DE3425902A1

DE3425902A1 - Method for long-term operation of a gas laser, and a device for this purpose

Info

Publication number: DE3425902A1
Application number: DE19843425902
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl.-Chem. Dr. Basting; Kristian Dipl.-Phys. Dr. 3400 Göttingen Hohla
Original assignee: Lambda Physik AG
Current assignee: Lambda Physik AG
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1986-01-16

Abstract

A method is proposed for the long-term operation of a gas laser for controlling the output power of the gas laser to be constant. The gas laser is pumped by means of electrical discharge. Depending on the consumption rates, the gas is exchanged continuously or non-continuously, the gas not only being simply exchanged but its composition also being matched to the respective operating conditions. In this case, power-range matching is carried out, in a computer-aided manner, with respect to the gas composition and gas pressure, non-uniform discharging is taken into account by changing the gas composition in a step-by-step manner, and the change of the electrode profile with respect to a uniform burning rate is influenced by matched variation of the gas composition.

Description

Beschreibung description

Verfahren für den Langzeitbetrieb eines Gaslasers und Einrichtung dazu Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Langzeitbetrieb eines Gaslasers zur Konstant-Steuerung der Ausgangsleistung des Gaslasers, welcher durch elektrische Entladung gepumpt wird, mit Gasaustausch von Gasgemischen und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Procedure for long-term operation of a gas laser and device The invention relates to a method for long-term operation of a gas laser for constant control of the output power of the gas laser, which is generated by electrical Discharge is pumped, with gas exchange of gas mixtures and a device for Implementation of the procedure.

Gaslaser der genannten Art sind bekannt. Ein Beispiel für den Stand der Technik der Gaslaser findet sich in DE-PS 32 12 928. Ein solcher entladungsgepumpter Laser weist ein Entladungsgefäß auf an dessen Endbereichen in der Nähe der Fenster Gaseinlässe und im Bereich dazwischen Gasauslässe angeordnet sind. Das bekannte Problem der Gasalterung wird entsprechend dem dort gemachten Vorschlag gelöst, indem Gaseinlaß/Gasauslaß über Leitungen und Umwälzpumpe an eine Reinigungseinrichtung angeschlossen sind. Die Notwendigkeit für eine Reinigung des Gases bzw.Gas lasers of the type mentioned are known. An example of the booth the technology of gas lasers can be found in DE-PS 32 12 928. Such a discharge-pumped one Laser has a discharge vessel at its end regions in the vicinity of the window Gas inlets and gas outlets are arranged in the area between them. The known The problem of gas aging is solved according to the proposal made there by Gas inlet / outlet via lines and circulation pump to a cleaning device are connected. The need for cleaning the gas or

Gasgemisches ergibt sich aus einer ganzen Reihe von Ursachen, deren einzelner Beitrag zu der Verunreinigung bzw. Veränderung des Gasgemisches nur ungefähr abschätzbar ist. Reaktionen der Gase bei Gasgemischen untereinander oder mit dem Wandmaterial der Vorrichtung, Reaktionen mit dem Elektrodenmaterial oder Vergiftung des Gases durch an der Wand absorbiertes Gas sind die am häufigsten feststellbaren Ursachen für das Problem der oben aufgezeigten Art.Gas mixture results from a whole series of causes, their individual contribution to the contamination or change in the gas mixture is only approximate is assessable. Reactions of gases with gas mixtures with one another or with the Wall material of the device, reactions with the electrode material, or poisoning of gas through gas absorbed on the wall are the most commonly detectable Causes for the problem of the kind shown above.

Es sind in der neueren Literatur eine ganze Reihe von Vorschlägen gemacht worden um einen Langzeitbetrieb des Gaslasers unter stabilen und konstanten Ausgangsleistungswerten sicherzustellen.There are quite a number of suggestions in the recent literature made around a long-term operation of the gas laser under stable and constant Ensure output power values.

