JP3428632B2 - ガスレーザ装置用コロナ予備電離電極 - Google Patents
ガスレーザ装置用コロナ予備電離電極Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ等
のガスレーザ装置用のコロナ予備電離電極に関し、特
に、効率良く安定して均一にコロナ予備電離可能なガス
レーザ装置用コロナ予備電離電極に関するものである。
のガスレーザ装置用のコロナ予備電離電極に関し、特
に、効率良く安定して均一にコロナ予備電離可能なガス
レーザ装置用コロナ予備電離電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エキシマレーザ装置等のガスレーザ装置
においては、レーザガスを電離して励起するための主放
電電極とは別に、主放電による電離に先立ってレーザガ
スを弱電離させる紫外線を照射するためのコロナ予備電
離電極を有している（特表平８−５０２１４５号、特開
平１０−２４２５５３号等）。
においては、レーザガスを電離して励起するための主放
電電極とは別に、主放電による電離に先立ってレーザガ
スを弱電離させる紫外線を照射するためのコロナ予備電
離電極を有している（特表平８−５０２１４５号、特開
平１０−２４２５５３号等）。
【０００３】このようなコロナ予備電離電極として、中
空状の誘電体物質の内部軸方向に一方の電極を配置し、
その誘電体物質の周囲に他方のワイヤ状の電極を巻き付
けてコロナ放電をさせ、主放電電極間の放電空間を均一
に予備電離する構造のものが知られている（特開昭６３
−２２７０７４号）。
空状の誘電体物質の内部軸方向に一方の電極を配置し、
その誘電体物質の周囲に他方のワイヤ状の電極を巻き付
けてコロナ放電をさせ、主放電電極間の放電空間を均一
に予備電離する構造のものが知られている（特開昭６３
−２２７０７４号）。
【０００４】しかしながら、近年、半導体露光用のエキ
シマレーザ装置等において、高繰り返し発振動作が強く
要求され（従来の１ｋＨｚから２〜３ｋＨｚが要求され
ている。）、上記の誘電体物質の周囲にワイヤ状の電極
を巻き付ける方式では、ワイヤが振動するという問題が
生じる。
シマレーザ装置等において、高繰り返し発振動作が強く
要求され（従来の１ｋＨｚから２〜３ｋＨｚが要求され
ている。）、上記の誘電体物質の周囲にワイヤ状の電極
を巻き付ける方式では、ワイヤが振動するという問題が
生じる。
【０００５】一方、コロナ予備電離電極として、板状電
極を誘電体物質に接触させる構造のものが知られている
（特表平８−５０２１４５号）。図７にこの構成を簡単
に示す。
極を誘電体物質に接触させる構造のものが知られている
（特表平８−５０２１４５号）。図７にこの構成を簡単
に示す。
【０００６】図７はエキシマレーザ装置のレーザ発振方
向に垂直な断面図であり、レーザキャビティ１内にレー
ザガス２が満たされており、そのレーザガス２を励起す
るための主放電電極３と４がレーザ発振方向に垂直な方
向に対向配置されている。この対向する主放電電極３、
４間にガス流を形成するように、レーザガス２が不図示
のファンにより循環されている。一方の主放電電極４に
沿って平行にレーザガス２の流れの上流と下流にコロナ
予備電離電極５が配置されており、主放電電極３、４間
に主放電を起こすパルス電圧が加わる直前にコロナ放電
動作をして、紫外線６を主放電電極３、４間のレーザガ
ス２に照射して弱電離させ、主放電電極３、４による励
起を促進させる。特表平８−５０２１４５号のコロナ予
備電離電極５は、第１の電極７をアルミナセラミックス
からなる誘電体物質のチューブ８内に通し、第２の電極
９を板状のものとしてそのチューブ８外面に接触させて
いる構造のものである。
向に垂直な断面図であり、レーザキャビティ１内にレー
ザガス２が満たされており、そのレーザガス２を励起す
るための主放電電極３と４がレーザ発振方向に垂直な方
向に対向配置されている。この対向する主放電電極３、
４間にガス流を形成するように、レーザガス２が不図示
のファンにより循環されている。一方の主放電電極４に
沿って平行にレーザガス２の流れの上流と下流にコロナ
予備電離電極５が配置されており、主放電電極３、４間
に主放電を起こすパルス電圧が加わる直前にコロナ放電
動作をして、紫外線６を主放電電極３、４間のレーザガ
ス２に照射して弱電離させ、主放電電極３、４による励
起を促進させる。特表平８−５０２１４５号のコロナ予
備電離電極５は、第１の電極７をアルミナセラミックス
からなる誘電体物質のチューブ８内に通し、第２の電極
９を板状のものとしてそのチューブ８外面に接触させて
いる構造のものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、エキ
シマレーザ装置等においては、近年、高繰り返し発振動
作が要求されている。高繰り返し動作のためには、コロ
ナ予備電離強度を大きくすると共に、高繰り返し動作で
コロナ発光強度を低下させず、また、高速ガス流中でも
コロナ予備電離電極構成が変化しないように固定する必
要がある（繰り返し周波数に比例してレーザガスの流速
を上げなければならない。）。
シマレーザ装置等においては、近年、高繰り返し発振動
作が要求されている。高繰り返し動作のためには、コロ
ナ予備電離強度を大きくすると共に、高繰り返し動作で
コロナ発光強度を低下させず、また、高速ガス流中でも
コロナ予備電離電極構成が変化しないように固定する必
要がある（繰り返し周波数に比例してレーザガスの流速
を上げなければならない。）。
【０００８】図７に示した従来の場合は、第２の電極９
は板状のものであり、次のような問題点がある。
