JPH01162390A - Excimer laser device - Google Patents

Excimer laser device

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JPH01162390A
JPH01162390A JP62321661A JP32166187A JPH01162390A JP H01162390 A JPH01162390 A JP H01162390A JP 62321661 A JP62321661 A JP 62321661A JP 32166187 A JP32166187 A JP 32166187A JP H01162390 A JPH01162390 A JP H01162390A
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JP
Japan
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capacitor
main
ionization
discharge
excitation
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Application number
JP62321661A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Kawamura
信一郎 河村
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH01162390A publication Critical patent/JPH01162390A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To enable a spiker transformer to be dispensed with by a method wherein the charging charges are transferred from a pre-ionizing condenser to a peaking condenser, and a primary discharge is made to occur through the charges stored in an exciting primary condenser as a pre-ionization is kept occurring. CONSTITUTION:When the charges stored in a pre-ionizing condenser 24 are transferred to a peaking condenser 27 through a pre-ionizing spark electrode 26, the laser gas is pre-ionized by ultraviolet rays generated from the pre- ionizing spark electrode 26, whereby the state that a primary discharge is likely to occur uniformly is gradually developed. The charged voltage of an excitation primary condenser 21 is applied to primary discharge electrodes 2A and 2B through the intermediary of the peaking condenser 27 and the pre-ionizing spark electrode 26. Thus, when the laser gas is pre-ionized to reach such a state that the primary discharge is able to start, the discharge starts automatically between the primary discharge electrodes 2A and 2B. Then, the primary discharge of the gas laser is maintained mainly through the charges stored in the excitation primary condenser 21.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエキシマレーザ装置に関し、特に放電型エキシ
マレーザ装置に適用して好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an excimer laser device, and is particularly suitable for application to a discharge type excimer laser device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、放電型エキシマレーザ装置において、予備電
離用コンデンサからピーキング(peaking)用コ
ンデンサに充電電荷を移すことにより予備電離させなが
ら励起用主コンデンサの充電電荷による主放電を発生さ
せるようにしたことにより、スパイ力トランスを用いず
に安定かつ自動的に主放電を生じさせることができる。
The present invention provides a discharge type excimer laser device in which a main discharge is generated by the charge in the excitation main capacitor while pre-ionizing the main capacitor by transferring the charge from the pre-ionization capacitor to the peaking capacitor. Therefore, main discharge can be generated stably and automatically without using a spy power transformer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来この種の放電型エキシマレーザ装置として、第3図
に示すものが提案されている。
Conventionally, as this type of discharge type excimer laser device, one shown in FIG. 3 has been proposed.

第3図において、EXMAは全体としてエキシマレーザ
装置を示し、ガスレーザ本体GLAを有する。ガスレー
ザ本体GLAはハロゲンガス(例えばC17ガス)、希
ガス(例えばXeガス)、バッファガス(例えばHeガ
ス)でなるレーザガスを密封してなるレーザガスチャン
バ1を有し、−対の主放電電極2A及び2B間に紙面に
垂直方向の位置に対向するように配設された対向ミラー
によって構成される光共振器3から、紙面に垂直方向に
レーザ光LAを放射するようになされている。
In FIG. 3, EXMA indicates the excimer laser device as a whole, and has a gas laser main body GLA. The gas laser main body GLA has a laser gas chamber 1 in which a laser gas consisting of a halogen gas (e.g. C17 gas), a rare gas (e.g. Xe gas), and a buffer gas (e.g. He gas) is sealed, and a pair of main discharge electrodes 2A and A laser beam LA is emitted in a direction perpendicular to the plane of the paper from an optical resonator 3 constituted by a facing mirror disposed between 2B and facing each other in a direction perpendicular to the plane of the paper.

また主放電電極2A及び2Bを挾むように対向して例え
ばスパーク電極、X線源等でなる一対の予備電離発生素
子4A及び4Bが配設され、この予備電離発生素子4A
及び4B間のレーザガスをグロー放電状態に予備電離す
ることにより主放電電極2A及び2B間に均一に主放電
を生じさせるようにし、かくしてレーザ光を効率良く発
生させるようになされている。
Further, a pair of pre-ionization generating elements 4A and 4B, which are made of spark electrodes, X-ray sources, etc., are disposed facing each other so as to sandwich the main discharge electrodes 2A and 2B.
By pre-ionizing the laser gas between the electrodes 2A and 4B into a glow discharge state, a main discharge is uniformly generated between the main discharge electrodes 2A and 2B, and thus laser light is efficiently generated.

