JP2006049422A - Gas laser oscillator - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the contamination of a window constituting a gas laser oscillator. <P>SOLUTION: A container structure constituted of a Bessel 1, a gate valve 5, and a housing 6 defines: a main cavity S<SB>1</SB>in which a laser medium gas and discharge electrodes 2a and 2b which excite the gas are housed; and an intermediate cavity S<SB>2</SB>one end of which is opened in the internal wall surface of the main cavity S<SB>1</SB>in the propagating direction of laser light L as a first opening 21 and the other end of which is constituted as a second opening 22 communicated with the external space. The window 61 closes the second opening 22. An inclined member 25 provided around the first opening 21 on the internal wall surface of the main cavity S<SB>1</SB>has a slope 251 inclined, so that the slope 251 is raised to the main cavity S<SB>1</SB>side from a virtual plane orthogonally crossing the propagating direction of the laser light L as approaching the center of the first opening 21 along the virtual plane. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスレーザ発振装置に関し、特にウインドウ等の板状体を備えたガスレーザ発振装置に関する。   The present invention relates to a gas laser oscillation device, and more particularly to a gas laser oscillation device provided with a plate-like body such as a window.

ガスレーザ発振装置は、レーザ媒質ガスとそのレーザ媒質ガスをパルス放電により励起する一対の放電電極とを収容する容器、及び容器内のレーザ媒質ガスが励起されることにより発生する光を閉じ込める共振器を備える。共振器は、レーザ光の伝搬方向に向かい合うように配置される部分反射鏡及び全反射鏡によって構成される。例えば、外部ミラー型ガスレーザ発振装置では、容器の外部に部分反射鏡及び全反射鏡が配置される。この場合、容器の内部で発生した光を容器の外部に取り出すために、その光に対して透明な板状のウインドウによって容器の側壁の一部が構成される。   A gas laser oscillation device includes a container that contains a laser medium gas and a pair of discharge electrodes that excite the laser medium gas by pulse discharge, and a resonator that confines light generated by excitation of the laser medium gas in the container. Prepare. The resonator is constituted by a partial reflection mirror and a total reflection mirror arranged so as to face the propagation direction of the laser light. For example, in an external mirror type gas laser oscillation device, a partial reflection mirror and a total reflection mirror are arranged outside the container. In this case, in order to extract the light generated inside the container to the outside of the container, a part of the side wall of the container is constituted by a plate-like window transparent to the light.

放電電極間にパルス放電を起こすときに、放電電極の表面がスパッタされ、不純物としての金属粉等が生じる。また、例えばレーザ媒質ガスがハロゲンを含有する場合、ハロゲンは反応性が高いため、容器内で不純物としてのハロゲン化合物が生成されやすい。このため、ガスレーザ発振装置を長期間にわたって稼動させると、これらの不純物がウインドウの内面に付着し、ウインドウの光透過率を低下させることがある。その結果、ガスレーザ発振装置から出射するレーザ光の強度が低下する。また、ウインドウに付着した不純物がレーザ光を吸収し、ウインドウの温度を急激に上昇させる結果、ウインドウが熱応力で破損することもある。   When pulse discharge is generated between the discharge electrodes, the surface of the discharge electrode is sputtered to generate metal powder as impurities. For example, when the laser medium gas contains a halogen, the halogen is highly reactive, so that a halogen compound as an impurity is easily generated in the container. For this reason, when the gas laser oscillation device is operated for a long period of time, these impurities may adhere to the inner surface of the window, thereby reducing the light transmittance of the window. As a result, the intensity of the laser beam emitted from the gas laser oscillation device is reduced. Further, impurities adhering to the window absorb laser light, and the temperature of the window is rapidly increased. As a result, the window may be damaged by thermal stress.

そこで、ガスレーザ発振装置の稼動中に、ガス浄化装置を経由した浄化されたガス(以下、浄化ガスという。)を、ウインドウの内面に向って供給するようにした技術が知られている(特許文献1参照)。この技術によれば、ウインドウの内面に向って供給される浄化ガスによって、不純物を含んだレーザ媒質ガスがウインドウの内面近傍に滞留することが抑制されるため、ウインドウの汚染を防止することができる。   Therefore, there is known a technique in which a purified gas (hereinafter referred to as a purified gas) that passes through a gas purification device is supplied toward the inner surface of the window during operation of the gas laser oscillation device (Patent Document). 1). According to this technique, the purified gas supplied toward the inner surface of the window prevents the laser medium gas containing impurities from staying in the vicinity of the inner surface of the window, so that contamination of the window can be prevented. .

特開2000−340863号公報JP 2000-340863 A

ウインドウの内面に供給する浄化ガスの流量には限界があるため、依然としてウインドウの汚染が引き起こされることがある。特に、容器の内部で放電電極の幅方向に流れるレーザ媒質ガスのガス流を形成する場合、このガス流によって運ばれる不純物がウインドウの内面に付着することがある。また、放電電極間にパルス放電を起こすときに容器内で衝撃波が発生し、この衝撃波によって運ばれる不純物がウインドウの内面に付着することもある。   Due to the limited flow rate of the purified gas supplied to the inner surface of the window, the window may still be contaminated. In particular, when a gas flow of a laser medium gas that flows in the width direction of the discharge electrode is formed inside the container, impurities carried by the gas flow may adhere to the inner surface of the window. Further, when a pulse discharge is generated between the discharge electrodes, a shock wave is generated in the container, and impurities carried by the shock wave may adhere to the inner surface of the window.

なお、ウインドウの内面に吹き付ける浄化ガスの流量を増やす程、ウインドウの汚染を抑制できると考えられる。しかし、浄化ガスの流量を増やすためには、浄化ガスを容器内に供給するためのポンプやガス浄化装置等の大型化を招くことになって、コストやスペースの点で難点が生じることになる。   In addition, it is thought that contamination of a window can be suppressed, so that the flow volume of the purification gas sprayed on the inner surface of a window is increased. However, in order to increase the flow rate of the purified gas, the pump and the gas purification device for supplying the purified gas into the container will be increased in size, resulting in difficulty in terms of cost and space. .

また、上述した問題は、部分反射鏡及び全反射鏡がそれぞれ容器の側壁の一部を構成する内部ミラー型ガスレーザ発振装置においても同様に生じ得る。即ち、部分反射鏡及び全反射鏡の内面に不純物が付着すると、レーザ光の出力低下や部分反射鏡及び全反射鏡の破損の問題が生じることになる。   The above-described problem can also occur in the internal mirror type gas laser oscillation device in which the partial reflection mirror and the total reflection mirror each constitute a part of the side wall of the container. That is, if impurities adhere to the inner surfaces of the partial reflection mirror and the total reflection mirror, problems such as a reduction in the output of the laser beam and a breakage of the partial reflection mirror and the total reflection mirror occur.

本発明の目的は、ウインドウ、部分反射鏡、あるいは全反射鏡等の板状体の汚染を防止することのできるガスレーザ発振装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a gas laser oscillation apparatus capable of preventing contamination of a plate-like body such as a window, a partial reflection mirror, or a total reflection mirror.

本発明の一観点によれば、レーザ媒質ガス及び該レーザ媒質ガスを励起する励起器が収容される主空洞、並びに前記主空洞内のレーザ媒質ガスが前記励起器によって励起されることにより発生するレーザ光が通過する中間空洞であって、該レーザ光の伝搬方向に関して、一端部を前記主空洞の内壁面に開口させた第1の開口部とし、他端部を外部の空間に通じる第2の開口部として構成された中間空洞を画定する容器構造体と、前記容器構造体によって保持され、前記第2の開口部を閉塞する板状体と、前記主空洞の内壁面における前記第1の開口部の周囲に設けられ、前記レーザ光の伝搬方向と直交する仮想平面に沿って、前記第1の開口部の中心に近づくに従って、前記仮想平面から前記主空洞側へ持ち上がるように傾斜した傾斜面を有する傾斜部材とを備えたガスレーザ発振装置が提供される。   According to an aspect of the present invention, a main cavity in which a laser medium gas and an exciter for exciting the laser medium gas are accommodated, and a laser medium gas in the main cavity are generated by being excited by the exciter. An intermediate cavity through which the laser beam passes, with respect to the propagation direction of the laser beam, one end is a first opening that opens on the inner wall surface of the main cavity, and the other end is a second that communicates with an external space. A container structure that defines an intermediate cavity that is configured as an opening, a plate-like body that is held by the container structure and closes the second opening, and the first wall on the inner wall surface of the main cavity. An inclination that is provided around the opening and is inclined so as to be lifted from the virtual plane toward the main cavity along the virtual plane orthogonal to the propagation direction of the laser light as the center of the first opening is approached. Have face That gas laser oscillator apparatus provided with an inclined member.