Aus T. J. McKee, D. J. James, W. S. Nip, R. W. Weeks, "Lifetime extension of XeCl and KrCl lasers with additives", Appl. Phys. Lett. 36, 943 (1980), ist es bekannt, einer Alterung des Lasergases entgegenzuwirken indem geeignete Zusätze in das Gas gemischt werden. Wie Untersuchungen aufzeigen, kann die Betriebsdauer hinsichtlich einer konstanten Ausgangsleistung verlängert werden, verhindert werden kann die Alterung jedoch nicht. Kombiniert mit der Bereitstellung eines Gasgemisches wird in einem anderen Vorschlag eine geeignete Auswahl von iMaterialien für Wandungen, Dichtungen u. dgl., R. Tennant "Control of Contaminants in XeCl Lasers1,, Laser Focus October 1981, Seiten 65 - 68. In Kombination zu der Bereitstellung eines Gasgemisches, der gezielten Auswahl der verwendeten Materialien wird in dieser Literaturstelle darüber hinaus auch ein Gasumlaufsystem vorgeschlagen. Einen Schritt weiter gehen K. O. Kutschke, P. A. Hackett, C. Wills, "Rare gas recovery systems for rare gas halide lasers", Rev. Sci. Instrum. 52 (11), 1655 (1981), welche einen wiederholten Austausch des Gasgemisches vorschlagen. Den Gasaustausch soll ein Herausfiltern von Mischungsbestandteilen begleiten, wobei insbesondere der Wiedergewinnung des Xenon in XeCl-Lasern Augenmerk geschenkt wird. Gleichzeitig wird aber darauf hingewiesen, daß ein kontinuierliches Reinigen der Gasmischung kaum kosteneffektiv durchgeführt werden kann.From T.J. McKee, D.J. James, W. S. Nip, R. W. Weeks, "Lifetime extension of XeCl and KrCl lasers with additives ", Appl. Phys. Lett. 36, 943 (1980) is known to counteract the aging of the laser gas by adding suitable additives mixed into the gas. As studies show, the operating time can in terms of constant output power can be prevented however, aging cannot. Combined with the provision of a gas mixture Another proposal suggests a suitable selection of materials for walls, Seals and the like, R. Tennant, "Control of Contaminants in XeCl Lasers1 ,, Laser Focus October 1981, pages 65 - 68. In combination with the provision of a gas mixture, The specific selection of the materials used is discussed in this reference a gas circulation system is also proposed. Go one step further K. O. Kutschke, P.A. Hackett, C. Wills, "Rare gas recovery systems for rare gas halide lasers ", Rev. Sci. Instrum. 52 (11), 1655 (1981), which repeated one Suggest replacement of the gas mixture. The gas exchange should be filtered out of mixture components, in particular the recovery of the Attention is paid to xenon in XeCl lasers. At the same time, however, it is pointed out that that continuous cleaning of the gas mixture is hardly cost effective can be.

Insbesondere ist auch darauf hinzuweisen, daß mit dem vorgeschlagenen Verfahren nicht nur die schädlichen Beimischungen sondern auch die notwendigen wie z. B. das Fluor oder auch das Helium mitentfernt werden und daher nach dem Reinigungsprozeß wieder dem Gas zugesetzt werden müssen. Für ein kontinuierliches Austauschsystem wird schließlich in der genannten Literaturstelle darauf hinge- wiesen, daß Beobachtersysteme zur Sicherstellung von konstantem Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung Verwendung finden müssen. Das hierbei ganz erhebliche Mehrkosten anfallen wird von den Autoren nicht verschwiegen.In particular, it should also be noted that with the proposed Process not only the harmful admixtures but also the necessary how z. B. the fluorine or the helium are also removed and therefore after the cleaning process must be added to the gas again. For a continuous exchange system finally in the cited literature reference is made to grasslands, that observer systems to ensure constant pressure, temperature and gas composition Must find use. This will result in very significant additional costs not withheld from the authors.