一方の主放電電極2Aは、スパイカトランス11の2次
巻線11Bを介して比較的大容量の励起用主コンデンサ
12の例えば正極側電極に接続され、他方の主放電電極
2Bが励起用主コンデンサ12の負極側電極に接続され
、その共通接続点がアースされている。
One main discharge electrode 2A is connected to, for example, the positive electrode of a relatively large capacity excitation main capacitor 12 via the secondary winding 11B of the spiker transformer 11, and the other main discharge electrode 2B is connected to the excitation main capacitor 12. It is connected to the negative electrode of the capacitor 12, and their common connection point is grounded.

スパイカトランス11の1次巻線11Aには放電開始用
パルス発生器13が接続され、そのトリガ信号入力端子
13Aにパルス状トリガ信号S1が与えられたとき、ス
パイカトランス11の1次巻線11Aにトリガパルス電
流を流し込むことにより、2次巻線11Bにスパーク電
極V 7 Rを発生させ、かくして主放電電極2A及び
2B間に主放電を開始させるようになされている。
A discharge starting pulse generator 13 is connected to the primary winding 11A of the spiker transformer 11, and when a pulsed trigger signal S1 is applied to its trigger signal input terminal 13A, the primary winding of the spiker transformer 11 By flowing a trigger pulse current into the secondary winding 11A, a spark electrode V 7 R is generated in the secondary winding 11B, thus starting a main discharge between the main discharge electrodes 2A and 2B.

なお、5はガス冷却器、6はできるだけ大量な放電を生
じさせるためのガス循環ファンである。
Note that 5 is a gas cooler, and 6 is a gas circulation fan for generating as much discharge as possible.

第3図の構成において主放電電極2A及び2B間に主放
電が発生していない状態において、励起用主コンデンサ
12は励起用主電源14によって例えば数(kV)程度
の充電電圧vMに充電されている。第4図は第3図の装
置の各部の信号を示す信号波形図の一例であり、概略図
である。
In the configuration shown in FIG. 3, in a state where no main discharge occurs between the main discharge electrodes 2A and 2B, the main excitation capacitor 12 is charged to a charging voltage vM of, for example, several (kV) by the main excitation power source 14. There is. FIG. 4 is an example of a signal waveform diagram showing signals of each part of the apparatus shown in FIG. 3, and is a schematic diagram.

この状態において放電開始用パルス発生器13のトリガ
信号入力端子13Aにトリガ信号Sl(第4図(A))
が与えられると、スパイカトランス11の2次巻線11
Bにスパーク電極VTRが発生し、これが励起用主コン
デンサ12の充電電圧VM(第4図(B))に重畳され
ることにより、主放電電極2A及び2B間に印加される
電圧がレーザガスの放電開始電圧を超えることにより、
主放電が開始する。
In this state, a trigger signal Sl (FIG. 4(A)) is applied to the trigger signal input terminal 13A of the discharge starting pulse generator 13.
is given, the secondary winding 11 of the spiker transformer 11
A spark electrode VTR is generated at B, and this is superimposed on the charging voltage VM of the main excitation capacitor 12 (FIG. 4 (B)), so that the voltage applied between the main discharge electrodes 2A and 2B increases the discharge of the laser gas. By exceeding the starting voltage,
Main discharge starts.

このとき励起用主コンデンサ12の充電電荷が放電電流
1spC第4図(C))として励起用主コンデンサ12
−スパイカトランス11の2次巻線11B=主放電電極
2A、2B−励起用主コンデンサ12の回路を通じて流
れることにより、光共振器3からレーザ光LA(第4図
(D))が放射される。
At this time, the charged charge of the main excitation capacitor 12 becomes a discharge current of 1 spC (Fig. 4(C)).
- Secondary winding 11B of spiker transformer 11 = main discharge electrodes 2A, 2B - Laser light LA (Fig. 4 (D)) is emitted from optical resonator 3 by flowing through the circuit of main capacitor 12 for excitation. Ru.

