B4 publication Critical patent/DE112011103512B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0401Arrangements for thermal management of optical elements being part of laser resonator, e.g. windows, mirrors, lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0407Liquid cooling, e.g. by water
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/2232Carbon dioxide (CO2) or monoxide [CO]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes
    • Y10T137/0396Involving pressure control

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Gaslaseroszillator (1), der ein abgeschlossener Gaslaseroszillator (1) ist, mit: einem luftdichten Behälter (7), einer Lasergasversorgungsquelle (12), die dem luftdichten Behälter (7) ein Lasergas zuführt, und einer Vakuumpumpe (14), die mit dem luftdichten Behälter (7) verbunden ist und in jedem vorbestimmten Intervall (T) zwischen Lasergasaustauschen, das so bestimmt ist, dass es größer oder gleich der Zeitspanne für die der Gaslaseroszillator (1) durchgehend verwendet wird und so kurz wie möglich ist, eine Evakuierung durchführt, bis ein Druck eines Inneren des luftdichten Behälters (7) einen zu erreichenden Zieldruck (Pdl) erreicht hat, und der Laseroszillationen in einem Zustand durchführt in dem der luftdichte Behälter (7) mit dem Lasergas befüllt ist, wobei der Gaslaseroszillator aufweist: eine Steuereinheit (10), die den zu erreichenden Zieldruck (Pdl) so bestimmt, dass er kleiner oder gleich einem Wert ist, der der Subtraktion eines Produkts des Intervalls (T) und einer Leckrate (L) eines Verunreinigungsgases von einer Außenseite in den luftdichten Behälter (7) nach der Evakuierung, von einem zulässigen Verunreinigungsgasdruck (Pdth), bei dem der Gaslaseroszillator (1) imstande ist betrieben zu werden, entspricht.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gaslaseroszillator, der in der Lage ist einen Gasaustausch in einer kurzen Zeit durchzuführen und ein Gasaustauschverfahren für den Gaslaseroszillator in einem Gaslaseroszillator, in dem Gas als Lasermedium verwendet wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Im Fall eines abgeschlossenen Gas (CO2) Laseroszillator ist es notwendig, wegen einer Degradation des Lasermediengases und einer Reduzierung der Gasreinheit wegen des Einströmens von Außenluft, die in das Gehäuse eintritt, in regelmäßigen Intervallen einen Gasaustausch durchzuführen. In dem konventionellen Gasaustausch für den abgeschlossenen Laseroszillator wird eine Evakuierung von dem zum Zeitpunkt der Oszillation eingestellten Druck, ungeachtet der Frequenz der Gasaustausche, bis auf 0,1 bis 0,01 Torr durchgeführt (siehe zum Beispiel JP 02-65187 A ).
  • Ferner beschreibt JP H03-286 585 A ein Steuerverfahren für einen Gaslaseroszillator, in dem Leckeffekte während eines Ruhezustands eines Gaslaseroszillators berücksichtigt werden. Je nach Druckveränderungen in dem Oszillator während dessen Abschaltung, werden verschiedene Abpumpregime ausgeführt, um wieder geeignete Betriebsbedingungen herzustellen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technische Problemstellung
  • Jedoch wird gemäß der oben beschriebenen konventionellen Technologie, in einem Gasaustausch für den abgeschlossenen Laseroszillator ein Gasaustausch in regelmäßigen Intervallen ungeachtet der Zeit und des Datums des letzten Gasaustauschs und der Situation wie zum Beispiel, dass das Gehäuse während der Wartung unmittelbar vor einem Gasaustausch zur Atmosphäre hin geöffnet wird, durchgeführt, somit ist es erforderlich eine Evakuierung von dem, zum Zeitpunkt der Oszillation eingestellten Druck (zum Beispiel 55 Torr), bis auf 0,1 bis 0,01 Torr durchzuführen. Daher besteht ein Problem darin, dass es Zeit erfordert eine Evakuierung durchzuführen.
  • Die vorliegende Erfindung hat als ein Ziel, einen Gaslaseroszillator, der in der Lage ist einen Gasaustausch in einer kurzen Zeit durchzuführen und ein entsprechendes Gasaustauschverfahren für den Gaslaseroszillator vorzusehen.
