JP2007123322A - Laser device and method of operating same - Google Patents

Laser device and method of operating same Download PDF

Info

Publication number
JP2007123322A
JP2007123322A JP2005309624A JP2005309624A JP2007123322A JP 2007123322 A JP2007123322 A JP 2007123322A JP 2005309624 A JP2005309624 A JP 2005309624A JP 2005309624 A JP2005309624 A JP 2005309624A JP 2007123322 A JP2007123322 A JP 2007123322A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
photocatalyst
light
oscillator
laser oscillator
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.)
Pending
Application number
JP2005309624A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satomi Sumiyoshi
哲実 住吉
Yuichi Asakawa
雄一 浅川
Mitsuhito Sakaguchi
光人 阪口
Daisuke Tanaka
大祐 田中
Akira Watabe
明 渡部
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.)
Cyber Laser Inc
Original Assignee
Cyber Laser Inc
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 Cyber Laser Inc filed Critical Cyber Laser Inc
Priority to JP2005309624A priority Critical patent/JP2007123322A/en
Publication of JP2007123322A publication Critical patent/JP2007123322A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser device where harmful gas which occurs in a cabinet and deteriorates an optical component can be removed with a simple structure, and to provide a method of operating the laser device. <P>SOLUTION: The laser device is provided with a laser oscillator radiating a laser beam and the cabinet incorporating the laser oscillator. A photocatalyst is installed in a part in the cabinet where scattered light or partial reflected light of the laser beam is irradiated from the laser oscillator. When TiO<SB>2</SB>is used as the photocatalyst, harmful gas is decomposed to a harmless level by mainly irradiating ultraviolet light of 380 nm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本願発明は、レーザ装置並びにレーザ装置の運転方法に係り、特にレーザ装置を構成する筐体内において、光学部品を劣化させるガスを分解する光触媒が設けられるレーザ装置並びに当該レーザ装置の運転方法に関する。   The present invention relates to a laser device and a method for operating the laser device, and more particularly to a laser device provided with a photocatalyst for decomposing a gas that degrades optical components in a casing constituting the laser device, and a method for operating the laser device.

レーザの長寿命化が進む中で、レーザ発生手段がガスから固体に変わってきている。高い光子エネルギーを持つ光や、高い尖頭値を持つパルス光を発生させる場合には、レーザ利得媒質、非線形光学結晶、レンズ、ミラー等(総称してオプティクス)の表面、またはその表面上の各種コーティングが損傷を受けることがある。この損傷の原因の一つに雰囲気の有害ガスが挙げられている。米国SPIEの学会予稿誌(巻4000、ページ474〜487、2000年)に掲載されているR.R.Kunzらによる論文「Experimentation and Modeling of Organic Photocontamination on Lithographic Optics」には、紫外光を伝送するオプティクスの損傷原因として、有機ガスが挙げられている。光子エネルギーの大きいコヒーレント光を発生するレーザ装置としては、ネオジムドープ結晶からレーザ光として取り出された波長約1μmの基本波の第2、第3、第4高調波等を発生するレーザ装置が挙げられる。動作モードについては、パルスと連続発振とがある。このようなレーザ装置内のオプティクスの表面に、有機ガスと光との相互作用によって発生する損傷が問題となっている。第3高調波を発生させるレーザ装置の場合、波長は355nmであるが、この光を発生する非線形光学結晶LBOの表面に損傷が発生することが多い。   As the life of the laser is extended, the laser generating means is changing from gas to solid. When generating light with high photon energy or pulsed light with high peak value, the surface of a laser gain medium, nonlinear optical crystal, lens, mirror, etc. (collectively optics), or various types on the surface The coating may be damaged. One cause of this damage is the toxic gas in the atmosphere. R.I. published in US SPIE conference proceedings (Volume 4000, pages 474-487, 2000). R. The paper “Experimentation and Modeling of Organic Photocontamination on Lithographic Optics” by Kunz et al. Mentions organic gas as a cause of damage to optics transmitting ultraviolet light. Examples of a laser device that generates coherent light having a large photon energy include laser devices that generate second, third, and fourth harmonics of a fundamental wave having a wavelength of about 1 μm extracted from a neodymium-doped crystal as laser light. . The operation mode includes pulse and continuous oscillation. Damage caused by the interaction between organic gas and light is a problem on the surface of optics in such a laser device. In the case of a laser device that generates the third harmonic, the wavelength is 355 nm, but damage often occurs on the surface of the nonlinear optical crystal LBO that generates this light.

産業分野で使用され、レーザ光や、レーザ光の第2高調波や第3高調波であるコヒーレント光を発生するレーザ装置については、保守の時間間隔が長いことが望まれる。光発生部である筐体内には、上述したように、光学部品を損傷させあるいは光学部品の性能を低下させる有害ガスが存在する。特に、共振器ミラー、レーザ発振媒体表面、非線形光学結晶等のレーザ光軸上の光学部品が、短期間に損傷を受ける傾向がある。この有害ガスとしては、水蒸気、あるいは光学部品、光学部品のマウント、電気・電子部品または容器そのもの等から放出される有機ガス等が挙げられる。このガスの存在下において光が発生すると、特にその波長が紫外波長域に含まれる場合には、そのガスが光や熱で分解して、分解生成物が光学部品に付着する。光を吸収すると付着物が励起、加熱等されるので、不可逆的に光学部品が損傷して、頻繁にレーザ装置を保守する必要が生じる。   For a laser apparatus that is used in the industrial field and generates laser light or coherent light that is the second or third harmonic of the laser light, it is desired that the maintenance time interval is long. As described above, a harmful gas that damages the optical component or degrades the performance of the optical component is present in the casing that is the light generation unit. In particular, optical components on the laser optical axis such as resonator mirrors, laser oscillation medium surfaces, and nonlinear optical crystals tend to be damaged in a short time. Examples of the harmful gas include water vapor or organic gas emitted from an optical component, an optical component mount, an electric / electronic component, or a container itself. When light is generated in the presence of this gas, particularly when the wavelength is included in the ultraviolet wavelength region, the gas is decomposed by light or heat, and the decomposition product adheres to the optical component. When the light is absorbed, the adhering matter is excited, heated, etc., so that the optical parts are irreversibly damaged, and the laser apparatus needs to be frequently maintained.

上記のような問題を解決するために、従来の装置では、外部から純度の高い不活性ガスを流入させて、筐体から有害ガスを追い出すような構造を採用していた。また、真空紫外域のレーザ光源を用いた投影露光装置の分野においては、有害ガスによる光学部品の汚染及び汚染された部位におけるレーザ光の吸収によるオプティクスの性能劣化を防止するために、光触媒を使用することが提案されている。紫外線を照射された光触媒に対して放出された有害ガスを作用させることで、有害ガスを別なガス分子に分解するとともに吸収除去して無害化することが可能である。さらに、半導体デバイスの露光用ステッパの分野においては、装置内部の光の伝送路上のオプティクスを保護するために、有機ガスを除去する装置が提案されている。   In order to solve the above problems, the conventional apparatus employs a structure in which an inert gas having a high purity is introduced from the outside to expel harmful gases from the housing. In the field of projection exposure equipment that uses laser light sources in the vacuum ultraviolet region, photocatalysts are used to prevent optical component contamination by harmful gases and optical performance degradation due to absorption of laser light at the contaminated site. It has been proposed to do. By causing the harmful gas released to act on the photocatalyst irradiated with ultraviolet rays, the harmful gas can be decomposed into another gas molecule and absorbed and removed to make it harmless. Further, in the field of exposure steppers for semiconductor devices, an apparatus for removing organic gas has been proposed in order to protect the optics on the light transmission path inside the apparatus.