やがて励起用主コンデンサ12の充電電圧■イ(第4図
(B))が放電し終わると、放電電流TSPが流れなく
なることにより(第4図(C))、光共振器3はレーザ
光LAの放射を停止する(第4図(D))。
Eventually, when the charging voltage A (FIG. 4(B)) of the main excitation capacitor 12 finishes discharging, the discharge current TSP stops flowing (FIG. 4(C)), and the optical resonator 3 is activated by the laser beam LA. (Fig. 4(D)).

かかる動作はトリガ信号S1がトリガ信号入力端子13
Aに与えられるごとに繰り返され、かくして光共振器3
は例えば数10 (nsec)程度の比較的短い時間の
間レーザ光LA(第4図(D))を間欠的に放射するこ
とになる。
In this operation, the trigger signal S1 is input to the trigger signal input terminal 13.
is repeated each time given to A, thus optical resonator 3
The laser beam LA (FIG. 4(D)) is intermittently emitted for a relatively short period of time, for example, several tens of nanoseconds (ns).

この従来の放電型エキシマレーザ装置は、レーザガス放
電を開始させるためのスパイ力回路として、放電開始用
パルス発生器13及びスパイ力トランス11を有すると
共に、当該開始したレーザガス放電を維持させるため励
起用主コンデンサ12−スパイカトランス11の2次巻
線11A−主放電電極2A、2B−励起用主コンデンサ
12の回路を有するいわゆるスパイカ/サステナ方式の
放電型エキシマレーザ装置として、効率が比較的高くか
つ電気回路素子の負荷が軽いことに基づいて装置全体と
しての寿命が長い利点がある。
This conventional discharge type excimer laser device has a discharge starting pulse generator 13 and a spy power transformer 11 as a spy power circuit for starting laser gas discharge, and an excitation main circuit for maintaining the started laser gas discharge. As a so-called spiker/sustainer type discharge excimer laser device having a circuit of a capacitor 12, a secondary winding 11A of the spiker transformer 11, the main discharge electrodes 2A and 2B, and the excitation main capacitor 12, it has relatively high efficiency and Since the load on the circuit elements is light, there is an advantage that the life of the device as a whole is long.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが第3図の従来の構成によると、レーザガスの放
電を開始させるためのスパイ力電圧■ア、を得るにつき
、スパイカトランス11を用いるた6一 めに、エキシマレーザ装置全体としての構成が複雑かつ
大型になることを避は得ず、しかもスパイ力トランス1
1におけるエネルギー伝達効率が低いためエキシマレー
ザ装置全体として発振効率が未だ不十分であった。
However, according to the conventional configuration shown in FIG. 3, a spiker transformer 11 is used to obtain the spy force voltage (A) for starting the discharge of the laser gas.First, the configuration of the excimer laser device as a whole is complicated. It is inevitable that it will be large, and the spy power transformer 1
Since the energy transfer efficiency in No. 1 was low, the oscillation efficiency of the excimer laser device as a whole was still insufficient.