  • Lösung des Problems
  • Um die Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung einen Gaslaseroszillator gemäß Anspruch 1 und ein Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator gemäß Anspruch 4 vor.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lasergasaustauschzeit für einen abgeschlossenen Gaslaseroszillator verkürzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Gaslaseroszillators in der ersten und der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
  • 2 ist ein Diagramm, das die zeitliche (Hr) Variation in der Menge eines Verunreinigungsgases (Torr) einschließlich der Zeit in der ein Gasaustausch durchgeführt wird, illustriert.
  • 3 ist ein Diagramm, das durch seitliches Verschieben des durchgezogenen Graphen für den Fall in dem das Gasaustauschintervall T kurz ist, und des gestrichelten Graphen für den Fall in dem das Gasaustauschintervall T in 2 lang ist, sodass die Evakuierungsstartzeit dieselbe wird, und durch Vergrößern der Graphen erhalten wird.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Lasergasaustauschverfahren gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Ausführungsformen eines Gaslaseroszillators und eines Gasaustauschverfahrens für den Gaslaseroszillator gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten, mit Bezug auf die Figuren, im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Gaslaseroszillators 1 in der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Der Gaslaseroszillator 1 ist ein abgeschlossener Gaslaseroszillator und weist auf: eine Entladungselektrode 2, ein Gaszirkulationsgebläse 3, welches das Lasergas in dem Gaslaseroszillator 1 zirkuliert, einen Teilreflexionsspiegel 4, der einen Teil des Laserlichts 11 reflektiert und den Rest des Laserlichts 11 hindurch transmittiert, einen Totalreflexionsspiegel 5, der das Laserlicht 11 total reflektiert, und einen Wärmetauscher 6, der Wärme austauscht, um die Temperatur des Lasergases zu steuern.
  • Das Gaszirkulationsgebläse 3, die Entladungselektrode 2 und der Wärmetauscher 6 sind in einem Vakuumbehälter 7 (luftdichter Behälter) des Gaslaseroszillators 1 vorgesehen. Wenn der Gaslaseroszillator 1 betrieben wird, wird der Vakuumbehälter 7 mit einem Lasergas, wie z. B. CO2, zum Beispiel mit 1/15 bis 1/10 Atmosphären (55 bis 65 Torr) gefüllt und Laseroszillationen treten in dem Vakuumbehälter 7 auf.
  • Zudem weist der Gaslaseroszillator 1 eine Temperatursteuereinheit 8 auf, und die Temperatursteuereinheit 8 hat eine Steuerfunktion der Temperatur des Teilreflexionsspiegels 4, des Totalreflexionsspiegels 5, des Wärmetauschers 6, der Entladungselektrode 2 und desgleichen durch Leiten von Kühlwasser (Heizwasser) zu jeder Komponente.
  • Außerdem weist der Gaslaseroszillator 1 ein Schaltfeld 9 in dem Ausrüstung (nicht gezeigt) aufgenommen ist, die bewirkt, dass die Entladungselektrode 2 eine Entladung erzeugt, Ausrüstung (nicht gezeigt), die das Gaszirkulationsgebläse steuert, eine Vakuumpumpe 14, die eine Evakuierungsfunktion des Vakuumbehälters 7, der mit einem Lasergas für Laseroszillation gefüllt ist, hat und desgleichen auf.
  • Außerdem weist der Gaslaseroszillator 1 eine Lasergasversorgungsquelle 12 und einen Druckmesser 13 auf. Die Lasergasversorgungsquelle 12 ist zum Beispiel ein Gaszylinder, der dem Vakuumbehälter 7 ein Lasergas (zum Beispiel CO2) zuführt. Der Druckmesser 13 misst den Druck in dem Vakuumbehälter 7. Ventile 15, 16 und 17 sind zwischen dem Vakuumbehälter 7 und der Lasergasversorgungsquelle 12, dem Druckmesser 13 und der Vakuumpumpe 14 vorgesehen. Der Gaslaseroszillator 1 weist eine Steuereinheit 10 auf, die den Betrieb des Gaslaseroszillators 1 steuert. Die Steuereinheit 10 kann die Lasergasversorgungsquelle 12, die Vakuumpumpe 14, und desgleichen auf Grundlage der Messergebnisse von dem Druckmesser 13 oder desgleichen steuern. Außerdem ist ein Eingabegerät 18, das durch einen Benutzer bedient werden kann, mit der Steuereinheit 10 verbunden. Zudem ist eine Speichereinheit (nicht gezeigt) in der Steuereinheit 10 oder dem Eingabegerät 18 beinhaltet.