レーザ発振器の安定性を確保することを目的として、レーザ発振器を内蔵する筐体内に不活性ガスを封入する構造を有するレーザ装置においても、密閉筐体内のガスには有害ガスが混入する。この有害ガスに対して、レーザ発振によって発生する強力なレーザビームが作用すると、ガスが変化して光学部品の表面劣化を引き起こす。このために、筐体からガスを吸引し、吸引されたガスを触媒に誘導して有害ガスを分解、除去し、フィルタリングされたガスを筐体内に戻す構造を有するレーザ装置が、米国特許第6,671,303号明細書に開示されている。   In order to ensure the stability of the laser oscillator, even in a laser apparatus having a structure in which an inert gas is sealed in a housing incorporating the laser oscillator, harmful gas is mixed into the gas in the sealed housing. When a powerful laser beam generated by laser oscillation acts on the harmful gas, the gas changes to cause the surface deterioration of the optical component. For this purpose, a laser apparatus having a structure in which gas is sucked from a casing, the sucked gas is guided to a catalyst to decompose and remove harmful gases, and the filtered gas is returned into the casing is disclosed in US Pat. , 671,303 specification.

米国特許第6,671,303号明細書US Pat. No. 6,671,303 特開2003−45787号公報JP 2003-45787 A 特開2002−319540号公報JP 2002-319540 A

上記の従来技術では、レーザ装置の筐体内に発生する有害ガスを吸引して触媒を通過させた後に筐体内にガスを戻すガス循環システムを、筐体外部に形成する必要があるために、装置構成が複雑化して製造コストがかかるという課題があった。   In the above prior art, since it is necessary to form a gas circulation system that sucks harmful gas generated in the housing of the laser device and passes the catalyst through the catalyst, and then returns the gas to the inside of the housing. There is a problem that the configuration is complicated and the manufacturing cost is high.

本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、筐体内に発生する有害ガスを簡単な構成により除去することができるレーザ装置並びに当該レーザ装置の運転方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser device capable of removing harmful gas generated in a housing with a simple configuration and a method for operating the laser device. To do.

有機ガスはもともとレーザ装置を構成する筐体内に存在するか、あるいは筐体内に設置した部品から発生する。このような発生源としては、例えば電子部品の電気絶縁ポリマー材料やリード線被覆材料等が挙げられる。オプティクス損傷のメカニズムについては、有機ガスが、紫外光を吸収して活性化し、オプティクス表面と反応して付着物が生成されることで、コーティングが損傷すると考えられる。そこで、有機ガスを、紫外光のような高エネルギー光子またはパルス出力の尖頭値の高いレーザ光を吸収しても分解しないものに変化させることが必要となる。その方法として、光触媒をレーザ装置の筐体内に配置して、高エネルギー光子またはパルス光に係る散乱光または部分反射光を光触媒に照射し、有機ガスを分解して無害化を図る。例えばレーザ光の出力窓近傍に、光触媒が配置される。また、ビームスプリッタ等の分岐手段により分岐(部分反射)されたレーザ光が照射される部位に、光触媒が配置される。さらに、レーザ光に係る散乱光または部分反射光を照射するのに代えてあるいは同時に、レーザ発振器とは別個に設けられた紫外線照射装置から出力される紫外線が、光触媒に照射される。このような構成を採る場合には、レーザ発振器からレーザ光を放射する前に、紫外線照射装置から出力される紫外線を光触媒に照射して、筐体内に存在する有害ガスを除去する運転方法を採るのが好適である。   The organic gas is originally present in the casing constituting the laser apparatus or is generated from components installed in the casing. Examples of such a generation source include an electrically insulating polymer material and a lead wire coating material for electronic parts. Regarding the mechanism of the optics damage, the organic gas is activated by absorbing ultraviolet light, and reacts with the optics surface to generate deposits, which may damage the coating. Therefore, it is necessary to change the organic gas to one that does not decompose even when absorbing high-energy photons such as ultraviolet light or laser light having a high peak value of pulse output. As a method for this, a photocatalyst is disposed in a housing of a laser device, and the photocatalyst is irradiated with scattered light or partially reflected light associated with high-energy photons or pulsed light, thereby decomposing the organic gas and making it harmless. For example, a photocatalyst is disposed in the vicinity of the laser light output window. In addition, a photocatalyst is disposed at a portion irradiated with laser light branched (partially reflected) by a branching means such as a beam splitter. Further, instead of or simultaneously with the irradiation with the scattered light or the partially reflected light relating to the laser light, the photocatalyst is irradiated with ultraviolet rays output from an ultraviolet irradiation device provided separately from the laser oscillator. In the case of adopting such a configuration, an operation method is employed in which the photocatalyst is irradiated with ultraviolet rays output from the ultraviolet irradiation device to remove harmful gases existing in the housing before the laser beam is emitted from the laser oscillator. Is preferred.

光触媒として採用される物質としては、酸化チタンTiOが好適である。TiOを媒体とすることで、光エネルギーによって、酸素や水が活性化して、有機ガスが分解される。図1は、光触媒による有機ガスの分解を説明する図である。TiOは半導体物質であり、そのエネルギーギャップはおよそ3.2eVである。このバンドギャップに相当する光の波長は387nmであり、当該波長よりも短い波長であれば光励起されることが可能となる。光波長が長い場合には、光子エネルギーは小さくなるが、パルスモードであれば多光子吸収に基づく非線形現象によって励起可能となる。この場合には、散乱光を照射するよりも分岐手段により部分反射されたレーザ光を照射して、TiOを活性化することが望ましい。励起されたTiO表面では、図1に示されるように、有機ガスが炭化水素系物質である場合には、触媒作用によって有機ガスが酸化され、最終的には炭化水素系の中間生成物およびCOが生成される。中間生成物については、分子量が小さくなるように分解が繰り返されて、概ね無害化される。分解されたCOについては、吸着剤等により除去されるから、光による活性化が生じにくくなり、オプティクスへの影響を無効化することが可能となる。 Titanium oxide TiO 2 is suitable as a material employed as the photocatalyst. By using TiO 2 as a medium, oxygen and water are activated by light energy, and the organic gas is decomposed. FIG. 1 is a diagram for explaining decomposition of an organic gas by a photocatalyst. TiO 2 is a semiconductor material, and its energy gap is approximately 3.2 eV. The wavelength of light corresponding to this band gap is 387 nm, and light can be excited if the wavelength is shorter than the wavelength. When the light wavelength is long, the photon energy is small, but in the pulse mode, it can be excited by a nonlinear phenomenon based on multiphoton absorption. In this case, it is desirable to activate TiO 2 by irradiating laser light partially reflected by the branching means rather than irradiating scattered light. On the excited TiO 2 surface, as shown in FIG. 1, when the organic gas is a hydrocarbon-based material, the organic gas is oxidized by the catalytic action, and finally the hydrocarbon-based intermediate product and CO 2 is produced. About an intermediate product, decomposition | disassembly is repeated so that molecular weight may become small, and it will generally make it harmless. Since the decomposed CO 2 is removed by an adsorbent or the like, activation by light is less likely to occur, and the influence on optics can be nullified.

