JP2024516632A - パルス出力光ビームのパルスを生成するための磁気スイッチングネットワーク用の電子モジュール - Google Patents

Abstract

機器は、放電チャンバ内の励起機構を起動するように構成された磁気スイッチングネットワークを含む。磁気スイッチングネットワークは、充電器から電流を受け取るように構成された初期エネルギーストレージノード、追加エネルギーストレージノード、及び初期エネルギーストレージノードと追加エネルギーストレージノードとの間の少なくとも１つの電気素子を含む。機器は、追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された電子ネットワークも含み、電子ネットワークは、追加エネルギーストレージノードの電圧を制御するように構成される。
【選択図】 図５Ａ

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、「磁気スイッチングネットワーク用の電子モジュール（ELECTRONIC MODULE FOR A MAGNETIC SWITCHING NETWORK）」という名称の、２０２１年４月２８日に出願された米国特許出願第６３／１８０，９９７号の優先権を主張するものであり、この出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

[0002] 本開示は、磁気スイッチングネットワーク用の電子モジュールに関する。磁気スイッチングネットワークは、光学システムにおいて使用され得る。光学システムは、例えば、エキシマレーザであってもよく、又はエキシマレーザを含んでもよく、深紫外（ＤＵＶ）光を生成してもよい。

[0003] フォトリソグラフィは、シリコンウェーハなどの基板上に半導体回路をパターン形成するプロセスである。フォトリソグラフィ光学源（又は光源）は、ウェーハ上のフォトレジストを露光するために使用される深紫外（ＤＵＶ）光を供給する。フォトリソグラフィに使用されるガス放電光源の一種は、エキシマ光源又はレーザとして知られている。エキシマ光源は通常、アルゴン、クリプトン、又はキセノンなどの１つ又は複数の希ガスと、フッ素又は塩素などの反応性ガスとの組み合わせを使用する。エキシマ光源という名称は、電気的刺激（供給エネルギー）及び（ガス混合物の）高圧の適切な条件下で、エキシマと呼ばれる擬似分子が生成され、この擬似分子は通電状態でのみ存在し、紫外領域で増幅された光を生じさせることに由来する。エキシマ光源は、深紫外（ＤＵＶ）領域の波長を有する光ビームを生成し、この光ビームは、フォトリソグラフィ機器で半導体基板（又はウェーハ）をパターン形成するために使用される。エキシマ光源は、単一のガス放電チャンバを使用して、又は複数のガス放電チャンバを使用して構築することができる。

[0004] ある態様では、システムは、パルスシード光ビームを生成するように構成された第１の光学サブシステムであって、第１の気体の利得媒質を保持するように構成された第１のチャンバと、第１のチャンバ内の第１の励起機構と、を含む、第１の光学サブシステムと、パルスシード光ビームに基づいてパルス出力光ビームを生成するように構成された第２の光学サブシステムであって、第２の気体の利得媒質を保持するように構成された第２のチャンバと、第２のチャンバ内の第２の励起機構と、を含む、第２の光学サブシステムと、第１の励起機構を起動するように構成された第１の磁気スイッチングネットワークであって、第１の励起機構を起動することにより、第１の光学サブシステムにパルスシード光ビームのパルスを生成させ、第１の磁気スイッチングネットワークが、第１の初期エネルギーストレージノードと、第１の追加エネルギーストレージノードと、第１の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された第１の磁気スイッチと、第１の初期エネルギーストレージノードと第１の追加エネルギーストレージノードとの間の第１のインダクタと、を含み、第１の初期エネルギーストレージノードが、充電器から電流を受け取るように構成されている、第１の磁気スイッチングネットワークと、第２の励起機構を起動するように構成された第２の磁気スイッチングネットワークであって、第２の励起機構を起動することにより、第２の光学サブシステムにパルス出力光ビームのパルスを生成させ、第２の磁気スイッチングネットワークが、第２の初期エネルギーストレージノードと、第２の追加エネルギーストレージノードと、第２の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された第２の磁気スイッチと、第２の初期エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の第２のインダクタと、を含み、第２の初期エネルギーストレージノードが、充電器から電流を受け取るように構成されている、第２の磁気スイッチングネットワークと、第１の追加エネルギーストレージノード及び第２の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された電子ネットワークであって、電子ネットワークが、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成される、電子ネットワークと、を含む。

[0005] 実装形態は、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。

[0006] 電子ネットワークは、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を、電圧差を減少させることによって制御するように構成されてもよい。電子ネットワークは、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を、電圧差を解消することによって制御するように構成されてもよい。電圧差を解消することは、第１の追加エネルギーストレージノード及び第２の追加エネルギーストレージノードを同じ電圧にすることを含んでもよい。

[0007] 第１の追加エネルギーストレージノードは、第１のエネルギーストレージ装置を含んでもよく、第２の追加エネルギーストレージノードは、第２のエネルギーストレージ装置を含んでもよい。電子ネットワークは、電子ネットワークがアクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成されてもよく、第１のエネルギーストレージ装置及び第２のエネルギーストレージ装置が電荷を蓄積しているときに、電子ネットワークは、アクティブ状態にあってもよい。電子ネットワークは、電子ネットワークがアクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成されてもよく、電子ネットワークは、最初の時点でアクティブ状態にあってもよく、電子ネットワークは、最初の時点から既定の時間後にアクティブ状態から遷移してもよい。

[0008] 電子ネットワークは、アクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成されてもよく、第１の磁気スイッチングネットワークが第１の励起機構を起動し、第２の磁気スイッチングネットワークが第２の励起機構を起動した後に、電子ネットワークは、アクティブ状態にあってもよく、電子ネットワークは、第１の励起機構の後続の起動前及び第２の励起機構の後続の起動前に、アクティブ状態から遷移してもよい。

[0009] 電子ネットワークは、アクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成されてもよく、電子ネットワークは、第１及び第２の励起機構の各起動の後にアクティブ状態にあり、第１の励起機構及び第２の励起機構の次の起動の前にアクティブ状態から遷移するように構成されてもよい。

[0010] 幾つかの実装形態では、第１の追加エネルギーストレージノード及び第２の追加エネルギーストレージノードの各々は、少なくとも１つのキャパシタを含む。

[0011] 第１の追加エネルギーストレージノードは、第１の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの１つであってもよく、第２の追加エネルギーストレージノードは、第２の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの１つであってもよく、システムは、第１の追加ストレージノード以外の第１の磁気スイッチングネットワーク内の追加ストレージノードの１つ、及び第２の追加ストレージノード以外の第２の磁気スイッチングネットワーク内の追加ストレージノードの１つに電気的に接続された第２の電子ネットワークをさらに含む。

[0012] 第１の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの少なくとも１つは、トランスの一次側であってもよく、第２の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの少なくとも１つは、トランスの一次側であってもよい。

[0013] 電子ネットワークは、少なくとも２つのトランジスタを含んでもよい。

[0014] 電子ネットワークは、複数の制御可能なスイッチを含み、各制御可能なスイッチは、抵抗ネットワークと並列であってもよい。システムは、電子ネットワークと接地との間の接地経路ネットワークも含んでもよい。接地経路ネットワークは、トランジスタ及び抵抗器を含んでもよい。

[0015] 電子ネットワークは、第１の追加エネルギーストレージノードと接地との間に電気的に接続された第１の電子ネットワークと、第２の追加エネルギーストレージノードと接地との間に電気的に接続された第２の電子ネットワークと、を含んでもよい。第１の電子ネットワーク及び第２の電子ネットワークの各々は、抵抗素子と直列の電圧制御スイッチを含んでもよい。

[0016] 共振充電器から電流を受け取るように構成された第１の初期エネルギーストレージノード及び第２の初期エネルギーストレージノード。

[0017] システムは、第２の電子ネットワークも含んでもよい。第２の電子ネットワークは、第１の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのアノードと、第２の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのアノードとに電気的に接続されてもよい。

[0018] システムは、第２の電子ネットワークも含んでもよい。第２の電子ネットワークは、第１の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのカソードと、第２の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのカソードとに電気的に接続されてもよい。

[0019] 第１の磁気スイッチングネットワークは、第１の初期エネルギーストレージノードと第１の追加エネルギーストレージノードとの間の電気接続を制御するように構成された第１のスイッチも含んでもよく、第２の磁気スイッチングネットワークは、第２の初期エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電気接続を制御するように構成された第２のスイッチも含んでもよい。

[0020] 第１の磁気スイッチは、第１の可飽和リアクトルを含んでもよく、第２の磁気スイッチは、第２の可飽和リアクトルを含んでもよい。

[0021] 別の態様では、機器は、放電チャンバ内の励起機構を起動するように構成された磁気スイッチングネットワークを含む。磁気スイッチングネットワークは、充電器から電流を受け取るように構成された初期エネルギーストレージノード、追加エネルギーストレージノード、及び初期エネルギーストレージノードと追加エネルギーストレージノードとの間の少なくとも１つの電気素子を含む。機器は、追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された電子ネットワークであって、追加エネルギーストレージノードの電圧を制御するように構成された電子ネットワークも含む。

[0022] 実装形態は、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。

[0023] 電子ネットワークは、少なくとも１つの制御可能なスイッチを含んでもよく、制御可能なスイッチは、制御可能なスイッチに電流が流れない第１の状態と、制御可能なスイッチに電流が流れる第２の状態とを含み得る。追加エネルギーストレージノードに電気的に接続されたエネルギーストレージ装置が電荷を受け取っているときに、制御可能なスイッチが第１の状態にあるように制御されてもよい。制御可能なスイッチは、エネルギーストレージ装置が電荷を放電しているときに第２の状態にあるように制御されてもよい。制御可能なスイッチは、追加エネルギーストレージノードに電気的に接続されたエネルギーストレージ装置が閾値量の電荷を受け取った後に、第１の状態にあるように制御されてもよい。制御可能なスイッチは、磁気スイッチングネットワークが励起機構を１回目に起動した後に第１の状態にあるように制御されてもよく、制御可能なスイッチは、磁気スイッチングネットワークが励起機構を２回目に起動する前に第２の状態にあるように制御される。１回目及び２回目は、励起機構の連続した起動であってもよい。幾つかの実装形態では、励起機構の任意の２つの連続する起動の間に、制御可能なスイッチは、第１の状態にあるように制御され、その後、第１の状態から第２の状態に遷移するように制御される。

[0024] 別の態様では、制御システムは、電子ネットワークをトリガするように構成された制御インターフェースを含み、電子ネットワークは、第１の磁気スイッチングネットワーク内の第１のエネルギーストレージノード及び第２の磁気スイッチングネットワーク内の第２のエネルギーストレージノードに電気的に接続されている。第１の磁気スイッチングネットワーク及び第２の磁気スイッチングネットワークの各々は、共振充電器から電荷を受け取る初期エネルギーストレージノードも含む。制御システムは、電子ネットワークにトリガを供給して、電子ネットワークに第１のエネルギーストレージノードを第２のエネルギーストレージノードに電気的に接続させ、第１のエネルギーストレージノードと第２のエネルギーストレージノードとの間の電圧差を減少させるように制御インターフェースに命令するように構成されたスイッチ制御も含む。

[0025] 前述のいかなる技法の実装形態も、システム、方法、プロセス、装置、又は機器を含んでもよい。添付図面及び以下の説明において、１つ又は複数の実装形態の詳細を説明する。他の特徴は、説明及び図面から、また特許請求の範囲から明らかになろう。

[0026]システムの一例のブロック図である。 [0027]スイッチングネットワークの一例の概略図である。 [0028]磁化曲線の一例である。 [0029]時間の関数としての電流の一例である。 [0030]２ステージレーザシステムの一例のブロック図である。 [0031]制御システムの一例のブロック図である。 [0032]スイッチングネットワークの別の例の概略図である。 [0033]電子モジュールの一例の概略図である。 [0033]電子モジュールの一例の概略図である。 [0033]電子モジュールの一例の概略図である。 [0034]磁気スイッチングネットワークの動作例のフローチャートである。 [0034]磁気スイッチングネットワークの動作例のフローチャートである。 [0035]深紫外（ＤＵＶ）光学システムの一例のブロック図である。 [0036]図８ＡのＤＵＶ光学システムで使用され得る投影光学システムの一例のブロック図である。 [0037]ＤＵＶ光学システムの別の例のブロック図である。

[0038] 図１Ａは、システム１００の一例のブロック図である。システム１００は、光学源１１０を含む。光学源１１０は、半導体ウェーハを露光するために使用される深紫外（ＤＵＶ）光学源であってもよい。光学源１１０は、利得媒質１１９及び励起機構１１３を封入する放電チャンバ１１５を含む。励起機構１１３は、電気パルス１５５によって起動される。電気パルス１５５は、スイッチングネットワーク１５０によって生成される。励起機構１１３を起動させることにより、利得媒質１１９において反転分布が生じ、光のパルスが生成される。スイッチングネットワーク１５０は、光学源１１０がパルス光ビーム１１６を生成するように励起機構１１３に供給される一連の電気パルス１５５を生成する。

[0039] スイッチングネットワーク１５０は、初期エネルギーストレージノード１５９、追加エネルギーストレージノード１５４、及び磁気スイッチ１５３を含む様々なコンポーネントを含む。初期エネルギーストレージノード１５９は、充電器１４２から電気エネルギーを受け取り、蓄える。初期エネルギーストレージノード１５９は、蓄えられた電気エネルギーを追加ストレージノード１５４に供給し、追加ストレージノード１５４は、磁気スイッチ１５３に電気的に接続される。磁気スイッチ１５３は、可変インピーダンスを有し、電気パルス１５５は、磁気スイッチ１５３のインピーダンスが低いときに生成される。磁気スイッチ１５３は、例えば可飽和リアクトルであってもよい。