  • In dem abgeschlossenen Gaslaseroszillator 1 kann ein Verunreinigungsgasdruck Pd in dem Gehäuse (dem Vakuumbehälter 7) unmittelbar vor einem Lasergasaustausch durch folgende Gleichung (1) repräsentiert werden: Pd = L × T + Pdl (1) wobei L (Torr/Hr) die Leckmenge des Verunreinigungsgases ist, das per Zeiteinheit von einer Außenseite in den Vakuumbehälter 7 eintritt, d. h. die Leckrate, T (Hr) ist das Intervall zwischen Lasergasaustauschen und Pdl (Torr) ist der durch Evakuierung durch die Vakuumpumpe 14 zu erreichende Zieldruck, wenn ein Lasergasaustausch letztmalig durchgeführt wurde, das heißt der Druck des Verunreinigungsgases (hauptsächlich Luft), das nach der Evakuierung in dem Oszillatorgehäuse (dem Vakuumbehälter 7) verbleibt.
  • Ein zulässiger Verunreinigungsgasdruck Pdth, der die zulässige Grenze eines Verunreinigungsgases ist, das die Charakteristika des Gaslaseroszillators 1 beeinflusst, wird in Abhängigkeit von der inneren Struktur des Vakuumbehälters 7, der Leistung des Laserlichts und desgleichen, die für jeden Gaslaseroszillator verschieden sind, bestimmt. Der zulässige Verunreinigungsgasdruck Pdth (Torr) ist der maximal zulässige Druck eines Verunreinigungsgases, bei dem der Gaslaseroszillator 1 betrieben werden kann. Die Leckrate L kann durch den Druckmesser 13 gemessen werden. Zudem kann der Verunreinigungsgasdruck Pdl in dem Vakuumbehälter 7 nach einer Evakuierung durch den Druckmesser 13 erhalten werden, um den erreichten Druck durch Evakuierung zum Zeitpunkt eines Lasergasaustauschs zu messen. Mit anderen Worten zeigt der Druckmesser 13 den Druck einschließlich restlichen Lasergases an, somit wird der Verunreinigungsgasdruck Pdl als ein Partialdruckwert desselben erhalten.
  • Dementsprechend ist es möglich, unter der Bedingung, dass Pd ≤ Pdth erfüllt ist, den höchsten zu erreichenden Zieldruck Pdl des Verunreinigungsgases zu bestimmen, wenn die Zeitspanne, für die der Gaslaseroszillator 1 durchgehend nach einem Lasergasaustausch verwendet wird, bestimmt ist und das kürzeste Intervall T zwischen Gasaustauschen in dem Bereich der oben beschriebenen Zeitspanne bestimmt ist. Folglich kann ein Gasaustausch in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden, ohne, dass die Leistung des Gaslaseroszillators 1 herabgesetzt wird.
  • Die obere Beschreibung wird im Detail mit Bezug auf den in 2 illustrierten Graphen, der die zeitliche Variation (Hr) in der Menge eines Verunreinigungsgases (Torr) zeigt, erklärt. Wenn die Leckrate L in Gleichung 1 konstant ist, wie durch den gestrichelten Graph in 2 illustriert ist, wird, wenn das Gasaustauschintervall T lang ist, L × T groß. Somit ist es notwendig, damit Pd in Gleichung 1 Pd ≤ Pdth erfüllt, eine Evakuierung durch die Vakuumpumpe 14 durchführen zu lassen, bis der Druck in dem Vakuumbehälter 7 ungefähr 0,1 bis 0,01 Torr erreicht hat, um den zu erreichenden Zieldruck Pdl des Verunreinigungsgases nach der Evakuierung zu reduzieren. Typischerweise bedarf es ungefähr 30 Minuten, um diese Evakuierung durchzuführen.