In einer weiteren Literaturstelle, Z. I. Ashurly et al "Catalytic regeneration of the gas mixture in an electronbeam-controlled closed-cycle C02-laser", Sov. J. Quantum Electron, 11 (11), 1477 (1981), wird auf zwei Methoden hingewiesen, die optimale Gasmischung beibehalten zu können. Nach der einen Methode soll eine kontinuierliche Ergänzung bestimmter Anteile der Gasmischung erfolgen, nach der zweiten Methode soll eine katalytische Regenerierung im Sinne einer chemischen Aufbereitung der Gasmischung erfolgen. Diese, für C02-Laser untersuchte katalytische Methode hat dabei - stellvertretend für alle bekannten Verfahren - erkannt, daß Wechsel in der Zusammensetzung der Gasmischung zu schädlichen Auswirkungen auf die konstante Leistungsabgabe des Lasers führen.In another reference, Z. I. Ashurly et al "Catalytic regeneration of the gas mixture in an electronbeam-controlled closed-cycle C02-laser ", So V. J. Quantum Electron, 11 (11), 1477 (1981), reference is made to two methods, to be able to maintain the optimal gas mixture. According to one method, a continuous supplementation of certain proportions of the gas mixture take place after the The second method is a catalytic regeneration in the sense of a chemical treatment the gas mixture take place. This catalytic method investigated for CO2 lasers has recognized - as a representative of all known processes - that change in the composition of the gas mixture to harmful effects on the constant Lead power output of the laser.

Schließlich ist auch ein Laser bekannt, bei dem unter Verwendung eines Mikroprozessors anhand der Ausgangsleistung ein Vergleich mit der gewünschten Pulsleistung stattfindet und eine entsprechende Nachregelung der Ladespannung erfolgt, QUESTEK, Series 2000 Excimer Lasers with POWERLOK, QUESTEK, Inc., Bedford,Massachusetts, USA. Ebenfalls wird für diesen Laser eine mikroprozessorgesteuerte automatische Gasfüllung angekündigt wobei der Mikroprozessor ein einstellbares vorprogrammiertes Mischungsrezept für die automatische Gasfüllung ausführt.Finally, a laser is also known in which, using a Microprocessor based on the output power, a comparison with the desired pulse power takes place and a corresponding readjustment of the charging voltage takes place, QUESTEK, Series 2000 Excimer Lasers with POWERLOK, QUESTEK, Inc., Bedford, Massachusetts, UNITED STATES. A microprocessor-controlled automatic is also used for this laser Gas filling announced with the microprocessor an adjustable preprogrammed Executes the mixture recipe for automatic gas filling.

Allen genannten Verfahren und Einrichtungen liegt das Prinzip zugrunde, die Alterung des Gases bzw. Gasgemisches und die daraus resultierenden schädlichen Auswirkungen auf die Laserleistung zu reduzieren, indem das Ausgangsgasgemisch aufrechterhalten wird. Die Ergebnisse zeigen, daß die Alterung des Gases hinausgezögert aber nicht verhindert werden kann. Außerdem ist keinesfalls sicherge- stellt, daß die vorgeschlagenen Maßnahmen ausreichend kostengünstig durchgeführt werden können.All procedures and facilities mentioned are based on the principle the aging of the gas or gas mixture and the resulting harmful effects Reduce impact on laser power by maintaining the starting gas mixture will. The results show that the aging of the gas is delayed but not can be prevented. In addition, it is by no means certain represents, that the proposed measures can be carried out sufficiently inexpensively can.