は板状のものであり、次のような問題点がある。
【０００９】誘電体チューブ８と第２の電極９とが面
接触のため電界強度が小さく、コロナ予備電離強度が必
ずしも大きくならず、また、面接触のため必ずしも接触
状態が良いとは限らず、コロナ予備電離強度が不均一に
なりやすい。
接触のため電界強度が小さく、コロナ予備電離強度が必
ずしも大きくならず、また、面接触のため必ずしも接触
状態が良いとは限らず、コロナ予備電離強度が不均一に
なりやすい。
【００１０】板状の第２の電極９の接触位置より下側
でのコロナ放電による発光が第２の電極９によって遮ら
れ、主放電電極３、４間のレーザガス２の予備電離に利
用できず、予備電離効率が悪い。
でのコロナ放電による発光が第２の電極９によって遮ら
れ、主放電電極３、４間のレーザガス２の予備電離に利
用できず、予備電離効率が悪い。
【００１１】第２の電極９が板状のため、レーザガス
２の流れが妨げられ、誘電体チューブ８表面のガス２の
流れが淀んで、コロナ放電による発光強度が低下する。
２の流れが妨げられ、誘電体チューブ８表面のガス２の
流れが淀んで、コロナ放電による発光強度が低下する。
【００１２】第２の電極９が板状のため、レーザガス
２の流れの抵抗により振動し、コロナ放電が不安定にな
る。
２の流れの抵抗により振動し、コロナ放電が不安定にな
る。
【００１３】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、誘電体物質で覆
った第１電極と別の第２電極とからなるエキシマレーザ
等のガスレーザ装置用コロナ予備電離電極において、コ
ロナ放電のための電界を集中させ、コロナ放電による発
光を遮らずに、かつ、レーザガス流を妨げずに、効率良
く安定して均一にコロナ予備電離可能にすることであ
る。
みてなされたものであり、その目的は、誘電体物質で覆
った第１電極と別の第２電極とからなるエキシマレーザ
等のガスレーザ装置用コロナ予備電離電極において、コ
ロナ放電のための電界を集中させ、コロナ放電による発
光を遮らずに、かつ、レーザガス流を妨げずに、効率良
く安定して均一にコロナ予備電離可能にすることであ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のガスレーザ装置用コロナ予備電離電極は、レーザガ
スを電離して励起するための一対の主放電電極と共にガ
スレーザ装置中に配置され、誘電体物質で覆われた第１
電極と、第１電極の周囲の誘電体物質の外面に当接して
配置される第２電極とからなり、主放電電極の何れか一
方の近傍に配置されるコロナ予備電離電極において、前
記第２電極は少なくとも前記誘電体物質の外面に接触す
る直線状のエッヂを有する板状体からなり、前記板状体
の前記エッヂは、前記誘電体物質の外面であって、前記
主放電電極間の空間を見込む位置において接触してお
り、前記板状体の前記エッヂ以外の部分に、予備電離用
紫外光及び循環レーザガス通過用の複数の開口が設けら
れていることを特徴とするものである。
明のガスレーザ装置用コロナ予備電離電極は、レーザガ
スを電離して励起するための一対の主放電電極と共にガ
スレーザ装置中に配置され、誘電体物質で覆われた第１
電極と、第１電極の周囲の誘電体物質の外面に当接して
配置される第２電極とからなり、主放電電極の何れか一
方の近傍に配置されるコロナ予備電離電極において、前
記第２電極は少なくとも前記誘電体物質の外面に接触す
る直線状のエッヂを有する板状体からなり、前記板状体
の前記エッヂは、前記誘電体物質の外面であって、前記
主放電電極間の空間を見込む位置において接触してお
り、前記板状体の前記エッヂ以外の部分に、予備電離用
紫外光及び循環レーザガス通過用の複数の開口が設けら
れていることを特徴とするものである。
【００１５】この場合に、第２電極はエッヂにおいて誘
電体物質の外面に線接触しており、かつ、その線接触位
置における誘電体物質外面の接平面に対して、第２電極
のエッヂ近傍の板状体の面は角度をなしていることが望
ましい。
電体物質の外面に線接触しており、かつ、その線接触位
置における誘電体物質外面の接平面に対して、第２電極
のエッヂ近傍の板状体の面は角度をなしていることが望
ましい。
【００１６】また、第２電極のエッヂは、誘電体物質の
外面に形成された溝中に入り込んで接触していることが
望ましい。
外面に形成された溝中に入り込んで接触していることが
望ましい。
【００１７】
【００１８】また、第２電極は、そのエッヂ近傍におい
て屈曲又は湾曲していることが望ましい。
て屈曲又は湾曲していることが望ましい。
【００１９】また、第２電極は、そのエッヂ近傍におい
て誘電体物質の外面の複数箇所において接触しているも
のであってもよい。
て誘電体物質の外面の複数箇所において接触しているも
のであってもよい。
【００２０】また、第２電極の開口の開口率が５０％以
上であることが望ましい。
上であることが望ましい。
【００２１】本発明においては、第２電極は少なくとも
誘電体物質の外面に接触する直線状のエッヂを有する板
状体からなり、その板状体のエッヂは、誘電体物質の外
面であって、主放電電極間の空間を見込む位置において
接触しており、その板状体の予備電離用紫外光及び循環
レーザガス通過用の複数の開口が設けられているので、
コロナ放電のための電界が集中し、コロナ放電による発
光及びレーザガス流が遮られず、効率良く安定して均一
にコロナ予備電離が可能となる。したがって、高繰り返
し発振動作にしても、高強度で均一性が高い予備電離が
可能となり、レーザ出力特性が非常に向上する。
誘電体物質の外面に接触する直線状のエッヂを有する板
