JPH02288385A - ガスレーザー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザーＣＶＤ、　　ダイレクトエツチング
等に適用されるエキシマレーザ−の予備電離型放電励起
ガスレーザー発振器に関する。

［従来の技術］ 第８図に予備電離型放電励起ガスレーザー発振器の断面
図を示す。

予備電離ピン４の先端でアーク放電を生ぜしめ、そのと
き生じる紫外光によって主流ｆ［極５．５間のレーザー
ガスを予＃ｉ１電離し、電極間にグロー放電を起こす。

この放電によってレーザー媒質を励起合せ、紙面に垂直
方向に共振させることによって、レーザー光が得られる
。

放電によって劣化し、温度上昇したガスは、ガス循環用
ファン１０によって、放電部から下流側へ移動し、熱交
換器ＩＢによって冷却され、浄化装置６によって浄化さ
れ、循環する。

従来装置では、浄化装置６が圧力隔壁１２によって仕切
られた系内の循環流中に配置され、全量あるいは一部を
浄化し、浄化したガスをそのまま主流に戻すか、あるい
は放電部に戻している。

［発明が解決しようとする課題］ ガスの劣化は、放電によって生じる。特ｉ；予ｈ１電離
ピン先端でのアーク放電による劣化の度合いが大きく、
微粒子となって放電部から主流へ混合・拡散してゆく。

従来の技術では、放電部から離れた主流中、即ち不純物
が混合・拡散したあとの主流中に浄化装置Ｂが配設され
ているため、効率的でない。

予、備電離ピン４の配設されている淀み部は、放電によ
って生じる不純物の濃度が高い。

また、特に上流中の淀み部から主流中へ拡散してゆく不
純物のために、次のパルス放電までに入れ換えてやるべ
き放電部レーザーガスの必要性が多くなる。更に、エキ
シマレーザ−の場合、Ｎｉ等の不純物がレーザー光によ
ってハロゲン化物への反応が促進されるため、ガスの劣
化も速い。

［課題を解決するための手段］ 本発明の特徴的な構成を以下に列挙する。

（１）、第１図に示すように、レーザーガスを劣化させ
る不純物の発生部である予１ｉｉｉ７に離ピン４のガス
淀み部ｌに吸引管２を設けて、浄化装置０へ導く。

（２）、浄化装置６を通して主流へ戻す浄化ガスの駆動
は、ガス循環用ファンｌＯと同軸で、かつ圧力隔壁１２
内に設置した遠心ファン７で行なう。ファンｌＯ及びフ
ァン７はカップリング８を介して、モータ９により糸外
より駆動する。

（３）、浄化したガスは、窓ガラスあるいはミラー１４
と主放電電極５とのレーザー光軸方向の中間部分１３か
ら環流させる。

［作用］ 前記のように構成されているので、不純物濃度の高い状
態でガスを浄化装置へ導くことができ、浄化の効率が高
く、ガス寿命を大きく延ばすことができる。

浄化の効率が高いため、主流からの吸引流量は従来より
少なくて済む。ガス浄化装置に於ける浄化効果（不純物
の補集効果）は浄化用フィルタを通過する際の流速に支
配され、ある一定値以下にする必要がある。従って、浄
化用ガス流量を少なくできることによって浄化装置をコ
ンパクトにできる。

また、小流量であるが故に、酸素系もコンパクトにでき
、配管系の圧力損失に見合うだけの吐出圧をもった遠心
ファン７もコンパクトなものとなり、主流循環用ファン
１０と同軸で接続し、カップリング８を介して同一モー
タ９で駆動できる。

浄化したガスは、窓ガラスあるいはミラー１４と放電電
極５の中間に設けた環流部１３から放電部の主流へ環す
中間部に設けたことによって、窓ガラスあるいはミラー
１４と環流部１３の間に、不純物を含まない初期のガス
を長時間閉じ込めておくことができる。従って、窓ガラ
スあるいはミラー１４への不純物付着、あるいは蒸若を
長時間防止することができ、窓ガラスあるいはミラー１
４の長寿命化につながる。

環流部１３は電極５の間の主流によるベンチュリ効果に
よって、主流より低い圧力となる。一方、予備電離ピン
４の淀み部１は、主流の静圧より高くなっており、浄化
ガス流路の入口、出口の差圧は浄化ガスの循環を促進す
る方向に作用するため、浄化ガス用遠心ファン７の吐出
性能を助ける。従って流路の入口、出口をこのように設
けることにより、遠心ファン７を更にコンパクトなもの
とすることができる。

一方、予１ｉｉｉＩ電離ピンで発生した不純物がガス循
環主流中へ拡散する割合いが減少するため、主放電部の
パルス放電ごとのレーザーガス置換量、従って主流のガ
ス循環量も少なくて済む。即ち、主流のガス循環ファン
の容量も小さくて済むため、コンパクトにできる。