Ein weiteres Problem beim Langzeitbetrieb der genannten Laser, welches auch durch frische Gasfüllung nicht verhindert werden kann, ist die Veränderung der Elektrodenform infolge Abbrandes während des Betriebes. So ist zwar bekannt, durch Auswahl des Elektrodenmaterials die Funkenerosion zu reduzieren, jedoch ist eine Energieabnahme der Laserpulse infolge der Änderung der Elektrodenform und damit der Gasentladung auf Dauer nicht zu verhindern.Another problem with long-term operation of the said lasers, which The change cannot be prevented even with fresh gas filling the shape of the electrodes as a result of burn-off during operation. It is well known to reduce spark erosion by selecting the electrode material, however a decrease in the energy of the laser pulses as a result of the change in the shape of the electrodes and thus the gas discharge cannot be prevented in the long term.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben mit dem es möglich ist, den Langzeitbetrieb von Gaslasern kostengünstig und ohne großen apparativen Aufwand den jeweiligen Betriebsbedingungen anzupassen, welche sich aus den Problemen der Gasalterung und Elektrodenänderung ergeben, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the beginning Specify the type with which it is possible to cost-effectively the long-term operation of gas lasers and to adapt it to the respective operating conditions without major expenditure on equipment, which result from the problems of gas aging and electrode change, as well as specify a facility for carrying out the procedure.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß während des Laserbetriebs eine gezielte Anpassung der Gaszusammensetzung und der Ladespannung an die jeweiligen Betriebsbedingungen des Lasers erfolgt und die Anpassung rechnergestützt ist, wobei a) für den Betrieb indem aewünschten TJeistungsbereich des Lasers Gaszusammensetzung und Gesamtdruck angepaßt werden, b) anhand der Abbrandraten der Entladungselektroden unleichförmiaer Entladung durch eine schrittweise minderung der Gaszusammensetzung entgegengewirkt wird, c) die Änderung des Elektrodenprofils hinsichtlich eines gleichmäßigen Abbrandes durch abgestimmte Variation der Gaszusammensetzung beeinflußt wird.This object is achieved in that a targeted adaptation of the gas composition and the charging voltage to the respective Operating conditions of the laser takes place and the adaptation is computer-aided, wherein a) for operation in the desired power range of the laser gas composition and total pressure can be adapted, b) on the basis of the burn rates of the discharge electrodes uneven discharge due to a gradual reduction of the gas composition is counteracted, c) the change in the electrode profile with respect to a uniform Burn-off is influenced by coordinated variation of the gas composition.

Aus den Unteransprüchen erheben sich weitere Auscrestaltunqen und die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein wesentlicher Kern der Erfindung besteht darin, daß vorhandene Gasgemisch nicht nur einfach auszutauschen, wie dies im Stande der Technik geschieht, sondern ins- besondere auch die Zusammensetzung des Gasgemisches den Betriebsbedingungen anzupassen. Während mithin nach dem Stande der Technik versucht wird, durch eine Anzahl insbesondere flankierender Maßnahmen das Gasgemisch auf eine einmal eingestellte Zusammensetzung zu halten geht die Erfindung den umgekehrten Weg und stellt darauf ab, den unterschiedlichen Betriebsbedinqungen,wie sie bei dem Langzeitbetrieb von Gaslasern infolge von gewollten Leistungsänderungen, Gasalterung und Elektrodenabnutzung entstehen, dadurch Rechnung zu tragen, daß eine rechnergestützte Anpassung an diese Betriebszustände erfolgt.Further Auscrestaltunqen and arise from the subclaims the facility for carrying out the procedure. An essential core of the invention consists in not simply exchanging the existing gas mixture, like this happens in the state of the art, but rather special ones too Adjust the composition of the gas mixture to the operating conditions. While therefore according to the prior art is attempted by a number in particular flanking Measures to keep the gas mixture on a once set composition the invention goes the opposite way and focuses on the different Operating conditions as they are wanted in the long-term operation of gas lasers as a result of Changes in performance, gas aging and electrode wear arise, this accounts for it to bear that a computer-aided adaptation to these operating conditions takes place.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, daß Gasdruck und Gaszusammensetzung unterschiedliche Auswirkungen bei Variation dieser Parameter auf den Langzeitbetrieb im Sinne der Konstantsteuerung der Ausgangs leistung des Lasers haben. Der Stand der Technik hat nun diese Erkenntnis dazu benutzt, die optimale Gaszusammensetzung zu ermitteln und diese über die Betriebsdauer beizubehalten, beispielsweise durch Regenerierung oder Austausch des gealterten Gemisches gegen ein aufgefrischtes Gemisch gleicher Zusammensetzung. Die Erfindung beschreitet dagegen den Weg, den sich ändernden Betriebsbedingungen dadurch Rechnung zu tragen, daß die Gaszusammensetzung, der Gasdruck anhand vorbestimmter Kriterien ständig rechnergestützt geändert werden. Hierbei kann sowohl der Weg beschritten werden, vorprogrammierte Änderungen anhand gegebener Betriebszustände vorzunehmen, als auch nach entsprechenden Funktionen jeweils zu errechnende Änderungen auszuführen.From the prior art it is known that gas pressure and gas composition different effects of varying these parameters on long-term operation in terms of constant control of the output power of the laser. The stand technology has now used this knowledge to determine the optimal gas composition to determine and to maintain this over the operating time, for example by Regeneration or replacement of the aged mixture with a refreshed mixture same composition. The invention, on the other hand, treads the path that is changing Operating conditions to take into account that the gas composition, the Gas pressure can be constantly changed with the aid of a computer based on predetermined criteria. Here, the path can be followed, using preprogrammed changes to undertake the given operating conditions, as well as according to the corresponding functions to carry out the changes to be calculated in each case.