状体からなり、その板状体のエッヂは、誘電体物質の外
面であって、主放電電極間の空間を見込む位置において
接触しており、その板状体の予備電離用紫外光及び循環
レーザガス通過用の複数の開口が設けられているので、
コロナ放電のための電界が集中し、コロナ放電による発
光及びレーザガス流が遮られず、効率良く安定して均一
にコロナ予備電離が可能となる。したがって、高繰り返
し発振動作にしても、高強度で均一性が高い予備電離が
可能となり、レーザ出力特性が非常に向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガスレーザ装置用
コロナ予備電離電極を実施例に基づいて説明する：図１
は、本発明による１実施例のコロナ予備電離電極を用い
たエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図
であり、図２は図１の一方の主放電電極とそれに平行に
配置されたコロナ予備電離電極を上から見た平面図であ
る。ただし、図２においてはコロナ予備電離電極の第１
電極を軸を含む断面図として示してある。
コロナ予備電離電極を実施例に基づいて説明する：図１
は、本発明による１実施例のコロナ予備電離電極を用い
たエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図
であり、図２は図１の一方の主放電電極とそれに平行に
配置されたコロナ予備電離電極を上から見た平面図であ
る。ただし、図２においてはコロナ予備電離電極の第１
電極を軸を含む断面図として示してある。
【００２３】図１に示すレーザキャビティ内にレーザガ
ス２（ＡｒＦエキシマレーザの場合は、ＡｒガスとＦ2
ガスとＮｅガスの混合ガス）が満たされており、そのレ
ーザガス２を励起するための主放電電極３と４がレーザ
発振方向に垂直な方向に対向配置されている。この対向
する主放電電極３、４間にガス流２’を形成するように
不図示のファンによりレーザガス２が循環されている。
一方の主放電電極４に沿って平行にレーザガス２の流れ
２’の上流と下流にコロナ予備電離電極１０が配置され
ており、主放電電極３、４間に主放電を起こすパルス電
圧が加わる直前にコロナ放電動作をして、紫外線６を主
放電電極３、４間のレーザガス２に照射して弱電離さ
せ、主放電電極３、４による励起を促進させる。
ス２（ＡｒＦエキシマレーザの場合は、ＡｒガスとＦ2
ガスとＮｅガスの混合ガス）が満たされており、そのレ
ーザガス２を励起するための主放電電極３と４がレーザ
発振方向に垂直な方向に対向配置されている。この対向
する主放電電極３、４間にガス流２’を形成するように
不図示のファンによりレーザガス２が循環されている。
一方の主放電電極４に沿って平行にレーザガス２の流れ
２’の上流と下流にコロナ予備電離電極１０が配置され
ており、主放電電極３、４間に主放電を起こすパルス電
圧が加わる直前にコロナ放電動作をして、紫外線６を主
放電電極３、４間のレーザガス２に照射して弱電離さ
せ、主放電電極３、４による励起を促進させる。
【００２４】この実施例において、コロナ予備電離電極
１０は、第１電極１１が高純度アルミナセラミックス等
の誘電体物質製の片側開放のチューブ１２内に円柱状電
極を挿入して構成され、第２電極１３が図３（ａ）ある
いは（ｂ）又は（ｃ）に平面図を示すような矩形の板状
体電極から構成され（図１、図２の場合は図３（ａ）に
示した板状体を用いている。）、第２電極１３の板状体
はその１つの直線状のエッヂ１３’近傍で屈曲されてお
り、そのエッヂ１３’において第１電極１１の誘電体チ
ューブ１２の外面に平行に線接触している。ここで、本
発明における線接触とは、数学的に厳密な意味での線接
触ではなく、接触領域が細い帯状になるものも含むもの
である。第２電極１３のエッヂ１３’近傍の板状体の面
は、図１から明らかなように、その線接触位置における
誘電体チューブ１２外面の接平面に対して角度をなすよ
うに接触している。なお、第１電極１１は円筒状電極で
あってもよい。
１０は、第１電極１１が高純度アルミナセラミックス等
の誘電体物質製の片側開放のチューブ１２内に円柱状電
極を挿入して構成され、第２電極１３が図３（ａ）ある
いは（ｂ）又は（ｃ）に平面図を示すような矩形の板状
体電極から構成され（図１、図２の場合は図３（ａ）に
示した板状体を用いている。）、第２電極１３の板状体
はその１つの直線状のエッヂ１３’近傍で屈曲されてお
り、そのエッヂ１３’において第１電極１１の誘電体チ
ューブ１２の外面に平行に線接触している。ここで、本
発明における線接触とは、数学的に厳密な意味での線接
触ではなく、接触領域が細い帯状になるものも含むもの
である。第２電極１３のエッヂ１３’近傍の板状体の面
は、図１から明らかなように、その線接触位置における
誘電体チューブ１２外面の接平面に対して角度をなすよ
うに接触している。なお、第１電極１１は円筒状電極で
あってもよい。
【００２５】そして、第２電極１３は、図３に示すよう
に、矩形の板状体の少なくともエッヂ１３’以外の部分
に複数の開口１４を設けてなるものである。開口１４
は、図３（ａ）の場合は１次元格子状に設けられ、図３
（ｂ）の場合は２次元格子状（井桁状）に設けられ、図
３（ｃ）の場合は円形開口を散らした形状（水玉模様
状）に設けられてなる。
に、矩形の板状体の少なくともエッヂ１３’以外の部分
に複数の開口１４を設けてなるものである。開口１４
は、図３（ａ）の場合は１次元格子状に設けられ、図３
（ｂ）の場合は２次元格子状（井桁状）に設けられ、図
３（ｃ）の場合は円形開口を散らした形状（水玉模様
状）に設けられてなる。
【００２６】また、第２電極１３のエッヂ１３’の第１