さらに、COまで分解されなかった中間生成物を除去するためには、これらの低位の炭化水素系生成物(不純物)、水等を吸着する吸着剤を備えた吸着手段を密閉された筐体内に設置する。水の吸着剤としては、シリカゲル、ゼオライト等が挙げられ、有機系物質(有機物および十分に分解しなかった有機物)の吸着剤としては、活性炭、ゼオライト等が挙げられる。これらの吸着剤はネット等の容器に収容されて、レーザ装置の筐体内に設置される。レーザ発振器を密閉する筐体内においては、非線形光学素子が常温より高い温度に制御されて使用される場合がある。このような場合には、レーザ装置の筐体内部に発熱源が存在することに起因して、ガスの対流が発生する。対流するガスの流通路上に吸着手段を設置すれば、効率的に有害ガスの吸着を実施することが可能となる。また、循環ファン等として与えられ、ガスを強制的に循環させる循環手段を設ける構成としてもよい。分解された有機ガス等は、吸着手段のフィルタ作用により除去することが可能となる。 Further, in order to remove the intermediate product that has not been decomposed to CO 2 , the adsorbing means having an adsorbent that adsorbs these lower hydrocarbon products (impurities), water, etc. is sealed in a sealed casing. Install in. Examples of water adsorbents include silica gel and zeolite, and examples of adsorbents for organic substances (organic substances and organic substances that have not been sufficiently decomposed) include activated carbon and zeolite. These adsorbents are accommodated in a container such as a net and are installed in the casing of the laser device. In a case where the laser oscillator is hermetically sealed, the nonlinear optical element may be used while being controlled at a temperature higher than room temperature. In such a case, gas convection occurs due to the existence of a heat generation source inside the housing of the laser device. If an adsorbing means is installed on the flow path of the convection gas, it is possible to efficiently adsorb harmful gas. Moreover, it is good also as a structure which provides the circulation means given as a circulation fan etc. and forcibly circulates gas. The decomposed organic gas or the like can be removed by the filter action of the adsorption means.

本願発明によれば、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される筐体内の部位に光触媒が設置されるように構成したので、筐体内に存在する有機ガスが低位の有機系物質に分解される。これにより、有機ガスがレーザ光により直接分解されて生じる炭素や煤が光学部品に付着するのを抑制できるから、付着物に起因してミラー等の共振器部品や非線形光学結晶の表面部分に損傷が発生するのを低減することが可能となる。すなわち、光触媒を筐体内に設置するという簡単な構造により、光学部品を損傷させる有害ガスを除去することが可能となる。また、光学部品の損傷の発生を低減できることで、上記のように簡単な構造を有するレーザ装置により、長時間安定なレーザ発振を継続することができ、レーザ装置の保守頻度を低減することが可能になるという効果を奏する。   According to the present invention, since the photocatalyst is installed at the site in the casing irradiated with the scattered light or the partially reflected light of the laser beam emitted from the laser oscillator, the organic gas present in the casing is low in level. It is decomposed into organic substances. As a result, carbon and soot generated by the direct decomposition of organic gas by laser light can be prevented from adhering to the optical component, so that damage to the surface of the resonator component such as a mirror and the nonlinear optical crystal is caused by the deposit. Can be reduced. That is, it is possible to remove harmful gases that damage optical components by a simple structure in which the photocatalyst is installed in the housing. In addition, since the occurrence of damage to optical components can be reduced, stable laser oscillation can be continued for a long time by the laser device having the simple structure as described above, and the maintenance frequency of the laser device can be reduced. Has the effect of becoming.

本願発明によれば、レーザ装置からレーザ光を出力するレーザ出力窓の光軸周りの部位、またはレーザ出力窓の近傍の部位に光触媒が設置されるように構成したので、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光を光触媒でより多く受光することができるから、光触媒による有機ガスの分解効率が向上して、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, since the photocatalyst is installed in a portion around the optical axis of the laser output window for outputting laser light from the laser device or a portion in the vicinity of the laser output window, it is emitted from the laser oscillator. Since more scattered light of the laser beam can be received by the photocatalyst, the decomposition efficiency of the organic gas by the photocatalyst is improved, and the occurrence of damage to the optical component can be further reduced.

本願発明によれば、レーザ発振器から放射されるレーザ光を分岐させる分岐手段を有し、この分岐手段により部分反射されたレーザ光が照射される部位に光触媒が設置されるように構成したので、光触媒に照射されるレーザ光のパワー密度を大きくすることが可能となって、レーザ光の波長が光触媒の吸収波長より長くても、非線形効果に基づいて光励起が生じ、触媒作用を活性化することができる。これにより、レーザ光の波長が紫外波長域以外にあるレーザ発振器を内蔵するレーザ装置についても、光学部品の損傷の発生を低減することができるという効果を奏する。   According to the invention of the present application, it has a branching means for branching the laser light emitted from the laser oscillator, and the photocatalyst is installed at the site irradiated with the laser light partially reflected by the branching means. It is possible to increase the power density of the laser beam irradiated to the photocatalyst, and even if the wavelength of the laser beam is longer than the absorption wavelength of the photocatalyst, photoexcitation occurs based on the nonlinear effect and activates the catalytic action. Can do. As a result, even for a laser device incorporating a laser oscillator in which the wavelength of the laser light is outside the ultraviolet wavelength region, it is possible to reduce the occurrence of damage to the optical components.

本願発明によれば、レーザ発振器と独立に動作可能で光触媒に紫外線を照射する紫外線照射装置を有するように構成したので、レーザ発振器の発振停止時においても光触媒を使用して有機ガスを分解することが可能となり、レーザ発振器の駆動前において有機ガスを分解、除去等することが可能となるから、光学部品上への炭素等の粒子の付着を防止して、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, since it is configured to have an ultraviolet irradiation device that can operate independently of the laser oscillator and irradiates the photocatalyst with ultraviolet rays, the organic gas can be decomposed using the photocatalyst even when the oscillation of the laser oscillator is stopped. Since organic gas can be decomposed and removed before the laser oscillator is driven, it is possible to prevent carbon and other particles from adhering to the optical component and reduce the occurrence of damage to the optical component. There is an effect that can be done.

本願発明によれば、少なくとも光触媒により分解されたガスを吸着する吸着手段を有するように構成したので、有機ガスを含む有害ガスを概ね除去することが可能となり、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, since it has an adsorption means for adsorbing at least the gas decomposed by the photocatalyst, it is possible to substantially remove harmful gases including organic gas, and further reduce the occurrence of damage to optical components. There is an effect that can be done.

本願発明によれば、吸着手段または光触媒が筐体内に存在する発熱源の近傍に設置されるように構成したので、発熱源の発熱に起因して筐体内にガスの対流が発生し、対流するガスの流通路に吸着手段または光触媒を配置することで、有害ガスの分解、除去等が促進されて有害ガスの除去効率が向上するから、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, since the adsorbing means or the photocatalyst is configured to be installed in the vicinity of the heat source existing in the casing, gas convection is generated in the casing due to heat generation of the heat source, and convection occurs. By arranging the adsorption means or photocatalyst in the gas flow path, decomposition and removal of harmful gases are promoted and the removal efficiency of harmful gases is improved, so that the occurrence of damage to optical components can be further reduced. There is an effect.