[0040] スイッチングネットワーク１５０は、追加エネルギーストレージノード１５４に電気的に接続された電子モジュール１７０も含む。以下により詳細に説明するように、電子モジュール１７０は、追加エネルギーストレージノード１５４における電圧を制御する。追加エネルギーストレージノード１５４における電圧を制御することにより、システム１００及び光学源１１０の性能が向上する。例えば、追加エネルギーストレージノード１５４における電圧を制御することにより、磁気スイッチ１５３の動作点に対する制御をより強化することができ、したがって、電気パルス１５５の生成のタイミング及びパルス光ビーム１１６におけるパルスのタイミングに対する強化された制御がもたらされる。

[0041] 図１Ｂは、スイッチングネットワーク１５０及びパルス生成ネットワーク１５２の一例の概略図である。スイッチングネットワーク１５０は、初期エネルギーストレージノード１５９（この例ではキャパシタである）、追加エネルギーストレージノード１５４（この例ではキャパシタである）、インダクタ１５８、磁気スイッチ１５３、及び電子モジュール１７０を含む。初期エネルギーストレージノード１５９は、充電器１４２に電気的に接続される。インダクタ１５８は、初期エネルギーストレージノード１５９と追加エネルギーストレージノード１５４との間にある。電子モジュール１７０は、図１Ｂの例では追加エネルギーストレージノード１５４と並列である。

[0042] 磁気スイッチ１５３は、磁気コア１５１を含む。磁気コア１５１は、外部磁界に曝されることに応答して磁化される任意の材料である。磁気コア１５１は、例えば、鉄又は鉄合金などの強磁性材料のような、比較的高い透磁率を有する磁性材料であってもよい。透磁率（μ）は、印加された磁界に応答して材料が得る磁化の程度の尺度である。一例として強磁性材料を挙げたが、他の材料が使用されてもよい。

[0043] 図１Ｂに示す例では、磁気スイッチ１５３は、磁気コア１５１を介して制御コイル１５６及び制御モジュール１４０に磁気的に結合されている。例えば、制御コイル１５６は、磁気コア１５１に巻き付けられるコイル状の電線であってもよい。また、磁気スイッチ１５３は、磁気コア１５１に巻き付けられた導電性コイルを含んでいてもよい。制御モジュール１４０は、バイアス電流を生成する電流源及び／又は電圧源を含んでもよい。バイアス電流は、磁気コア１５１のインピーダンスを制御するために使用されてもよい。磁気スイッチ１５３は、制御モジュール１４０なしで実装されてもよい。

[0044] 図１Ｃは、磁気コア１５１の磁化曲線１６０の一例の図である。図１Ｃの磁化曲線は、磁界強度（Ｈ）の関数としての磁気コア１５１の磁化（Ｂ）のプロットである。磁化（Ｂ）の単位はテスラ（Ｔ）であり、磁界強度（Ｈ）の単位はアンペア毎メートル（Ａ／ｍ）である。任意の特定の時点において、磁気スイッチ１５３は、その特定の時点における磁化（Ｂ）の値と磁界強度（Ｈ）の値とによって定義される動作点を有する。

[0045] 磁化曲線１６０は非線形であり、磁気コア１５１は磁気ヒステリシスを経験する。第１の方向を有する磁界が磁気コア１５１に印加されると、コア１５１の材料中の原子双極子が第１の方向とアライメントされ、コア１５１の材料が第１の方向に磁化される。第１の磁界が除去されると、アライメントの一部が保持される。したがって、外部磁界がない場合（すなわち、Ｈ＝０の場合）でも、コア１５１の磁性材料は、ある程度の磁化を保持する。

[0046] 磁気コア１５１は、順方向飽和領域１６２及び逆方向飽和領域１６１を有する。外部磁界の印加によって、もはや磁気コア１５１の材料の磁化に大きな変化が生じなくなると、磁気コア１５１は飽和する。磁気コア１５１のインピーダンスは、領域１６２及び１６１で最も低くなる。磁気コア１５１が飽和しておらず、磁化（Ｂ）が領域１６１と領域１６２との間にある場合、磁気スイッチ１５３は、比較的高いインピーダンスを有する。

[0047] 再び図１Ｂを参照すると、充電器１４２は、高電圧電源１４１及び共振充電回路１３５を含む。共振充電回路１３５は、高電圧電源１４１の出力ノード１３３に電気的に接続される。高電圧電源１４１は、例えば、出力ノード１３３においてＤＣ９００Ｖを供給可能な３２キロワット（ｋＷ）電源であってもよい。高電圧電源１４１は、他の仕様及び特性を有していてもよい。例えば、電源１４１は、出力ノード１３３においてＤＣ８００Ｖを供給可能な５２ｋＷの電源であってもよい。電源１４１は、他の電力及び電圧量を供給するように構成されてもよく、電圧及び電力の上記の値は、例として提供されるものである。また、出力ノード１３３における電圧は、接地に対して正又は負であってもよい。つまり、ＤＣ９００Ｖを供給可能な３２ｋＷ電源の例では、出力ノード１３３における電圧は、＋９００Ｖ又は－９００Ｖであってもよい。後述の例では、電源１４１は、負極性を有する。

[0048] 共振充電回路１３５は、キャパシタ１４３、スイッチ１４８、及びインダクタ１４４を含む。スイッチ１４８は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのトランジスタであってもよい。キャパシタ１４３は、出力ノード１３３及び接地に電気的に接続される。スイッチ１４８は、出力ノード１３３に電気的に接続され、スイッチ１４８は、インダクタ１４４と直列である。図１Ｂに示す共振充電回路１３５は、一例である。他の実装形態では、共振充電回路１３５は、例えばダイオード及び追加のスイッチなどの追加のコンポーネントを含んでもよい。さらに他の実装形態では、共振充電回路１３５の代わりに高電圧キャパシタ充電電源が使用される。

[0049] 高電圧電源１４１は、キャパシタ１４３の両端に電圧を印加する。キャパシタ１４３には電荷が蓄積され、キャパシタ１４３の両端の電圧は、スイッチ１４８が閉じるまで増加するか、又は一定のままである。スイッチ１４８が閉じると、電気パルス生成サイクルが始まる。電気パルス１５５の１つのインスタンス（及び光ビーム１１６の対応する１つのパルス）の生成は、電気パルス生成サイクルと呼ばれる。スイッチ１４８が閉じると、キャパシタ１４３に蓄えられた電荷が放電され、共振充電回路１３５の出力ノード１３４に電気的に接続された初期エネルギーストレージノード１５９へと流れる。スイッチ１４８は、キャパシタ１４３の両端の電圧が指定電圧に達した後に、及び／又は指定時間後に閉じるようにトリガされてもよい。指定電圧値は、指令電圧、事前設定電圧値、又は他の電圧値であってもよい。スイッチ１４８が閉じた後に、キャパシタ１４３の電荷が放電される。スイッチ１４８は、出力ノード１３４上でターゲット電圧が達成されると開かれる。ターゲット電圧は、例えば、数百ボルト、キャパシタ１４３の両端の電圧の約２倍の電圧、又はこれらの値の間の電圧であってもよい。

[0050] 幾つかの実装形態では、キャパシタ１４３は、エネルギーストレージノード１５９よりもはるかに大きなキャパシタンスを有する。例えば、幾つかの実装形態では、キャパシタ１４３のキャパシタンスは、キャパシタ１５９のキャパシタンスよりも少なくとも１０倍大きい。キャパシタンスの比較的大きな差により、エネルギーストレージノード１５９はキャパシタ１４３の電圧の約２倍まで充電することができる。キャパシタンスの差が大きいことは、キャパシタ１４３の電圧放電が比較的少ないということでもある。

[0051] キャパシタ１４３からの電荷は、初期エネルギーストレージノード１５９に蓄積される。初期エネルギーストレージノード１５９の両端の電圧は、指令電圧まで上昇し、スイッチ１４５が閉じるまで指令電圧のままである。スイッチ１４５が閉じると、初期エネルギーストレージノード１５９に蓄えられた電荷は、初期エネルギーストレージノード１５９、インダクタ１５８、及び追加エネルギーストレージノード１５４によって形成される共振回路に電流（ｉ１）として流れる。図１Ｄは、時間の関数としての電流（ｉ１）及び電流（ｉ２）の一例を示す。電流（ｉ１）は、時間幅（ｗ１）及び大きさｈ１を有する。電流（ｉ２）は、時間幅（ｗ２）及び大きさｈ２を有する。時間幅ｗ１は、インダクタ１５８、初期エネルギーストレージノード１５９、及び追加エネルギーストレージノード１５４の相対インピーダンス値によって決定される。例えば、電流（ｉ１）の時間幅ｗ１は、約５マイクロ秒（μｓ）であってもよい。時間幅ｗ２は、追加エネルギーストレージノード１５４、磁気スイッチ１５３、及びピーキングキャパシタ１４６の相対インピーダンス値によって決定される。時間幅ｗ２は、例えば５００ナノ秒（ｎｓ）であってもよい。

[0052] 電流（ｉ１）が、追加エネルギーストレージノード１５４から流出し、追加エネルギーストレージノード１５４の両端の電圧の絶対値が増加する。電流ｉ１の大部分は追加エネルギーストレージノード１５４から流出するが、磁気スイッチ１５３にも漏れ電流ｉＬが流入する。磁気スイッチ１５３に流入する電流は、図１Ｄでは電流ｉ２として示されている。漏れ電流ｉＬは、コア１５１の磁化を初期動作点１６３から経路１６４（図１Ｃ）に沿って増加させ、コア１５１は、もはや逆方向飽和領域１６１に存在しない。

[0053] 漏れ電流ｉＬは、磁気スイッチ１５３に流入し続け、コア１５１の磁化は、順方向飽和領域１６２に達するまで経路１６４に沿って増加し続ける。順方向飽和領域１６２内にあるとき、コア１５１のインピーダンスは、ほぼゼロである。この時点で、磁気スイッチ１５３は、インダクタ１５８よりも低いインピーダンスを有する。追加エネルギーストレージノード１５４に蓄えられた電気エネルギーは、電流（図１Ｄではｉ２として示されている）として磁気スイッチ１５３を通って流れ、ピーキングキャパシタ１４６に蓄積される。これにより、ピーキングキャパシタ１４６の両端に電位差が形成される。キャパシタ１４６は、電極１１３ａ及び１１３ｂ（これらは一緒に励起機構１１３を形成する）と並列である。したがって、キャパシタ１４６の両端の電位差は、電極１１３ａと電極１１３ｂとの間にも形成される。電極１１３ａと電極１１３ｂとの間のこの電位差は、利得媒質１１９を励起する励起パルス１５５であり、放電チャンバ１１５（図１Ａ）は、光パルス（光ビーム１１６のパルス）を放出する。

[0054] 磁気スイッチ１５３のインピーダンスは、電流ｉ２が磁気スイッチ１５３の材料の保磁力（Ｈ_ｃ）によって決定される閾値電流値よりも低くなるまで小さいままである。電流ｉ２が磁気スイッチ１５３を通過すると、電流ｉ２は、もはやコア１５１に磁界を印加しなくなり、動作点は、経路１６６に沿って動作点１６７に移動する。磁気スイッチ１５３の材料の磁気特性により、経路１６６は、経路１６４と同じではない。

[0055] 上述のように、励起パルス１５５は、スイッチ１５３が低インピーダンス状態（例えば、順方向飽和領域１６２）にあるときに磁気スイッチ１５３を流れる電流によって生成される。また、磁気スイッチ１５３の動作点は、追加エネルギーストレージノード１５４の両端の電圧の絶対値によって影響を受ける。したがって、パルス生成サイクルの開始時に追加エネルギーストレージノード１５４に存在する電圧の量は、順方向飽和領域１６２に達するのに必要な時間の量に影響を与え、ひいては、電気パルス１５５を生成するのに必要な時間の量にも影響を与える。

[0056] 追加エネルギーストレージノード１５４の電圧量は、各電気パルス生成サイクルの開始時に必ずしもゼロではなく、各電気パルス生成サイクルの開始時に必ずしも同じではない。システム１００における動作条件は、電気パルス生成サイクルの開始時の追加エネルギーストレージノード１５４の両端の電圧の量に影響を与え得る。例えば、電気パルス１５５の反射によって、次の電気パルス生成サイクルの開始前に追加エネルギーストレージノード１５４の両端に残る残留電圧が生じることがあり、この残留電圧の量は、反射の大きさに依存する。反射の大きさは、利得媒質１１９の温度及び／又は圧力、電気パルス１５５の繰返し率及び／又は振幅、及び／又は磁気コア１５１の温度に基づいて変動し、これらすべては、システム１００の動作中に変動し得る。

[0057] したがって、電気パルス生成サイクルの開始時の追加エネルギーストレージノード１５４の両端の電圧は、システム１００の動作中に変動し得る。電子モジュール１７０は、追加エネルギーストレージノード１５４の電圧を制御し、それによって、電気パルス１５５の生成のタイミングがより制御され、より一貫性があり、及び／又はより予測可能であることが保証される。

[0058] さらに、追加エネルギーストレージノード１５４の両端の電圧を制御することによっても、光学源１１０のバーストモード性能が向上する。バーストモードで動作する際に、光学源１１０によって生成される光ビーム１１６は、光パルスを含まない期間によって分離された光パルスのバーストを含む。各バーストは、数百、数千、数万、又はそれより多い光パルスを含み得る。パルスのバースト内の光パルスは、用途に適した繰返し率を有する。例えば、バースト内の光パルスは、１０００ヘルツ（Ｈｚ）～６０００Ｈｚの繰返し率、又は６０００Ｈｚを超える繰返し率を有し得る。バースト間の期間は、バースト内の連続する２つのパルス間の時間よりもはるかに長い持続時間を有する。例えば、あるパルスのバーストの終わりと、次のパルスのバーストとの間の時間は、バースト内の連続する２つのパルス間の時間よりも数百倍から数千倍長い場合がある。バーストの開始時には、放電チャンバ１１５内の過渡的影響（利得媒質１１９の温度及び圧力の変化、並びにスイッチングネットワーク１５０によって生じるスイッチング効果など）によって、最初の数パルス（例えば、最初の１００又は２００パルス）の光エネルギー量が劇的に変動する。加えて、（図２及び図４に示すような）マルチステージシステムでは、様々なステージ間のタイミング差は、バーストの開始時においてより著しい傾向がある。また、過渡現象の特性は、例えば、励起機構１１３に印加される電圧、繰返し率、及び利得媒質１１９の圧力などの動作特性に基づいて変動する。追加エネルギーストレージノード１５４の両端の電圧を制御すること（及びそれによって、コア１５１の磁化をより細かく制御すること）によって、バースト過渡効果が低減され得る。