主空洞の内壁面に沿って第1の開口部に向うガス流が形成されたとしても、そのガス流の流れの方向は、傾斜部材の傾斜面によって第1の開口部から遠ざかる方向に変更される。これにより、ガス流によって運ばれる不純物が中間空洞内に進入することが防止される。その結果、板状体の汚染を防止することができる。   Even if the gas flow toward the first opening is formed along the inner wall surface of the main cavity, the direction of the gas flow is changed to the direction away from the first opening by the inclined surface of the inclined member. The This prevents impurities carried by the gas stream from entering the intermediate cavity. As a result, contamination of the plate-like body can be prevented.

図1(a)に、実施例によるエキシマレーザ発振装置の断面図を示す。図1(a)は、このエキシマレーザ発振装置から出射されるレーザ光の光軸に垂直な断面図である。ベッセル1が、レーザ媒質ガスとそのレーザ媒質ガスを励起する放電電極2a及び2bとが収容される主空洞Sを画定している。ここで、レーザ媒質ガスとは、光を生成するとともに生成した光を増幅するための媒質となるガスのことをいい、クリプトン等の希ガスやフッ素等のハロゲンを含む。 FIG. 1A shows a cross-sectional view of an excimer laser oscillation apparatus according to an embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view perpendicular to the optical axis of laser light emitted from this excimer laser oscillation device. Vessel 1 defines a main cavity S 1 to the discharge electrodes 2a and 2b to excite the laser medium gas as the laser medium gas is accommodated. Here, the laser medium gas refers to a gas that generates light and serves as a medium for amplifying the generated light, and includes a rare gas such as krypton and a halogen such as fluorine.

放電電極2a及び2bは、空間を隔てて相対向した状態で配置されている。図示しないが、主空洞S内には、放電電極2a及び2b間にパルス電圧を繰り返し印加するパルス電圧印加回路等も配置されている。パルス電圧印加回路が、放電電極2a及び2b間にパルス電圧を印加することにより、放電電極2a及び2b間にグロー放電が発生する。発生したグロー放電によって、主空洞S内のレーザ媒質ガスが励起される。 The discharge electrodes 2a and 2b are arranged in a state of facing each other with a space therebetween. Although not shown, the main cavity S 1, the pulse voltage application circuit for applying repeatedly a pulse voltage between the discharge electrodes 2a and 2b are also arranged. When the pulse voltage application circuit applies a pulse voltage between the discharge electrodes 2a and 2b, glow discharge is generated between the discharge electrodes 2a and 2b. By glow discharge generated, the laser medium gas in the main cavity S 1 is excited.

放電電極2a及び2b間にグロー放電を起こす際に、放電電極2a及び2bの表面がスパッタされ金属粉等の微粒子状の不純物が生じる。また、レーザ媒質ガスは反応性の高いハロゲンを含むので、主空洞S内においてガス状の不純物であるハロゲン化合物ガスが生成されやすい。このため、レーザ発振装置を長期にわたって稼動させると、主空洞S内のレーザ媒質ガスが不純物を含有することとなる。 When glow discharge is caused between the discharge electrodes 2a and 2b, the surfaces of the discharge electrodes 2a and 2b are sputtered to generate particulate impurities such as metal powder. Further, since the laser medium gas comprises a highly reactive halogen, halogen compound gas is a gaseous impurity in the main cavity S 1 is generated easily. For this reason, when the laser oscillation device is operated for a long period of time, the laser medium gas in the main cavity S 1 contains impurities.

放電電極2a及び2bの幅方向に平行な方向をX方向とし、放電電極2a及び2b同士の対向方向に平行な方向をY方向とするXYZ直交座標系を考える。ベッセル1のX方向一端部にガス流路3の一端が接続され、ベッセル1のX方向他端部にガス流路3の他端が接続されている。ガス流路3内に、ブロワ4が配置されている。ベッセル1の外部に配置されたブロワ4が、ガス流路3及びベッセル1によって構成された閉じられたガス循環経路内でレーザ媒質ガスを循環させる。これにより、主空洞S内では、X方向に流れるレーザ媒質ガスのガス流Fが形成される。 Consider an XYZ orthogonal coordinate system in which the direction parallel to the width direction of the discharge electrodes 2a and 2b is the X direction and the direction parallel to the opposing direction of the discharge electrodes 2a and 2b is the Y direction. One end of the gas flow path 3 is connected to one end of the vessel 1 in the X direction, and the other end of the gas flow path 3 is connected to the other end of the vessel 1 in the X direction. A blower 4 is disposed in the gas flow path 3. A blower 4 disposed outside the vessel 1 circulates the laser medium gas in a closed gas circulation path constituted by the gas flow path 3 and the vessel 1. Thus, in the main cavity S within 1, the gas flow F of the laser medium gas flowing in the X direction is formed.

図1(b)に、上記エキシマレーザ発振装置のX方向からみた側面図を示す。なお、図1(b)では簡略のために、上記ガス流路3及びブロワ4の図示を省略する。ベッセル1のZ方向一端部(図1中、左側の端部)に、ゲート弁5を介してハウジング6が連結され、さらにそのハウジング6に第1のミラーホルダ7が連結されている。ハウジング6が、板状体としてのウインドウ61を保持している。ウインドウ61は、弗化マグネシウムや合成石英(SiO)等の紫外光を透過させる材料からなる。第1のミラーホルダ7は、部分反射鏡71を保持している。 FIG. 1B shows a side view of the excimer laser oscillation device viewed from the X direction. In FIG. 1B, the gas flow path 3 and the blower 4 are not shown for simplicity. A housing 6 is connected to one end of the vessel 1 in the Z direction (the left end in FIG. 1) via a gate valve 5, and a first mirror holder 7 is connected to the housing 6. The housing 6 holds a window 61 as a plate-like body. The window 61 is made of a material that transmits ultraviolet light, such as magnesium fluoride or synthetic quartz (SiO 2 ). The first mirror holder 7 holds a partial reflection mirror 71.

一方、ベッセル1のZ方向他端部(図1中、右側の端部)にも同様に、ゲート弁5を介してハウジング6が連結され、さらにそのハウジング6に第2のミラーホルダ8が連結されている。ベッセル1のZ方向他端部に設けられたハウジング6も、ウインドウ61を保持している。第2のミラーホルダ8は、全反射鏡81を保持している。全反射鏡81は、部分反射鏡71と共に光共振器を構成する。   On the other hand, similarly, the housing 6 is connected to the other end portion in the Z direction of the vessel 1 (the right end portion in FIG. 1) via the gate valve 5, and the second mirror holder 8 is connected to the housing 6. Has been. The housing 6 provided at the other end in the Z direction of the vessel 1 also holds the window 61. The second mirror holder 8 holds a total reflection mirror 81. The total reflection mirror 81 and the partial reflection mirror 71 constitute an optical resonator.

放電電極2a及び2b間のグロー放電によって主空洞Sのレーザ媒質ガスが励起されることにより、紫外域の波長をもつレーザ光Lが発生する。発生されたレーザ光Lは、Z方向両端部に配置されたウインドウ61を透過し、部分反射鏡71と全反射鏡81との間を往復する。その往復の過程でレーザ光Lが増幅され、増幅されたレーザ光Lの一部が部分反射鏡71を透過して外部に出射する。 By laser medium gas in the main cavity S 1 is excited by the glow discharge between the discharge electrodes 2a and 2b, the laser beam L is generated having a wavelength in the ultraviolet range. The generated laser beam L passes through the windows 61 arranged at both ends in the Z direction, and reciprocates between the partial reflection mirror 71 and the total reflection mirror 81. In the reciprocation process, the laser beam L is amplified, and a part of the amplified laser beam L passes through the partial reflection mirror 71 and is emitted to the outside.