電極１１周辺の誘電体チューブ１２の外面への接触位置
は、主放電電極３と４の間のレーザ励起空間を見込むこ
とができる位置に設定されている。
電極１１周辺の誘電体チューブ１２の外面への接触位置
は、主放電電極３と４の間のレーザ励起空間を見込むこ
とができる位置に設定されている。
【００２７】このように、第２電極１３が第１電極１１
周辺の誘電体チューブ１２の外面へその先端のエッヂ１
３’でのみ角度をなして線接触するので、誘電体１２を
介して第１電極１１と第２電極１３のエッヂ１３’との
間に電界が集中することとなり、また、その電界分布も
軸方向に均一になり、紫外線６を均一に効率良くコロナ
発光させることができる。しかも、板状体電極の第２電
極１３には多くの開口１４が設けられているので、エッ
ヂ１３’の第２電極１３側でコロナ発光した紫外線６も
第２電極１３で遮られずに主放電電極３と４の間のレー
ザ励起空間に照射できる。そして、エッヂ１３’の誘電
体チューブ１２への接触位置（コロナ発光領域）がこの
レーザ励起空間を見込む位置であるので、コロナ放電に
よる発光を遮らずに効率良く安定して均一にコロナ予備
電離が可能となる。また、板状体電極の第２電極１３に
開口１４が設けられているので、レーザガス流２’は第
２電極１３によって妨げられ難くなる。その結果、誘電
体チューブ１２表面の放電生成物を次のコロナ放電まで
に流し去ることができ、それに基づくコロナ放電の不安
定さがなくなる。また、第３電極１３はレーザガス流
２’の抵抗による振動を起こさなくなる。したがって、
このコロナ予備電離電極１０によると、コロナ放電のた
めの電界が集中し、コロナ放電による発光及びレーザガ
ス流が遮られず、効率良く安定して均一にコロナ予備電
離が可能となる。したがって、高繰り返し発振動作にし
ても、高強度で均一性が高い予備電離が可能となり、レ
ーザ出力特性が非常に向上する。
周辺の誘電体チューブ１２の外面へその先端のエッヂ１
３’でのみ角度をなして線接触するので、誘電体１２を
介して第１電極１１と第２電極１３のエッヂ１３’との
間に電界が集中することとなり、また、その電界分布も
軸方向に均一になり、紫外線６を均一に効率良くコロナ
発光させることができる。しかも、板状体電極の第２電
極１３には多くの開口１４が設けられているので、エッ
ヂ１３’の第２電極１３側でコロナ発光した紫外線６も
第２電極１３で遮られずに主放電電極３と４の間のレー
ザ励起空間に照射できる。そして、エッヂ１３’の誘電
体チューブ１２への接触位置（コロナ発光領域）がこの
レーザ励起空間を見込む位置であるので、コロナ放電に
よる発光を遮らずに効率良く安定して均一にコロナ予備
電離が可能となる。また、板状体電極の第２電極１３に
開口１４が設けられているので、レーザガス流２’は第
２電極１３によって妨げられ難くなる。その結果、誘電
体チューブ１２表面の放電生成物を次のコロナ放電まで
に流し去ることができ、それに基づくコロナ放電の不安
定さがなくなる。また、第３電極１３はレーザガス流
２’の抵抗による振動を起こさなくなる。したがって、
このコロナ予備電離電極１０によると、コロナ放電のた
めの電界が集中し、コロナ放電による発光及びレーザガ
ス流が遮られず、効率良く安定して均一にコロナ予備電
離が可能となる。したがって、高繰り返し発振動作にし
ても、高強度で均一性が高い予備電離が可能となり、レ
ーザ出力特性が非常に向上する。
【００２８】図１の実施例においては、第１電極１１周
辺の誘電体チューブ１２の外面はスムーズな円筒面とし
たが、図４に示すように、第２電極１３のエッヂ１３’
と線接触する位置にチューブ１２の軸と平行な溝１５を
設け、この溝１５に第２電極１３のエッヂ１３’を入り
込ませて接触させるようにした方がよい。このようにす
ると、誘電体チューブ１２を介して第１電極１１と第２
電極１３のエッヂ１３’との間に電界が集中することと
なり、また、第２電極１３はレーザガス流２’による振
動がより起こり難くなり、コロナ放電がより安定にな
る。
辺の誘電体チューブ１２の外面はスムーズな円筒面とし
たが、図４に示すように、第２電極１３のエッヂ１３’
と線接触する位置にチューブ１２の軸と平行な溝１５を
設け、この溝１５に第２電極１３のエッヂ１３’を入り
込ませて接触させるようにした方がよい。このようにす
ると、誘電体チューブ１２を介して第１電極１１と第２
電極１３のエッヂ１３’との間に電界が集中することと
なり、また、第２電極１３はレーザガス流２’による振
動がより起こり難くなり、コロナ放電がより安定にな
る。
【００２９】また、別の実施例として、図５に図１と同
様の断面図を示すように、第２電極１３の板状体電極の
誘電体チューブ１２の外面と接触するエッヂが複数のエ
ッヂ１３”となるように、板状体電極１３の先端部を断
面で枝分かれした構造にすることにより、コロナ放電に
よる発光量が増加し、コロナ予備電離強度をより大きく
することができる。
様の断面図を示すように、第２電極１３の板状体電極の
誘電体チューブ１２の外面と接触するエッヂが複数のエ
ッヂ１３”となるように、板状体電極１３の先端部を断
面で枝分かれした構造にすることにより、コロナ放電に
よる発光量が増加し、コロナ予備電離強度をより大きく
することができる。
【００３０】なお、以上の実施例において、第２電極１
３の板状体電極に設ける複数の開口１４の開口率として
は５０％以上であればよく、それより大きいければ大き
い程好ましい。
３の板状体電極に設ける複数の開口１４の開口率として
は５０％以上であればよく、それより大きいければ大き
い程好ましい。
【００３１】図６に、本発明のコロナ予備電離電極を主