Die Erfindung ist im nachfolgenden noch näher erläutert. Die Einrichtung wird anhand der Fiaur weiter unten näher erläutert.The invention is explained in more detail below. The establishment is explained in more detail below with reference to the figure.

Wie bereits ausgeführt liegt der Erfindung die Idee zugrunde, den Langzeitbetrieb von Gaslasern durch rechnergesteuerte Anpassung von Gaszusammensetzung/Gasdruck und Ladespannung zu optimieren. Wichtiger Ausgangspunkt ist des weiteren, daß eine Regelung der Laser- ausgangsleistung allein durch die Ladespannung nur über einen begrenzten Leistungs- und Zeitbereich möglich ist.As already stated, the invention is based on the idea Long-term operation of gas lasers through computer-controlled adjustment of gas composition / gas pressure and optimize the charging voltage. Another important starting point is that a Regulation of the laser output power solely through the charging voltage is only possible over a limited performance and time range.

Bei einem Abfall der Leistung infolge von Gasaufbrauch bzw. Gasverunreinigungen kann zwar zum Ausgleich die zugeführte elektrische Leistung erhöht werden, eine solche Nachregelung ist jedoch nur in einem bestimmten Leistungsbereich sinnvoll und möglich, da mit zunehmender Betriebsdauer die Effizienz des Lasers absinkt. Nach der Erfindung wird daher neben einer Spannungsregelung auch eine Gasregelung vorgenommen. Hierbei wird das Gas, je nach den Verbrauchswerten, kontinuierlich bzw. diskontinuierlich ausgetauscht. Dieser, an sich aus dem Stand der Technik bekannte Schritt des Gasaustausches wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nun dahin weitergebildet, daß die Gasmischung in ihrer Zusammensetzung den Betriebsbedingungen angepaßt wird. Im Vordergrund stehen aber insbesondere die nachstehend näher geschilderten Regelungsmechanismen.In the event of a drop in performance due to gas consumption or gas contamination Although the electrical power supplied can be increased to compensate, a such readjustment is only useful in a certain performance range and possible, since the efficiency of the laser decreases with increasing operating time. According to the invention, therefore, in addition to voltage regulation, gas regulation is also provided performed. Here the gas, depending on the consumption values, is continuous or exchanged discontinuously. This, known per se from the prior art The gas exchange step is now further developed according to the method according to the invention, that the gas mixture is adapted in its composition to the operating conditions. In the foreground, however, are the control mechanisms described in more detail below.

Der Betriebsbereich eines Entladungslasers ist bei gegebener Gasmischung auf einen engen Spannungsbereich begrenzt. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei zu niedriger Spannung die Entladung nicht mehr definiert durchbricht. Will man daher Entladungslaser in einem unteren Leistungsbereich betreiben, müssen sich Gaszusammensetzungen und Gesamtdruck entsprechend ändern.The operating range of a discharge laser is for a given gas mixture limited to a narrow voltage range. The reason for this is that too low voltage the discharge no longer breaks through in a defined manner. So you want Operating discharge lasers in a lower power range requires gas compositions and change the total pressure accordingly.