ガスプロセッサ10、フィルタ11、及びポンプ12が、ガスライン13を介してベッセル1と接続されている。ポンプ12が、ガスプロセッサ10、フィルタ11、ガスライン13及びベッセル1によって構成されるレーザ媒質ガスの循環経路内でレーザ媒質ガスを循環させる。ガスプロセッサ10は、主空洞S内から取り出されたレーザ媒質ガスに含まれるガス状の不純物を捕獲する。フィルタ11は、ガスプロセッサ10を経たレーザ媒質ガスに含まれる微粒子状の不純物を捕獲する。 A gas processor 10, a filter 11, and a pump 12 are connected to the vessel 1 through a gas line 13. The pump 12 circulates the laser medium gas in the laser medium gas circulation path constituted by the gas processor 10, the filter 11, the gas line 13 and the vessel 1. Gas processor 10 to capture the gaseous impurities contained in the laser medium gas taken out of the main cavity S within 1. The filter 11 captures particulate impurities contained in the laser medium gas that has passed through the gas processor 10.

これらガスプロセッサ10及びフィルタ11によってレーザ媒質ガスが浄化され、浄化されたレーザ媒質ガスが、ポンプ12及びガスライン13を経由してベッセル1のZ方向両端部に設けられたハウジング6を介して主空洞S内に戻される。ベッセル1のZ方向両端部の構造は概ね同様であるので、以下ベッセル1のZ方向一端部の構造について詳細に説明する。 The laser medium gas is purified by the gas processor 10 and the filter 11, and the purified laser medium gas passes through the pump 6 and the gas line 13 through the housing 6 provided at both ends in the Z direction of the vessel 1. It is returned into the cavity S 1. Since the structure of both ends in the Z direction of the vessel 1 is substantially the same, the structure of one end in the Z direction of the vessel 1 will be described in detail below.

図2に、ベッセル1のZ方向一端部を拡大した断面図を示す。図2は、XZ平面に平行な断面図である。なお、図2では簡略のために、図1(b)に示した第1のミラーホルダ7の図示は省略する。ベッセル1の側壁に、貫通部1aが形成されている。貫通部1aは、主空洞S内のレーザ媒質ガスが放電励起されることにより発生するレーザ光Lの光軸と交差する位置に形成されている。 FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of one end of the vessel 1 in the Z direction. FIG. 2 is a cross-sectional view parallel to the XZ plane. In FIG. 2, the illustration of the first mirror holder 7 shown in FIG. A through portion 1 a is formed on the side wall of the vessel 1. Penetrating portion 1a is formed at a position where the laser medium gas in the main cavity S 1 intersects the optical axis of the laser beam L generated by being discharge excitation.

ハウジング6は、中空の筒状をなしており、その内部空間が貫通部1aとつながるように、貫通部1aに対応した位置においてゲート弁5を介してベッセル1と連結されている。これにより、ハウジング6は、ベッセル1と共に、自己の内部空間及び貫通部1aによって構成される中間空洞Sを画定している。 The housing 6 has a hollow cylindrical shape, and is connected to the vessel 1 via the gate valve 5 at a position corresponding to the through portion 1a so that the internal space thereof is connected to the through portion 1a. Thus, the housing 6, together with the vessel 1 defines a constituted intermediate cavity S 2 by its own internal space and penetrating portion 1a.

中間空洞Sは、レーザ光Lの伝搬方向に延在しており、その一端部を主空洞Sの内壁面に開口させた第1の開口部21とし、他端部を外部の空間に通じる第2の開口部22として構成されている。なお、中間空洞Sは、円柱状をなしており、第1及び第2の開口部21及び22の形状は、ともにZ方向からみて円形である。 Intermediate cavity S 2 extends in the propagation direction of the laser beam L, a first opening 21 which is opened at one end thereof to the inner wall surface of the main cavity S 1, and the other end to the outside of the space It is configured as a second opening 22 that communicates. The intermediate cavity S 2 is formed in a cylindrical shape, the shape of the first and second openings 21 and 22 are circular when viewed from both the Z direction.

ウインドウ61が、中間空洞Sの第2の開口部22を気密に閉塞するように、Oリングを介してハウジング6に取り付けられている。ウインドウ61は、一方の主表面(以下、内面という。)を中間空洞Sと対面させ、他方の主表面を外部の空間と対面させた状態でハウジング6に取り付けられている。 Window 61, the second opening 22 of the intermediate cavity S 2 so as to close hermetically and is attached to the housing 6 through the O-ring. Window 61 has one major surface is opposed (hereinafter referred to as the inner surface.) The intermediate cavity S 2, it is attached to the housing 6 in a state in which the other major surface is opposed to the external space.

ガス供給口23a及び23bが、ハウジング6に設けられている。ガス供給口23a及び23bは、図1(b)のガスライン13と接続されており、図1(b)のガスプロセッサ10及びフィルタ11によって浄化されたレーザ媒質ガスを、中間空洞S内に供給する。ガス供給口23a及び23bは、レーザ光Lの伝搬方向に関してハウジング6の、ウインドウ61寄りの端部の位置から、中間空洞S内へ浄化されたレーザ媒質ガスを供給する。このため、ウインドウ61の内面を浄化されたレーザ媒質ガスの雰囲気中に晒すことができる。 Gas supply ports 23 a and 23 b are provided in the housing 6. Gas supply port 23a and 23b is connected to the gas line 13 in FIG. 1 (b), a laser medium gas purified by the gas processor 10 and the filter 11 of FIG. 1 (b), the intermediate cavity S in 2 Supply. Gas supply port 23a and 23b, the housing 6 with respect to the propagation direction of the laser beam L, from the position of the end of the window 61 toward supplies laser medium gas purified to the intermediate cavity S 2. For this reason, the inner surface of the window 61 can be exposed to the atmosphere of the purified laser medium gas.

中間部材24a、24b、及び24cが、中間空洞S内に設けられている。中間部材24a〜24cの配置位置は、レーザ光Lの伝搬方向に関してガス供給口23a及び23bから第1の開口部21までの間である。具体的には、中間部材24a〜24cは、貫通部1aの内周面に設けられている。中間部材24a〜24cは、貫通部1aの内周面からレーザ光Lの光軸へ向って突出している。詳細には、中間部材24a〜24cの各々は、回転対称軸に平行な断面がハの字状をなした回転体によって構成されており、これら3つの中間部材24a〜24cが、各々の回転対称軸をレーザ光Lの光軸と一致させた状態で、Z方向に離散的に配置されている。 Intermediate member 24a, 24b, and 24c are provided in the intermediate cavity S 2. The arrangement positions of the intermediate members 24 a to 24 c are between the gas supply ports 23 a and 23 b and the first opening 21 in the propagation direction of the laser light L. Specifically, the intermediate members 24a to 24c are provided on the inner peripheral surface of the penetrating portion 1a. The intermediate members 24a to 24c protrude from the inner peripheral surface of the penetrating portion 1a toward the optical axis of the laser beam L. Specifically, each of the intermediate members 24a to 24c is configured by a rotating body whose cross section parallel to the rotational symmetry axis has a C-shape, and these three intermediate members 24a to 24c are each rotationally symmetric. With the axes aligned with the optical axis of the laser light L, they are discretely arranged in the Z direction.

中間部材24a〜24cの各々の、ウインドウ61側の面(以下、第1の面という。)241は、貫通部1aの内周面からレーザ光Lの光軸に近づくに従って、主空洞Sに近づくように傾斜している。また、中間部材24a〜24cの各々の、主空洞S側の面(以下、第2の面という。)242も、貫通部1aの内周面からレーザ光Lの光軸に近づくに従って、主空洞Sに近づくように傾斜している。 Each of the intermediate members 24a-24c, the surface of the window 61 side (hereinafter, first. That surface) 241, toward the optical axis of the laser beam L from the inner circumferential surface of the through portion 1a, the main cavity S 1 Inclined to approach. Further, each of the intermediate members 24a-24c, the main cavity S 1 side of the surface (hereinafter, referred to as a second surface.) 242 also toward the optical axis of the laser beam L from the inner circumferential surface of the through portion 1a, the main It is inclined so as to approach the cavity S 1.