[0059] 図１Ｂに示す概略図は、一例として提供されるものであり、他の実装形態も可能である。例えば、パルス生成ネットワーク１５２の例は、１つの磁気スイッチのみを含み、追加エネルギーストレージノード１５４、磁気スイッチ１５３、及びピーキングキャパシタ１４６によって形成される共振回路は、単一の磁気圧縮ステージである。しかし、他の実装形態では、パルス生成ネットワーク１５２は、追加の磁気圧縮ステージを含む。例えば、パルス生成ネットワーク１５２は、２つ以上の磁気スイッチ及び２つ以上の磁気圧縮ステージを含み得る。これらの追加の磁気圧縮ステージは、ピーキングキャパシタ１４６が電極１１３ａ及び１１３ｂと並列のままであるように、パルス生成回路に配置される。図４は、２つ以上の磁気圧縮ステージを含むスイッチングネットワーク４５０の一例を示す。

[0060] さらに、システム１００は、２つ以上の電子モジュールを含んでもよく、他の電子モジュールは、電子モジュール１７０と同一であってもよく、又は同一でなくてもよい。例えば、追加の磁気圧縮ステージのうちの１つ又は複数は、電子モジュールに電気的に接続されてもよい。さらに、電子モジュールは、初期エネルギーストレージノード１５９に電気的に接続されてもよい。

[0061] また、マルチステージ磁気圧縮回路の任意のバリエーションが使用されてもよい。例えば、磁気圧縮ステージの様々なコンポーネント（例えば、キャパシタ及びインダクタンスコンポーネントの値）は、ピーキングキャパシタ１４６で生成される電流及び電圧パルスが、他のステージで生成される電圧及び電流よりも短い持続時間及び大きな振幅を有するように選択されてもよい。さらに、パルス生成ネットワーク１５２は、例えばダイオード及び１つ又は複数の電圧トランスなどの他のコンポーネントを含んでもよい。例えば、パルス生成ネットワーク１５２は、ピーキングキャパシタ１４６と並列に昇圧電圧トランスを含んでもよい。昇圧トランスは、ピーキングキャパシタ１４６の両端の電圧を上昇させ、それによって、より大きな電圧の大きさを有する電気パルスを生成する。昇圧トランスの一例を図４に示す。パルス生成ネットワーク１５２の具体的な構成にかかわらず、電子モジュール１７０は、充電器１４２から直接電荷を受け取らない１つ又は複数のエネルギーストレージノードの電圧を制御するために使用される。

[0062] 加えて、図１Ｂに示される例では、高電圧電源１４１は、出力ノード１３３における電圧が接地に対して負となるように、負極性を有する電圧を供給する。しかしながら、他の実装形態では、高電圧電源１４１は、出力ノード１３３における電圧が接地に対して正となるように、正極性を有する電圧を供給する。高電圧電源１４１の極性が正である実装形態では、電流（ｉ１）及び（ｉ２）は、図１Ｂに示されるものとは反対方向に流れる。

[0063] 図２は、システム２００のブロック図である。システム２００は、２ステージレーザシステム２１０を含む。パルスシード光ビーム２１６＿１を生成する第１の放電チャンバ２１５＿１と、パルスシード光ビーム２１６＿１を増幅して増幅されたパルス光ビーム２１６＿２を生成する第２の放電チャンバ２１５＿２とを含む２ステージレーザシステム。第１の放電チャンバ２１５＿１は、電極２１３＿１ａ及び２１３＿１ｂと、気体の利得媒質２１９＿１とを封入し、第２の放電チャンバ２１５＿２は、電極２１３＿２ａ及び２１３＿２ｂと、気体の利得媒質２１９＿２とを封入する。

[0064] システム２００は、スイッチングネットワーク２５０＿１及び２５０＿２も含み、これらの各々は、スイッチングネットワーク１５０（図１Ａ）と類似している。スイッチングネットワーク２５０＿１及び２５０＿２は、それぞれの磁気スイッチ２５３＿１及び２５３＿２（これらのそれぞれは、磁気コアを含む）を含む。スイッチングネットワーク２５０＿１はまた、初期エネルギーストレージノード２５９＿１と、追加エネルギーストレージノード２５４＿１と、追加エネルギーストレージノード２５４＿１に電気的に接続される電子モジュール２７０＿１とを含む。スイッチングネットワーク２５０＿２は、初期エネルギーストレージノード２５９＿２と、追加エネルギーストレージノード２５４＿２と、追加エネルギーストレージノード２５４＿２に電気的に接続された電子モジュール２７０＿２とを含む。

[0065] 電子モジュール２７０＿１は、追加エネルギーストレージノード２５４＿１の両端の電圧を制御する。電子モジュール２７０＿２は、追加エネルギーストレージノード２５４＿２の両端の電圧を制御する。幾つかの実装形態では、電子モジュール２７０＿１及び電子モジュール２７０＿２は、追加エネルギーストレージノード２５４＿１の両端の電圧と、追加エネルギーストレージノード２５４＿２の両端の電圧との間の差を制御するように構成される。例えば、電子モジュール２７０＿１及び２７０＿２は、これらの電圧間の差を減らすように、又はこれらの電圧を同じにするように機能するように構成され得る。

[0066] システム２００は、電子モジュール２７０＿１及び／又は電子モジュール２７０＿２を、モジュール２７０＿１及び２７０＿２が追加エネルギーストレージノード２５４＿１の電圧及び／又は追加エネルギーストレージノード２５４＿２の電圧を制御するアクティブ状態へとトリガするように構成された制御システム２３０も含む。

[0067] スイッチングネットワーク２５０＿１は、電気パルス２５５＿１を生成し、スイッチングネットワーク２５０＿２は、電気パルス２５５＿２を生成する。電気パルス２５５＿１は、利得媒質２１９＿１内の原子、イオン、及び／又は分子を励起して利得媒質２１９＿１において反転分布を生じさせ、シード光ビーム２１６＿１のパルスを生成するのに十分な電位差を電極２１３＿１ａと電極２１３＿１ｂとの間に生成する。シード光ビーム２１６＿１のパルスは、放電チャンバ２１５＿２に入る。電気パルス２５５＿２は、電極２１３＿２ｂに供給され、電極２１３＿２ｂと電極２１３＿２ａとの間に電位差が形成される。この電位差は、利得媒質２１９＿２中の原子、イオン、及び／又は分子を励起して、利得媒質２１９＿２において反転分布を生じさせるのに十分なものである。放電チャンバ２１５＿２内の励起された利得媒質２１９＿２は、シード光ビーム２１６＿１を増幅し、増幅された光ビーム２１６＿２を放出する。

[0068] このように、放電チャンバ２１５－１及び２１５＿２は、増幅された光ビーム２１６＿２を生成するために協働する。したがって、利得媒質２１９＿１及び２１９＿２の励起のタイミングが用途に応じて適切に調整されるように、電気パルス２５５＿１と電気パルス２５５＿２との間の相対的なタイミングに対する制御を維持することが望ましい。例えば、利得媒質２１９＿２は、利得媒質２１９＿１と同時に、又は利得媒質２１９＿１が励起された後の特定の時間に励起されることが期待され得る。媒質２１９＿１の励起と媒質２１９＿２の励起との間の期待されるタイミング又は調整からのずれは、タイミング誤差と呼ばれる。タイミング誤差は、一般に、システム２００の性能の低下につながる。例えば、極端な又は大きなタイミング誤差は、利得媒質２１９＿２が励起されていないときに、シード光ビーム２１６＿１のパルスが放電チャンバ２１５＿２を通過することをもたらし得る。この状況では、シード光ビーム２１６＿１のパルスは増幅されない。タイミング誤差がより小さく、極端でない場合も、準最適性能につながることがある。例えば、比較的小さなタイミング誤差は、増幅された光ビーム２１６＿２の様々なパルスの帯域幅及び／又はエネルギーの変動につながる場合がある。また、追加エネルギーストレージノード２５４＿１と追加エネルギーストレージノード２５４＿２との間の小さな電圧差（例えば、約０．１％の差）は、比較的大きなタイミング誤差（例えば、＋／－２ナノ秒（ｎｓ））をもたらし得る。追加エネルギーストレージノード２５４＿１及び２５４＿２における電圧の量を制御することによって、電子モジュール２７０＿１及び２７０＿２は、放電チャンバ２１５＿１及び放電チャンバ２１５＿２の励起のタイミングが制御され、タイミング誤差が排除、緩和、又は低減されることを保証するのに役立つ。

[0069] 図３は、制御システム３３０のブロック図である。制御システム３３０は、制御システム２３０（図２）として使用されてもよい。制御システム３３０は、電子処理モジュール３３１、電子ストレージモジュール３３２、及び入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース３３３を含む。

[0070] 電子処理モジュール３３１は、汎用の又は特殊用途のマイクロプロセッサなどの、コンピュータプログラムの実行に適した１つ又は複数のプロセッサ、及び任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ又は複数のプロセッサを含む。一般的に、電子プロセッサは、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、又はその両方から命令及びデータを受け取る。電子処理モジュール３３１は、任意の種類の電子プロセッサを含むことがある。電子処理モジュール３３１の１つ又は複数の電子プロセッサは、命令を実行し、電子ストレージ３３２に格納されたデータにアクセスする。１つ又は複数の電子プロセッサは、電子ストレージ３３２にデータを書き込むこともできる。

[0071] 電子ストレージ３３２は、任意のタイプのコンピュータ可読媒体又は機械可読媒体である。例えば、電子ストレージ３３２は、ＲＡＭなどの揮発性メモリであってもよいし、又は不揮発性メモリであってもよい。幾つかの実装形態では、電子ストレージ３３２は、不揮発性及び揮発性の部分又はコンポーネントを含む。電子ストレージ３３２は、制御システム３３０の動作において使用されるデータ及び情報を記憶することができる。電子ストレージ３３２はまた、制御システム３３０に、スイッチングネットワーク１５０（電子モジュール１７０を含む）、光学源１１０、及び／又はスキャナ機器（図８Ａ及び図９に示すスキャナ機器８８０など）内のコンポーネント及びサブシステムと相互作用させる命令（例えば、コンピュータプログラムの形態）を記憶することができる。

[0072] 電子ストレージ３３２は、制御モジュール３３６を実装する命令及び／又は電子要素も記憶する。制御モジュール３３６は、電子モジュール１７０が追加エネルギーストレージノード１５４の両端の電圧を制御又は調整するように、電子モジュール１７０をトリガするのに十分なコマンド信号３５７を生成する。例えば、制御モジュール３３６は、電圧源を含んでもよい。これらの実装形態において、命令は、電圧信号を生成するように電圧源を制御し、コマンド信号３５７は、電子モジュール１７０内のトランジスタに状態を変化させる電圧信号である。また、制御モジュール３３６は、電子モジュール１７０内のトランジスタが特定の状態に留まる持続時間を制御するように構成される。電圧信号の大きさ及びタイミングは、事前にプログラムされ、電子ストレージ３３２に記憶されていてもよい。

[0073] システム３００は、監視モジュール３２０も含む。監視モジュール３２０は、システム１００の動作特性を監視可能な任意のタイプの装置である。例えば、監視モジュール３２０は、繰返し率又は励起機構１１３に印加される電圧などの動作特性を測定する光学的及び／又は電子的コンポーネントを含み得る。幾つかの実装形態において、監視モジュール３２０は、光学源１１０、スイッチングネットワーク１５０、及び／又は充電器１４２からの動作特性の値にアクセスする。これらの実装形態において、監視モジュール３２０は、動作特性を直接測定しない。例えば、監視モジュール３２０は、直接測定を行う他のセンサ（温度若しくは圧力センサ、又はパルスタイミング誤差センサなど）から読取値を取得してもよく、及び／又は製造時に設定され、光学源１１０の特定のサブシステム内のメモリに記憶された設定値を取得してもよい。

[0074] 幾つかの実装形態では、監視モジュール３２０によって収集された情報は、電子モジュール１７０をいつトリガするかを決定するために使用される。例えば、監視モジュール３２０は、光ビーム１１６の繰返し率を測定してもよく、制御システム３３０は、予め指定された数の光パルスが生成された後に、電子モジュール１７０をトリガしてもよい。

[0075] 電子ストレージ３３２は、レーザコマンドモジュール３３７を構成する命令も記憶する。レーザコマンドモジュール３３７は、光学源１１０及び／又はパルス生成ネットワーク１５２の動作の様々な態様を制御する。レーザコマンドモジュール３３７は、例えば、スイッチ１４８及び１４５の状態を制御する。幾つかの実装形態では、コマンドモジュール３３７は、スイッチ１４８を閉じることによってパルス生成サイクルを開始し、出力ノード１３４上でターゲット電圧が達成されたときに開くようにスイッチ１４８に命令する。ターゲット電圧の値は、電子ストレージ３２２に記憶されてもよく、及び／又はＩ／Ｏインターフェース３３３を介してオペレータ又は機械から受信されてもよい。他の実装形態も可能である。例えば、レーザコマンドモジュール３３７は、共振充電器１３５のキャパシタ１４３の両端の電圧が指定電圧に達した後に、又は所定の時間が経過した後に、スイッチ１４８を閉じるようにトリガするように構成されてもよい。レーザコマンドモジュール３３７は、キャパシタ１５９の両端の電圧が指定電圧に達した後に、スイッチ１４５を閉じるようにトリガする。例えば、スイッチ１４８及び１４５がトランジスタである実装形態では、レーザコマンドモジュール３３７は、トランジスタのゲートに電圧を供給する電圧源を制御することができ、この電圧は、トランジスタに状態を変化させ、電流を導通させるのに十分なものである。指定電圧及び所定の時間は、電子ストレージ３３２に記憶される。