Des weiteren ist zu beachten, daß mit zunehmender Betriebsdauer sich die Form der Entladungselektroden durch Funkenerosion ändert. Als Folge hiervon ändert sich ebenfalls die Entladungsform und damit die Energieverteilung im Laserstrahl. Im Extremfall kommt es zu einer Aufteilung in zwei Entladungszonen. Dies läßt sich mit Hilfe der Gaszusammensetzung steuern. Ein Beispiel hierfür ist der XeCl-Laser, bei dem der Zusatz von Argon statt Neon die Entladezonen verändert. Bei bekannten Abbrandraten kann durch eine Vorprogrammierung im Gasaustauschprogramm dieser ungleichförmigen Entladung Rechnung getragen werden, indem schrittweise die Gaszusammensetzung geändert wird. Schließlich wird die nutzbare Lebensdauer der Elektroden durch die Abbrandraten bestimmt. Wichtig ist hierbei, daß der Lebensdauer begrenzende Prozeß nicht der gesamte Abbrand ist sondern die Änderung des Elektrodenprofils. Durch geeignete Variation der Gaszusammensetzung läßt sich ein gleichmäßiger Abbrand erzielen, so daß die Lebensdauer der Entladeelektroden um ein Vielfaches verlängert wird.Furthermore, it should be noted that with increasing operating time changes the shape of the discharge electrodes by spark erosion. As a result of this the shape of the discharge and thus the energy distribution in the laser beam also change. In extreme cases, there is a division into two discharge zones. This can be control with the help of the gas composition. An example of this is the XeCl laser, in which the addition of argon instead of neon changes the discharge zones. At acquaintances This can be non-uniform through preprogramming in the gas exchange program Discharge can be taken into account by gradually changing the gas composition changed will. Ultimately, the useful life of the electrodes is determined by the burn rates certainly. It is important here that the service life-limiting process is not the total burn-up is the change in the electrode profile. Through suitable A uniform burn-off can be achieved by varying the gas composition, see above that the service life of the discharge electrodes is extended many times over.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mittels einer Anzahl von Maßnahmen mithin eine gezielte, rechnergestützte Anpassung an sich ändernde Betriebs zustände und Betriebsbedingungen vorgenommen. Leistungssteuerung und Berücksichtigung der Gas- und Entladeelektroden-Alterungsprozesse führen zu einer wesentlichen Verbesserung im Langzeitbetrieb der genannten Laser.The inventive method is by means of a number of Measures therefore a targeted, computer-aided adaptation to changing operations states and operating conditions. Performance management and consideration the gas and discharge electrode aging processes lead to a substantial improvement in long-term operation of the lasers mentioned.

Wie dieses Verfahren für die Anwendung bei einem Excimer-Laser hinsichtlich der Gaszusammensetzung konkretisiert werden kann, zeigt das folgende Beispiel. Bekanntlich sind Excimer-Laser gepulste Gas-Laser, welche eine Mischung aus Edelgas und einem Halogen als aktivem Medium benutzen. Angegeben werden Zahlenbeispiele für einen Kryptonfluor-Gaslaser. Als Puffergas dient Helium. Die Partialdrücke für Fluor (F2) und Krypton (Kr) bleiben unverändert. Sie betragen 6 mbar für F2 und 120 mbar für Kr. Durch die Variation des Puffergasdrucks von Helium kann die Energie wie folgt geändert werden: 2380 mbar: 275 mJ 1880 mbar: 240 mJ 1380 mbar: 210 mJ 880 mbar: 145 mJ 580 mbar: 100 mJ Zur weiteren Erläuterung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird auf die einzige Figur Bezug genommen.How this procedure applies to the application with an excimer laser The following example shows the gas composition. As is well known Excimer lasers are pulsed gas lasers, which are a mixture of noble gas and a Use halogen as the active medium. Numerical examples are given for one Krypton fluorine gas laser. Helium is used as the buffer gas. The partial pressures for fluorine (F2) and Krypton (Kr) remain unchanged. They are 6 mbar for F2 and 120 mbar for Kr. By varying the buffer gas pressure of helium, the energy can be as follows can be changed: 2380 mbar: 275 mJ 1880 mbar: 240 mJ 1380 mbar: 210 mJ 880 mbar: 145 mJ 580 mbar: 100 mJ For further explanation of the device for implementation of the method, reference is made to the single figure.