傾斜部材25が、主空洞Sの内壁面における第1の開口部21の周囲に設けられている。傾斜部材25は、第1の開口部21の中心に近づくに従って、主空洞Sの内壁面からの高さが高くなるように傾斜した傾斜面251を有する。傾斜面251は、第1の開口部21の縁よりも第1の開口部21の中心側に突出している。傾斜部材25は、回転対称軸をレーザ光Lの光軸と一致させた状態で配置された回転体によって構成されており、傾斜面251は第1の開口部21の周囲を全周にわたって取り囲むように配置されている。 Tilting member 25 is provided around the first opening 21 in the inner wall surface of the main cavity S 1. The inclined member 25 has an inclined surface 251 that is inclined such that the height from the inner wall surface of the main cavity S 1 increases as the center of the first opening 21 is approached. The inclined surface 251 protrudes closer to the center of the first opening 21 than the edge of the first opening 21. The inclined member 25 is constituted by a rotating body arranged with its rotational symmetry axis coincident with the optical axis of the laser beam L, and the inclined surface 251 surrounds the periphery of the first opening 21 over the entire circumference. Is arranged.

傾斜部材25と放電電極2a(図1参照)及び2bとの間の距離は、放電電極2a及び2b間にパルス電圧を印加したときに、傾斜部材25と放電電極2a又は2bとの間にアーク放電が発生しないような値に設計されている。また、アーク放電の発生を防止する観点から、傾斜部材25の、放電電極2a及び2b側の端部は、鋭く尖った形状にするのではなく、滑らかに湾曲した形状に形成されている。また、傾斜部材25の素材としては、セラミックス等の絶縁体が選択される。   The distance between the inclined member 25 and the discharge electrode 2a (see FIG. 1) and 2b is an arc between the inclined member 25 and the discharge electrode 2a or 2b when a pulse voltage is applied between the discharge electrodes 2a and 2b. Designed to prevent discharge. Further, from the viewpoint of preventing the occurrence of arc discharge, the end portions of the inclined member 25 on the discharge electrodes 2a and 2b side are not formed into sharp and sharp shapes but are formed into smoothly curved shapes. Further, as the material of the inclined member 25, an insulator such as ceramics is selected.

第1及び第2の整流板26a及び26bが、主空洞S内に設けられている。第1の整流板26aは、主空洞S内におけるX方向一端部に設けられ、第2の整流板26bは、X方向他端部に設けられている。これら第1及び第2の整流板26a及び26bは、図1(a)のブロワ4によって循環されるレーザ媒質ガスが乱流を形成するのを防止する機能を発揮する。 First and second rectifier plate 26a and 26b are provided in the main cavity S 1. First rectifying plate 26a is provided in the X-direction end portion of the main cavity S 1, second rectifying plate 26b is provided on the X direction end portion. These first and second rectifying plates 26a and 26b exhibit a function of preventing the laser medium gas circulated by the blower 4 in FIG. 1A from forming a turbulent flow.

図3は、図2の貫通部1aを拡大した部分断面斜視図である。中間部材24a〜24cの各々は、図2のレーザ光Lの伝搬方向に関して、図2のウインドウ61側の端部(図3の左側の端部)に大開口243を有し、図2の主空洞S側の端部(図3の右側の端部)に大開口243よりも小さな小開口244を有し、大開口243から小開口244にわたって漏斗状に狭まった形状をなしている。なお、中間部材24a〜24cの各々の、図2のウインドウ61側の端部の外周縁が、貫通部1aの内周面と接している。 FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional perspective view of the penetrating portion 1a of FIG. Each of the intermediate members 24a to 24c has a large opening 243 at the end on the window 61 side in FIG. 2 (the left end in FIG. 3) with respect to the propagation direction of the laser light L in FIG. A small opening 244 smaller than the large opening 243 is provided at the end portion on the cavity S 1 side (the right end portion in FIG. 3), and the shape is narrowed like a funnel from the large opening 243 to the small opening 244. In addition, the outer peripheral edge of the edge part by the side of the window 61 of FIG. 2 of each intermediate member 24a-24c is in contact with the inner peripheral surface of the penetration part 1a.

大開口243の直径Dは、貫通部1aの内径と略等しい。小開口244の直径Dは、図2のレーザ光Lのビーム断面の直径(以下、ビーム径という。)と略等しい。具体的には、小開口244の直径Dは、図2のレーザ光Lのビーム径をDとしたとき、Dよりも大きく、D+10mm以下の値に選択される。なお、図2のレーザ光Lのビーム径は横70mm×縦100mm程度である。 The diameter D 1 of the large aperture 243 is approximately equal to the inner diameter of the through portion 1a. The diameter D 2 of the small opening 244, the diameter of the beam cross section of the laser beam L in FIG. 2 (hereinafter, referred to as the beam diameter.) Substantially equal. Specifically, the diameter D 2 of the small aperture 244, when the beam diameter of the laser beam L in FIG. 2 is D, greater than D, is selected below a value D + 10 mm. The beam diameter of the laser beam L in FIG. 2 is about 70 mm wide × 100 mm long.

図4は、図2の傾斜部材25の拡大図である。図4(a)はZ方向からみた平面図であり、図4(b)はZ軸に垂直な断面図である。傾斜部材25は、厚さ方向に平行な断面が台形状の截頭錐体に、その上底面から下底面にわたる貫通孔252を形成して得られる形状をなしている。貫通孔252の、上記截頭錐体の上底面側の開口(以下、頂部開口という。)252aの大きさは、上記截頭錐体の上底面の大きさと略等しい。貫通孔252の、上記截頭錐体の下底面側の開口(以下、底部開口という。)252bの大きさは、頂部開口252aよりも大きい。そして、貫通孔252の内周面は、頂部開口252aから底部開口252bに向ってテーパ状に拡がっている。   FIG. 4 is an enlarged view of the inclined member 25 of FIG. 4A is a plan view viewed from the Z direction, and FIG. 4B is a cross-sectional view perpendicular to the Z axis. The inclined member 25 has a shape obtained by forming a through hole 252 extending from the upper bottom surface to the lower bottom surface of a truncated cone having a trapezoidal cross section parallel to the thickness direction. The size of the opening (hereinafter referred to as the top opening) 252a of the through cone 252 on the upper bottom surface side of the truncated cone is substantially equal to the size of the upper bottom surface of the truncated cone. An opening (hereinafter referred to as a bottom opening) 252b of the through-hole 252 on the lower bottom surface side of the truncated cone is larger than the top opening 252a. The inner peripheral surface of the through hole 252 extends in a tapered shape from the top opening 252a toward the bottom opening 252b.

頂部開口252a及び底部開口252bの形状は、ともに平面視において円形である。頂部開口252aの直径Dは、図2のレーザ光Lのビーム径と略等しい。具体的には、頂部開口252aの直径Dは、図2のレーザ光Lのビーム径をDとしたとき、Dよりも大きく、D+10mm以下の値に選択される。一方、底部開口252bの直径Dは、図2の第1の開口部21の直径と略等しい。具体的には、底部開口252bの直径D及び図2の第1の開口部21の直径は、共に142mm程度である。 The shapes of the top opening 252a and the bottom opening 252b are both circular in plan view. The diameter D 3 of the top opening 252a is substantially equal to the diameter of the laser beam L in FIG. Specifically, the diameter D 3 of the top opening 252a, when the diameter of the laser beam L in FIG. 2 is D, greater than D, is selected below a value D + 10 mm. On the other hand, the diameter D 4 of the bottom opening 252b is substantially equal to the diameter of the first opening 21 of Figure 2. Specifically, the diameter of the bottom opening 252b with a diameter D 4 and the first opening 21 of Figure 2 are both about 142 mm.