本願発明によれば、筐体内に存在するガスを強制的に循環させる循環手段を有するように構成したので、ガスの流通路に吸着手段または光触媒を配置することで、有害ガスの分解、除去等が促進されて有害ガスの除去効率が向上するから、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, since it is configured to have a circulation means for forcibly circulating the gas existing in the casing, the adsorption means or the photocatalyst is disposed in the gas flow path, so that the harmful gas is decomposed and removed, etc. Is promoted and the removal efficiency of harmful gas is improved, so that the occurrence of damage to optical components can be further reduced.

本願発明によれば、レーザ装置から出力されるレーザ光がパルス光であり、レーザ光のパルス幅が1マイクロ秒以下であるように構成したので、超短パルスのレーザ発振器を有することに起因して従来光学部品の表面部分が早期に損傷していたレーザ装置においても、簡単な構造を用いて長時間安定なレーザ発振を継続することが可能となり、従来と比較してレーザ装置の保守頻度を大幅に低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the laser light output from the laser device is pulse light, and the pulse width of the laser light is 1 microsecond or less. Even in laser devices where the surface part of conventional optical components has been damaged early, stable laser oscillation can be continued for a long time using a simple structure. There is an effect that it can be greatly reduced.

本願発明によれば、レーザ発振器を低出力で駆動し、所定の時間が経過した後にレーザ発振器を高出力で駆動するように構成したので、レーザ発振器が低出力で駆動されて有機ガスに対するレーザ光の光化学作用が小さい間に光触媒により有害ガスを分解して除去することができるので、最初からレーザ発振器を高出力で駆動する場合と比較すると、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the laser oscillator is driven at a low output, and the laser oscillator is driven at a high output after a predetermined time has elapsed. Since the harmful gas can be decomposed and removed by the photocatalyst while the photochemical action of the laser is small, the occurrence of damage to the optical components can be further reduced as compared with the case where the laser oscillator is driven at a high output from the beginning. There is an effect.

本願発明によれば、紫外線照射装置を駆動して光触媒に紫外線を照射し、所定の時間が経過した後にレーザ発振器を駆動するように構成したので、紫外線が照射された光触媒により有害ガスを分解し除去した後にレーザ発振器を駆動するから、最初からレーザ発振器を駆動する場合と比較すると、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the ultraviolet light irradiation device is driven to irradiate the photocatalyst with ultraviolet light, and the laser oscillator is driven after a predetermined time has elapsed, so the harmful gas is decomposed by the photocatalyst irradiated with the ultraviolet light. Since the laser oscillator is driven after the removal, there is an effect that the occurrence of damage to the optical component can be further reduced as compared with the case where the laser oscillator is driven from the beginning.

以下、添付の図面を参照して本願発明に係る実施の形態を説明する。
実施の形態1.
図2は、この発明の実施の形態1によるレーザ装置の構成を示す図である。レーザ装置を構成する筐体10には、レーザ光の透過材料から成るレーザ出力窓14が設けられる。筐体10の内部には固体レーザ発振媒体1が設置され、光軸21に沿ってレーザ発振媒体1の両側には、共振器を構成する第1の共振器ミラー2および第2の共振器ミラー3が互いに対向するように配置される。第1の共振器ミラー2は、発振光の波長を有する光に対しては概ね全反射するとともに、励起光の波長を有する光に対しては透過性を示す特性を有している。また、第2の共振器ミラー3は、レーザ発振の基本波の波長を有する光に対しては高反射率で光を反射するとともに、第2高調波の波長を有する光に対しては透過性を示す特性を有している。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the laser apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The housing 10 constituting the laser device is provided with a laser output window 14 made of a laser light transmitting material. The solid-state laser oscillation medium 1 is installed inside the housing 10, and the first resonator mirror 2 and the second resonator mirror constituting the resonator are disposed on both sides of the laser oscillation medium 1 along the optical axis 21. 3 are arranged so as to face each other. The first resonator mirror 2 has a characteristic that substantially totally reflects the light having the wavelength of the oscillation light and shows transparency to the light having the wavelength of the excitation light. The second resonator mirror 3 reflects light with a high reflectivity with respect to light having the fundamental wavelength of laser oscillation and transmits light with light having the second harmonic wavelength. It has the characteristic which shows.

共振器ミラー3とレーザ発振媒体1との間には、Qスイッチ素子7、及び非線形光学結晶から成る高調波発生素子8が配置される。共振器ミラー2についてレーザ発振媒体1の反対側には、光励起用の半導体レーザ4が配置される。半導体レーザ4から出力された励起光は、集光レンズ5により収束され、共振器ミラー2を透過し、レーザ発振媒体1に入射してレーザ発振媒体1を励起する。光励起されたレーザ発振媒体1は、誘導放出により基本波のレーザ光を出力する。増幅利得を有するレーザ発振媒体1を介して、共振器ミラー2と共振器ミラー3との間において、基本波のレーザ光が発振する。励起光は、破線9に示されるように、光軸外にも発散する。集光レンズ5を用いて、励起光を再びレーザ発振媒体1の中心軸に向けて集光させる構成を採ることで、効率的な光励起が実現され、発振出力の向上が図られる。   Between the resonator mirror 3 and the laser oscillation medium 1, a Q switch element 7 and a harmonic generation element 8 made of a nonlinear optical crystal are arranged. On the side opposite to the laser oscillation medium 1 with respect to the resonator mirror 2, a semiconductor laser 4 for optical excitation is disposed. The excitation light output from the semiconductor laser 4 is converged by the condenser lens 5, passes through the resonator mirror 2, enters the laser oscillation medium 1, and excites the laser oscillation medium 1. The optically excited laser oscillation medium 1 outputs a fundamental laser beam by stimulated emission. A fundamental laser beam oscillates between the resonator mirror 2 and the resonator mirror 3 via the laser oscillation medium 1 having an amplification gain. The excitation light also diverges outside the optical axis, as indicated by the broken line 9. By using the condensing lens 5 to condense the excitation light toward the central axis of the laser oscillation medium 1 again, efficient optical excitation is realized and the oscillation output is improved.

共振器ミラー2と共振器ミラー3との間で発振する基本波のレーザ光が、パルス制御用のQスイッチ7を通過して、基本波の周波数を倍化する高調波発生素子8に入射すると、基本波の2倍波が発生する。第2高調波のレーザ光は、共振器ミラー3を透過して、共振器外に放射される。この第2高調波のレーザ光が、非線形光学結晶から成り、2倍波の周波数を倍化する高調波発生素子11に入射すると、基本波の4倍波が発生する。高調波発生素子11から放射される第4高調波のレーザ光は、レーザ出力窓14を透過し、出力ビームとして筐体10の外部へ出力される。   When a fundamental laser beam oscillated between the resonator mirror 2 and the resonator mirror 3 passes through the Q switch 7 for pulse control and enters the harmonic generation element 8 that doubles the frequency of the fundamental wave. A double wave of the fundamental wave is generated. The second harmonic laser beam is transmitted through the resonator mirror 3 and emitted outside the resonator. When this second harmonic laser beam is made of a nonlinear optical crystal and enters the harmonic generation element 11 that doubles the frequency of the second harmonic, a fourth harmonic of the fundamental wave is generated. The fourth harmonic laser beam emitted from the harmonic generation element 11 passes through the laser output window 14 and is output to the outside of the housing 10 as an output beam.