放電電極の放電動作と同期をとって動作をさせるための
励起回路の１例を示す回路図である。この励起回路にお
いては、ＩＧＢＴのような固体スイッチＳを用いて容量
移行型回路と呼ばれる回路構成になっている。この回路
図に従って簡単に動作を説明すると、スイッチＳが開い
た状態においては、高圧電源ＨＶからの電荷がコンデン
サＣ1 に溜められる。コンデンサＣ1 に電荷が溜まった
状態でスイッチＳを閉じると、コンデンサＣ1の電荷は
コンデンサＣ2 に移行する。コンデンサＣ2 に移行した
電荷は、磁気スイッチあるいは過飽和インダクタンスと
呼ばれる非線形インダクタンスＬm を経てコンデンサＣ
3 に移行する。この際、磁気スイッチＬm の作用により
印加電圧のパルス幅が圧縮される。なお、磁気スイッチ
Ｌm の作用は、コンデンサＣ1 の電荷がコンデンサＣ2
に移行する間はインダクタンスが大きく、その磁束密度
が飽和するとインダクタンスが急激に減少するもので、
効率良くコンデンサＣ2 の電荷をコンデンサＣ3 に移行
させる。コンデンサＣ3 の電圧が十分高くなり放電破壊
電圧に達すると、主放電電極３と４の間にパルス放電が
生じ、レーザガス２の励起が行われる。
放電電極の放電動作と同期をとって動作をさせるための
励起回路の１例を示す回路図である。この励起回路にお
いては、ＩＧＢＴのような固体スイッチＳを用いて容量
移行型回路と呼ばれる回路構成になっている。この回路
図に従って簡単に動作を説明すると、スイッチＳが開い
た状態においては、高圧電源ＨＶからの電荷がコンデン
サＣ1 に溜められる。コンデンサＣ1 に電荷が溜まった
状態でスイッチＳを閉じると、コンデンサＣ1の電荷は
コンデンサＣ2 に移行する。コンデンサＣ2 に移行した
電荷は、磁気スイッチあるいは過飽和インダクタンスと
呼ばれる非線形インダクタンスＬm を経てコンデンサＣ
3 に移行する。この際、磁気スイッチＬm の作用により
印加電圧のパルス幅が圧縮される。なお、磁気スイッチ
Ｌm の作用は、コンデンサＣ1 の電荷がコンデンサＣ2
に移行する間はインダクタンスが大きく、その磁束密度
が飽和するとインダクタンスが急激に減少するもので、
効率良くコンデンサＣ2 の電荷をコンデンサＣ3 に移行
させる。コンデンサＣ3 の電圧が十分高くなり放電破壊
電圧に達すると、主放電電極３と４の間にパルス放電が
生じ、レーザガス２の励起が行われる。
【００３２】主放電電極３、４と並列にコンデンサＣ11
とＣ12、及び、インダクタンスＬ0からなる分圧回路が
接続されており、主放電電極３と４の間に加わるパルス
電圧を分圧してその２５％〜７５％の範囲に降圧して、
コロナ予備電離電極の第１電極１１と第２電極１３の間
にコロナ放電のための電圧を印加するようになってい
る。この分圧回路中の分圧比、コンデンサＣ11、Ｃ12の
容量、インダクタンスＬ 0 の値を最適に選択して時定数
を所望の値にして、主放電に対するコロナ予備放電のタ
イミングを調整する。この分圧回路の合成容量はピーキ
ングコンデンサＣ 3 の１０％以下に調整される。上記分
圧回路については、特開平１−２７６７８３号において
公知のものである。
とＣ12、及び、インダクタンスＬ0からなる分圧回路が
接続されており、主放電電極３と４の間に加わるパルス
電圧を分圧してその２５％〜７５％の範囲に降圧して、
コロナ予備電離電極の第１電極１１と第２電極１３の間
にコロナ放電のための電圧を印加するようになってい
る。この分圧回路中の分圧比、コンデンサＣ11、Ｃ12の
容量、インダクタンスＬ 0 の値を最適に選択して時定数
を所望の値にして、主放電に対するコロナ予備放電のタ
イミングを調整する。この分圧回路の合成容量はピーキ
ングコンデンサＣ 3 の１０％以下に調整される。上記分
圧回路については、特開平１−２７６７８３号において
公知のものである。
【００３３】以上、本発明のガスレーザ装置用コロナ予
備電離電極を実施例に基づいて説明してきたが、本発明
はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
備電離電極を実施例に基づいて説明してきたが、本発明
はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のガスレーザ装置用コロナ予備電離電極によると、第２
電極は少なくとも誘電体物質の外面に接触する直線状の
エッヂを有する板状体からなり、その板状体のエッヂ以
外の部分に、予備電離用紫外光及び循環レーザガス通過
用の複数の開口が設けられているので、コロナ放電のた
めの電界が集中し、コロナ放電による発光及びレーザガ
ス流が遮られず、効率良く安定して均一にコロナ予備電
離が可能となる。したがって、高繰り返し発振動作にし
ても、高強度で均一性が高い予備電離が可能となり、レ
ーザ出力特性が非常に向上する。
のガスレーザ装置用コロナ予備電離電極によると、第２
電極は少なくとも誘電体物質の外面に接触する直線状の
エッヂを有する板状体からなり、その板状体のエッヂ以
外の部分に、予備電離用紫外光及び循環レーザガス通過
用の複数の開口が設けられているので、コロナ放電のた
めの電界が集中し、コロナ放電による発光及びレーザガ
ス流が遮られず、効率良く安定して均一にコロナ予備電
離が可能となる。したがって、高繰り返し発振動作にし
ても、高強度で均一性が高い予備電離が可能となり、レ
ーザ出力特性が非常に向上する。
【図１】本発明による１実施例のコロナ予備電離電極を
用いたエキシマレーザ装置放電部のレーザ発振方向に垂
直な断面図である。
用いたエキシマレーザ装置放電部のレーザ発振方向に垂
直な断面図である。
【図２】図１の一方の主放電電極とそれに平行に配置さ