更に、エキシマレーザ−の場合、不純物の主流中への拡
散が減ることによって、レーザー光によるハロゲン化反
応も減少するため、レーザーガスの劣化速度が抑制され
、ガスの長寿命化が達成できる。

［第１実施例］ 第１図に第１の実施例を示す。又、第２図は同実施例に
於ける主流部分の断面構造を示す、上記第１図のＡ−Ａ
矢視断面図、第３図は上記第２図のＡ’−Ａ’矢視拡大
図、第４図は上記第３図のＢ−Ｂ矢視断面図である。

ガス流れ淀み部ｌに開孔して、吸引管２が、電極５の両
側に配設されている予備電離ピン４の間に設けられる。

吸引管２の直後には均圧室１５を設け、それぞれの吸引
管２からの吸引量を一様にする。予備電離ピン４はこの
均圧室１５を貫通して、圧力隔壁１２によって仕切られ
た系の外へ引き出し、系外の電気回路へ接続される。

均圧室１５に平行して配設した電極両側の連通管３は合
流され浄化装置６に連結される。

本実施例では円筒型の浄化装置の円筒に浄化用ガスを導
き、浄化用フィルタを介して外筒より浄化ガスを引き出
す。浄化装置Ｇの下流側に浄化ガス循環用遠心ファン７
が設置される。ファン７の吐出側から、ガス環流部１３
へ配管１７される。環流部１３は窓ガラスあるいはミラ
ー１４と放電部との中間に設置され、レーザービームの
通路に対して、四周より一様に流入させる。このため、
吐出部は一様に分布させたスリット群あるいは金網等で
構成する。

このようにして吐出した浄化ガスは、放電部と窓ガラス
あるいはミラー１４の間を所謂エアカーテンとして仕切
ることになり、これによって窓ガラスあるいはミラー１
４と環流部１３の間に閉じ込めたガス中への不純物の拡
散を長時間防止することができる。

［第２実施例］ 第２の実施例を第５図に示す。第６図は第５図Ａ−Ａ矢
視である。

この第２の実施例は、浄化装置６を浄化ガス環流部１３
に組込んだものである。

浄化ガス用遠心ファン７によって吸引された浄化ガスは
、ファン出口より配管１７によって円筒状のガス浄化装
置６の外筒部へ導かれる。

外筒部から浄化装置６を通って浄化されたガスは周囲か
ら一様に環流部より電極５へ環流される。

この第２の実施例に於いても上記した第１の実施例と同
様の作用効果を有する。

［第３実施例〕 第３の実施例を第７図に示す。

この第３の実施例は浄化装置Ｇを遠心ファン７の下流側
に設置し、がっ、発振”器本体がら配管１８及び１９に
よって引き出したものである。

作用効果は第１の実施例と同じであるが、更に浄化装置
の保守が容易となる。

また、浄化装置として別置き型の構成となるため、フィ
ルタ等による浄化のみならず、ガス再成用の装置を組み
込むことも可能となる。

［発明の効果］ 以上に述べたように本発明によれば、放電によって劣化
したガスの浄化を少量の浄化用ガス循環によって達成で
き、従ってコンパクトでレーザーガス寿命の長いガスレ
ーザー発振器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す電極長手方向
（光軸方向）の断面図、第２図は同第１実施例に於ける
レーザーガス主流のガス循環を示す断面図（第１図のＡ
−Ａ矢硯図）、第３図は第２図のＡ’−Ａ’矢視拡大図
、第４図は第３図のＢ−Ｂ矢視断面図１、第５図は本発
明の第２実施例を示す構成図、第６図は第５図のＡ−Ａ
矢視断面図、第７図は本発明の第３実施例を示す構成図
、第８図は従来の技術を説明するための説明図である。 ｌ・・・ガス淀み部、２・・・吸引管、３・・・連通管
、４・・・予備電離ピン、５・・・主放電電極、６・・
・浄化装置、７・・・浄化ガス循環用ファン、８・・・
カップリング、９・・・ファン駆動用モータ、１ｏ・・
・ガス循環用ファン、１１・・・仕切板、１２・・・圧
力隔壁、１３・・・浄化ガス環流部、１４・・・窓ガラ
スあるいはミラー、１５・・・均圧室、１Ｇ・・・熱交
換器、１７・・・ファン出口と浄化ガス粘環部外筒との
連結管、１８・・・ファン出口と浄化装置との連結管、
１９・・・浄化装置と浄化ガス循環部との連結管。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　直流高電圧によって充電されるエネルギをスイッチン
   グさせ、予備電離ピンのアーク放電によって一対の主放
   電電極間のガス流中にレーザー発振を生ぜしめるガスレ
   ーザー発振装置に於いて、予備電離ピン近傍のガス流れ
   淀み部から、循環ガスの一部を吸引する吸引管と、同吸
   引管により吸引したガスを浄化するガス浄化装置と、同
   浄化したガスを光軸に沿って電極端と窓の間へ吐出する
   浄化ガス循流部とを具備することを特徴とするガスレー
   ザー装置。