[0076] レーザコマンドモジュール３３７はまた、光ビーム１１６の繰返し率などの光学源１１０の他の態様を制御してもよい。レーザコマンドモジュール３３７は、電子ストレージ３３２に記憶され、及び／又はＩ／Ｏインターフェース３３３を介して提供される事前にプログラムされた処方に基づいて、様々な態様を制御することができる。

[0077] 電子ストレージ３３２はまた、光学源１１０及び／又はパルス生成ネットワーク１５２の動作に使用される様々な他のパラメータ及び値を記憶してもよい。

[0078] Ｉ／Ｏインターフェース３３３は、制御システム３３０が、オペレータ、他の装置（監視モジュール３２０など）、及び／又は別の電子装置上で実行されている自動化プロセスとデータ及び信号を交換することを可能にする、任意の種類のインターフェースである。例えば、電子ストレージ３３２に記憶された規則又は命令を編集することができる実装形態では、編集は、Ｉ／Ｏインターフェース３３３を介して行われることがある。別の例において、幾つかの実装形態では、システム１００のオペレータ又はユーザは、Ｉ／Ｏインターフェース３３３を使用して、制御モジュール３３６に電子モジュール１７０をトリガさせることができる。Ｉ／Ｏインターフェース３３３は、視覚ディスプレイ、キーボード、並びにパラレルポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続、及び／又は例えばイーサネットなどの任意のタイプのネットワークインターフェースなどの通信インターフェースのうちの１つ又は複数を含み得る。Ｉ／Ｏインターフェース３３３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、Bluetooth、又は近距離無線通信（ＮＦＣ）接続を通じて、物理的な接触なしでの通信を可能にすることもできる。

[0079] 図４は、スイッチングネットワーク４５０の概略図である。スイッチングネットワーク４５０は、図２及び図９に示す光学システムなどの２ステージ光学システムと共に使用されるスイッチングネットワークの一例である。スイッチングネットワーク４５０は、電子モジュール４７０ａ＿１、４７０ｂ＿１、４７０ａ＿２、及び４７０ｂ＿２も含み、これらは、様々なエネルギーストレージノード（図４の例ではキャパシタ）の電圧レベルを制御するために使用される。スイッチングネットワーク４５０は、充電器１４２及び制御システム３３０と共に使用される。スイッチングネットワーク４５０は、第１のコミュテータ４７１＿１及び第１の圧縮ヘッド４７２＿１を含み、これらは、分離された電極４１３＿１の第１のセット間に電位差を生じさせる電気パルス４５５＿１を生成する。電極４１３＿１は、第１の気体の利得媒質も含む第１の放電チャンバ内に封入される。スイッチングネットワーク４５０は、第２のコミュテータ４７１＿２及び第２の圧縮ヘッド４７２＿２も含み、これらは、分離された電極４１３＿２の第２のセット間に電位差を生じさせる電気パルス４５５＿２を生成する。分離された電極４１３＿２は、気体の利得媒質も封入する第２の放電チャンバ内に封入される。

[0080] 充電器１４２は、キャパシタ４５９＿１と、スイッチ４４５＿１のエミッタとに電気的に接続されている。この例では、スイッチ４４５＿１は、絶縁バイポーラゲートトランジスタ（ＩＧＢＴ）である。スイッチ４４５＿１のゲートは、電圧源（図示せず）に結合されている。充電器１４２がトリガされてオンになると、電流がキャパシタ４５９＿１に流れる。キャパシタ４５９＿１の両端の電圧が指定電圧を達成すると、スイッチ４４５＿１がトリガされてオン状態に変化し、電流がスイッチ４４５＿１及びインダクタ４５８＿１を通って流れ、キャパシタ４５４＿１に蓄積される。電流ｉ１の一部は、磁気スイッチ４５３ａ＿１にも漏れ、コア４５１ａ＿１の磁化は、順方向飽和点に達するまで増加する。キャパシタ４５４＿１内の電気エネルギーは、磁気スイッチ４５３ａ＿１を通って流れ、昇圧電圧トランス４７３＿１によって、より高い電圧に変換され、キャパシタ４７４＿１に蓄積される。図４に示す実装形態は昇圧電圧トランス４７３＿１を示しているが、入力電圧に対して出力電圧を上昇させることができる任意の装置が使用され得る。磁気コア４５１ｂ＿１が順方向飽和領域１６２に入る。キャパシタ４７４＿１に蓄えられた電気エネルギーは、磁気スイッチ４５３ｂ＿１を通って流れ、ピーキングキャパシタ４４６＿１に蓄積され、第１の電極４１３＿１のペア間に電位差を生じさせる。昇圧電圧トランス４７３＿１によって提供される電圧の上昇により、比較的大きな電圧がピーキングキャパシタ４４６＿１の両端に形成されることが可能となる。例えば、充電器１４２がキャパシタ４５９＿１に電気的に接続された出力ノードにおいて約ＤＣ８００Ｖを供給する実装形態では、ピーキングキャパシタ４４６＿１上の電圧の絶対値は、約２０ｋＶであり得る。

[0081] 第２のコミュテータ４７１＿２及び第２の圧縮ヘッド４７２＿２も同様に動作する。

[0082] スイッチングネットワーク４５０は、電子モジュール４７０ａ＿１、４７０ｂ＿１、４７０ａ＿２、及び４７０ｂ＿２も含む。電子モジュール４７０ａ＿１は、キャパシタ４５４＿１と並列に電気的に接続されている。電子モジュール４７０ｂ＿１は、キャパシタ４７４＿１と並列に電気的に接続されている。電子モジュール４７０ａ＿２は、キャパシタ４５４＿２と並列に電気的に接続されている。電子モジュール４７０ｂ＿２は、キャパシタ４７４＿２と並列に電気的に接続されている。電子モジュール４７０ａ＿１、４７０ｂ＿１、４７０ａ＿２、及び４７０ｂ＿２の各々は、制御可能な電子ネットワークを含む。制御可能な電子ネットワークは、例えば、１つ又は複数のトランジスタ又は他の制御可能な電子装置を含み得る。電子モジュール４７０ａ＿１は、キャパシタ４５４＿１の両端の電圧を制御する。電子モジュール４７０ｂ＿１は、キャパシタ４７４＿１の両端の電圧を制御する。電子モジュール４７０ａ＿２は、キャパシタ４５４＿２の両端の電圧を制御する。電子モジュール４７０ｂ＿２は、キャパシタ４７４＿２の両端の電圧を制御する。

[0083] スイッチングネットワーク４５０は、図４に示されていない追加の要素を含んでいてもよい。例えば、スイッチングネットワーク４５０は、初期エネルギーストレージノード（この例ではキャパシタ４５９＿１及びキャパシタ４５９＿２）に接続された電子モジュールを含んでもよい。電子モジュールは、ダイオードを含んでもよい。（図４に示すような）初期エネルギーストレージノードの負極性電荷に基づく実装形態の場合、ダイオードは、アノードが初期エネルギーストレージノードに接続された状態で配置される。初期エネルギーストレージノードの正極性電荷に基づく実装形態の場合、ダイオードは、カソードが初期エネルギーストレージノードに接続された状態で配置される。これらの電子モジュールは、初期エネルギーストレージノードの電圧を制御するように機能する。

[0084] 図５Ａ～５Ｃは、電子モジュールの例を含む概略図である。図５Ａを参照すると、スイッチングネットワーク５５０Ａは、第１のコミュテータ５７１＿１及び第２のコミュテータ５７１＿２を含む。スイッチングネットワーク５５０Ａは、追加の磁気圧縮ステージを含み得る。例えば、スイッチングネットワーク５５０Ａは、第１の圧縮ヘッド４７２＿１及び第２の圧縮ヘッド４７２＿２（図４）を含んでもよい。第１のコミュテータ５７１＿１及び第２のコミュテータ５７１＿２は、第１のコミュテータ５７１＿１が電子モジュール４７０＿１を含まず、第２のコミュテータ５７１＿１が電子モジュール４７０＿２を含まないことを除いて、第１のコミュテータ４７１＿１及び第２のコミュテータ４７１＿２（図４）と同じである。その代わりに、スイッチングネットワーク５５０Ａは、ノード５２９Ａ及びノード５２９Ｂの電圧を制御するように構成された電子モジュール５７０Ａを含む。ノード５２９Ａの電圧は、キャパシタ４５４＿１の両端の電圧であり、ノード５２９Ｂの電圧は、キャパシタ４５４＿２の両端の電圧である。例えば、電子モジュール５７０Ａは、ノード５２９Ａとノード５２９Ｂとの間の電圧差を低減又は除去するように構成されてもよい。つまり、電子モジュール５７０Ａは、ノード５２９Ａ及びノード５２９Ｂの電圧を同じにするように構成されてもよい。

[0085] 電子モジュール５７０Ａは、第１の高電圧スイッチ５８１＿１、第２の高電圧スイッチ５８１＿２、並びに抵抗器５８３＿１及び５８３＿２を含む。抵抗器５８３＿１及び５８３＿２は、同じ抵抗値を有してもよい。第１及び第２の高電圧スイッチ５８１＿１及び５８１＿２は、スイッチが電流を導通するオン状態と、スイッチが電流を導通しないオフ状態とを少なくとも含む任意のタイプの制御可能なスイッチである。スイッチ５８１＿１及び５８１＿２は、例えば、金属酸化膜電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、又はＩＧＢＴなどのトランジスタであってもよい。図５Ａに示す例では、各高電圧スイッチ５８１＿１及び５８１＿２は、ＭＯＳＦＥＴである。スイッチ５８１＿１のソースは、ノード５２９Ａに電気的に接続されている。スイッチ５８１＿１のゲートは、制御システム３３０に電気的に接続されている。スイッチ５８１＿１のドレインは、スイッチ５８１＿２のドレインに電気的に接続されている。スイッチ５８１＿２のゲートは、制御システム３００に電気的に接続されている。スイッチ５８１＿２のソースは、ノード５２９Ｂに電気的に接続されている。抵抗器５８３＿１は、スイッチ５８１＿１と並列であり、抵抗器５８３＿２は、スイッチ５８１＿２と並列である。

[0086] 電子モジュール５７０Ａは、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２がオン状態のときにノード５２９Ａ及び５２９Ｂの低インピーダンス短絡を提供し、スイッチがオフ状態のときにノード５２９Ａとノード５２９Ｂとの間の高インピーダンス接続を提供するように構成される。スイッチ５８１＿１及び５８１＿２がオフのときは、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２に実質的に電流が流れず、コミュテータ５７１＿１及び５７１＿２は、抵抗器５８３＿１及び５８３＿２を介してのみ電気的に接続される。抵抗器５８３＿１及び５８３＿２は、ノード５２９Ａとノード５２９Ｂとの間に高インピーダンス経路を提供する。スイッチ５８１＿１及び５８１＿２がオンの場合に、電流は、ノード５２９Ａからスイッチ５８１＿１に流れ、ノード５２９Ｂからスイッチ５８１＿２に流れる。これにより、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂの電圧が平衡化されるか、又は同じ電圧値に向かって変化し、それによって、ノード５２９Ａとノード５２９Ｂとの間の電圧差の大きさが減少し、及び／又はノード５２９Ａ及び５２９Ｂの電圧が同じになる。

[0087] 電子モジュール５７０Ａは、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２がオンの場合に、アクティブ状態にあるか、又は有効化されている。電子モジュール５７０Ｂは、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２がオフの場合に、非アクティブ状態にあるか、又は無効化されている。制御システム３３０は、トリガ信号を用いてスイッチ５８１＿１及び５８１＿２の状態を制御する。例えば、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２をオンにするために、制御システム３３０は、スイッチ５８１＿１のゲート及びスイッチ５８１＿２のゲートに電圧信号を供給する。電圧の特性（例えば、振幅及び極性）は、スイッチの仕様に依存するが、トリガ電圧は、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２をオン状態に遷移させるのに十分なものである。制御システム３３０は、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２をオフにするようにも構成される。例えば、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２がＭＯＳＦＥＴである実装形態では、制御システム３３０は、ソースの電圧よりも小さいトリガ信号をスイッチ５８１＿１及び５８１＿２のそれぞれのゲートに供給する。

[0088] 図５Ｂは、スイッチングネットワーク５５０Ｂの概略図である。スイッチングネットワーク５５０Ｂは、スイッチングネットワーク５５０Ｂが電子モジュール５７０Ａの代わりに電子モジュール５７０Ｂを含むことを除いて、スイッチングネットワーク５５０Ａと同じである。電子モジュール５７０Ｂは、制御可能なスイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３を含む。電子モジュール５７０Ａは、スイッチ５８４＿１、５８１＿２、及び５８１＿３がオン状態のときに接地への低インピーダンス経路を提供し、これらのスイッチがオフ状態のときに高インピーダンスを提供するように構成される。ノード５２９Ａ及び５２９Ｂは、電子モジュール５７０Ｂが非アクティブ状態のときに、抵抗器５８５＿１及び５８５＿２を介してのみ電気的に接続される。