れたコロナ予備電離電極を上から見た平面図である。
れたコロナ予備電離電極を上から見た平面図である。
【図３】本発明によるコロナ予備電離電極の第２電極の
可能な開口パターンを示す平面図である。
可能な開口パターンを示す平面図である。
【図４】誘電体チューブに溝を設けて第２電極のエッヂ
を入り込ませる変形例を説明するための断面図である。
を入り込ませる変形例を説明するための断面図である。
【図５】別の実施例の図１と同様の断面図である。
【図６】本発明のコロナ予備電離電極を主放電電極の放
電動作と同期をとって動作をさせるための励起回路の１
例を示す回路図である。
電動作と同期をとって動作をさせるための励起回路の１
例を示す回路図である。
【図７】従来のコロナ予備電離電極の１例を用いたエキ
シマレーザ装置放電部の断面図である。
シマレーザ装置放電部の断面図である。
２…レーザガス
２’…レーザガス流
３、４…主放電電極
６…紫外線
１０…コロナ予備電離電極
１１…第１電極
１２…誘電体チューブ
１３…第２電極
１３’…第２電極のエッヂ
１３”…第２電極の複数のエッヂ
１４…開口
１５…溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−56220（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−70153（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−166781（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−275893（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−341053（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−18133（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−146678（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−213452（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 3/00 - 3/30
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザガスを電離して励起するための一
対の主放電電極と共にガスレーザ装置中に配置され、誘
電体物質で覆われた第１電極と、第１電極の周囲の誘電
体物質の外面に当接して配置される第２電極とからな
り、主放電電極の何れか一方の近傍に配置されるコロナ
予備電離電極において、 前記第２電極は少なくとも前記誘電体物質の外面に接触
する直線状のエッヂを有する板状体からなり、前記板状
体の前記エッヂは、前記誘電体物質の外面であって、前
記主放電電極間の空間を見込む位置において接触してお
り、前記板状体の前記エッヂ以外の部分に、予備電離用
紫外光及び循環レーザガス通過用の複数の開口が設けら
れていることを特徴とするガスレーザ装置用コロナ予備
電離電極。 - 【請求項２】 前記第２電極は前記エッヂにおいて前記
誘電体物質の外面に線接触しており、かつ、その線接触
位置における前記誘電体物質外面の接平面に対して、前
記第２電極の前記エッヂ近傍の板状体の面は角度をなし
ていることを特徴とする請求項１記載のガスレーザ装置
用コロナ予備電離電極。 - 【請求項３】 前記第２電極の前記エッヂは、前記誘電
体物質の外面に形成された溝中に入り込んで接触してい
ることを特徴とする請求項１又は２記載のガスレーザ装
置用コロナ予備電離電極。 - 【請求項４】 前記第２電極は、前記エッヂ近傍におい
て屈曲又は湾曲していることを特徴とする請求項１から
３の何れか１項記載のガスレーザ装置用コロナ予備電離
電極。 - 【請求項５】 前記第２電極は、前記エッヂ近傍におい
て前記誘電体物質の外面の複数箇所において接触してい
ることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の
ガスレーザ装置用コロナ予備電離電極。 - 【請求項６】 前記第２電極の前記開口の開口率が５０
％以上であることを特微とする請求項１から５の何れか
１項記載のガスレーザ装置用コロナ予備電離電極。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP22080099A JP3428632B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | ガスレーザ装置用コロナ予備電離電極 |
| US09/626,417 US6654402B1 (en) | 1999-08-04 | 2000-07-26 | Corona preionization electrode unit for use in gas laser apparatus |
| EP00115099A EP1075059B1 (en) | 1999-08-04 | 2000-07-27 | Corona preionization electrode unit for use in gas laser apparatus |
| DE60001883T DE60001883T2 (de) | 1999-08-04 | 2000-07-27 | Elektroden einer Korona-Vorionisierungsvorrichtung für Gaslaser |