  • Allerdings kann in der vorliegenden Ausführungsform, wie durch den durchgezogenen Graph in 2 illustriert ist, L × T durch Einstellen des Gasaustauschintervalls T auf einen kleinen Wert verringert werden, wenn die Leckrate L (Gradient einer durchgezogenen Linie 20) die Gleiche ist wie im oberen Fall. Folglich ist es möglich, den zu erreichenden Zieldruck Pdl des Verunreinigungsgases nach einer Evakuierung bei dem Pd in Gleichung 1 Pd < Pdth erfüllt, zu erhöhen. Somit ist es nicht erforderlich eine Evakuierung des Vakuumbehälters 7 bis ganz hinunter auf 0,1 bis 0,01 Torr durchzuführen und somit kann die Evakuierungszeit verkürzt werden.
  • Eine Verkürzung der Evakuierungszeit durch das Gasaustauschverfahren in der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 ist ein Diagramm, das durch seitliches Verschieben des durchgezogenen Graphen für den Fall in dem das Gasaustauschintervall T kurz ist und des gestrichelten Graphen für den Fall in dem das Gasaustauschintervall T in 2 lang ist, sodass eine durchgezogene Linie 21 und eine gestrichelte Linie 22 (Evakuierungsstartzeit) überlappen, und durch Vergrößern der Graphen erhalten wird.
  • Normalerweise verändert sich der erreichte Vakuumgrad, exponentiell bezüglich der Evakuierungszeit, wie in 3 illustriert ist, somit kann eine große Reduzierung der Evakuierungszeit (Gasaustauschzeit) von Texl zu Texs nur durch eine Veränderung des zu erreichenden Vakuumgrads zum Beispiel von 0,1 zu 0,5 Torr realisiert werden. In 3 zeigt die vertikale Achse den Verunreinigungsgasdruck an. Allerdings hat der Gesamtdruck in dem Vakuumbehälter 7 auch dieselbe Tendenz.
  • Zudem verändert sich die Leckrate L normalerweise nicht, solange wie die Vakuumdichtfläche nicht während der Wartung oder desgleichen gebrochen wird, somit ist es nicht notwendig, die Leckrate L jedes Mal, wenn ein Lasergasaustausch durchgeführt wird, zu messen und der gemessene Wert nach der Wartung kann als ein abgeschätzter Wert verwendet werden.
  • Das Lasergasaustauschverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug auf das Flussdiagramm, das in 4 illustriert ist, beschrieben. Erstens, das Intervall T zwischen Lasergasaustauschen wird so bestimmt, dass es gleich oder länger als die Zeitspanne für die der Gaslaseroszillator 1 durchgehend verwendet wird, ist und so kurz wie möglich ist (Schritt S41). Zum Beispiel wird das Intervall T zwischen Lasergasaustauschen durch einen Benutzer mittels des Eingabegerätes 18 eingegeben und wird in einer Speichereinheit (nicht gezeigt) der Steuereinheit 10 gespeichert.
  • Als nächstes wird die Leckrate L auf Grundlage des Messergebnisses des Druckmessers 13 oder des abgeschätzten Werts bestimmt (Schritt S42). Die Leckrate L von dem Druckmesser 13 oder dem Eingabegerät 18 wird auch, zum Beispiel in der Speichereinheit (nicht gezeigt) der Steuereinheit 10, gespeichert.
  • Auf Grundlage des zulässigen Verunreinigungsgasdrucks Pdth, der, in einer ähnlichen Weise zu dem Intervall T und der Leckrate L, zusätzlich zu dem Intervall T zwischen Lasergasaustauschen und der Leckrate L, die bestimmt und in den oberen Schritten zum Beispiel in der Speichereinheit (nicht gezeigt) der Steuereinheit 10 gespeichert sind, gespeichert ist, bestimmt die Steuereinheit 10 den zu erreichenden Zieldruck Pdl des Verunreinigungsgases und den zu erreichenden Zieldruck in dem Vakuumbehälter 7 in Übereinstimmung damit (Schritt S43).
  • Danach wiederholt die Steuereinheit 10, jedes Mal, wenn das Intervall T zwischen den Lasergasaustauschen verstreicht, eine Evakuierung durch die Vakuumpumpe 14 und eine Befüllung des Vakuumbehälters 7 mit dem Lasergas durch die Lasergasversorgungsquelle 12, solange bis der Verunreinigungsgasdruck Pdl erreicht ist (das Innere des Vakuumbehälters 7 erreicht den zu erreichenden Zieldruck) (Schritt S44). Als umgekehrte Betriebsweise betrachtet, ist es möglich das Intervall T zwischen Lasergasaustauschen so zu bestimmen, dass der zu erreichenden Zieldruck Pdl des Verunreinigungsgases in Übereinstimmung mit der Zeit für welche die Evakuierungszeit verkürzt werden muss, hoch wird.