[0089] 高電圧スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３は、スイッチが電流を導通する低インピーダンス経路を提供するオン状態と、スイッチが電流を導通しない高インピーダンスを提供するオフ状態とを少なくとも含む任意のタイプの制御可能なスイッチである。スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３は、例えば、金属酸化膜電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、又はＩＧＢＴなどのトランジスタであってもよい。図５Ａに示す例では、各高電圧スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３は、ＭＯＳＦＥＴである。スイッチ５８４＿１のソースは、ノード５２９Ａに電気的に接続されている。スイッチ５８４＿１のゲートは、制御システム３３０に電気的に接続されている。スイッチ５８４＿１のドレインは、スイッチ５８４＿２のドレインに電気的に接続されている。スイッチ５８４＿２のゲートは、制御システム３００に電気的に接続されている。スイッチ５８４＿２のソースは、ノード５２９Ｂに電気的に接続されている。抵抗器５８５＿１は、スイッチ５８１＿１と並列であり、抵抗器５８５＿２は、スイッチ５８１＿２と並列である。抵抗器５８５＿１及び５８５＿２は、同じ抵抗値を有していてもよい。

[0090] 電子モジュール５７０Ｂは、スイッチ５８４＿３及び抵抗器５８５＿３も含む。スイッチ５８４＿３のゲートは、制御システム３３０に接続されている。スイッチ５８４＿３のソースは、抵抗器５８５＿１と５８５＿２との間に電気的に接続されている。スイッチ５８４＿３のドレインは、接地に接続されている。抵抗器５８５＿３は、抵抗器５８５＿１と抵抗器５８５＿２との間に接続され、且つスイッチ５８４＿３のソースと直列に電気的に接続されている。電子モジュール５７０Ｂは、抵抗器５８５なしで実装されてもよい。電子モジュール５７０Ｂが直列抵抗器５８５＿３を含むか否かにかかわらず、スイッチ５８４＿３がオン状態にあるときに、スイッチ５８４＿３は、接地経路に抵抗を提供する。一方、直列抵抗器５８５＿３を含むことにより、接地経路のインピーダンスの制御をより強化することができる。

[0091] 電子モジュール５７０Ｂは、スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３がオンの場合に、アクティブ状態にあるか、又は有効化されている。電子モジュール５７０Ｂは、スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３がオフの場合に、非アクティブ状態にあるか、又は無効化されている。電子モジュール５７０Ｂは、電子モジュール５７０Ｂがアクティブである場合に、各ノード５２９Ａ及びノード５２９Ｂと接地との間に低インピーダンス経路を提供する。電子モジュール５７０Ｂがアクティブ状態にある場合に、ノード５２９Ａ上及びノード５２９Ｂ上の電荷は、抵抗器５８５＿３及びスイッチ５８４＿３を介して接地へと放電される。これにより、ノード５２９Ａとノード５２９Ｂとの間の電圧差が減少し、又は解消され、ノード５２９Ａ及びノード５２９Ｂの各々の電位が減少し、又は解消される。電子モジュール５７０Ｂが非アクティブ状態にある場合に、電子モジュール５７０Ｂがノード５２９Ａ又はノード５２９Ｂにおける電圧に実質的に影響を与えないように、電子モジュール５７０Ｂは、ノード５２９Ａとノード５２９Ｂとの間に高インピーダンス経路を形成する。

[0092] 電子モジュール５７０Ａ（図５Ａ）及び５７０Ｂ（図５Ｂ）は、コミュテータ５７１＿１及び５７１＿２の両方に接続される外部モジュールである。図５Ｃは、内部電子モジュール５７０Ｃ＿１及び５７０Ｃ＿２の一例を示す。内部電子モジュール５７０Ｃ＿１又は５７０Ｃ＿２は、電子モジュール１７０又は２７０として使用することができる。

[0093] 電子モジュール５７０Ｃ＿１は、抵抗器５８９＿１と、抵抗器５８９＿１と直列であるスイッチ５８６＿１とを含む。スイッチ５８６＿１は、任意のタイプの制御可能なスイッチであり、例えば、トランジスタであってもよい。図５Ｃの例では、スイッチ５８６＿１は、ＭＯＳＦＥＴである。抵抗器５８９＿１は、ノード５２９Ａ及びスイッチ５８６＿１のソースに電気的に接続されている。電子モジュール５７０Ｃ＿２は、抵抗器５８９＿２と、抵抗器５８９＿２と直列のスイッチ５８６＿２とを含む。スイッチ５８６＿２は、任意のタイプの制御可能なスイッチであり、例えば、トランジスタであってもよい。図５Ｃの例では、スイッチ５８６＿２は、ＭＯＳＦＥＴである。抵抗器５８９＿２は、ノード５２９Ｂ及びスイッチ５８６＿２のソースに電気的に接続されている。スイッチ５８６＿１及び５８６＿２の各々のドレインは、接地に接続されている。スイッチ５８６＿１及び５８６＿２の各々のゲートは、制御システム３３０に接続されている。制御システム３３０は、それぞれのゲートにトリガ信号を供給することによって、スイッチ５８６＿１及び５８６＿２の状態を制御する。すなわち、制御システム３３０は、スイッチ５８６＿１がオンであるか、或いはオフであるかを判定し、及びスイッチ５８６＿２がオンであるか、或いはオフであるかを判定する。

[0094] スイッチ５８６＿１がオンの場合、電子モジュール５７０Ｃ＿１は、アクティブ状態にあるか、又は有効化されており、ノード５２９Ａ上の電荷は、電子モジュール５７０Ｃ＿１を介して接地に放電される。スイッチ５８６＿１がオフの場合、電子モジュール５７０Ｃ＿１は、ノード５２９Ａに対して高インピーダンスを示し、ノード５２９Ａの電圧に影響を与えない。同様に、スイッチ５８６＿２がオンの場合、電子モジュール５７０Ｃ＿２は、アクティブ状態にあり、ノード５２９Ｂ上の電荷が接地へと放電される。スイッチ５８６＿２がオフの場合、電子モジュール５７０Ｃ＿２は、ノード５２９Ｂに対して高インピーダンスを示し、ノード５２９Ｂの電圧に影響を与えない。

[0095] 図５Ａ～５Ｃに示す例では、電子モジュール５７０Ａ、５７０Ｂ、及び５７０Ｃは、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂの電圧を制御するために使用される。しかしながら、他の実装形態も可能である。例えば、電子モジュール５７０Ａ、５７０Ｂ、及び５７０Ｃは、昇圧トランス４７３＿１及び４７３＿２（図４）などの他のエネルギーストレージノードに接続されてもよい。また、システムは、電子モジュール５７０Ａ、５７０Ｂ、５７０Ｃ＿１、及び／又は５７０Ｃ＿２のうちの２つ以上を含んでもよい。例えば、システムは、電子モジュール５７０Ａがノード５２９Ａ及び５２９Ｂに接続され、電子モジュール５７０Ａの第２のインスタンスがキャパシタ４７４＿１及び４７４＿２に接続された状態で実装されてもよい。

[0096] 図６及び図７は、それぞれ、エネルギーストレージノードの電圧を制御する電子モジュールを含むスイッチングネットワークを動作させるための、例示的なプロセス６００及び７００のフローチャートである。例えば、プロセス６００及び７００は、スイッチングネットワーク１５０、２５０、４５０、５５０Ａ、５５０Ｂ、又は５５０Ｃと共に使用されてもよい。プロセス６００及び７００は、電子ストレージ３３２に記憶され、制御システム３３０の電子処理モジュール３３１によって実行される実行可能命令の一群又はコンピュータプログラムとして実装されてもよい。プロセス６００は、スイッチングネットワーク５５０Ｂ（図５Ｂ）及び制御システム３００に関して説明されている。しかしながら、プロセス６００は、１つ又は複数のエネルギーストレージノードに電子モジュールを含む他のスイッチングネットワークを用いて実行されてもよい。

[0097] 図６を参照すると、電子モジュール５７０Ｂが無効化される（６１０）。電子モジュール５７０Ｂを無効化するために、制御システムのコマンドモジュール３３６（図３）は、コマンド信号３５７のインスタンスを各スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３のゲートに発行する。コマンド信号３５７は、各スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３をオフ状態にするのに十分な電圧信号である。コマンド信号３５７の特性は、スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３の仕様に依存する。例えば、スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３がｐチャネルＭＯＳＦＥＴである場合、コマンド信号３５７は、ゲートとソースとの間の電圧をゼロより大きくする電圧信号である。電子モジュール５７０Ｂが無効化された状態では、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂは、互いに電気的に分離されている。

[0098] 電気パルス生成サイクルが開始される（６２０）。上述したように、電気パルス生成サイクルにより、電極４１３＿１と電極４１３＿２（図４）との間に電位差が形成される。電気パルス生成サイクルの間、電子モジュール５７０Ｂは無効化される。したがって、電子モジュール５７０Ｂは、エネルギーストレージノード４５４＿１又はエネルギーストレージノード４５４＿２に蓄積される電荷に影響を与えない。加えて、電子モジュール５７０Ｂは、蓄積された電荷の可飽和リアクトル４５３ａ＿１及び４５３ａ＿２への放電に影響を与えない。電気パルス４５５＿１及び４５５＿２が生成される（６３０）。

[0099] 制御システム３３０は、電子モジュール５７０Ｂを有効化する（６４０）。例えば、制御システム３３０は、電気パルス４５５＿１及び４５５＿２が生成された後であって、後続の電気パルスが生成される前に、蓄積された電荷が後続の電気パルスが生成される前にエネルギーストレージノード５２９Ａ及び５２９Ｂから除去されるように、電子モジュール５７０Ｂを有効化することができる。制御システム３３０は、スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３をオン状態にトリガすることによって、電子モジュール５７０Ｂを有効化する。電子モジュール５７０Ｂは、スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３をオンにするのに十分な特性を有する電圧信号を各スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３のゲートに供給することができる。例えば、スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３がｐチャネルＭＯＳＦＥＴである場合、制御システム３３０は、ゲートとソースとの間の電圧がゼロ未満となるような電圧信号を各スイッチ５８４＿１、５８４＿２、及び５８４＿３のゲートに供給する。電子モジュール５７０Ｂを有効化することにより、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂから電荷が放散され、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂが同じ電圧を有するようになる。

[0100] 制御システム３００が（６４０）で電子モジュール５７０Ｂを有効化した後に、プロセス６００は終了するか、又は（６１０）に戻る場合がある。幾つかの実装形態において、プロセス６５０は、条件チェック（６５０）を含む。これらの実装形態において、制御システム３３０は、事前設定条件が満たされたか否かを判定する（６５０）。事前設定条件が満たされていない場合、制御システム３３０は、電子モジュール５７０Ｂと相互作用せず、電子モジュール５７０Ｂは、条件が満たされるまで、（エネルギーストレージノード５２９Ａ及び５２９Ｂが電気的に接続され、電荷がノード５２９Ａ及び５２９Ｂから放散されるように）有効化状態のままである。事前設定条件が満たされた場合、プロセス６００は、（６１０）に戻り、電子モジュール５７０Ｂは、（エネルギーストレージノード５２９Ａ及び５２９Ｂが互いに電気的に接続されないように）無効化される。

[0101] 条件（６５０）を含む実装形態において、事前設定条件は、例えば、電気パルス４５５＿１及び４５５＿２の生成の完了と、電極４１３ａ＿１及び４１３ａ＿２、並びに電極４１３ｂ＿１及び４１３ｂ＿２の結果として生じる励起とであってもよい。これらの実装形態において、プロセス６００は、電気パルス４５５＿１及び４５５＿２の生成が完了した後にのみ（６１０）に戻る。この事前設定条件は、電子モジュール５７０Ｂが電気パルス４５５＿１及び４５５＿２を生成した電気パルス生成サイクルを妨害しないこと、並びにそれぞれの電気パルス４５５＿１及び４５５＿２の反射によりノード５２９Ａ及び５２９Ｂ上に生じ得る残留電荷が次の電気パルス生成サイクルを妨害しないことを保証する（電子モジュール５７０Ｂは、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂから電荷を放散するために（６４０）で有効化されたため）。このように、事前設定条件は、電気パルス生成サイクルの開始時に、エネルギーストレージノード５２９Ａ及び５２９Ｂの状態が予測可能であり、及び一定であることを保証するのに役立つ。

[0102] 事前設定条件の別の例は、時間間隔である。時間間隔は、例えば、電気パルス生成サイクルの開始時からの一定時間、電子モジュール５７０Ｂが有効化された後の一定時間、又は電極４１３ａ＿１及び４１３ａ＿２の励起、及び／又は電極４１３ｂ＿１及び４１３ｂ＿２の励起後の一定時間であってもよい。時間間隔は、電子ストレージ３３２に記憶されてもよい。

[0103] プロセス６００は、各電気パルス生成サイクルの開始時に実行されてもよい。これらの実装形態では、プロセス６００は、パルスごとに実行され、電極４１３ａ＿１及び４１３ｂ＿１を含む第１のチャンバと、電極４１３ａ＿２及び４１３ｂ＿２を含む第２のチャンバとを含む２ステージ光学システムによって生成される光の各パルスに対して実行される。つまり、これらの実装形態において、電子モジュール５７０Ｂは、各パルス生成サイクルの開始時に無効化され（６１０）、各パルス生成サイクルの完了後に有効化され（６４０）、プロセス６００が条件（６５０）を含む場合、条件（６５０）は、１つのパルス生成サイクルの完了である。他の実装形態では、プロセス６００は、２ステージ光学システムによって生成されるパルスの各バーストの前に実行される。さらに他の実装形態では、プロセス６００は、２ステージ光学システムによって生成される幾つかの光パルス（ただしすべての光パルスではない）の前に実行される。