これに加えて第3図の従来の構成においては、主放電電
極2A及び2B間にグロー放電を生じさせる予備電離発
生素子4A及び4Bの駆動手段を、スパイカ回路を構成
する放電開始用パルス発生器13とは別体に設けるよう
になされているが、実際上主放電電極2A及び2B間の
レーザガスが実用上十分な程度に予備電離したタイミン
グに合わせてスパイ力電圧VTRを発生させるような同
期動作を常時安定に実行させるような制御回路を実現す
ることは困難であった。
In addition, in the conventional configuration shown in FIG. 3, the drive means for the pre-ionization generating elements 4A and 4B that generate glow discharge between the main discharge electrodes 2A and 2B is replaced by a discharge starting pulse generator constituting a spiker circuit. Although it is designed to be provided separately from the main discharge electrodes 2A and 2B, it is actually a synchronous operation that generates the spy force voltage VTR in accordance with the timing when the laser gas between the main discharge electrodes 2A and 2B is pre-ionized to a sufficient degree for practical use. It has been difficult to realize a control circuit that allows stable execution at all times.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来のス
パイカトランスを必要とすることなく、光共振器のレー
ザガスを常に安定に予備電離状態から放電状態に移行さ
せることができる簡易な構成のエキシマレーザ装置を提
案しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and is a simple method that can always stably shift the laser gas in an optical resonator from a pre-ionization state to a discharge state without requiring a conventional spike transformer. This paper attempts to propose an excimer laser device with the following configuration.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる問題点を解決するため本発明においては、予備電
離用コンデンサ24の充電電荷を予備電離用スパーク電
極26を通じてピーキング用コンデンサ27に移動させ
ながら予備電離用スパーク電極26によってレーザガス
を予備電離させると共に、励起用主コンデンサ21の充
電電圧をピーキング用コンデンサ27及び予備電離用ス
パーク電極26を介して主放電電極2A、2Bに印加す
ることによりレーザガスに主放電を生じさせるようにす
る。
In order to solve this problem, in the present invention, the charge in the preionization capacitor 24 is transferred to the peaking capacitor 27 through the preionization spark electrode 26, and the laser gas is preionized by the preionization spark electrode 26. By applying the charging voltage of the main excitation capacitor 21 to the main discharge electrodes 2A and 2B via the peaking capacitor 27 and the pre-ionization spark electrode 26, a main discharge is caused in the laser gas.

〔作用〕[Effect]

予備電離用コンデンサ24の充電電荷を予備電離用スパ
ーク電極26を通じてピーキング用コンデンサ27に移
動開始させると、当該予備電離用スパーク電極26から
発生する紫外線によってレーザガスが予備電離されるこ
とにより、主放電が均一に生じ易い状態を次第に形成さ
せることができる。
When the charge in the pre-ionization capacitor 24 starts to be transferred to the peaking capacitor 27 through the pre-ionization spark electrode 26, the laser gas is pre-ionized by the ultraviolet rays generated from the pre-ionization spark electrode 26, thereby causing a main discharge. A state that tends to occur uniformly can be gradually formed.

主放電電極2A、2Bには、励起用主コンデンサ21の
充電電圧がピーキング用コンデンサ27及び予備電離用
スパーク電極26を介して印加されており、かくしてレ
ーザガスが主放電を開始し得る状態にまで予備電離され
ると、自動的に主放電電極2A及び2B間に放電が開始
され、その後は主として励起用主コンデンサ21の充電
電荷によってレーザガスの主放電が維持される。
The charging voltage of the main excitation capacitor 21 is applied to the main discharge electrodes 2A and 2B via the peaking capacitor 27 and the pre-ionization spark electrode 26, and the laser gas is thus prepared to a state where it can start main discharge. When ionized, a discharge is automatically started between the main discharge electrodes 2A and 2B, and thereafter the main discharge of the laser gas is maintained mainly by the charge in the main excitation capacitor 21.

このようにしてレーザガスは予備電離状態から安定かつ
自動的に主放電状態に移行することができ、かくするに
つき従来の場合のようにスパイカトランス11を用いる
必要性をなくし得る。
In this way, the laser gas can be stably and automatically transferred from the pre-ionized state to the main discharge state, thereby eliminating the need to use the spiker transformer 11 as in the conventional case.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

〔1〕第1実施例 第3図との対応部分に同一符号を付して示す第1図にお
いて、励起用主コンデンサ21の正極側電極が主放電電
極2Bに接続されると共に、負極側電極が可飽和リアク
トル22を通じてアースされている。励起用主コンデン
サ21の正極側電極には励起用主電源23が接続され、
励起用主電源23−励起用主コンデンサ21−可飽和リ
アクドル22−アース−励起用主電源23の回路LPI
によって励起用主コンデンサ21の両端電圧v8が例え
ば+20 (kV)程度に充電される。
[1] In FIG. 1, in which parts corresponding to those in FIG. 3 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, the positive electrode of the main excitation capacitor 21 is connected to the main discharge electrode 2B, and the negative electrode is connected to the main discharge electrode 2B. is grounded through the saturable reactor 22. An excitation main power source 23 is connected to the positive electrode of the excitation main capacitor 21,
Main power supply for excitation 23 - main capacitor for excitation 21 - saturable reactor 22 - earth - circuit LPI of main power supply for excitation 23
As a result, the voltage v8 across the main excitation capacitor 21 is charged to about +20 (kV), for example.