なお、上記截頭錐体の側面に側面に相当する面によって、図2にも示した傾斜面251が構成されている。傾斜面251内に、上記截頭錐体の下底面に相当する裏面まで貫通するボルト孔253が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。即ち、傾斜部材25はボルトによって、その裏面が図2の主空洞Sの内壁面と接するように取り付けられる。 Note that an inclined surface 251 shown in FIG. 2 is formed by a surface corresponding to the side surface of the truncated cone. A plurality of bolt holes 253 penetrating to the back surface corresponding to the lower bottom surface of the truncated cone are formed in the inclined surface 251 at intervals in the circumferential direction. In other words, the inclined member 25 by a bolt, the rear surface is mounted in contact with the inner wall surface of the main cavity S 1 of FIG.

図5は、傾斜部材25の変形例を示す。図5(a)はZ方向からみた平面図であり、図5(b)はZ軸に垂直な断面図である。この例では、頂部開口252a及び底部開口252bの形状を長方形状としている。この傾斜部材25は、例えば頂部開口252a及び底部開口252bの形状を表す長方形の長辺が、図2のX軸と平行になる向きに取り付けられる。なお、頂部開口252aの短辺の長さは、図2のレーザ光Lのビーム径をDとしたとき、Dよりも大きく、D+10mm以下の値に選択される。また、頂部開口252aの長辺の長さは、Dよりも大きく、D+10mm以下の値に選択される。   FIG. 5 shows a modification of the inclined member 25. FIG. 5A is a plan view seen from the Z direction, and FIG. 5B is a cross-sectional view perpendicular to the Z axis. In this example, the top opening 252a and the bottom opening 252b have a rectangular shape. The inclined member 25 is attached so that, for example, the long sides of the rectangle representing the shapes of the top opening 252a and the bottom opening 252b are parallel to the X axis in FIG. Note that the length of the short side of the top opening 252a is selected to be larger than D and D + 10 mm or less, where D is the beam diameter of the laser light L in FIG. The length of the long side of the top opening 252a is selected to be greater than D and not greater than D + 10 mm.

図2に戻って説明を続ける。上述したように、主空洞S内では、X方向に流れるガス流Fが形成される。また、放電電極2a(図1(a)参照)及び2b間の放電によって、中間空洞Sに向う衝撃波が生成される。主空洞S内には不純物が存在するため、ガス流Fや衝撃波がその不純物を運ぶ。そこで、不純物がウインドウ61の内面に付着するのを防止するためには、ガス流Fや衝撃波がウインドウ61の内面に到達するのを防止することが必要である。 Returning to FIG. 2, the description will be continued. As described above, in the main cavity S within 1, the gas flow F flowing in the X direction is formed. Further, the discharge between the discharge electrodes 2a (see FIG. 1 (a)) and 2b, shock wave toward the intermediate cavity S 2 is generated. The main cavity S 1 due to the presence of impurities, the gas flow F and shock waves carry the impurities. Therefore, in order to prevent impurities from adhering to the inner surface of the window 61, it is necessary to prevent the gas flow F and the shock wave from reaching the inner surface of the window 61.

本実施例によれば、ガス供給口23a及び23bから中間空洞S内に供給されたレーザ媒質ガスが、中間空洞Sから主空洞Sに流れ出る。これにより、主空洞S内で生じた衝撃波やガス流F等の、中間空洞Sへの進入が妨げられる。このため、ガス流Fや衝撃波によって運ばれる不純物が、ウインドウ61の内面に付着することを防止できる。 According to this embodiment, the laser medium gas supplied from the gas supply port 23a and 23b in the intermediate cavity S in 2, flows out from the intermediate cavity S 2 in the main cavity S 1. Thus, the shock wave and the gas flow F such that occurred in the main cavity S within 1, entry into the intermediate cavity S 2 is prevented. For this reason, impurities carried by the gas flow F and the shock wave can be prevented from adhering to the inner surface of the window 61.

なお、中間空洞Sから主空洞Sへのレーザ媒質ガスの流出速度が速い程、ガス流Fや衝撃波等が中間空洞Sに進入する確率を低減できる。但し、図1(b)のポンプ12によるレーザ媒質ガスの送出圧力及び送出量には限界があるため、図1(b)のポンプ12の送出圧力及び送出量のみによって、中間空洞Sから主空洞Sへのレーザ媒質ガスの流出速度を速めることには限界がある。 Note that the higher the outflow rate of the laser medium gas from the intermediate cavity S 2 to the main cavity S 1 , the lower the probability that the gas flow F, shock wave, etc. will enter the intermediate cavity S 2 . However, since the delivery pressure and the delivery rate of the laser medium gas by the pump 12 shown in FIG. 1 (b) is limited only by delivery pressure and delivery rate of the pump 12 shown in FIG. 1 (b), the main from the intermediate cavity S 2 the possible to increase the outflow speed of the laser medium gas to the cavity S 1 is limited.

この点、傾斜部材25の傾斜面251を第1の開口部21の縁よりも第1の開口部21の中心側に突出させ、第1の開口部21よりも図4の頂部開口252aを小さくしたので、傾斜部材25を設けない場合に比べると、中間空洞Sから主空洞Sへのレーザ媒質ガスの流出速度を速めることができる。このため、図1(b)のポンプ12を大型化させることなく、ガス流Fや衝撃波等の中間空洞S内への進入を抑制できる。 In this regard, the inclined surface 251 of the inclined member 25 is protruded toward the center of the first opening 21 from the edge of the first opening 21, and the top opening 252 a in FIG. 4 is made smaller than the first opening 21. since the, compared to the case without the tilting member 25, it is possible to increase the outflow speed of the laser medium gas from the intermediate cavity S 2 to the main cavity S 1. Therefore, without increasing the size of the pump 12 in FIG. 1 (b), can be suppressed from entering into the intermediate cavity S 2, such as gas flow F and shock waves.

また、第1の整流板26aから傾斜部材25に到達したガス流Fは、まず傾斜面251に沿って傾斜面251を登るように流れる。このため、ガス流Fの進行方向が、ウインドウ61から遠ざかる方向に変更される。これにより、ガス流Fの中間空洞S内への進入が防止される。なお、ウインドウ61から遠ざかる方向に進行方向を変更されたガス流Fは、第2の整流板26bに向い、傾斜面251に沿って傾斜面251を下るように流れる。これにより、進行方向を変更されたガス流Fが乱流を形成することが防止される。 Further, the gas flow F that has reached the inclined member 25 from the first rectifying plate 26 a first flows so as to climb the inclined surface 251 along the inclined surface 251. For this reason, the traveling direction of the gas flow F is changed to a direction away from the window 61. Accordingly, entry into the intermediate cavity S 2 of the gas flow F is prevented. The gas flow F whose traveling direction has been changed in the direction away from the window 61 flows toward the second rectifying plate 26b and flows down the inclined surface 251 along the inclined surface 251. This prevents the gas flow F whose traveling direction has been changed from forming a turbulent flow.

また、Z方向に関して主空洞Sからウインドウ61へ向う仮想的なガスの流れ(以下、仮想ガス流という。)を想定したとき、中間部材24a〜24cの第2の面242が、その仮想ガス流に対して抵抗を発揮する。第2の面242は、貫通部1aの内周面からレーザ光Lの光軸に近づくに従って主空洞Sに近づくように傾斜しているため、第2の面242が仮想ガス流に対して発揮する抵抗は、レーザ光Lの光軸に垂直な平板に図3の小開口244と同じ大きさの開口を形成した孔あき円板が仮想ガス流に対して発揮する抵抗よりも大きい。また、複数の中間部材24a〜24cをZ方向に関して離散的に配置したので、その分だけ仮想ガス流に対して大きな抵抗を発揮できる。このため、仮に中間空洞S内にガス流Fや衝撃波等が進入したとしても、それらガス流Fや衝撃波等のウインドウ61内面への到達が抑止される。 Further, a virtual gas flow towards the main cavity S 1 to the window 61 in the Z direction (hereinafter, referred to as virtual gas stream.) When assuming the second surface 242 of the intermediate member 24a~24c is, the virtual gas Demonstrate resistance to flow. The second surface 242, since the inclined so as to approach the main cavity S 1 toward the optical axis of the laser beam L from the inner circumferential surface of the through portion 1a, the second surface 242 is a virtual gas stream The resistance exerted is larger than the resistance exhibited by the perforated disk in which the opening having the same size as the small opening 244 in FIG. In addition, since the plurality of intermediate members 24a to 24c are discretely arranged with respect to the Z direction, a large resistance can be exhibited against the virtual gas flow. Therefore, even if the gas flow F and the shock wave or the like enters the intermediate cavity S 2, reaching the window 61 internal surface such as those gas flow F and shock waves is prevented.