  • Wie oben beschrieben, ist es nicht notwendig, wenn sich die Lasergasverunreinigung aufgrund von Leckage von der Außenseite des Oszillatorgehäuses her vergrößert, eine Evakuierung des Inneren des Oszillatorgehäuses bis ganz hinunter auf 0,1 bis 0,01 Torr durchzuführen, wenn die verstrichene Zeit zu dem Lasergasaustausch kurz ist. Dementsprechend kann die Evakuierungszeit zum Zeitpunkt eines Gasaustauschs durch das Lasergasaustauschverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verkürzt werden, somit kann ein Gasaustausch in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Der Aufbau des Gaslaseroszillators 1 in der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Gleiche wie der in 1. Wenn der Gaslaseroszillator 1 routinemäßig verwendet wird und ein Lasergasaustausch durchgeführt wird, wird die Beziehung der folgenden Gleichung (2) erfüllt, um zu bewirken dass die Menge des Verunreinigungsgases in dem Gehäuse (der Vakuumbehälter 7) nach jedem Lasergasaustausch gesättigt wird (um einen stationären Wert beizubehalten). Das ist die Beziehung, die auf der Basis des Verhältnisses des Verunreinigungsgasdrucks vor und nach einer Evakuierung zu dem Gesamtdruck, erforderlich ist. Pda =(Pda + L × T) × Pv/(Pl + L × T) (2) wobei Pda (Torr) der Verunreinigungsgasdruck nach einem Lasergasaustausch ist, Pl (Torr) der Gesamtdruck einschließlich eines Lasergases, mit dem das Gehäuse sofort nach einem Lasergasaustausch befüllt wird, ist und Pv (Torr) der erreichte Druck (Gesamtdruck) in dem Gehäuse nach einer Evakuierung ist.
  • Außerdem muss die folgende Gleichung (3) erfüllt werden, um eine stabile Laseroszillation zu erhalten. Pdth ≥ Pda + L × T (3)
  • Der zu erreichende Evakuierungsdruck Pv wird so durch Bestimmen des Lasergasaustauschintervalls T geändert, dass er die Anforderung des Benutzers innerhalb der Bedingungen, welche die obere Gleichung (2) und Gleichung (3) erfüllen, erwidert, somit kann die Evakuierungszeit optimiert und verkürzt werden, während der Verunreinigungsgasdruck, bei dem eine stabile Laseroszillation erhalten werden kann, in einer ähnlichen Weise zur ersten Ausführungsform aufrechterhalten wird.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Wie oben beschrieben, sind der Gaslaseroszillator und das Gasaustauschverfahren für den Gaslaseroszillator gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich für einen abgeschlossenen Gaslaseroszillator und besonders zum Verkürzen der Lasergasaustauschzeit geeignet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gaslaseroszillator
    2
    Entladungselektrode
    3
    Gaszirkulationsgebläse
    4
    Teilreflexionsspiegel
    5
    Totalreflexionsspiegel
    6
    Wärmetauscher
    7
    Vakuumbehälter (luftdichter Behälter)
    8
    Temperatursteuereinheit
    9
    Schaltfeld
    10
    Steuereinheit
    11
    Laserlicht
    12
    Lasergasversorgungsquelle
    13
    Druckmesser
    14
    Vakuumpumpe
    15, 16, 17
    Ventil
    18
    Eingabegerät
    S41 bis S44
    Schritt

Claims (6)

  1. Gaslaseroszillator (1), der ein abgeschlossener Gaslaseroszillator (1) ist, mit: einem luftdichten Behälter (7), einer Lasergasversorgungsquelle (12), die dem luftdichten Behälter (7) ein Lasergas zuführt, und einer Vakuumpumpe (14), die mit dem luftdichten Behälter (7) verbunden ist und in jedem vorbestimmten Intervall (T) zwischen Lasergasaustauschen, das so bestimmt ist, dass es größer oder gleich der Zeitspanne für die der Gaslaseroszillator (1) durchgehend verwendet wird und so kurz wie möglich ist, eine Evakuierung durchführt, bis ein Druck eines Inneren des luftdichten Behälters (7) einen zu erreichenden Zieldruck (Pdl) erreicht hat, und der Laseroszillationen in einem Zustand durchführt in dem der luftdichte Behälter (7) mit dem Lasergas befüllt ist, wobei der Gaslaseroszillator aufweist: eine Steuereinheit (10), die den zu erreichenden Zieldruck (Pdl) so bestimmt, dass er kleiner oder gleich einem Wert ist, der der Subtraktion eines Produkts des Intervalls (T) und einer Leckrate (L) eines Verunreinigungsgases von einer Außenseite in den luftdichten Behälter (7) nach der Evakuierung, von einem zulässigen Verunreinigungsgasdruck (Pdth), bei dem der Gaslaseroszillator (1) imstande ist betrieben zu werden, entspricht.