本願発明では、例えば酸化チタンTiOとして与えられる光触媒13が、筐体10内において、レーザ発振媒体1、共振器ミラー2,3および高調波発生素子8,11等から成るレーザ発振器から放射されるレーザ光に係る散乱光15または部分反射光が照射される部位に設置される。光触媒13は、例えばレーザ光の光路周りの部位、特にレーザ出力窓14上の光軸周りの部位あるいはレーザ出力窓14の近傍部位に配置される。また、光触媒13をレーザ光の光路周りをカバーする空洞管内に配置する構成を採ることもできる。 In the present invention, a photocatalyst 13 provided as, for example, titanium oxide TiO 2 is radiated from a laser oscillator including the laser oscillation medium 1, the resonator mirrors 2 and 3, the harmonic generation elements 8 and 11, etc. in the housing 10. It is installed at a site irradiated with scattered light 15 or partially reflected light related to the laser light. The photocatalyst 13 is disposed, for example, at a site around the optical path of the laser beam, particularly at a site around the optical axis on the laser output window 14 or a site near the laser output window 14. Moreover, the structure which arrange | positions the photocatalyst 13 in the cavity pipe | tube covering the optical path periphery of a laser beam can also be taken.

筐体10内には、光触媒13とは別に、光触媒により発生する分解生成物の吸着剤を備えた吸着手段16が設置される。この吸着手段16は、シリカゲル、ゼオライト等が使用される水の吸着剤と、活性炭、ゼオライト等が使用される有機系物質(有機物および十分に分解しなかった有機物)の吸収剤とをネット等に収容することで構成される。また、外部からガスが自由に流通できる構造を有するように、吸着手段16を構成するのが好適である。さらに、筐体10内には、非線形光学結晶の波長変換効率を高めるために、結晶温度を常温より高い最適温度になるように温度制御する電熱炉12が設置される。   In the housing 10, apart from the photocatalyst 13, an adsorbing means 16 equipped with an adsorbent of decomposition products generated by the photocatalyst is installed. This adsorbing means 16 uses an adsorbent of water using silica gel, zeolite, etc. and an absorbent of organic substances (organic substances and organic substances that have not been sufficiently decomposed) using activated carbon, zeolite, etc. Consists of housing. Further, it is preferable to configure the adsorption means 16 so as to have a structure in which gas can freely flow from the outside. Furthermore, an electric furnace 12 that controls the temperature of the crystal so that the crystal temperature becomes an optimum temperature higher than room temperature is installed in the housing 10 in order to increase the wavelength conversion efficiency of the nonlinear optical crystal.

非線形光学結晶の温度調整をするために、ペルチェ素子が使用される。ペルチェ素子のリード線には電気絶縁ポリマーが被覆されている。ペルチェ素子自体についても、半導体素子をセラミック基板に接合するために、接着剤が使用されている。これらのリード線や接着剤から、炭化水素系の有害ガスが発生する。また、パルス動作させるために、Qスイッチ素子がレーザ発振器内に設置されている。Qスイッチ素子に接続されるリード線の被覆材や接着材等からも有害ガスが発生する。有害ガスが除去されない場合には、炭化水素系有害物質がそのまま光分解して、高調波ビームを発生する非線形光学結晶(LBO)等の表面上のコーティングに炭素粒子が付着することで損傷が発生することになる。   A Peltier element is used to adjust the temperature of the nonlinear optical crystal. The lead wire of the Peltier element is covered with an electrically insulating polymer. Also for the Peltier element itself, an adhesive is used to bond the semiconductor element to the ceramic substrate. These lead wires and adhesives generate hydrocarbon-based harmful gases. In order to perform a pulse operation, a Q switch element is installed in the laser oscillator. Harmful gas is also generated from the covering material or adhesive material of the lead wire connected to the Q switch element. If the harmful gases are not removed, the hydrocarbon-based harmful substances are photodegraded as they are, and damage is caused by carbon particles adhering to the coating on the surface of a nonlinear optical crystal (LBO) or the like that generates a harmonic beam. Will do.

有機ガス等から成る有害ガスは濃度が低いので、光触媒での分解速度の高速性はそれほど要求されるものではない。上述したような電熱炉や温度制御素子等の発熱源の近傍には、ガスの対流が発生する。したがって、筐体内で対流するガスの流通路上に光触媒や吸着剤を設置することで、微量な有害ガスを分解、除去等することが可能である。これにより、簡単な構造で、長時間安定なレーザ発振を持続でき、実用的な効果は大きい。また、ガスを強制的に流動させる循環手段を設ける構成としてもよい。   Since harmful gas such as organic gas has a low concentration, the high speed of decomposition by the photocatalyst is not so required. Gas convection occurs in the vicinity of a heat source such as the electric furnace or temperature control element as described above. Therefore, by installing a photocatalyst or an adsorbent on the gas flow path that convects in the housing, it is possible to decompose or remove a trace amount of harmful gas. Thereby, with a simple structure, stable laser oscillation can be sustained for a long time, and a practical effect is great. Further, a circulation means for forcibly flowing the gas may be provided.

上記のような構成を有するレーザ発振器においては、励起用の半導体レーザ4からレーザ増幅利得を有するレーザ発振媒体1へ励起光9が照射される。励起されたレーザ発振媒体1から放射される基本波のレーザ光は、共振器ミラー2と共振器ミラー3との間において、Qスイッチ素子7により制御されてパルス発振をする。基本波のレーザ光は、高調波発生素子8により2倍波に変換され、さらに高調波発生素子11により4倍波に変換される。基本波の波長が1.06μmであれば、266nmの波長を有する出力光17を得ることができる。   In the laser oscillator having the above-described configuration, the pumping light 9 is irradiated from the pumping semiconductor laser 4 to the laser oscillation medium 1 having a laser amplification gain. The fundamental laser beam radiated from the excited laser oscillation medium 1 is controlled by the Q switch element 7 between the resonator mirror 2 and the resonator mirror 3 to generate pulse oscillation. The fundamental laser beam is converted to a second harmonic by the harmonic generation element 8 and further converted to a fourth harmonic by the harmonic generation element 11. If the wavelength of the fundamental wave is 1.06 μm, output light 17 having a wavelength of 266 nm can be obtained.

レーザ発振器から放射される短波長のレーザ光は、光学素子の表面で一部散乱されて、あるいは表面反射により光軸から外れて、周囲空間に放射される。このような散乱光15が照射される部位に、例えばTiOとして与えられる光触媒13を設置すると、光触媒が励起される。励起された光触媒に対して周囲にある有機ガスが接近すると、電子交換が起こることで、有機ガスが低位の炭化水素系生成物および、CO、水等に分解される。 The short-wavelength laser light emitted from the laser oscillator is partly scattered on the surface of the optical element or deviated from the optical axis by surface reflection and is emitted to the surrounding space. When a photocatalyst 13 given as, for example, TiO 2 is installed at a site irradiated with such scattered light 15, the photocatalyst is excited. When the surrounding organic gas approaches the excited photocatalyst, electron exchange occurs, and the organic gas is decomposed into lower hydrocarbon-based products, CO 2 , water, and the like.