可飽和リアクトル22の励起用主コンデンサ21側端に
は、予備電離用コンデンサ24の負極側電極が接続され
、その正極側電極が例えばサイラトロンでなるスイッチ
25を通じて予備電離用スパーク電極26の一端及び主
放電電極に接続されている。
The negative electrode of the preionization capacitor 24 is connected to the end of the saturable reactor 22 on the excitation main capacitor 21 side, and the positive electrode is connected to one end of the preionization spark electrode 26 and the main excitation capacitor 21 through a switch 25 made of, for example, a thyratron. Connected to the discharge electrode.

予備電離用スパーク電極26の他端は、ピーキング用コ
ンデンサ27を介して予備電離用コンデンサ24の負極
側電極に接続され、かくしてスイッチ25のトリガ信号
入力端25Aにトリガ信号Sllが与えられてスイッチ
25がオン動作したIO− とき、予備電離用コンデンサ24の充電電荷がスイッチ
25、予備電離用スパーク電極26を順次通ってピーキ
ング用コンデンサ27に移動するようになされ、このと
き予備電離用スパーク電極26放電によって生ずる紫外
線がレーザガスに照射されることにより、グロー放電状
態に予備電離させるようになされている。
The other end of the pre-ionization spark electrode 26 is connected to the negative electrode of the pre-ionization capacitor 24 via the peaking capacitor 27, and thus the trigger signal Sll is applied to the trigger signal input terminal 25A of the switch 25. When IO- is turned on, the charge in the pre-ionization capacitor 24 is transferred to the peaking capacitor 27 through the switch 25 and the pre-ionization spark electrode 26, and at this time, the pre-ionization spark electrode 26 is discharged. By irradiating the laser gas with the ultraviolet rays generated by the laser gas, the laser gas is pre-ionized into a glow discharge state.

予備電離用コンデンサ24の正極側電極には予備電離用
電源28が接続され、予備電離用電源28−子備電離用
コンデンサ24−可飽和リアクドル22−アース−予備
電離用電源28の回路LP2によって予備電離用コンデ
ンサ24の両端電圧■5が例えば5  (kV)程度以
上にまで充電される。
A pre-ionization power supply 28 is connected to the positive electrode of the pre-ionization capacitor 24, and a pre-ionization power supply 28 is connected to the pre-ionization capacitor 24-saturable reactor 22-earth-pre-ionization power supply 28 circuit LP2. The voltage 5 across the ionization capacitor 24 is charged to about 5 kV or higher, for example.

以上の構成において、ガスレーザ本体GLAO主放電電
極2A及び2B間に主放電が生じておらず、しかも予備
電離用スパーク電極26にも放電が生じていないとき、
励起用主コンデンサ21及び予備電離用コンデンサ24
が上述の充電回路LP1及びLP2を介して充電されて
いる。
In the above configuration, when no main discharge occurs between the gas laser main body GLAO main discharge electrodes 2A and 2B, and no discharge occurs at the preliminary ionization spark electrode 26,
Excitation main capacitor 21 and pre-ionization capacitor 24
is charged via the above-mentioned charging circuits LP1 and LP2.

この状態においてスイッチ25がそのトリガ信号入力端
25Aにトリガ信号Sllが与えられてオン動作すると
、予備電離用コンデンサ24の充電電荷が予備電離用コ
ンデンサ24−スイッチ25−子備電離用スパーク電極
26−ピーキング用コンデンサ27−子備電離用コンデ
ンサ24の予備電離ループLP3を通じて流れることに
より、ピーキング用コンデンサ27に移される。
In this state, when the switch 25 is turned on by applying the trigger signal Sll to its trigger signal input terminal 25A, the charge in the pre-ionization capacitor 24 is transferred from the pre-ionization capacitor 24 to the switch 25 to the secondary ionization spark electrode 26. It is transferred to the peaking capacitor 27 by flowing through the pre-ionization loop LP3 of the peaking capacitor 27 and the secondary ionization capacitor 24.

このとき予備電離用スパーク電極26が放電することに
より、主放電電極2A及び2B間のレーザガスを予備電
離してグロー放電を開始させる。
At this time, the pre-ionization spark electrode 26 discharges, thereby pre-ionizing the laser gas between the main discharge electrodes 2A and 2B and starting glow discharge.