| KR10-2000-0045057A KR100516128B1 (ko) | 1999-08-04 | 2000-08-03 | 가스 레이저 장치용 코로나 예비전리 전극 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22080099A JP3428632B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | ガスレーザ装置用コロナ予備電離電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044544A JP2001044544A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3428632B2 true JP3428632B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=16756770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22080099A Expired - Lifetime JP3428632B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | ガスレーザ装置用コロナ予備電離電極 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6654402B1 (ja) |
| EP (1) | EP1075059B1 (ja) |
| JP (1) | JP3428632B2 (ja) |
| KR (1) | KR100516128B1 (ja) |
| DE (1) | DE60001883T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9748727B2 (en) | 2013-07-10 | 2017-08-29 | Gigaphoton Inc. | Preliminary ionization discharge device and laser apparatus |
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| US6466599B1 (en) | 1999-04-07 | 2002-10-15 | Lambda Physik Ag | Discharge unit for a high repetition rate excimer or molecular fluorine laser |
| US6650679B1 (en) | 1999-02-10 | 2003-11-18 | Lambda Physik Ag | Preionization arrangement for gas laser |
| US6456643B1 (en) | 1999-03-31 | 2002-09-24 | Lambda Physik Ag | Surface preionization for gas lasers |
| DE19852284C2 (de) * | 1998-11-13 | 2000-11-30 | Norbert Taufenbach | Kleiner CO¶2¶-Slablaser |
| US6757315B1 (en) | 1999-02-10 | 2004-06-29 | Lambda Physik Ag | Corona preionization assembly for a gas laser |
| US6570901B2 (en) | 2000-02-24 | 2003-05-27 | Lambda Physik Ag | Excimer or molecular fluorine laser having lengthened electrodes |
| US7006546B2 (en) * | 2000-03-15 | 2006-02-28 | Komatsu Ltd. | Gas laser electrode, laser chamber employing the electrode, and gas laser device |
| WO2001084678A2 (en) | 2000-04-18 | 2001-11-08 | Lambda Physik Ag | Stabilization technique for high repetition rate gas discharge lasers |
| US6671302B2 (en) | 2000-08-11 | 2003-12-30 | Lambda Physik Ag | Device for self-initiated UV pre-ionization of a repetitively pulsed gas laser |
| US6963596B2 (en) * | 2004-01-28 | 2005-11-08 | Coherent, Inc. | Pre-ionizer for RF-energized gas laser |
| JP5454842B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2014-03-26 | ギガフォトン株式会社 | 高繰返し高出力エキシマレーザー装置 |
| WO2013144679A2 (en) * | 2011-11-16 | 2013-10-03 | Owlstone Limited | Corona ionization device and method |