一方、中間部材24a〜24cの第1の面241は、貫通部1aの内周面からレーザ光Lの光軸に近づくに従って主空洞Sに近づくように傾斜しているので、ガス供給口24a及び24bから中間空洞S内に供給され、主空洞Sへ向うレーザ媒質ガスの流れ(以下、浄化ガス流という。)に対して発揮される抵抗を小さく抑えることができる。具体的には、第1の面241が浄化ガス流に対して発揮する抵抗は、上記孔あき円板が浄化ガス流に対して発揮する提供よりも小さい。このように中間部材25a〜25cは、図1(b)のポンプ12の送出圧力の損失を抑えつつ、ガス流Fや衝撃波等のウインドウ61内面への到達を防止するという機能を発揮している。 On the other hand, the first face 241 of the intermediate member 24a~24c, since inclined so as to approach the main cavity S 1 toward the optical axis of the laser beam L from the inner circumferential surface of the through portion 1a, the gas supply port 24a and 24b is supplied to the intermediate cavity S in 2 from the main cavity flow of the laser medium gas toward the S 1 (hereinafter, referred to as purge gas stream.) it is possible to reduce the resistance exerted against. Specifically, the resistance exerted by the first surface 241 against the purified gas flow is smaller than the provision that the perforated disk exerts against the purified gas flow. As described above, the intermediate members 25a to 25c exhibit the function of preventing the gas flow F and shock waves from reaching the inner surface of the window 61 while suppressing the loss of the delivery pressure of the pump 12 of FIG. .

以上説明したように、本実施例によれば、ガス流Fや衝撃波等の中間空洞S内への進入及びウインドウ61内面への到達が防止されるので、ウインドウ61の汚染を防止できる。このため、ウインドウ61の光透過率の低下に起因したレーザ光Lの出力の低下や、ウインドウ61に付着した不純物がレーザ光Lを吸収することに起因したウインドウ61の破損等を防止できる。 As described above, according to this embodiment, since reaching the entrance and window 61 internal surface into the intermediate cavity S 1 such as a gas flow F and shock waves can be prevented, thereby preventing contamination of the window 61. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the output of the laser beam L due to a decrease in the light transmittance of the window 61, a breakage of the window 61 due to the impurities adhering to the window 61 absorbing the laser beam L, and the like.

図6に、図2の傾斜部材25の変形例を示す。この例では、傾斜部材を、第1の開口部21を挟んでX方向に対向配置される第1の傾斜部材31と、第2の傾斜部材32とに分けて構成している。第1及び第2の傾斜部材31及び32は、それぞれ図2の主空洞Sの内壁面における第1の開口部21の周囲に設けられ、第1の開口部21の中心に近づくに従って、主空洞Sの内壁面からの高さが高くなるように傾斜した第1及び第2の傾斜面311及び321を有する。 FIG. 6 shows a modification of the inclined member 25 of FIG. In this example, the inclined member is divided into a first inclined member 31 and a second inclined member 32 that are arranged to face each other in the X direction with the first opening 21 interposed therebetween. The first and second inclined members 31 and 32 are provided around the first opening 21 on the inner wall surface of the main cavity S 1 in FIG. 2, respectively, and as the center of the first opening 21 approaches, having first and second inclined surfaces 311 and 321 the height from the inner wall surface of the cavity S 1 is inclined to be higher.

第1の傾斜面311においてガス流Fの進行方向が、図2のウインドウ61から遠ざかるように変更される。これにより、ガス流Fの、図2の中間空洞S内への進入が防止される。第1の傾斜面311において進行方向を変更されたガス流Fは、第2傾斜面321に沿って図2の第2の整流板26bに向って流れる。これにより、進行方向を変更されたガス流Fが乱流を形成することが防止される。 The traveling direction of the gas flow F on the first inclined surface 311 is changed so as to move away from the window 61 of FIG. Thus, the gas flow F, entry into the intermediate cavity S 2 in FIG. 2 can be prevented. The gas flow F whose traveling direction is changed on the first inclined surface 311 flows along the second inclined surface 321 toward the second rectifying plate 26b of FIG. This prevents the gas flow F whose traveling direction has been changed from forming a turbulent flow.

なお、第1の傾斜面311の頂上部の、図2の主空洞Sの内壁面からの高さhと、第2の傾斜面321の頂上部の、図2の主空洞Sの内壁面からの高さhとを異ならせてもよい。例えば、h>hとなるような構成としてもよい。また、第2の傾斜部材32を省略した構成としても、ガス流Fが図2の中間空洞S内へ進入することを防止する効果は得られると考えられる。 Note that the top portion of the first inclined surface 311, the height h 1 from the inner wall surface of the main cavity S 1 in FIG. 2, the top portion of the second inclined surface 321, of FIG. 2 of the main cavity S 1 a height h 2 from the inner wall surface may be different. For example, h 1> h 2 and may be configured such that. Also, it is configured to omit the second inclined member 32, the effect of preventing the gas flow F enters into the intermediate cavity S 2 in FIG. 2 is considered to be obtained.

図7に、他の実施例によるエキシマレーザ発振装置の断面図を示す。この例では、中間空洞Sを、内径がレーザ光Lのビーム径と略一致する値まで絞られた小径部S2aと、小径部S2aよりも内径の大きな大径部S2bとによって構成している。大径部S2bは、ハウジング6内におけるウインドウ61側の端部に画定されている。小径部S2aは、大径部S2bの第1の開口部21側の端部から第1の開口部21にわたって画定されている。なお、小径部S2aの内径を、レーザ光Lのビーム径と略一致する値まで絞ったため、図2の中間部材24a〜24cを省略するとともに、傾斜部材31の貫通孔311の内面は、テーパ状ではなくストレート状に形成している。 FIG. 7 shows a cross-sectional view of an excimer laser oscillation device according to another embodiment. Configuration In this example, the intermediate cavity S 2, a small diameter portion S 2a throttled to the beam diameter and the value substantially matches the inner diameter of the laser beam L, by a large large diameter portion S 2b of inner diameter than the small diameter portion S 2a is doing. The large diameter portion S 2 b is defined at the end portion on the window 61 side in the housing 6. The small diameter portion S2a is defined from the end of the large diameter portion S2b on the first opening 21 side to the first opening 21. Since the inner diameter of the small diameter portion S 2a, squeezed until the beam diameter substantially matching values of the laser beam L, while omitting the intermediate member 24a~24c in Figure 2, the inner surface of the through-hole 311 of the tilting member 31 is tapered Instead of a shape, it is formed in a straight shape.