  2. Gaslaseroszillator (1) nach Anspruch 1, bei dem ein abgeschätzter Wert für die Leckrate (L) verwendet wird.
  3. Gaslaseroszillator (1) nach Anspruch 1, ferner mit einem Druckmesser (13) in dem luftdichten Behälter (7), wobei die Leckrate (L) aufgrund eines Messergebnisses des Druckmessers (13) erhalten wird.
  4. Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator (1) der ein abgeschlossener Gaslaseroszillator (1) ist, mit: einem luftdichten Behälter (7), einer Lasergasversorgungsquelle (12), die dem luftdichten Behälter (7) ein Lasergas zuführt, und einer Vakuumpumpe (14), die mit dem luftdichten Behälter (7) verbunden ist, und der Laseroszillationen in einem Zustand durchführt, in dem der luftdichte Behälter (7) mit dem Lasergas gefüllt ist, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Intervalls (T) zwischen Lasergasaustauschen, so dass es größer oder gleich der Zeitspanne für die der Lasergasoszillator (1) durchgehend verwendet wird und so kurz wie möglich ist; Bestimmen eines zu erreichenden Zieldrucks (Pdl) in dem luftdichten Behälter (7) so, dass er kleiner oder gleich einem Wert ist, der der Subtraktion eines Produkts des Intervalls (T) und einer Leckrate (L) eines Verunreinigungsgases von einer Außenseite in den luftdichten Behälter (7) nach der Evakuierung, von einem zulässigen Verunreinigungsgasdruck (Pdth), bei dem der Gaslaseroszillator (1) imstande ist betrieben zu werden, entspricht; Durchführen einer Evakuierung des luftdichten Behälters (7) durch die Vakuumpumpe (14) in einem Evakuierungsschritt, bis das Verunreinigungsgas den zu erreichenden Zieldruck (Pdl) erreicht hat, jedes Mal, wenn das Intervall (T) zwischen den Lasergasaustauschen verstreicht; und Befüllen des luftdichten Behälters (7) mit dem Lasergas durch die Lasergasversorgungsquelle (12) nachdem das Verunreinigungsgas den zu erreichenden Zieldruck (Pdl) im Evakuierungsschritt erreicht hat.
  5. Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator (1) gemäß Anspruch 4, bei dem ein abgeschätzter Wert für die Leckrate (L) verwendet wird.
  6. Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator (1) gemäß Anspruch 4, bei dem ein Druckmesser in dem luftdichten Behälter (7) enthalten ist, und die Leckrate (L) aufgrund eines Messergebnisses des Druckmessers (13) erhalten wird.