これらの生成物は濃度的には非常に希薄であるが、長時間のうちには吸着手段16に固定され、筐体10内の空間から有機ガスが除去される。したがって、有機ガスが直接的に高エネルギービームにより分解された場合に生じる煤等の粒子が光学部品に付着し、この付着物がレーザ光の吸収点となることを防止して、光学部品の表面における損傷の発生を低減することが可能となる。これにより、レーザ発振出力の低下、発振停止などの故障を回避できるとともに、レーザ装置の保守頻度を低減することが可能となる。なお、上記の実施の形態においては、レーザ発振器は、2倍波および4倍波を生成する構成としたが、3倍波を生成する周知の構成としてもよい。   These products are very dilute in concentration, but are fixed to the adsorbing means 16 over a long period of time, and the organic gas is removed from the space in the housing 10. Therefore, particles such as soot generated when the organic gas is directly decomposed by the high energy beam adheres to the optical component, and this adhering matter is prevented from becoming an absorption point of the laser beam, It is possible to reduce the occurrence of damage in the case. As a result, it is possible to avoid failures such as a decrease in laser oscillation output and oscillation stop, and to reduce the maintenance frequency of the laser device. In the above embodiment, the laser oscillator is configured to generate the second harmonic and the fourth harmonic, but may be a known configuration that generates the third harmonic.

また、レーザ装置の運転方法については、レーザ発振器を運転開始した直後は低出力で駆動し、有害ガスを低減させる。所定の時間が経過して有害ガスが分解および除去された後に、レーザ発振器を高出力で駆動する。レーザ発振器を低出力で駆動している間においては、有機ガスに対するレーザ光の光化学作用は小さく、光学部品に付着する粒子の量も少ない。この間に有害ガスを分解および除去して、その後にレーザ発振器を高出力で駆動することで、運転開始直後からレーザ発振器を高出力で駆動する場合と比較すると、光学部品に付着する粒子をより低減することが可能となる。   As for the operation method of the laser device, immediately after the operation of the laser oscillator is started, it is driven at a low output to reduce harmful gases. After a predetermined time has passed and the harmful gas is decomposed and removed, the laser oscillator is driven at a high output. While the laser oscillator is driven at a low output, the photochemical action of the laser beam on the organic gas is small and the amount of particles adhering to the optical component is small. During this time, harmful gases are decomposed and removed, and then the laser oscillator is driven at a high output, thereby reducing particles adhering to optical components compared to the case where the laser oscillator is driven at a high output immediately after the start of operation. It becomes possible to do.

以上のように、この発明の実施の形態1によるレーザ装置によれば、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される部位に光触媒が設置されるので、筐体内の有機ガスが分解されて光学部品の表面に付着する粒子を低減することができるから、筐体内に存在する有害ガスを簡単な構成により除去できて、光学部品の損傷の発生を低減するとともにレーザ装置の保守頻度を低減することが可能となる。また、光触媒13をレーザ出力窓14の光軸周りの部位に設置することで、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光をより多く受光することができるから、光学部品に付着する粒子をより低減して光学部品の損傷の発生をより低減することが可能となる。また、有機ガスを含む有害ガスを吸着して除去する吸着手段16を設けるように構成したので、光学部品の損傷の発生をさらに低減することが可能となる。電熱炉12等の発熱源の発熱に起因して対流するガスの流通路上に吸着手段16を設置すれば、有害ガスの吸着能力が向上する。さらに、循環ファン等を設置して筐体10内のガスを強制的に循環させる構成としても、同様の効果を得ることができる。   As described above, according to the laser device according to the first embodiment of the present invention, the photocatalyst is installed at the site irradiated with the scattered light or the partially reflected light of the laser light emitted from the laser oscillator. Since the organic gas can be decomposed and particles adhering to the surface of the optical component can be reduced, harmful gas existing in the housing can be removed with a simple configuration, reducing the occurrence of damage to the optical component and the laser device The maintenance frequency can be reduced. Further, by installing the photocatalyst 13 at a site around the optical axis of the laser output window 14, it is possible to receive more scattered light of the laser light emitted from the laser oscillator, so that more particles adhering to the optical component can be received. This can reduce the occurrence of damage to the optical component. In addition, since the adsorption means 16 that adsorbs and removes harmful gases including organic gas is provided, it is possible to further reduce the occurrence of damage to the optical components. If the adsorption means 16 is installed on the flow path of the gas that convects due to the heat generated by the heat source such as the electric furnace 12, the adsorption ability of harmful gas is improved. Furthermore, the same effect can be obtained even if a circulation fan or the like is installed to forcibly circulate the gas in the housing 10.

実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2によるレーザ装置の構成を示す図である。図3において、図2と同一符号は同一の構成要素を示すので、その説明を省略する。この実施の形態では、高調波発生素子11から出力されるレーザ光を光分岐手段として与えられるビームスプリッタ18で分岐して、部分反射光20が照射される部位に、光触媒19が設置される。この場合、光励起のパワー密度を大きくできるので、光触媒を励起する光の波長が光触媒(TiO)19の吸収波長より長くても、非線形効果に基づいて光励起が生じ、触媒作用を活性化することが可能となる。したがって、レーザ光の波長が紫外波長域以外にある超短パルスレーザ発振器等のレーザ発振器についても、筐体内において部分反射光が照射される部位に光触媒を設置することで、光学部品の劣化を防止することが可能である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same components, and the description thereof is omitted. In this embodiment, the photocatalyst 19 is installed at a site where the laser beam output from the harmonic generation element 11 is branched by a beam splitter 18 provided as a light branching unit and irradiated with the partially reflected light 20. In this case, since the power density of photoexcitation can be increased, photoexcitation occurs based on the nonlinear effect and activates the catalytic action even if the wavelength of light for exciting the photocatalyst is longer than the absorption wavelength of the photocatalyst (TiO 2 ) 19. Is possible. Therefore, even for laser oscillators such as ultra-short pulse laser oscillators where the wavelength of the laser light is outside the ultraviolet wavelength region, optical components are prevented from being deteriorated by installing a photocatalyst in the part that is irradiated with partially reflected light in the housing. Is possible.

実施の形態3.
図4は、この発明の実施の形態3によるレーザ装置の構成を示す図である。図4において、図2と同一符号は同一の構成要素を示すので、その説明を省略する。この実施の形態では、レーザ発振器が駆動していない際に、別個に設けられた紫外線照射装置22から光触媒23に対して紫外線24が照射される。紫外線照射装置22としては、例えばLED、LDまたは水銀ランプ等が挙げられる。光触媒23に対して紫外線を照射することで、有害ガスの分解反応を継続することが可能となる。筐体10内の部品配置によっては、レーザ光の発散光または部分反射光を光触媒に照射できない場合もある。このような場合には、光触媒に紫外線を照射する目的で設置されている紫外線照射装置22を、常時点灯するような構成としてもよい。紫外線照射装置22としては、365nm〜380nmの波長の光を出力するLEDを使用するのが好適である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a laser apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. In this embodiment, when the laser oscillator is not driven, the photocatalyst 23 is irradiated with ultraviolet rays 24 from a separately provided ultraviolet irradiation device 22. Examples of the ultraviolet irradiation device 22 include an LED, an LD, a mercury lamp, and the like. By irradiating the photocatalyst 23 with ultraviolet rays, it is possible to continue the decomposition reaction of harmful gases. Depending on the arrangement of the components in the housing 10, the photocatalyst may not be irradiated with the divergent light or the partially reflected light of the laser light. In such a case, the ultraviolet irradiating device 22 installed for the purpose of irradiating the photocatalyst with ultraviolet rays may be configured to always be lit. As the ultraviolet irradiation device 22, it is preferable to use an LED that outputs light having a wavelength of 365 nm to 380 nm.