| US10026600B2 (en) | 2011-11-16 | 2018-07-17 | Owlstone Medical Limited | Corona ionization apparatus and method |
| WO2024009662A1 (ja) * | 2022-07-05 | 2024-01-11 | ギガフォトン株式会社 | ガスレーザ装置のチャンバ、ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| IT1197768B (it) * | 1983-12-29 | 1988-12-06 | Selenia Ind Elettroniche | Preionizzatore ad effetto corona per laser a gas |
| JPS63227074A (ja) | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Toshiba Corp | ガスレ−ザ装置 |
| JPH01144692A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Nikon Corp | エキシマレーザ装置の放電励起回路 |
| JPH01276783A (ja) | 1988-04-28 | 1989-11-07 | Toshiba Corp | ガスレーザ発振装置 |
| WO1991014302A1 (fr) * | 1990-03-05 | 1991-09-19 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Laser a halogenure de gaz rare a excitation par decharge |
| US5313487A (en) * | 1991-05-23 | 1994-05-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge excitation gas laser apparatus |
| JP3281032B2 (ja) * | 1992-05-21 | 2002-05-13 | 浜松ホトニクス株式会社 | 放電励起型ガスレーザ装置 |
| US5337330A (en) | 1992-10-09 | 1994-08-09 | Cymer Laser Technologies | Pre-ionizer for a laser |
| JP3154584B2 (ja) * | 1993-03-22 | 2001-04-09 | 三菱電機株式会社 | 放電励起ガスレーザ装置 |
| DE4426723A1 (de) * | 1994-07-22 | 1996-01-25 | Atl Lasertechnik & Accessoires | Gleitentladungsvorionisation für Gaslaser |
| JPH08153922A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-11 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザーのコロナ予備電離装置 |
| US5719896A (en) * | 1996-03-29 | 1998-02-17 | Cymer Inc. | Low cost corona pre-ionizer for a laser |
| JPH10242553A (ja) | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Komatsu Ltd | レーザのコロナ予備電離電極と同電極を備えたレーザ発振器 |
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-
1999
- 1999-08-04 JP JP22080099A patent/JP3428632B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-07-26 US US09/626,417 patent/US6654402B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-27 EP EP00115099A patent/EP1075059B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-27 DE DE60001883T patent/DE60001883T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-03 KR KR10-2000-0045057A patent/KR100516128B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|
| JP2001044544A (ja) | 2001-02-16 |
| KR100516128B1 (ko) | 2005-09-21 |
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| KR20010021206A (ko) | 2001-03-15 |
| DE60001883D1 (de) | 2003-05-08 |
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