[0104] また、幾つかの実装形態では、起動時、すなわち設置若しくは修理後の最初の使用時、光パルスのバーストの開始時、又は任意の他の比較的長期の非アクティブ状態の期間（及び電子モジュール５７０Ｂの直近の有効化からの長期の期間）の後に、制御システム３３０は、非アクティブ状態の間にノード５２９Ａ及び５２９Ｂに蓄積された可能性のある残留電圧が、プロセス６００を実行する前に放電されるように、（６１０）で電子モジュール５７０Ｂを無効化する前に、電子モジュール５７０Ｂを有効化してもよい。

[0105] 図７を参照すると、プロセス７００は、スイッチングネットワークを動作させるためのプロセスの別の例である。プロセス７００は、スイッチングネットワーク５５０Ａ（図５Ａ）及び制御システム３００に関して説明される。しかしながら、プロセス７００は、１つ又は複数のエネルギーストレージノードに電子モジュールを含む他のスイッチングネットワークを用いて実行されてもよい。

[0106] 電子モジュール５７０Ａは、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂの電圧を平衡化させるために有効化される（７１０）。電子モジュール５７０Ａは、制御システム３３０によって有効化される。例えば、制御システム３３０は、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２がオンになるように、各スイッチ５８１＿１及び５８１＿２のゲートに電圧信号を供給してもよい。電子モジュール５７０Ａを有効化することにより、ノード５２９Ａの電圧とノード５２９Ｂの電圧との間の差が減少し、又は解消される。電気パルス生成サイクルが開始される（７２０）。キャパシタ４５４＿１及び４５４＿２は、図４に関して上述したように電荷を蓄積する。電子モジュール５７０Ａは、キャパシタ４５４＿１及び４５４＿２が電荷を蓄積している間、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂにおける電圧を平衡化又は均等化させるように機能する。モジュール５７０Ａは、可飽和リアクトル４５３ａ＿１及び４５３ａ＿２が飽和する前、並びにキャパシタ４５４＿１及び４５４＿２が電気エネルギーを放電する前に、無効化される（７３０）。電子モジュール５７０Ａを無効化するために、制御システム３３０は、スイッチ５８１＿１及び５８１＿２のそれぞれのゲートに電圧信号を供給し、スイッチをオフにする。モジュール５７０Ａが無効化された後、ノード５２９Ａ及び５２９Ｂは、抵抗器５８３＿１及び５８３＿２を介してのみ電気的に接続される。上述したように、電気パルス４５５＿１及び４５５＿２が生成される（７４０）。

[0107] 電気パルス４５５＿１及び４５５＿２が（７４０）で生成された後、プロセス７００は、（７１０）に戻る。プロセス７００は、各電気パルス生成サイクルの開始時に実行されてもよい。これらの実装形態において、プロセス７００は、パルスごとに実行され、電極４１３ａ＿１及び４１３ｂ＿１を含む第１のチャンバと、電極４１３ａ＿２及び４１３ｂ＿２を含む第２のチャンバとを含む２ステージ光学システムによって生成される光の各パルスに対して実行される。他の実装形態では、プロセス７００は、２ステージ光学システムによって生成されるパルスの各バーストの前に実行される。さらに他の実装形態では、プロセス７００は、２ステージ光学システムによって生成される幾つかの光パルス（ただしすべての光パルスではない）の前に実行される。

[0108] プロセス７００は、パルス生成サイクルが始まる前に、キャパシタ４５４＿１及び４５４＿２の電圧を平衡化させる。したがって、パルス生成サイクルの開始前にキャパシタ４５４＿１及び４５４＿２上の電圧が異なる場合（例えば、そのような電圧差は、前のパルスに起因する場合がある）、電子モジュール５７０Ａを有効化することにより、キャパシタ４５４＿１及び４５４＿２上の電圧が平衡化され、タイミング誤差を引き起こす可能性のある電圧誤差が緩和される。さらに、パルス生成サイクルが始まる前に電子モジュール５７０Ａを有効化することによって、充電回路１３５（これは充電器１４２の一部である）に起因する電圧差の原因が緩和され、したがって、タイミング誤差が低減又は解消される。充電回路１３５に起因する電圧差の原因の例として、ターンオン時間、充電回路１３５における損失又は電圧降下の差が挙げられる。

[0109] 図８Ａ及び図９は、上述した技法を使用することができるシステムのさらなる例を提供する。

[0110] 図８Ａは、深紫外（ＤＵＶ）光学システム８００の一例である。システム８００は、露光ビーム（又は出力光ビーム）８１６をスキャナ機器８８０に供給する光生成モジュール８１０を含む。図８Ａの例では、光生成モジュール８１０は、スイッチングネットワーク１５０と共に使用される。制御システム８０５も、光生成モジュール８１０及び光生成モジュール８１０に関連する様々なコンポーネントに結合される。

[0111] 光生成モジュール８１０は、光発振器８１２を含む。光発振器８１２は、出力光ビーム８１６を生成する。光発振器８１２は、放電チャンバ８１５を含み、この放電チャンバは、励起機構（カソード８１３－ａ及びアノード８１３－ｂ）を封入している。放電チャンバ８１５は、気体の利得媒質８１９（図８Ａでは、薄い点線の網掛けで示されている）も含む。カソード８１３－ａとアノード８１３－ｂとの間の電位差によって、気体の利得媒質８１９中に電界が形成される。この電位差は、電極８１３－ａと電極８１３－ｂとの間に電位差を生成するようにスイッチングネットワーク１５０を制御することによって生成される。この電位差は、電界を形成し、この電界は、反転分布を引き起こし、誘導放出によって光のパルスの生成を可能にするのに十分なエネルギーを利得媒質８１９に供給する。

[0112] このような電位差を繰り返し生成することによって、光ビーム８１６として放出される一連のパルスが形成される。パルス光ビーム８１６の繰返し率は、電極８１３－ａ及び８１３－ｂに電圧が印加される率によって決定される。パルスの繰返し率は、例えば、約５００～６，０００ヘルツ（Ｈｚ）に及び得る。他の繰返し率が使用されてもよく、光生成モジュール８１０は、単一の光パルスが放出されるシングルショットモードで動作されてもよい。幾つかの実装形態では、この繰返し率は、６，０００Ｈｚより大きくてもよく、例えば、１２，０００Ｈｚ以上であってもよい。光発振器８１２から放出される各パルスは、例えば、約１ミリジュール（ｍＪ）のパルスエネルギーを有していてもよい。

[0113] また、光ビーム８１６は、光のない間隔によって区切られた光のパルスのバーストを含み得る。バーストは、数百又は数千の光のパルスを含み得る。バースト内で、光のパルスは、電位差が電極８１３－ａと電極８１３－ｂとの間に形成される率によって決定される繰返し率を有する。バースト間の時間は、用途によって決定され、例えば、バースト内の２つの連続するパルス間の時間よりも１００倍又は１０００倍長くてもよい。

[0114] 気体の利得媒質８１９は、用途に必要とされる波長、エネルギー、及び帯域幅において光ビームを生成するのに適した何れかのガスでもよい。気体の利得媒質８１９は、２つ以上のタイプのガスを含んでもよく、この様々なガスはガス成分と呼ばれる。エキシマ放射源では、気体の利得媒質８１９は、例えばアルゴン、キセノン、若しくはクリプトンなどの貴ガス（希ガス）、又は、例えばフッ素若しくは塩素などのハロゲンを含んでもよい。ハロゲンが利得媒質である実装形態においては、利得媒質はまた、ヘリウムなどのバッファガスは別にして、キセノンの痕跡を含む。

[0115] 気体の利得媒質８１９は、深紫外（ＤＵＶ）の範囲内の光を放出する利得媒質でもよい。ＤＵＶ光は、例えば、約１００ナノメートル（ｎｍ）～約４００ｎｍの波長を含んでもよい。気体の利得媒質８１９の具体例には、約１９３ｎｍの波長で光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長で光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、又は約３５１ｎｍの波長で光を放出する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）が含まれる。

[0116] 共振器が、放電チャンバ８１５の一方の側にあるスペクトル調整装置８９５と、放電チャンバ８１５の第２の側にある出力カプラ８９６との間に形成される。スペクトル調整装置８９５は、例えば、放電チャンバ８１５のスペクトル出力を微調整する回折格子及び／又はプリズムなどの回折光学部品を含むことがある。回折光学部品は、反射型又は屈折型であり得る。一部の実装形態では、スペクトル調整装置８９５は、複数の回折型光学素子を含む。例えば、スペクトル調整装置８９５は４つのプリズムを含むことがあり、それらのプリズムのうちの幾つかは光ビーム８１６の中心波長を制御するように構成され、他のものは光ビーム８１６のスペクトル帯域幅を制御するように構成される。

[0117] 光ビーム８１６のスペクトル特性は、他の方法で調整されることがある。例えば、光ビーム８１６のスペクトル帯域幅及び中心波長などのスペクトル特性は、チャンバ８１５の気体の利得媒質の圧力及び／又はガス濃度を制御することにより、調整されることがある。光生成モジュール８１０がエキシマ放射源である実装形態の場合、光ビーム８１６のスペクトル特性（例えば、スペクトル帯域幅又は中心波長）は、チャンバ８１５内の、例えばフッ素、塩素、アルゴン、クリプトン、キセノン、及び／又はヘリウムの圧力及び／又は濃度を制御することにより、調整されることがある。

[0118] 気体の利得媒質８１９の圧力及び／又は濃度は、ガス供給システム８９０を用いて制御可能である。ガス供給システム８９０は、流体導管８８９を介して放電チャンバ８１５の内部に流体結合されている。流体導管８８９は、流体の損失なく又は最小限の損失を伴って、ガス又は他の流体を運ぶことができる任意の導管である。例えば、流体導管８８９は、流体導管８８９内で運ばれている１種又は複数種の流体と反応しない材料でできているか又はコーティングされているパイプであり得る。ガス供給システム８９０は、利得媒質８１９で使用される１種又は複数種のガスを含むか及び／又はガスの供給を受け取るように構成されるチャンバ８９１を含む。ガス供給システム８９０は、ガス供給システム８９０が放電チャンバ８１５からのガスを除去するか又は放電チャンバ８１５へガスを注入できるようにするデバイス（ポンプ、弁、及び／又は流体スイッチなど）も含む。ガス供給システム８９０は、制御システム８０５に結合されている。

[0119] 光発振器８１２はまた、スペクトル解析機器８９８を備える。スペクトル解析機器８９８は、光ビーム８１６の波長を測定又は監視するのに使用されてもよい測定システムである。図８Ａに示す例では、スペクトル解析機器８９８は、出力カプラ８９６からの光を受光する。

[0120] 光生成モジュール８１０は、他の構成要素及びシステムを備えてもよい。例えば、光生成モジュール８１０は、ビーム準備システム８９９を備えてもよい。このビーム準備システム８９９は、パルスストレッチャと相互作用する各パルスを時間的に引き伸ばすパルスストレッチャを備えてもよい。ビーム準備システムはまた、例えば、反射型及び／又は屈折型の光学素子（たとえば、レンズやミラーなど）、及び／又はフィルタなど、光に作用することのできる他の構成要素を備えてもよい。図に示す例では、ビーム準備システム８９９は、露光ビーム８１６の経路内に配置される。しかし、ビーム準備システム８９９は、システム８００内の他の場所に配置されてもよい。

[0121] システム８００はまた、スキャナ機器８８０を備える。スキャナ機器８８０は、所要形状に作られた露光ビーム８１６Ａでウェーハ８８２を露光する。所要形状に作られた露光ビーム８１６Ａは、投影光学システム８８１を通して、露光ビーム８１６を通過させることによって形成される。スキャナ機器８８０は、液浸システム又は乾式システムでもよい。スキャナ機器８８０は、ウェーハ８８２に到達する前に露光ビーム８１６が通過する投影光学システム８８１、及びセンサシステム又は計測システム８７０を備える。ウェーハ８８２は、ウェーハホルダ８８３上で保持され又は受けられる。スキャナ機器８８０はまた、例えば、温度制御装置（空気調和装置及び／又は加熱装置など）、及び／又は様々な電気構成部品用の電源を備えてもよい。

[0122] 計測システム８７０は、センサ８７１を備える。センサ８７１は、例えば、帯域幅、エネルギー、パルス持続時間、及び／又は波長など、所要形状に作られた露光ビーム８１６Ａの特性を測定するように構成されてもよい。センサ８７１は、例えば、ウェーハ８８２における所要形状に作られた露光ビーム８１６Ａの画像を取り込むことのできるカメラ若しくは他の装置でもよく、又は、ｘ－ｙ平面でのウェーハ８８２における光エネルギーの量を示すデータを取り込むことのできるエネルギー検出器でもよい。

[0123] また図８Ｂを参照すると、投影光学システム８８１は、スリット８８４と、マスク８８５と、レンズシステム８８６を含む投影対物レンズとを備える。レンズシステム８８６は、１つ又は複数の光学素子を備える。露光ビーム８１６は、スキャナ機器８８０に入り、スリット８８４に衝突し、出力光ビーム８１６の少なくとも一部が、スリット８８４を通過して、所要形状に作られた露光ビーム８１６Ａを形成する。図８Ａ及び図８Ｂの例では、スリット８８４は長方形であり、露光ビーム８１６を、細長い長方形状に作られた光ビームに成形し、これが所要形状に作られた露光ビーム８１６Ａになる。マスク８８５は、所要形状に作られた光ビームのどの部分がマスク８８５によって透過され、どの部分がマスク８８５によって遮断されるかを決定するパターンを含む。ウェーハ８８２上の輻射線感応性フォトレジスト材料の層を、露光ビーム８１６Ａで露光することによって、ウェーハ８８２上に超小型電子機能が形成される。マスク上のパターンのデザインは、所望の具体的な超小型電子回路機能によって決定される。