レーザ発振器の発振停止時には、レーザ発振器からのレーザ光の照射が停止する。レーザ発振器とは別個に筐体内に設けられた紫外線照射装置22から光触媒23に対して紫外線を照射することで、通常運転時以外に発生する有害ガスを除去することが可能となる。これにより、安定な長寿命動作を実現することが可能となる。また、レーザ装置の運転方法については、レーザ発振器を駆動する前に、紫外線照射装置を駆動する。紫外線照射装置から光触媒に対して紫外線を照射することで、有害ガスを分解、除去等する。所定の時間が経過して有害ガスが低減された後に、レーザ発振器を駆動して、レーザ光を出力する。これにより、レーザ発振器を駆動する際には、有害ガスが充分に低減されているので、光学部品に付着する粒子を低減することができ、光学部品の損傷の発生を低減することが可能となる。   When the laser oscillator stops oscillating, the laser beam irradiation from the laser oscillator stops. By irradiating the photocatalyst 23 with ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation device 22 provided in the housing separately from the laser oscillator, it becomes possible to remove harmful gases generated during times other than normal operation. Thereby, it is possible to realize a stable long-life operation. As for the operation method of the laser device, the ultraviolet irradiation device is driven before the laser oscillator is driven. By irradiating the photocatalyst with ultraviolet rays from an ultraviolet irradiation device, the harmful gas is decomposed and removed. After a predetermined time has passed and the harmful gas has been reduced, the laser oscillator is driven to output laser light. As a result, when the laser oscillator is driven, harmful gases are sufficiently reduced, so that particles adhering to the optical component can be reduced, and occurrence of damage to the optical component can be reduced. .

なお、上記の実施の形態1から実施の形態3により説明されるレーザ装置並びにレーザ装置の運転方法は、本願発明を限定するものではなく、例示することを意図して開示されているものである。本願発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載により定められるものであり、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲内において種々の設計的変更が可能である。例えば、上記の実施の形態では、Qスイッチ固体レーザ発振器または高調波発生レーザ発振器を内蔵するレーザ装置に光触媒が具備される構成としたが、CW紫外線発生用レーザ発振器、超短パルスレーザ発振器またはレーザ増幅器等を内蔵する他のレーザ装置に光触媒が具備される構成も、勿論本願発明の技術的範囲に含まれるものである。特に、超短パルスかつ高出力のレーザ発振器を有して構成されるレーザ装置に具備される光学部品は、有害ガスに晒される表面部分が早期に損傷する傾向がある。このために、本願発明をこのような種類のレーザ装置に適用することで、顕著な効果を得ることが可能である。   Note that the laser device and the operation method of the laser device described in the first to third embodiments are not intended to limit the present invention, but are disclosed for the purpose of illustration. . The technical scope of the present invention is defined by the description of the scope of claims, and various design changes can be made within the technical scope of the invention described in the scope of claims. For example, in the above embodiment, the photocatalyst is provided in the laser device incorporating the Q-switched solid-state laser oscillator or the harmonic generation laser oscillator, but the CW ultraviolet ray generation laser oscillator, the ultrashort pulse laser oscillator, or the laser Of course, a configuration in which a photocatalyst is provided in another laser device incorporating an amplifier or the like is also included in the technical scope of the present invention. In particular, in an optical component provided in a laser apparatus configured with an ultrashort pulse and high output laser oscillator, a surface portion exposed to harmful gas tends to be damaged early. For this reason, it is possible to obtain a remarkable effect by applying the present invention to this kind of laser device.

紫外線レーザ、超短パルスレーザの安定化および長寿命化等に係る技術は、レーザ装置をレーザ加工等の工業プロセスに適用するための不可欠な技術となっている。本願発明は、レーザ発振器の長寿命化を実現して、レーザ装置の信頼性を高めるものである。半導体、液晶、回路基板、光部品(光ファイバ、光導波路等)に係る微細加工については、高い信頼性のある短パルスレーザまたは紫外線レーザ等のレーザ装置を使用することで、その実用化を促進することができる。   Technologies relating to stabilization and longevity of ultraviolet lasers and ultrashort pulse lasers are indispensable technologies for applying laser devices to industrial processes such as laser processing. The present invention realizes a long life of the laser oscillator and improves the reliability of the laser device. For microfabrication related to semiconductors, liquid crystals, circuit boards, and optical components (optical fibers, optical waveguides, etc.), the use of highly reliable laser devices such as short pulse lasers or ultraviolet lasers promotes their practical application. can do.

光触媒による有機ガスの分解を説明する図である。It is a figure explaining decomposition | disassembly of the organic gas by a photocatalyst. この発明の実施の形態1によるレーザ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2によるレーザ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるレーザ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser apparatus by Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ発振媒体、2,3 共振器ミラー、4 半導体レーザ、5 集光レンズ、7 Qスイッチ素子、8 高調波(2倍波)発生素子、10 筐体、11 高調波(4倍波)発生素子、12 発熱炉(発熱源)、13,19,23 光触媒、14 レーザ出力窓、16 吸着手段、18 ビームスプリッタ(分岐手段)、22 紫外線照射装置


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillation medium, 2, 3 Resonator mirror, 4 Semiconductor laser, 5 Condensing lens, 7 Q switch element, 8 Harmonic (2nd harmonic) generation element, 10 housing | casing, 11 Harmonic (4th harmonic) generation Element, 12 Heating furnace (heating source), 13, 19, 23 Photocatalyst, 14 Laser output window, 16 Adsorption means, 18 Beam splitter (branching means), 22 Ultraviolet irradiation device


Claims (12)

レーザ光を放射するレーザ発振器と、該レーザ発振器を内蔵する筐体とを有して構成されるレーザ装置において、
前記レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される前記筐体内の部位に、光触媒が設置されることを特徴とするレーザ装置。
In a laser device configured to include a laser oscillator that emits laser light and a housing that incorporates the laser oscillator,
A laser device, wherein a photocatalyst is installed at a portion in the casing to which scattered light or partially reflected light of laser light emitted from the laser oscillator is irradiated.
レーザ装置からレーザ光を出力するレーザ出力窓の光軸周りの部位、または前記レーザ出力窓の近傍の部位に、光触媒が設置されることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。   2. The laser device according to claim 1, wherein a photocatalyst is installed at a site around an optical axis of a laser output window for outputting laser light from the laser device or a site in the vicinity of the laser output window. レーザ発振器から放射されるレーザ光を分岐させる分岐手段を有し、
該分岐手段により部分反射されたレーザ光が照射される部位に、光触媒が設置されることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。
Having branching means for branching the laser light emitted from the laser oscillator;
2. The laser apparatus according to claim 1, wherein a photocatalyst is installed at a portion irradiated with the laser beam partially reflected by the branching unit.
レーザ発振器と独立に動作可能で、光触媒に紫外線を照射する紫外線照射装置を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。   The laser apparatus according to claim 1, further comprising an ultraviolet irradiation device that can operate independently of the laser oscillator and irradiates the photocatalyst with ultraviolet rays. 少なくとも光触媒により分解されたガスを吸着する吸着手段を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。   The laser apparatus according to claim 1, further comprising an adsorbing unit configured to adsorb at least a gas decomposed by the photocatalyst. 吸着手段または光触媒が、筐体内に存在する発熱源の近傍に設置されることを特徴とする請求項5に記載のレーザ装置。   6. The laser device according to claim 5, wherein the adsorbing means or the photocatalyst is installed in the vicinity of the heat source existing in the housing. 吸着手段が、ゼオライトから成る吸着剤を有して構成されることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のレーザ装置。   The laser device according to claim 5 or 6, wherein the adsorption means includes an adsorbent made of zeolite. 筐体内に存在するガスを強制的に循環させる循環手段を有することを特徴とする請求項1または請求項5に記載のレーザ装置。   6. The laser apparatus according to claim 1, further comprising a circulation unit that forcibly circulates the gas present in the housing. レーザ装置から出力されるレーザ光がパルス光であり、レーザ光のパルス幅が1マイクロ秒以下であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。   2. The laser device according to claim 1, wherein the laser light output from the laser device is pulsed light, and the pulse width of the laser light is 1 microsecond or less. 光触媒が酸化チタンであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。   The laser device according to claim 1, wherein the photocatalyst is titanium oxide. レーザ光を放射するレーザ発振器と、該レーザ発振器を内蔵する筐体と、前記レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される前記筐体内の部位に設置される光触媒とを有して構成されるレーザ装置を運転する運転方法であって、
レーザ発振器を低出力で駆動し、
所定の時間が経過した後に、レーザ発振器を高出力で駆動することを特徴とするレーザ装置の運転方法。
A laser oscillator that emits laser light; a housing that incorporates the laser oscillator; and a photocatalyst that is installed in a portion of the housing that is irradiated with scattered light or partially reflected light of the laser light emitted from the laser oscillator; An operating method for operating a laser device comprising:
Drive the laser oscillator at low power,
A method of operating a laser device, wherein a laser oscillator is driven at a high output after a predetermined time has elapsed.
レーザ光を放射するレーザ発振器と、該レーザ発振器を内蔵する筐体と、前記レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される前記筐体内の部位に設置される光触媒と、前記レーザ発振器と独立に動作可能で光触媒に紫外線を照射する紫外線照射装置とを有して構成されるレーザ装置を運転する運転方法であって、
前記紫外線照射装置を駆動して、光触媒に紫外線を照射し、
所定の時間が経過した後に、レーザ発振器を駆動することを特徴とするレーザ装置の運転方法。