これと同時に、励起用主コンデンサ21の両端電圧■8
は、ピーキング用コンデンサ27及び予備電離用スパー
ク電極26を通じて、主放電電極2A及び2B間に印加
される。
At the same time, the voltage across the excitation main capacitor 21 is
is applied between the main discharge electrodes 2A and 2B through the peaking capacitor 27 and the pre-ionization spark electrode 26.

実際上、ピーキング用コンデンサ27に対する充電が進
むに従ってその両端電圧■2が上昇して行き、これによ
り主放電電極2A及び2B間には励起用主コンデンサ2
1の充電電圧■8とピーキング用コンデンサ27の充電
電圧■、との差電圧が印加されている状態が得られる。
In fact, as the charging of the peaking capacitor 27 progresses, the voltage 2 across it increases, and as a result, the excitation main capacitor 2 is connected between the main discharge electrodes 2A and 2B.
A state is obtained in which a difference voltage between the charging voltage (1) 8 of the peaking capacitor 27 and the charging voltage (2) of the peaking capacitor 27 is applied.

やがてグロー放電が拡大して行くと、主放電電極2A及
び2B間のレーザガスのインピーダンスが急速に低下し
て行くことにより、主放電電極2A及び2B間に主放電
が開始する。
As the glow discharge gradually expands, the impedance of the laser gas between the main discharge electrodes 2A and 2B rapidly decreases, so that a main discharge starts between the main discharge electrodes 2A and 2B.

このとき、励起用主コンデンサ21の充電電荷は、励起
用主コンデンサ21−主放電電極2B、2A−子備電離
用スパーク電極26−ピーキング用コンデンサ27−励
起用主コンデンサ21の放電回路LP4を通じて放電す
る。
At this time, the charge in the main excitation capacitor 21 is discharged through the main excitation capacitor 21 - main discharge electrodes 2B, 2A - secondary ionization spark electrode 26 - peaking capacitor 27 - discharge circuit LP4 of the main excitation capacitor 21. do.

実際上、かかる主放電が開始したとき、予備電離用コン
デンサ24の充電電荷も主放電電極2人及び2Bを通じ
て放電される。
In fact, when the main discharge starts, the charge in the pre-ionization capacitor 24 is also discharged through the two main discharge electrodes and 2B.

これと同時に、可飽和リアクトル22への漏れ電流が次
第に大きくなると、可飽和リアクトル22のリアクタン
スが急激に低下することにより、励起用主コンデンサ2
1の充電電荷が主として、励起用主コンデンサ21−主
放電電極2B、2A−可飽和リアクドル22−励起用主
コンデンサ21の主放電回路LP5を通じて流れるよう
になる。
At the same time, as the leakage current to the saturable reactor 22 gradually increases, the reactance of the saturable reactor 22 rapidly decreases, causing the excitation main capacitor 22 to
1 of charge mainly flows through the main discharge circuit LP5 of the main capacitor for excitation 21-main discharge electrode 2B, 2A-saturable reactor 22-main capacitor for excitation 21.

従って主放電電極2人及び2B間のレーザガスが安定に
レーザ光を発生する状態が維持される。
Therefore, a state in which the laser gas between the two main discharge electrodes and 2B stably generates laser light is maintained.

やがて励起用主コンデンサ21の充電電荷が放電し終る
と、主放電回路LP5に流れる放電電流が小さくなるこ
とにより主放電電極2A及び2B間に放電が生じなくな
り、その結果レーザ光が発生しなくなる。このとき可飽
和リアクトル22は、流れる電流が小さくなることによ
り、非飽和状態に遷移してそのリアクタンスが大きい状
態に戻り、かくして主放電回路LP5が可飽和リアクト
ル22において等価的に遮断された状態になる。
Eventually, when the charge in the main excitation capacitor 21 finishes discharging, the discharge current flowing through the main discharge circuit LP5 becomes smaller, so that no discharge occurs between the main discharge electrodes 2A and 2B, and as a result, no laser light is generated. At this time, as the current flowing through the saturable reactor 22 becomes smaller, the saturable reactor 22 transitions to a non-saturated state and returns to a state where its reactance is large, and thus the main discharge circuit LP5 is equivalently cut off in the saturable reactor 22. Become.