この変形例では、ガス供給口23a及び23bから大径部S2bにレーザ媒質ガスが供給される。相対的に内径の大きな大径部S2bにレーザ媒質ガスを供給するようにしたので、小径部S2aの内径をレーザ光Lのビーム径と略一致するまで絞ったにも拘わらず、図1(b)のポンプ12にかかる負荷の増大を緩和できる。大径部S2bに供給されたレーザ媒質ガスは、小径部S2aを通って主空洞Sに流れ出る。大径部S2bと小径部S2aとの境の段差部31は滑らかに形成されているため、主空洞Sへ向う浄化ガス流の流速の低下が防止される。小径部S2aの内径をレーザ光Lのビーム径と略一致させたので、中間空洞Sから主空洞Sへ流れ出る浄化ガス流の流出速度を速めることができる。このため、主空洞S内のガス流Fや衝撃波等が中間空洞S内に進入することが防止される。その結果、ウインドウ61の汚染が防止される。 In this modification, the laser medium gas is supplied to the large diameter portion S 2b from the gas supply port 23a and 23b. Since then supplied to the laser medium gas to the large larger diameter portion S 2b of relatively inner diameter, despite targeted inner diameter of the small diameter portion S 2a until substantially coincident with the beam diameter of the laser beam L, FIG. 1 The increase in load applied to the pump 12 in (b) can be mitigated. The laser medium gas supplied to the large diameter portion S 2b flows out to the main cavity S 1 through the small diameter portion S 2a . Since the step portion 31 at the boundary between the large diameter portion S 2b and the small diameter portion S 2a is formed smoothly, a decrease in the flow rate of the purified gas flow toward the main cavity S 1 is prevented. Since the inner diameter of the small-diameter portion S 2a is substantially matched with the beam diameter of the laser light L, the outflow speed of the purified gas flowing out from the intermediate cavity S 2 to the main cavity S 1 can be increased. Therefore, it is possible to prevent the gas flow F and the shock wave or the like of the main cavity S 1 enters the intermediate cavity S 2. As a result, contamination of the window 61 is prevented.

図8に、さらに他の実施例によるエキシマレーザ発振装置の断面図を示す。この例では、中間空洞Sの、レーザ光Lの光伝搬方向に直行する断面が、第2の開口部22から第1の開口部21に近づくに従って、連続的に小さくなるような構成としている。第1の開口部21の直径は、レーザ光Lのビーム径と略一致させている。これにより、中間空洞Sから主空洞Sへの浄化ガス流の流出速度を速めることができるので、ガス流Fや衝撃波の中間空洞S内への進入を防止できる。なお、第2の開口部22から、傾斜部材31の貫通孔311の、主空洞S側の開口にわたって連続的又は段階的なテーパ面を形成してもよい。 FIG. 8 is a sectional view of an excimer laser oscillation device according to still another embodiment. In this example, a configuration in which the cross section of the intermediate cavity S 2 perpendicular to the light propagation direction of the laser light L continuously decreases from the second opening 22 toward the first opening 21. . The diameter of the first opening 21 is substantially the same as the beam diameter of the laser light L. Thus, it is possible to increase the outflow rate of the purge gas stream from the intermediate cavity S 2 to the main cavity S 1, can be prevented from entering the gas flow F and shock waves of the intermediate cavity S 2. Incidentally, the second opening 22, the through hole 311 of the tilting member 31 may be formed continuously or stepwise tapered surface over the opening of the main cavity S 1 side.

以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図2の傾斜部材25及び中間部材24a〜24cの形状は、回転体状でなくてもよい。中間部材24a〜24cと等価な他の中間部材をハウジング6内に設けてもよい。中間部材24a〜24cの各々の、第1の面241と第2の面242とは平行でなくてもよい。第1の面241及び第2の面242は中間部材間で平行でなくてもよい。内部ミラー型ガスレーザ発振装置について説明したが、ウインドウに代えて部分反射鏡や全反射鏡を備えた内部ミラー型ガスレーザ発振装置にも適用できる。エキシマレーザ発振装置について説明したが、COレーザ発振装置等の他のガスレーザ発振装置にも適用できる。この他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 As mentioned above, although the Example was described, this invention is not limited to this. For example, the shape of the inclined member 25 and the intermediate members 24a to 24c in FIG. 2 may not be a rotating body. Other intermediate members equivalent to the intermediate members 24 a to 24 c may be provided in the housing 6. The first surface 241 and the second surface 242 of each of the intermediate members 24a to 24c may not be parallel. The first surface 241 and the second surface 242 may not be parallel between the intermediate members. Although the internal mirror type gas laser oscillation device has been described, the present invention can also be applied to an internal mirror type gas laser oscillation device provided with a partial reflection mirror or a total reflection mirror instead of the window. Although the excimer laser oscillation device has been described, the present invention can also be applied to other gas laser oscillation devices such as a CO 2 laser oscillation device. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

エキシマレーザ発振装置を示す線図であって、(a)はレーザ光の光軸に垂直な断面概略図、(b)は側面概略図である。It is a diagram showing an excimer laser oscillation device, (a) is a schematic cross-sectional view perpendicular to the optical axis of laser light, (b) is a schematic side view. ベッセルのZ方向一端部を拡大して示した断面図である。It is sectional drawing which expanded and showed the Z direction one end part of the vessel. 中間部材を示す部分断面斜視図である。It is a fragmentary sectional perspective view which shows an intermediate member. 傾斜部材を示す線図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。It is a diagram which shows an inclined member, Comprising: (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 他の傾斜部材を示す線図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。It is a diagram which shows another inclination member, Comprising: (a) is a top view, (b) is sectional drawing. さらに他の傾斜部材を示す斜視概略図である。It is a perspective schematic diagram showing other inclination members. 他の実施例によるエキシマレーザ発振装置の断面図である。It is sectional drawing of the excimer laser oscillation apparatus by another Example. さらに他の実施例によるエキシマレーザ発振装置の断面図である。It is sectional drawing of the excimer laser oscillation apparatus by other Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…ベッセル(容器本体)、2a,2b…放電電極(励起器)、3…ガス流路、4…ブロワ(ガス流形成手段)、5…ゲート弁、6…ハウジング(筒状体)、7…第1のミラーホルダ、8…第2のミラーホルダ、10…ガスプロセッサ、11…フィルタ、12…ポンプ、13…ガスライン、21…第1の開口部、22…第2の開口部、23a,23b…ガス供給口、24a,24b,24c…中間部材、25…傾斜部材、251…傾斜面、26a,26b…整流板、61…ウインドウ(板状体)、71…部分反射鏡、81…全反射鏡、S…主空洞、S…中間空洞、F…ガス流、L…レーザ光。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vessel (container main body), 2a, 2b ... Discharge electrode (exciter), 3 ... Gas flow path, 4 ... Blower (gas flow formation means), 5 ... Gate valve, 6 ... Housing (tubular body), 7 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1st mirror holder, 8 ... 2nd mirror holder, 10 ... Gas processor, 11 ... Filter, 12 ... Pump, 13 ... Gas line, 21 ... 1st opening part, 22 ... 2nd opening part, 23a , 23b ... gas supply ports, 24a, 24b, 24c ... intermediate members, 25 ... inclined members, 251 ... inclined surfaces, 26a, 26b ... rectifying plates, 61 ... windows (plate-like bodies), 71 ... partial reflectors, 81 ... Total reflection mirror, S 1 ... main cavity, S 2 ... intermediate cavity, F ... gas flow, L ... laser light.

Claims (16)