A laser oscillator that emits laser light; a housing that incorporates the laser oscillator; and a photocatalyst that is installed in a portion of the housing that is irradiated with scattered light or partially reflected light of the laser light emitted from the laser oscillator; An operation method of operating a laser device configured to have an ultraviolet irradiation device that can operate independently of the laser oscillator and irradiates the photocatalyst with ultraviolet rays,
Drive the ultraviolet irradiation device to irradiate the photocatalyst with ultraviolet rays,
A method for operating a laser device, comprising: driving a laser oscillator after a predetermined time has elapsed.



JP2005309624A 2005-10-25 2005-10-25 Laser device and method of operating same Pending JP2007123322A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005309624A JP2007123322A (en) 2005-10-25 2005-10-25 Laser device and method of operating same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005309624A JP2007123322A (en) 2005-10-25 2005-10-25 Laser device and method of operating same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007123322A true JP2007123322A (en) 2007-05-17

Family

ID=38146880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005309624A Pending JP2007123322A (en) 2005-10-25 2005-10-25 Laser device and method of operating same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007123322A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011208669A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Ntn Corp Dynamic pressure bearing device and method of manufacturing the same
JP2020514793A (en) * 2016-12-29 2020-05-21 アイピージー フォトニクス コーポレーション High temperature optical molecular contamination prevention getter system

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03116989A (en) * 1989-09-29 1991-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gas laser oscillating device
JPH10256624A (en) * 1997-03-12 1998-09-25 Amada Eng Center:Kk Moisture absorber in laser oscillator
JP2000349389A (en) * 1999-06-02 2000-12-15 Fuji Photo Film Co Ltd Lignt emitting device
JP2001070787A (en) * 1999-09-06 2001-03-21 Fuji Photo Film Co Ltd Optical part, laser and exposure device
JP2002319540A (en) * 2001-02-14 2002-10-31 Nikon Corp Method for using optical catalyst, optical system, projection aligner, and optical catalyst optical system unit
JP2003045787A (en) * 2001-08-02 2003-02-14 Nikon Corp Method for using photocatalyst, photocatalyst unit, and projection aligner
JP2003243761A (en) * 2002-02-19 2003-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor package
JP2003258337A (en) * 2002-03-06 2003-09-12 Komatsu Ltd Cleaning method for cabinet for laser apparatus
JP2004146496A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting device
JP2005033040A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Cyber Laser Kk Laser humidity control device
WO2005088787A1 (en) * 2004-03-10 2005-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coherent light source and optical system
JP2007103562A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser device

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03116989A (en) * 1989-09-29 1991-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gas laser oscillating device
JPH10256624A (en) * 1997-03-12 1998-09-25 Amada Eng Center:Kk Moisture absorber in laser oscillator
JP2000349389A (en) * 1999-06-02 2000-12-15 Fuji Photo Film Co Ltd Lignt emitting device
JP2001070787A (en) * 1999-09-06 2001-03-21 Fuji Photo Film Co Ltd Optical part, laser and exposure device
JP2002319540A (en) * 2001-02-14 2002-10-31 Nikon Corp Method for using optical catalyst, optical system, projection aligner, and optical catalyst optical system unit
JP2003045787A (en) * 2001-08-02 2003-02-14 Nikon Corp Method for using photocatalyst, photocatalyst unit, and projection aligner
JP2003243761A (en) * 2002-02-19 2003-08-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor package
JP2003258337A (en) * 2002-03-06 2003-09-12 Komatsu Ltd Cleaning method for cabinet for laser apparatus
JP2004146496A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Toyoda Gosei Co Ltd Light-emitting device
JP2005033040A (en) * 2003-07-07 2005-02-03 Cyber Laser Kk Laser humidity control device
WO2005088787A1 (en) * 2004-03-10 2005-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coherent light source and optical system
JP2007103562A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011208669A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Ntn Corp Dynamic pressure bearing device and method of manufacturing the same
JP2020514793A (en) * 2016-12-29 2020-05-21 アイピージー フォトニクス コーポレーション High temperature optical molecular contamination prevention getter system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2888790B1 (en) High power solid-state laser with replaceable module for uv generation
JP5322231B2 (en) Light source device
JP2013239723A (en) Laser system
JP5182958B2 (en) Light source device
WO2006129502A1 (en) Solid-state laser device
JPWO2009022429A1 (en) Substrate cleaning apparatus and substrate cleaning method
JP6241384B2 (en) Self-assembled monolayer patterning device, light irradiation device, and self-assembled monolayer patterning method
JP2006504252A (en) Laser closed-loop purge system
US6667828B2 (en) Apparatus and method using a nonlinear optical crystal
JP2009240862A (en) Gas purifying apparatus
JP2007123322A (en) Laser device and method of operating same
JP2010080409A (en) Extreme ultraviolet light source device equipped with gas flow type spf
WO2013153704A1 (en) Laser device
JP2003092199A (en) Light source device and exposure device using thereof
TW461195B (en) Semiconductor laser optical waveguide telecommunications module and method of making
JP2020514793A (en) High temperature optical molecular contamination prevention getter system
JP2002255501A (en) Hydrogen and electric energy generation system
Hoshino et al. LPP EUV light source employing high power C02 laser
JP2001079387A (en) Ultraviolet ray irradiation device and method thereof
JP2009162805A (en) Laser light source device
JP3746243B2 (en) Laser oscillator
JP2000066003A (en) Method for cleaning optical parts
JP2014189823A (en) Laser ablation device
WO2007117000A1 (en) Semiconductor laser module for excitation
JP7343914B2 (en) laser oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090619

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110315

A02 Decision of refusal

Effective date: 20110726

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02