かくして1回の放電サイクルが終了し、エキシマレーザ
装置EXMAが全体として励起用主コンデンサ21及び
予備電離用コンデンサ24の充電動作状態に戻る。
Thus, one discharge cycle is completed, and the excimer laser device EXMA as a whole returns to the charging operation state of the main excitation capacitor 21 and the pre-ionization capacitor 24.

第1図の構成によれば、ガスレーザ本体GLAO主放電
電極2A及び2B間に主放電を開始させる前に、予備電
離用コンデンサ24の充電電荷を予備電離用スパーク電
極26を介してピーキング用コンデンサ27に移動させ
る際に予備電離を発生させると共に、当該予備電離状態
が主放電を生じさせるのに最適な状態になった時自動的
に励起用主コンデンサ21の充電電荷を主放電電極2A
及び2B間に主放電させるようにしたことにより、レー
ザガスが予備電離状態から主放電状態へ自動的にかつ安
定に移行し得る。
According to the configuration shown in FIG. 1, before starting main discharge between the GLAO main discharge electrodes 2A and 2B of the gas laser main body, the charge in the pre-ionization capacitor 24 is transferred to the peaking capacitor 27 via the pre-ionization spark electrode 26. When the pre-ionization state becomes optimal for causing a main discharge, the charged charge of the main excitation capacitor 21 is automatically transferred to the main discharge electrode 2A.
By causing the main discharge between 2B and 2B, the laser gas can automatically and stably shift from the pre-ionization state to the main discharge state.

かくするにつき、従来の場合のようにスパイカトランス
11 (第3図)を設ける必要性をなくし得ることによ
り、この分エキシマレーザ装置EXMA全体としての構
成を一段と簡易かつ小型化し得ると同時に、レーザ光の
発生効率を高めることができる。
In this way, by eliminating the need to provide the spiker transformer 11 (Fig. 3) as in the conventional case, the overall configuration of the excimer laser device EXMA can be further simplified and miniaturized, and at the same time, the laser Light generation efficiency can be increased.

〔2〕第2実施例 第1図との対応部分に同一符号を付して示す第2図は本
発明の他の実施例を示すもので、この場合励起用主電源
23は励起用主コンデンサ21を第1図の場合と逆極性
に充電するようになされている。
[2] Second Embodiment FIG. 2, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, shows another embodiment of the present invention. 21 is charged with a polarity opposite to that shown in FIG.

第2図の構成において、予備電離用スパーク電極26は
、第1図の場合と同様にして予備電離用コンデンサ24
の充電電荷がピーキング用コンデンサ27に移動する際
に予備電離動作する。
In the configuration of FIG. 2, the pre-ionization spark electrode 26 is connected to the pre-ionization capacitor 24 in the same manner as in FIG.
When the charged charge moves to the peaking capacitor 27, a preliminary ionization operation is performed.

このとき主放電電極2A及び2B間に印加される電圧は
、 励起用主コンデンサ21の充電電圧■9が第1図の
場合と逆極性になっていることにより、 この励起用主
コンデンサ21の充電電圧■9と、ピーキング用コンデ
ンサ27の充電電圧VPとの和の値になる。従ってこの
分生放電電極2A及び2Bに印加される放電電圧を、励
起用主コンデンサ21及びピーキング用コンデンサ27
の充電電荷を有効に利用して主放電電極2A及び2B間
に主放電を生じさせることができる。
At this time, the voltage applied between the main discharge electrodes 2A and 2B is as follows: Since the charging voltage 9 of the main excitation capacitor 21 has the opposite polarity to that shown in FIG. The value is the sum of the voltage ■9 and the charging voltage VP of the peaking capacitor 27. Therefore, the discharge voltage applied to the partial discharge electrodes 2A and 2B is controlled by the main excitation capacitor 21 and the peaking capacitor 27.
A main discharge can be generated between the main discharge electrodes 2A and 2B by effectively utilizing the charged charges.