レーザ媒質ガス及び該レーザ媒質ガスを励起する励起器が収容される主空洞、並びに前記主空洞内のレーザ媒質ガスが前記励起器によって励起されることにより発生するレーザ光が通過する中間空洞であって、該レーザ光の伝搬方向に関して、一端部を前記主空洞の内壁面に開口させた第1の開口部とし、他端部を外部の空間に通じる第2の開口部として構成された中間空洞を画定する容器構造体と、
前記容器構造体によって保持され、前記第2の開口部を閉塞する板状体と、
前記主空洞の内壁面における前記第1の開口部の周囲に設けられ、前記第1の開口部の中心に近づくに従って、前記主空洞の内壁面からの高さが高くなるように傾斜した傾斜面を有する傾斜部材と
を備えたガスレーザ発振装置。
A main cavity in which a laser medium gas and an exciter for exciting the laser medium gas are accommodated, and an intermediate cavity through which laser light generated by the excitation of the laser medium gas in the main cavity by the exciter passes. Thus, with respect to the propagation direction of the laser beam, an intermediate cavity is configured such that one end is a first opening that opens on the inner wall surface of the main cavity and the other end is a second opening that communicates with an external space. A container structure defining
A plate-like body that is held by the container structure and closes the second opening;
An inclined surface that is provided around the first opening on the inner wall surface of the main cavity and is inclined so that the height from the inner wall surface of the main cavity increases as it approaches the center of the first opening. A gas laser oscillation device comprising an inclined member having
前記傾斜部材の傾斜面が、前記第1の開口部の周囲を全周にわたって取り囲むように配置されている請求項1に記載のガスレーザ発振装置。 The gas laser oscillation device according to claim 1, wherein the inclined surface of the inclined member is disposed so as to surround the first opening portion around the entire circumference. 前記傾斜面が、前記第1の開口部の縁よりも該第1の開口部の中心側に突出している請求項1又は2に記載のガスレーザ発振装置。 3. The gas laser oscillation device according to claim 1, wherein the inclined surface protrudes closer to a center side of the first opening than an edge of the first opening. 前記傾斜部材が、絶縁体によって構成されている請求項1〜3のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 The gas laser oscillation device according to claim 1, wherein the inclined member is made of an insulator. さらに、前記主空洞内に、前記レーザ光の伝搬方向と交差する方向に流れる前記レーザ媒質ガスのガス流を形成するガス流形成手段を備えた請求項1〜4のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 5. The gas laser oscillation according to claim 1, further comprising gas flow forming means for forming a gas flow of the laser medium gas flowing in a direction intersecting a propagation direction of the laser light in the main cavity. apparatus. さらに、前記中間洞内にガスを供給するガス供給口を備えた請求項1〜5のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 Furthermore, the gas laser oscillation apparatus in any one of Claims 1-5 provided with the gas supply port which supplies gas in the said intermediate cave. さらに、前記中間空洞の内壁面から前記レーザ光の光軸へ向って突出した中間部材であって、前記板状体側の面が、前記中間空洞の内壁面から前記レーザ光の光軸に近づくに従って、前記主空洞に近づくように傾斜している中間部材を備えた請求項1〜5のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 Further, the intermediate member protrudes from the inner wall surface of the intermediate cavity toward the optical axis of the laser beam, and the surface on the plate-like body side approaches the optical axis of the laser beam from the inner wall surface of the intermediate cavity. The gas laser oscillation device according to any one of claims 1 to 5, further comprising an intermediate member inclined so as to approach the main cavity. 前記中間部材の前記主空洞側の面が、前記中間空洞の内壁面から前記レーザ光の光軸に近づくに従って、前記主空洞に近づくように傾斜している請求項7に記載のガスレーザ発振装置。 The gas laser oscillation device according to claim 7, wherein a surface of the intermediate member on the main cavity side is inclined so as to approach the main cavity as it approaches the optical axis of the laser light from the inner wall surface of the intermediate cavity. 前記中間部材が、前記レーザ光の伝搬方向に関して前記板状体側の端部に大開口を有し、前記主空洞側の端部に該大開口よりも小さな小開口を有し、前記大開口から前記小開口にわたって漏斗状に狭まった形状をなしている請求項7又は8に記載のガスレーザ発振装置。 The intermediate member has a large opening at the end on the plate-like body side with respect to the propagation direction of the laser light, and has a small opening smaller than the large opening at the end on the main cavity side. The gas laser oscillation device according to claim 7 or 8, wherein the gas laser oscillation device has a shape narrowed like a funnel over the small opening. 前記中間部材と同一形状の少なくとも1個の他の中間部材が、前記中間空洞内に、前記レーザ光の伝搬方向に関して相互に異なる位置に設けられている請求項7〜9のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 The at least one other intermediate member having the same shape as the intermediate member is provided in the intermediate cavity at a position different from each other with respect to the propagation direction of the laser light. Gas laser oscillator. さらに、前記レーザ光の伝搬方向に関して、前記板状体と前記中間部材との間の位置から、前記中間空洞内にガスを供給するガス供給口を備えた請求項7〜10のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 Furthermore, the gas supply port which supplies gas in the said intermediate | middle cavity from the position between the said plate-shaped body and the said intermediate member regarding the propagation direction of the said laser beam is provided in any one of Claims 7-10. Gas laser oscillation device. 前記第1の開口の大きさが、前記第2の開口の大きさよりも小さい請求項1〜11のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 The gas laser oscillation device according to any one of claims 1 to 11, wherein a size of the first opening is smaller than a size of the second opening. 前記中間空洞の、前記レーザ光の光伝搬方向に直行する断面が、前記第2の開口部から前記第1の開口部に近づくに従って、段階的又は連続的に小さくなっている請求項12に記載のガスレーザ発振装置。 The cross section of the intermediate cavity perpendicular to the light propagation direction of the laser light becomes smaller stepwise or continuously as it approaches the first opening from the second opening. Gas laser oscillation device. 前記容器構造体が、内部に前記主空洞を画定し、該主空洞と外部の空間とを連通させる貫通孔が形成された容器本体と、前記貫通孔に対応する位置において前記容器本体と連結され、該容器本体と共に前記中間空洞を画定する筒状体とを含んで構成されている請求項1〜13のいずれかに記載のガスレーザ発振装置。 The container structure is connected to the container main body at a position corresponding to the through hole, and a container main body having a through hole that defines the main cavity inside and communicates the main cavity with an external space. The gas laser oscillation device according to claim 1, comprising a cylindrical body that defines the intermediate cavity together with the container body. レーザ媒質ガス及び該レーザ媒質ガスを励起する励起器が収容される主空洞、並びに前記主空洞内のレーザ媒質ガスが前記励起器によって励起されることにより発生するレーザ光が通過する中間空洞であって、該レーザ光の伝搬方向に関して、一端部を前記主空洞の内壁面に開口させた第1の開口部とし、他端部を外部の空間に通じる第2の開口部として構成された中間空洞を画定した容器構造体と、
前記容器構造体によって保持され、前記第2の開口部を閉塞する板状体と、
前記中間空洞の内壁面から前記レーザ光の光軸へ向って突出した中間部材であって、前記板状体側の面が、前記中間空洞の内壁面から前記レーザ光の光軸に近づくに従って、前記主空洞に近づくように傾斜している中間部材と
を備えたガスレーザ発振装置。
A main cavity in which a laser medium gas and an exciter for exciting the laser medium gas are accommodated, and an intermediate cavity through which laser light generated by the excitation of the laser medium gas in the main cavity by the exciter passes. Thus, with respect to the propagation direction of the laser beam, an intermediate cavity is configured such that one end is a first opening that opens on the inner wall surface of the main cavity and the other end is a second opening that communicates with an external space. A container structure defining
A plate-like body that is held by the container structure and closes the second opening;
An intermediate member that protrudes from the inner wall surface of the intermediate cavity toward the optical axis of the laser beam, and the surface on the plate-like body side approaches the optical axis of the laser beam from the inner wall surface of the intermediate cavity. A gas laser oscillation device comprising an intermediate member inclined so as to approach the main cavity.
レーザ媒質ガス及び該レーザ媒質ガスを励起する励起器が収容される主空洞、並びに前記主空洞内のレーザ媒質ガスが前記励起器によって励起されることにより発生するレーザ光が通過する中間空洞であって、該レーザ光の伝搬方向に関して、一端部を前記主空洞の内壁面に開口させた第1の開口部とし、他端部を外部の空間に通じる第2の開口部として構成され、前記第1の開口の大きさが前記第2の開口の大きさよりも小さい中間空洞を画定した容器構造体と、
前記容器構造体によって保持され、前記第2の開口部を閉塞する板状体と
を備えたガスレーザ発振装置。
A main cavity in which a laser medium gas and an exciter for exciting the laser medium gas are accommodated, and an intermediate cavity through which laser light generated by the excitation of the laser medium gas in the main cavity by the exciter passes. With respect to the propagation direction of the laser beam, one end is configured as a first opening that is opened in the inner wall surface of the main cavity, and the other end is configured as a second opening that communicates with an external space. A container structure defining an intermediate cavity in which the size of one opening is smaller than the size of the second opening;
A gas laser oscillation apparatus comprising: a plate-like body that is held by the container structure and closes the second opening.
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JP2010103104A (en) * 2008-09-26 2010-05-06 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet light source device, laser light source device for extreme ultraviolet light source device, and saturable absorber control method to be used for extreme ultraviolet light source device
US10492284B2 (en) 2018-02-01 2019-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. EUV generating device

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