DE201111103512 2010-10-19 2011-09-13 Gaslaseroszillator und Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator Active DE112011103512B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010234968 2010-10-19
JP2010-234968 2010-10-19
PCT/JP2011/070899 WO2012053298A1 (ja) 2010-10-19 2011-09-13 ガスレーザ発振器、及びガスレーザ発振器におけるガス交換方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112011103512T5 DE112011103512T5 (de) 2013-09-26
DE112011103512B4 true DE112011103512B4 (de) 2015-01-15

Family

ID=45975020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201111103512 Active DE112011103512B4 (de) 2010-10-19 2011-09-13 Gaslaseroszillator und Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8576891B2 (de)
JP (1) JP5241963B2 (de)
DE (1) DE112011103512B4 (de)
WO (1) WO2012053298A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5903605B2 (ja) * 2013-02-21 2016-04-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーザ発振装置及びレーザ加工機
JP5855689B2 (ja) 2014-02-20 2016-02-09 ファナック株式会社 起動工程を効率化したガスレーザ装置
CN108092123B (zh) * 2017-12-27 2019-08-16 华中光电技术研究所(中国船舶重工集团公司第七一七研究所) 用于连通激光器和真空环境的管道及其制造方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03286585A (ja) * 1990-04-03 1991-12-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガスレーザ発振装置の制御方法
JPH118426A (ja) * 1997-06-17 1999-01-12 Amada Co Ltd レーザ発振器の制御装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0758816B2 (ja) 1988-08-30 1995-06-21 三菱電機株式会社 ガスレーザ装置におけるレーザ媒質ガス交換方法
JP2706485B2 (ja) 1988-10-07 1998-01-28 ファナック株式会社 レーザガス置換量制御方法
JP2737177B2 (ja) * 1988-11-11 1998-04-08 株式会社ダイヘン 炭酸ガスレーザ発振器の起動方法
JP4650881B2 (ja) * 2005-04-20 2011-03-16 株式会社小松製作所 エキシマレーザ装置とレーザガス交換方法と部分ガス交換量演算方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03286585A (ja) * 1990-04-03 1991-12-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガスレーザ発振装置の制御方法
JPH118426A (ja) * 1997-06-17 1999-01-12 Amada Co Ltd レーザ発振器の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112011103512T5 (de) 2013-09-26
WO2012053298A1 (ja) 2012-04-26
JP5241963B2 (ja) 2013-07-17
JPWO2012053298A1 (ja) 2014-02-24
US20130186476A1 (en) 2013-07-25
US8576891B2 (en) 2013-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60038657T2 (de) Automatisches Fluorkonzentration-Steuersystem für Excimerlaser
DE112011103512B4 (de) Gaslaseroszillator und Gasaustauschverfahren für einen Gaslaseroszillator
DE102012220442A1 (de) Vakuumpumpensystem zur Evakuierung einer Kammer sowie Verfahren zur Steuerung eines Vakuumpumpensystems
DE3935084A1 (de) Verfahren und geraet zur gasregulierung in einem halogengaslaser
DE102011012821A1 (de) Gaslaservorrichtung
DE10028517B4 (de) Thermostatische Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung
DE4019060C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schutze eines Kompressors in einem Kühlsystem vor Schmiermittelverlust
DE2941544A1 (de) Verfahren zum aufrechterhalten des fluidstandes in einem mit fluid gefuellten behaelter
DE60220170T2 (de) Energieschonender absperrschieber
DE102007028704A1 (de) Verfahren zur Überwachung der Ölfüllung eines elektrischen Transformators
DE102015007501B4 (de) Gaslaseroszillator mit Abschätzung der Abdichtung des Gasbehälters
DE4225221A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Röntgenanlage mit einem Röntgenstrahler
DE102011102878B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Dampfgenerators
DE3425412C2 (de)
EP2757342B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Produkts
DE2360757A1 (de) Automatisches steuern eines verfahrens zum thermischen vergasen von kohlenwasserstoffen mit sauerstoff und wasserdampf
DE10244105B3 (de) Verfahren zur Energiestabilisierung gasentladungsgepumpter, in definierten Impulsfolgen betriebener Strahlungsquellen
DE102014107553B3 (de) Verfahren zur Ansteuerung einer Vorrichtung zur Luftbefeuchtung und Vorrichtung zur Luftbefeuchtung
DE855747C (de) Einrichtung zur Kontrolle und Regelung des auf einer Ofenverankerung lastenden Druckes
DE4439516C2 (de) Verfahren zur Verhinderung von Gaseintrag in das Kondensat einer Dampfkraftanlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3242968C2 (de) Verfahren zur Regelung der Speisewasserzufuhr zu Dampferzeugern
DE4132148C1 (de)
DE235303C (de)
DE102022123544A1 (de) Verfahren zur steuerung eines brennstoffzellensystems mit einem wasserstoff-brennstoff-injektor/ejektor
AT39679B (de) Einrichtung zur selbsttätigen Konstanthaltung bezw. Regelung des Härtegrades von Röntgenröhren.

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final