[0124] 図８Ａに示す構成は、ＤＵＶシステムにおける構成の一例である。他の実装形態も実現可能である。例えば、光生成モジュール８１０は、光発振器８１２のＮ個の具体例を含んでもよく、ここで、Ｎは２以上の整数である。こうした実装形態では、各光発振器８１２は、露光ビーム８１６を形成するビーム結合器に向けてそれぞれの光ビームを放出するように構成される。

[0125] 図９には、ＤＵＶシステムの例示的な別の構成が示してある。図９は、スキャナ機器８８０に供給されるパルス状の光ビーム９１６を生成する光生成モジュール９１０を備える、フォトリソグラフィシステム９００のブロック図である。制御システム８０５は、システム９００の様々な動作を制御するために、光生成モジュール９１０の様々なコンポーネント及びスキャナ機器８８０に結合されている。光生成モジュール９１０は、スイッチングネットワーク４５０と共に使用される。

[0126] 光生成モジュール９１０は、シード光ビーム９１８を電力増幅器（ＰＡ）９１２＿２に提供する主発振器（ＭＯ）９１２＿１を含む、２ステージレーザシステムである。ＰＡ９１２＿２は、ＭＯ９１２＿１からシード光ビーム９１８を受け取り、シード光ビーム９１８を増幅して、スキャナ機器８８０で使用するための光ビーム９１６を生成する。例えば、実装形態によっては、ＭＯ９１２＿１は、１パルスあたり約１ミリジュール（ｍＪ）のシードパルスエネルギーを有するパルスシード光ビームを放射することがあり、これらのシードパルスは、ＰＡ９１２＿２によって約６～１５ｍＪまで増幅されることがあるが、他の実施例では他のエネルギーが使用されてよい。

[0127] ＭＯ９１２＿１は、２つの細長い電極９１３ａ＿１及び９１３ｂ＿１、ガス混合物である利得媒質９１９＿１（図９に明るい点線の網掛けで示す）、並びに電極９１３ａ＿１と９１３ｂ＿１との間でガス混合物を循環させるためのファン（図示せず）を有する、放電チャンバ９１５＿１を含む。共振器が、放電チャンバ９１５＿１の一方の側にあるライン狭隘化モジュール９９５と、放電チャンバ９１５＿１の第２の側にある出力カプラ９９６との間に形成される。

[0128] 放電チャンバ９１５＿１は、第１のチャンバ窓９６３＿１及び第２のチャンバ窓９６４＿１を含む。第１のチャンバ窓９６３＿１及び第２のチャンバ窓９６４＿１は、放電チャンバ９１５＿１の両側にある。第１のチャンバ窓９６３＿１及び第２のチャンバ窓９６４＿１は、ＤＵＶ範囲内の光を透過し、ＤＵＶ光が放電チャンバ９１５＿１に出入りするのを可能にする。

[0129] ライン狭隘化モジュール９９５は、放電チャンバ９１５＿１のスペクトル出力を微調整する回折格子又はプリズム（図９Ａに示すような）などの回折光学部品Ｓを含むことがある。光生成モジュール９１０は、出力カプラ９９６から出力光ビームを受け取るライン中心分析モジュール９６８、及びビーム結合光学システム９６９も含む。ライン中心分析モジュール９６８は、シード光ビーム９１８の波長を測定又は監視するのに使用されることがある測定システムである。ライン中心分析モジュール９６８は、光生成モジュール９１０内の他の場所に配置されることがあるか、又は、光生成モジュール９１０の出力部に配置されることがある。

[0130] 利得媒質９１９＿１であるガス混合物は、用途に必要とされる波長及び帯域幅で光ビームを生成するのに適した任意のガスであり得る。エキシマ放射源の場合、ガス混合物は、例えば、アルゴン若しくはクリプトンなどの貴ガス（希ガス）、例えばフッ素若しくは塩素などのハロゲン、及びヘリウムなどの緩衝ガスとは別の微量のキセノンを含むことがある。ガス混合物の具体的な例としては、約１９３ｎｍの波長で光を放射するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長で光を放射するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、又は約３５１ｎｍの波長で光を放射する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）が挙げられる。したがって、この実装形態では、光ビーム９１６及び９１８は、ＤＵＶ範囲内の波長を含む。エキシマ利得媒質（ガス混合物）は、細長い電極９１３ａ＿１、９１３ｂ＿１に電圧を印加することにより、高電圧放電で、短い（例えばナノ秒の）電流パルスを伴ってポンピングされる。

[0131] ＰＡ９１２＿２は、ＭＯ９１２＿１からシード光ビーム９１８を受け取り、シード光ビーム９１８を放電チャンバ９１５＿２を通してビーム回転光学素子９９２に向ける、ビーム結合光学システム９６９を含み、ビーム回転光学素子９９２は、シード光ビーム９１８が放電チャンバ９１５＿２に送り返されるにように、シード光ビーム９１８の方向を修正又は変更する。ビーム回転光学素子９９２及びビーム結合光学システム９６９は、循環する閉ループの光路を形成し、この光路では、リング増幅器への入力が、ビーム結合光学システム９６９においてリング増幅器の出力と交差する。

[0132] 放電チャンバ９１５＿２は、一対の細長い電極９１３ａ＿２、９１３ｂ＿２、利得媒質９１９＿２（図９では、薄い点線の網掛けで示されている）、及び電極９１３ａ＿２と電極９１３ｂ＿２との間で利得媒質９１９＿２を循環させるためのファン（図示せず）を含む。利得媒質９１９＿２を形成するガス混合物は、利得媒質９１９＿１を形成するガス混合物と同じであってもよい。

[0133] 放電チャンバ９１５＿２は、第１のチャンバ窓９６３＿２及び第２のチャンバ窓９６４＿２を含む。第１のチャンバ窓９６３＿２及び第２のチャンバ窓９６４＿２は、放電チャンバ９１５＿２の両側にある。第１のチャンバ窓９６３＿２及び第２のチャンバ窓９６４＿２は、ＤＵＶ範囲内の光を透過し、ＤＵＶ光が放電チャンバ９１５＿２に出入りすることを可能にする。

[0134] 利得媒質９１９＿１又は９１９＿２が、それぞれ電極９１３ａ＿１と９１３ｂ＿１との間、又は電極９１３ａ＿２と９１３ｂ＿２との間に電位差を生じさせることによりポンピングされると、利得媒質９１９＿１及び／又は９１９＿２が光を放出する。パルスの繰返し率は、様々な用途について、約５００～６，０００Ｈｚに及び得る。幾つかの実装形態では、繰返し率は、６，０００Ｈｚより大きくてもよく、例えば、１２，０００Ｈｚ以上であってもよいが、他の実装形態では、他の繰返し率が使用されてもよい。

[0135] 電極９１３ａ＿１と電極９１３ｂ＿１との間の電位差は、図４に関して説明したコミュテータ４７１＿１及び圧縮ヘッド４７２＿１を用いて生じる。電極９１３ａ＿２と電極９１３ｂ＿２との間の電位差は、図４に関して説明したコミュテータ４７１＿２及び圧縮ヘッド４７２＿２を用いて生じる。

[0136] 出力光ビーム９１６は、スキャナ機器８８０に到達する前に、ビーム準備システム９９９を通って向けられることがある。ビーム準備システム９９９は、ビーム９１６の様々なパラメータ（帯域幅又は波長など）を測定する帯域幅分析モジュールを含むことがある。ビーム準備システム９９９は、時間的に出力光ビーム９１６の各パルスを引き伸ばすパルスストレッチャも含むことがある。ビーム準備システム９９９は、例えば、反射型及び／又は屈折型の光学素子（例えば、レンズ及びミラーなど）、フィルタ、及び光学開口部（自動シャッターを含む）などの、ビーム９１６に作用することができる他の構成要素を含むこともある。

[0137] ＤＵＶ光生成モジュール９１０は、ＤＵＶ光生成モジュール９１０の内部９７８と流体連通しているガス管理システム９９０も含む。

[0138] 実施形態は、以下の条項を用いてさらに説明することができる：
１． パルスシード光ビームを生成するように構成された第１の光学サブシステムであって、
第１の気体の利得媒質を保持するように構成された第１のチャンバと、
第１のチャンバ内の第１の励起機構と、
を含む、第１の光学サブシステムと、
パルスシード光ビームに基づいてパルス出力光ビームを生成するように構成された第２の光学サブシステムであって、
第２の気体の利得媒質を保持するように構成された第２のチャンバと、
第２のチャンバ内の第２の励起機構と、
を含む、第２の光学サブシステムと、
第１の励起機構を起動するように構成された第１の磁気スイッチングネットワークであって、第１の励起機構を起動することにより、第１の光学サブシステムにパルスシード光ビームのパルスを生成させ、第１の磁気スイッチングネットワークが、
第１の初期エネルギーストレージノードと、
第１の追加エネルギーストレージノードと、
第１の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された第１の磁気スイッチと、
第１の初期エネルギーストレージノードと第１の追加エネルギーストレージノードとの間の第１のインダクタと、
を含み、第１の初期エネルギーストレージノードが、充電器から電流を受け取るように構成されている、第１の磁気スイッチングネットワークと、
第２の励起機構を起動するように構成された第２の磁気スイッチングネットワークであって、第２の励起機構を起動することにより、第２の光学サブシステムにパルス出力光ビームのパルスを生成させ、第２の磁気スイッチングネットワークが、
第２の初期エネルギーストレージノードと、
第２の追加エネルギーストレージノードと、
第２の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された第２の磁気スイッチと、
第２の初期エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の第２のインダクタと、
を含み、第２の初期エネルギーストレージノードが、充電器から電流を受け取るように構成されている、第２の磁気スイッチングネットワークと、
第１の追加エネルギーストレージノード及び第２の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された電子ネットワークであって、電子ネットワークが、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成される、電子ネットワークと、
を含むシステム。
２． 電子ネットワークが、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を、電圧差を減少させることによって制御するように構成される、条項１に記載のシステム。
３． 電子ネットワークが、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を、電圧差を解消することによって制御するように構成される、条項２に記載のシステム。
４． 電圧差を解消することが、第１の追加エネルギーストレージノード及び第２の追加エネルギーストレージノードを同じ電圧にすることを含む、条項３に記載のシステム。
５． 第１の追加エネルギーストレージノードが、第１のエネルギーストレージ装置を含み、第２の追加エネルギーストレージノードが、第２のエネルギーストレージ装置を含む、条項１に記載のシステム。
６． 電子ネットワークが、電子ネットワークがアクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成され、第１のエネルギーストレージ装置及び第２のエネルギーストレージ装置が電荷を蓄積しているときに、電子ネットワークがアクティブ状態にある、条項５に記載のシステム。
７． 電子ネットワークが、電子ネットワークがアクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成され、
電子ネットワークが最初の時点でアクティブ状態にあり、
電子ネットワークが、最初の時点から既定の時間後にアクティブ状態から遷移する、条項５に記載のシステム。
８． 電子ネットワークが、アクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成され、
第１の磁気スイッチングネットワークが第１の励起機構を起動し、第２の磁気スイッチングネットワークが第２の励起機構を起動した後に、電子ネットワークがアクティブ状態にあり、
電子ネットワークが、第１の励起機構の後続の起動前及び第２の励起機構の後続の起動前に、アクティブ状態から遷移する、条項１に記載のシステム。
９． 電子ネットワークが、アクティブ状態にあるときにのみ、第１の追加エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御するように構成され、
電子ネットワークが、第１及び第２の励起機構の各起動の後にアクティブ状態にあり、第１の励起機構及び第２の励起機構の次の起動の前にアクティブ状態から遷移するように構成される、条項１に記載のシステム。
１０． 第１の追加エネルギーストレージノード及び第２の追加エネルギーストレージノードの各々が、少なくとも１つのキャパシタを含む、条項１に記載のシステム。
１１． 第１の追加エネルギーストレージノードが、第１の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの１つであり、第２の追加エネルギーストレージノードが、第２の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの１つであり、システムが、第１の追加エネルギーストレージノード以外の第１の磁気スイッチングネットワーク内の追加ストレージノードの１つ、及び第２の追加エネルギーストレージノード以外の第２の磁気スイッチングネットワーク内の追加ストレージノードの１つに電気的に接続された第２の電子ネットワークをさらに含む、条項１に記載のシステム。
１２． 第１の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの少なくとも１つがトランスの一次側であり、第２の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの少なくとも１つがトランスの一次側である、条項１に記載のシステム。
１３． 電子ネットワークが少なくとも２つのトランジスタを含む、条項１に記載のシステム。
１４． 電子ネットワークが複数の制御可能なスイッチを含み、各制御可能なスイッチが抵抗ネットワークと並列である、条項１に記載のシステム。
１５． 電子ネットワークと接地との間の接地経路ネットワークをさらに含む、条項１４に記載のシステム。
１６． 接地経路ネットワークが、トランジスタ及び抵抗器を含む、条項１５に記載のシステム。
１７． 電子ネットワークが、
第１の追加エネルギーストレージノードと接地との間に電気的に接続された第１の電子ネットワークと、
第２の追加エネルギーストレージノードと接地との間に電気的に接続された第２の電子ネットワークと、
を含む、条項１に記載のシステム。
１８． 第１の電子ネットワーク及び第２の電子ネットワークの各々が、抵抗素子と直列の電圧制御スイッチを含む、条項１７に記載のシステム。
１９． 充電器から電流を受け取るように構成された第１の初期エネルギーストレージノード及び第２の初期エネルギーストレージノードが、共振充電器から電流を受け取るように構成された第１の初期エネルギーストレージノード及び第２の初期エネルギーストレージノードを含む、条項１に記載のシステム。
２０． 第２の電子ネットワークをさらに含み、第２の電子ネットワークが、第１の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのアノードと、第２の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのアノードとに電気的に接続される、条項１に記載のシステム。
２１． 第２の電子ネットワークをさらに含み、第２の電子ネットワークが、第１の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのカソードと、第２の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのカソードとに電気的に接続される、条項１に記載のシステム。
２２． 第１の磁気スイッチングネットワークが、第１の初期エネルギーストレージノードと第１の追加エネルギーストレージノードとの間の電気接続を制御するように構成された第１のスイッチをさらに含み、第２の磁気スイッチングネットワークが、第２の初期エネルギーストレージノードと第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電気接続を制御するように構成された第２のスイッチをさらに含む、条項１に記載のシステム。
２３． 第１の磁気スイッチが、第１の可飽和リアクトルを含み、第２の磁気スイッチが、第２の可飽和リアクトルを含む、条項１に記載のシステム。
２４． 放電チャンバ内の励起機構を起動するように構成された磁気スイッチングネットワークであって、磁気スイッチングネットワークが、
充電器から電流を受け取るように構成された初期エネルギーストレージノード、追加エネルギーストレージノード、及び初期エネルギーストレージノードと追加エネルギーストレージノードとの間の少なくとも１つの電気素子を含む、磁気スイッチングネットワークと、
追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された電子ネットワークであって、追加エネルギーストレージノードの電圧を制御するように構成された電子ネットワークと、
を含む機器。
２５． 電子ネットワークが、少なくとも１つの制御可能なスイッチを含み、制御可能なスイッチが、制御可能なスイッチに電流が流れない第１の状態と、制御可能なスイッチに電流が流れる第２の状態とを含む、条項２４に記載の機器。
２６． 追加エネルギーストレージノードに電気的に接続されたエネルギーストレージ装置が電荷を受け取っているときに、制御可能なスイッチが第１の状態にあるように制御される、条項２５に記載の機器。
２７． エネルギーストレージ装置が電荷を放電しているときに、制御可能なスイッチが第２の状態にあるように制御される、条項２６に記載の機器。
２８． 追加エネルギーストレージノードに電気的に接続されたエネルギーストレージ装置が閾値量の電荷を受け取った後に、制御可能なスイッチが第１の状態にあるように制御される、条項２５に記載の機器。
２９． 制御可能なスイッチが、磁気スイッチングネットワークが励起機構を１回目に起動した後に第１の状態にあるように制御され、制御可能なスイッチが、磁気スイッチングネットワークが励起機構を２回目に起動する前に第２の状態にあるように制御される、条項２５に記載の機器。
３０． １回目及び２回目が、励起機構の連続した起動である、条項２９に記載の機器。
３１． 励起機構の任意の２つの連続する起動の間に、制御可能なスイッチが、第１の状態にあるように制御され、その後、第１の状態から第２の状態に遷移するように制御される、条項２５に記載の機器。
３２． 電子ネットワークをトリガするように構成された制御インターフェースであって、電子ネットワークが、第１の磁気スイッチングネットワーク内の第１のエネルギーストレージノード及び第２の磁気スイッチングネットワーク内の第２のエネルギーストレージノードに電気的に接続されており、第１の磁気スイッチングネットワーク及び第２の磁気スイッチングネットワークの各々が、共振充電器から電荷を受け取る初期エネルギーストレージノードをさらに含む、制御インターフェースと、
電子ネットワークにトリガを供給して、電子ネットワークに第１のエネルギーストレージノードを第２のエネルギーストレージノードに電気的に接続させ、第１のエネルギーストレージノードと第２のエネルギーストレージノードとの間の電圧差を減少させるように制御インターフェースに命令するように構成されたスイッチ制御と、
を含む制御システム。