かくしてこの分第1図の場合と比較して励起用主コンデ
ンサ21の充電電圧■4、従って励起用主電源23の出
力電圧を低減させることができる。
Thus, compared to the case shown in FIG. 1, the charging voltage 4 of the main excitation capacitor 21, and therefore the output voltage of the main excitation power supply 23, can be reduced by this amount.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のように本発明によれば、予備電離用コンデンサの
充電電荷をピーキング用コンデンサに移動させる際に予
備電離用スパーク電極によってレーザガスの予備電離を
なし得ると共に、励起用主コンデンサの充電電圧をピー
キング用コンデンサ及び予備電離用スパーク電極を介し
て主放電電極間に印加するようにしたことにより、レー
ザガスを予備電離した後主放電に移行させる一連の動作
を安定かつ自動的に実行させ得、かくするにつき従来の
場合のようにスパイカトランスを用いないで済むことに
より、エキシマレーザ装置全体としての構成を小型かつ
簡易化し得ると共に、レーザ発生効率を改善し得る。
As described above, according to the present invention, when transferring the charge charged in the preionization capacitor to the peaking capacitor, the laser gas can be preionized by the preionization spark electrode, and the charging voltage of the main excitation capacitor can be peaked. By applying the voltage between the main discharge electrodes via the pre-ionization capacitor and the pre-ionization spark electrode, a series of operations for pre-ionizing the laser gas and then transitioning to the main discharge can be executed stably and automatically. Therefore, since there is no need to use a spiker transformer as in the conventional case, the overall configuration of the excimer laser device can be made smaller and simpler, and the laser generation efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるエキシマレーザ装置の一実施例を
示す路線的接続図、第2図は本発明の他の実施例を示す
路線的接続図、第3図は従来のエキシマレーザ装置を示
す路線的接続図、第4図はその各部の信号を示す信号波
形図である。 1・・・・・・レーザガスチャンバ、2A、2B・・・
・・・主放電電極、3・・・・・・光共振器、11・・
・・・・スバイカトランス、21・・・・・・励起用主
コンデンサ、22・・・・・・=17− 可飽和リアクトル、24・・・・・・予備電離用コンデ
ンサ、25・・・・・・スイッチ、26・・・・・・予
備電離用スパーク電極、27・・・・・・ピーキング用
コンデンサ、EXMA・・・・・・エキシマレーザ装置
、GLA・・・・・・ガスレーザ本体。
Fig. 1 is a line connection diagram showing one embodiment of the excimer laser device according to the present invention, Fig. 2 is a line connection diagram showing another embodiment of the invention, and Fig. 3 is a line connection diagram showing a conventional excimer laser device. The route connection diagram, FIG. 4, is a signal waveform diagram showing the signals of each part. 1... Laser gas chamber, 2A, 2B...
...Main discharge electrode, 3...Optical resonator, 11...
...Subaika transformer, 21... Main capacitor for excitation, 22... =17- Saturable reactor, 24... Capacitor for pre-ionization, 25... ... Switch, 26 ... Spark electrode for preliminary ionization, 27 ... Peaking capacitor, EXMA ... Excimer laser device, GLA ... Gas laser main body.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)予備電離用コンデンサの充電電荷を予備電離用ス
パーク電極を通じてピーキング用コンデンサに移行させ
ながら上記予備電離用スパーク電極によつてレーザガス
を予備電離させると共に、励起用主コンデンサの充電電
圧を上記ピーキング用コンデンサ及び上記予備電離用ス
パーク電極を介して主放電電極に印加することにより主
放電を生じさせる ことを特徴とするエキシマレーザ装置。
(1) While transferring the charged charge of the pre-ionization capacitor to the peaking capacitor through the pre-ionization spark electrode, the laser gas is pre-ionized by the pre-ionization spark electrode, and the charging voltage of the excitation main capacitor is changed to the peaking capacitor. An excimer laser device characterized in that a main discharge is generated by applying a voltage to a main discharge electrode via a pre-ionization spark capacitor and the pre-ionization spark electrode.
(2)上記予備電離用コンデンサ及び上記励起用主コン
デンサを、可飽和リアクトルを介して充電するようにし
てなる特許請求の範囲第1項に記載のエキシマレーザ装
置。
(2) The excimer laser device according to claim 1, wherein the pre-ionization capacitor and the excitation main capacitor are charged via a saturable reactor.
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