Diese zeigt einen Laser 1, dessen Ausgangsleistung über einen Energiesensor 2 überwacht wird, wobei die Ausgangssignale des Energiesensors 2 einem Mikroprozessor 3 zugeführt werden. Dem Mikroprozessor 3 werden ebenfalls die Ausgangssignale eines Drucksensors 5 zugeführt, welcher die Partialdrücke der auszutauschenden bzw. ausgetauschten Gase überwacht. Zur Verdeutlichung ist für die auszutauschenden Gase ein Block 4 eingezeichnet. Detektiert der Energiesensor ein Absinken der Ausgangsleistung des Sensors, so wird über den Mikroprozessor ein Austauschen der Gase in dem vom Mikroprozessor festgestellten erforderlichen Ausmaß durchgeführt, die Partialdrücke werden, wie bereits geschildert, mit Hilfe des Drucksensors 5 überwacht.This shows a laser 1, its output power via an energy sensor 2 is monitored, the output signals of the energy sensor 2 being a microprocessor 3 are fed. The microprocessor 3 are also the output signals a pressure sensor 5, which the partial pressures of the exchanged or exchanged gases monitored. To clarify, is for the gases to be exchanged a block 4 is shown. If the energy sensor detects a drop in output power of the sensor, the microprocessor will exchange the gases in the from Microprocessor determined the required extent carried out, the partial pressures are, as already described, monitored with the aid of the pressure sensor 5.

Neben dieser Grundform einer mikroprozessorgesteuerten Einrichtung ist es darüber hinaus möglich, mittels eines ortsabhängigen Energiesensors, z.B. eines Retikons, eine sich aufgrund des Elektrodenverschleißes ändernde Entladungsform des Gaslasers zu erkennen. Auch dieser Entwicklung kann mit Hilfe des Mikroprozessors und der dargestellten Einrichtung anhand des vorgeschilderten Verfahrens durch Ändern der Gaszusammensetzung entgegengewirkt werden.In addition to this basic form of a microprocessor-controlled device it is also possible, by means of a location-dependent energy sensor, e.g. a reticon, a form of discharge that changes due to electrode wear of the gas laser. This development can also be done with the help of the microprocessor and the device shown using the method described above by changing the gas composition can be counteracted.

Claims

Claims rn (9th method for long-term operation of a gas laser, for constant control of the output power of the gas laser, which is generated by electrical Discharge is pumped, with gas exchange of gas mixtures, thereby g e k e n n -z E i c h n e t that a targeted adjustment of the gas composition during laser operation and the charging voltage to the respective operating conditions of the laser takes place and the adaptation is computer-aided, with a) for operation in the desired performance range of the laser's gas composition and gas pressure can be adjusted b) on the basis of the burn rates of the discharge electrodes of uneven discharge by a step change the gas composition is counteracted c) the change in the electrode profile with regard to an even burn-up through coordinated variation of the gas composition being affected.

2. The method according to claim 1 for an excimer laser, characterized in that that using the gas mixture (e.g. Krypton Fluor (KrF) essentially the gas components are kept constant (fluorine, F2 e.g. 6 mbar) and (krypton Kr e.g. 120 mbad and a variation of the buffer gas pressure (helium) is carried out (e.g. from 580 mbar to 2,380 mbar corresponding to an energy of 100 mJ to 275 mJ).

3. Device for performing the method according to claim 1 and / or Claim 2 with a microprocessor, d.g. that an energy sensor (2) and a pressure sensor (5) are present, the energy sensor (2) the output power of the laser (1) monitored and used to initiate gas exchange and with the help of the pressure sensor (5) the partial pressures of the gases to be exchanged are monitored.

4. Device according to claim 2, d.g. that the energy sensor (2) the The shape of the discharge of the laser (1), which moves due to electrode wear, is detected and the microprocessor (3) a preprogrammed change in the gas composition caused.