[0139] これら及び他の実装形態は、特許請求の範囲に含まれる。

Claims (32)

1. パルスシード光ビームを生成する第１の光学サブシステムであって、
   第１の気体の利得媒質を保持する第１のチャンバと、
   前記第１のチャンバ内の第１の励起機構と、
   を含む、第１の光学サブシステムと、
   前記パルスシード光ビームに基づいてパルス出力光ビームを生成する第２の光学サブシステムであって、
   第２の気体の利得媒質を保持する第２のチャンバと、
   前記第２のチャンバ内の第２の励起機構と、
   を含む、第２の光学サブシステムと、
   前記第１の励起機構を起動する第１の磁気スイッチングネットワークであって、前記第１の励起機構を起動することにより、前記第１の光学サブシステムに前記パルスシード光ビームのパルスを生成させ、前記第１の磁気スイッチングネットワークが、
   第１の初期エネルギーストレージノードと、
   第１の追加エネルギーストレージノードと、
   前記第１の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された第１の磁気スイッチと、
   前記第１の初期エネルギーストレージノードと前記第１の追加エネルギーストレージノードとの間の第１のインダクタと、
   を含み、前記第１の初期エネルギーストレージノードが、充電器から電流を受け取る、第１の磁気スイッチングネットワークと、
   前記第２の励起機構を起動する第２の磁気スイッチングネットワークであって、前記第２の励起機構を起動することにより、前記第２の光学サブシステムに前記パルス出力光ビームのパルスを生成させ、前記第２の磁気スイッチングネットワークが、
   第２の初期エネルギーストレージノードと、
   第２の追加エネルギーストレージノードと、
   前記第２の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された第２の磁気スイッチと、
   前記第２の初期エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の第２のインダクタと、
   を含み、前記第２の初期エネルギーストレージノードが、前記充電器から電流を受け取る、第２の磁気スイッチングネットワークと、
   前記第１の追加エネルギーストレージノード及び前記第２の追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された電子ネットワークであって、前記電子ネットワークが、前記第１の追加エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電圧差を制御する、電子ネットワークと、
   を含むシステム。
2. 前記電子ネットワークが、前記第１の追加エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の前記電圧差を、前記電圧差を減少させることによって制御する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記電子ネットワークが、前記第１の追加エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の前記電圧差を、前記電圧差を解消することによって制御する、請求項２に記載のシステム。
4. 前記電圧差を解消することが、前記第１の追加エネルギーストレージノード及び前記第２の追加エネルギーを同じ電圧にすることを含む、請求項３に記載のシステム。
5. 前記第１の追加エネルギーストレージノードが、第１のエネルギーストレージ装置を含み、前記第２の追加エネルギーストレージノードが、第２のエネルギーストレージ装置を含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記電子ネットワークが、前記電子ネットワークがアクティブ状態にあるときにのみ、前記第１の追加エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の前記電圧差を制御し、前記第１のエネルギーストレージ装置及び前記第２のエネルギーストレージ装置が電荷を蓄積しているときに、前記電子ネットワークが前記アクティブ状態にある、請求項５に記載のシステム。
7. 前記電子ネットワークが、前記電子ネットワークがアクティブ状態にあるときにのみ、前記第１の追加エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の前記電圧差を制御し、
   前記電子ネットワークが最初の時点で前記アクティブ状態にあり、
   前記電子ネットワークが、前記最初の時点から既定の時間後に前記アクティブ状態から遷移する、請求項５に記載のシステム。
8. 前記電子ネットワークが、アクティブ状態にあるときにのみ、前記第１の追加エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の前記電圧差を制御し、
   前記第１の磁気スイッチングネットワークが前記第１の励起機構を起動し、前記第２の磁気スイッチングネットワークが前記第２の励起機構を起動した後に、前記電子ネットワークが前記アクティブ状態にあり、
   前記電子ネットワークが、前記第１の励起機構の後続の起動前及び前記第２の励起機構の後続の起動前に、前記アクティブ状態から遷移する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記電子ネットワークが、アクティブ状態にあるときにのみ、前記第１の追加エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の前記電圧差を制御し、
   前記電子ネットワークが、前記第１の励起機構及び前記第２の励起機構の各起動の後に前記アクティブ状態にあり、前記第１の励起機構及び前記第２の励起機構の前記次の起動の前に前記アクティブ状態から遷移する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記第１の追加エネルギーストレージノード及び前記第２の追加エネルギーストレージノードの各々が、少なくとも１つのキャパシタを含む、請求項１に記載のシステム。
11. 前記第１の追加エネルギーストレージノードが、前記第１の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの１つであり、前記第２の追加エネルギーストレージノードが、前記第２の磁気スイッチングネットワーク内の複数の追加ストレージノードの１つであり、前記システムが、前記第１の追加エネルギーストレージノード以外の前記第１の磁気スイッチングネットワーク内の前記追加ストレージノードの１つ、及び前記第２の追加エネルギーストレージノード以外の前記第２の磁気スイッチングネットワーク内の前記追加ストレージノードの１つに電気的に接続された第２の電子ネットワークをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
12. 前記第１の磁気スイッチングネットワーク内の前記複数の追加ストレージノードの少なくとも１つがトランスの一次側であり、前記第２の磁気スイッチングネットワーク内の前記複数の追加ストレージノードの少なくとも１つがトランスの一次側である、請求項１に記載のシステム。
13. 前記電子ネットワークが少なくとも２つのトランジスタを含む、請求項１に記載のシステム。
14. 前記電子ネットワークが複数の制御可能なスイッチを含み、各制御可能なスイッチが抵抗ネットワークと並列である、請求項１に記載のシステム。
15. 前記電子ネットワークと接地との間の接地経路ネットワークをさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記接地経路ネットワークが、トランジスタ及び抵抗器を含む、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記電子ネットワークが、
    前記第１の追加エネルギーストレージノードと接地との間に電気的に接続された第１の電子ネットワークと、
    前記第２の追加エネルギーストレージノードと接地との間に電気的に接続された第２の電子ネットワークと、
    を含む、請求項１に記載のシステム。
18. 前記第１の電子ネットワーク及び前記第２の電子ネットワークの各々が、抵抗素子と直列の電圧制御スイッチを含む、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記充電器から電流を受け取る前記第１の初期エネルギーストレージノード及び前記第２の初期エネルギーストレージノードが、共振充電器から電流を受け取る前記第１の初期エネルギーストレージノード及び前記第２の初期エネルギーストレージノードを含む、請求項１に記載のシステム。
20. 第２の電子ネットワークをさらに含み、前記第２の電子ネットワークが、前記第１の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのアノードと、前記第２の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのアノードとに電気的に接続される、請求項１に記載のシステム。
21. 第２の電子ネットワークをさらに含み、前記第２の電子ネットワークが、前記第１の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのカソードと、前記第２の初期エネルギーストレージノードに電気的に接続されたダイオードのカソードとに電気的に接続される、請求項１に記載のシステム。
22. 前記第１の磁気スイッチングネットワークが、前記第１の初期エネルギーストレージノードと前記第１の追加エネルギーストレージノードとの間の電気接続を制御する第１のスイッチをさらに含み、前記第２の磁気スイッチングネットワークが、前記第２の初期エネルギーストレージノードと前記第２の追加エネルギーストレージノードとの間の電気接続を制御する第２のスイッチをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
23. 前記第１の磁気スイッチが、第１の可飽和リアクトルを含み、前記第２の磁気スイッチが、第２の可飽和リアクトルを含む、請求項１に記載のシステム。
24. 放電チャンバ内の励起機構を起動する磁気スイッチングネットワークであって、前記磁気スイッチングネットワークが、
    充電器から電流を受け取る初期エネルギーストレージノード、追加エネルギーストレージノード、及び前記初期エネルギーストレージノードと前記追加エネルギーストレージノードとの間の少なくとも１つの電気素子を含む、磁気スイッチングネットワークと、
    前記追加エネルギーストレージノードに電気的に接続された電子ネットワークであって、前記追加エネルギーストレージノードの電圧を制御する電子ネットワークと、
    を含む機器。
25. 前記電子ネットワークが、少なくとも１つの制御可能なスイッチを含み、前記制御可能なスイッチが、前記制御可能なスイッチに電流が流れない第１の状態と、前記制御可能なスイッチに電流が流れる第２の状態とを含む、請求項２４に記載の機器。
26. 前記追加エネルギーストレージノードに電気的に接続されたエネルギーストレージ装置が電荷を受け取っているときに、前記制御可能なスイッチが前記第１の状態にあるように制御される、請求項２５に記載の機器。
27. 前記エネルギーストレージ装置が電荷を放電しているときに、前記制御可能なスイッチが前記第２の状態にあるように制御される、請求項２６に記載の機器。
28. 前記追加エネルギーストレージノードに電気的に接続されたエネルギーストレージ装置が閾値量の電荷を受け取った後に、前記制御可能なスイッチが前記第１の状態にあるように制御される、請求項２５に記載の機器。
29. 前記制御可能なスイッチが、前記磁気スイッチングネットワークが前記励起機構を１回目に起動した後に前記第１の状態にあるように制御され、前記制御可能なスイッチが、前記磁気スイッチングネットワークが前記励起機構を２回目に起動する前に前記第２の状態にあるように制御される、請求項２５に記載の機器。
30. 前記１回目及び前記２回目が、前記励起機構の連続した起動である、請求項２９に記載の機器。
31. 前記励起機構の任意の２つの連続する起動の間に、前記制御可能なスイッチが、前記第１の状態にあるように制御され、その後、前記第１の状態から前記第２の状態に遷移するように制御される、請求項２５に記載の機器。
32. 電子ネットワークをトリガする制御インターフェースであって、前記電子ネットワークが、第１の磁気スイッチングネットワーク内の第１のエネルギーストレージノード及び第２の磁気スイッチングネットワーク内の第２のエネルギーストレージノードに電気的に接続されており、前記第１の磁気スイッチングネットワーク及び前記第２の磁気スイッチングネットワークの各々が、共振充電器から電荷を受け取る初期エネルギーストレージノードをさらに含む、制御インターフェースと、
    前記電子ネットワークにトリガを供給して、前記電子ネットワークに前記第１のエネルギーストレージノードを前記第２のエネルギーストレージノードに電気的に接続させ、前記第１のエネルギーストレージノードと前記第２のエネルギーストレージノードとの間の電圧差を減少させるように前記制御インターフェースに命令するスイッチ制御と、
    を含む制御システム。

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