JPH0236580A - ハロゲンガス濃度検知方法 - Google Patents
ハロゲンガス濃度検知方法Info
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- JPH0236580A JPH0236580A JP18556188A JP18556188A JPH0236580A JP H0236580 A JPH0236580 A JP H0236580A JP 18556188 A JP18556188 A JP 18556188A JP 18556188 A JP18556188 A JP 18556188A JP H0236580 A JPH0236580 A JP H0236580A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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。
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〕
本発明はエキシマレーザのレーザガス中のハロゲンガス
濃度検知方法に関するものである。
濃度検知方法に関するものである。
従来の容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザ装置
については、文献「エキシマレーザ最先端応用技術」、
第４．５章（豊田、村原監修、シーエムシー社刊）に詳
細に記載されている。この種の従来の希ガスハライドエ
キシマレーザ装置は、レーザ容器内に少量のハロゲンガ
スと希ガスからなるレーザガスを封じ込めて発振動作を
行う。このとき、長時間にわたって発振動作を行うと、
し−ザガス中のハロゲンガス濃度が減少し、レーザ出力
が低下する。これを防ぐには、レーザガス中ノハロゲン
ガス濃度を検知し、適量のハロゲンガスを補填する必要
がある。
については、文献「エキシマレーザ最先端応用技術」、
第４．５章（豊田、村原監修、シーエムシー社刊）に詳
細に記載されている。この種の従来の希ガスハライドエ
キシマレーザ装置は、レーザ容器内に少量のハロゲンガ
スと希ガスからなるレーザガスを封じ込めて発振動作を
行う。このとき、長時間にわたって発振動作を行うと、
し−ザガス中のハロゲンガス濃度が減少し、レーザ出力
が低下する。これを防ぐには、レーザガス中ノハロゲン
ガス濃度を検知し、適量のハロゲンガスを補填する必要
がある。
レーザガス中のハロゲンガス濃度を検知するには、レー
ザ容器に質量分析器を取り付けることが考えられる。第
５図は、レーザ容器に質量分析器を取り付けたハロゲン
ガス濃度の検知方法を用いた、容量移行型の希ガスハラ
イドエキシマレーザ装置構成図である。レーザ容器８内
のレーザガスの一部をガス導入路１０から質量分析器９
に導入し、分析を行う。なお、第５図において、１は主
コンデンサ、２はスイッチング素子、３は予備電離部、
４はピーキングコンデンサ、５は放電空間であり、以下
では、主コンデンサ１からスイッチング素子２、予備電
離部３、ピーキングコンデンサ４を通り、主コンデンサ
１に戻る回路を容量移行回路と呼ぶ。
ザ容器に質量分析器を取り付けることが考えられる。第
５図は、レーザ容器に質量分析器を取り付けたハロゲン
ガス濃度の検知方法を用いた、容量移行型の希ガスハラ
イドエキシマレーザ装置構成図である。レーザ容器８内
のレーザガスの一部をガス導入路１０から質量分析器９
に導入し、分析を行う。なお、第５図において、１は主
コンデンサ、２はスイッチング素子、３は予備電離部、
４はピーキングコンデンサ、５は放電空間であり、以下
では、主コンデンサ１からスイッチング素子２、予備電
離部３、ピーキングコンデンサ４を通り、主コンデンサ
１に戻る回路を容量移行回路と呼ぶ。
このほか、文献「第４５回 応用物理学会学術講演会講
演予稿集」 （昭和５９年秋期）１０３ページに向井氏
等によって記されているように、レーザガスの一部をシ
ランガスを封入した反応セルに導入し、化学発光を検出
しハロゲンガス濃度を検知した例もある。
演予稿集」 （昭和５９年秋期）１０３ページに向井氏
等によって記されているように、レーザガスの一部をシ
ランガスを封入した反応セルに導入し、化学発光を検出
しハロゲンガス濃度を検知した例もある。
従来の、レーザ容器に質量分析器を取り付けたハロゲン
ガス濃度の検知方法では、質量分析器を取り付けること
により装置が大型でかつ高価なもとなる欠点がある。ま
た、レーザ容器から質量分析器ヘレーザガスを導入する
際に、ガス導入路の壁面等にハロゲンガスが付着し、質
量分析器により検知したハロゲンガス濃度に再現性がな
いという欠点がある。
ガス濃度の検知方法では、質量分析器を取り付けること
により装置が大型でかつ高価なもとなる欠点がある。ま
た、レーザ容器から質量分析器ヘレーザガスを導入する
際に、ガス導入路の壁面等にハロゲンガスが付着し、質
量分析器により検知したハロゲンガス濃度に再現性がな
いという欠点がある。
また、従来のシランガスとの化学発光による検知方法で
は、同じくガスを４人する際にガス導入路の壁面等にハ
ロゲンガスが付着するという問題点の他、シランガスと
いう発火性および毒性のある危険なガスを用いるという
欠点があり、実用的でない。
は、同じくガスを４人する際にガス導入路の壁面等にハ
ロゲンガスが付着するという問題点の他、シランガスと
いう発火性および毒性のある危険なガスを用いるという
欠点があり、実用的でない。
本発明の目的は、従来°の欠点を解決したハロゲンガス
濃度検知方法を提供することにある。
濃度検知方法を提供することにある。
本発明のハロゲンガス濃度検知方法は、レーザ励起のた
めの放電を得る放電空間において主放電が開始する電圧
値である主放電開始電圧によりレーザガス中のハロゲン
ガス濃度を検知し、あるいは、所定時刻から主放電が開
始するまでの時間である主放電開始時間によりレーザガ
ス中のハロゲンガス濃度を検知し、 あるいは、主コンデンサと、スイッチング素子と、ピー
キングコンデンサの間を流れる電流を検出し、主放電が
開始した直後に前記ピーキングコンデンサから前記主コ
ンデンサへ戻る電流によりレーザガス中のハロゲンガス
濃度を検知することを特徴としている。
めの放電を得る放電空間において主放電が開始する電圧
値である主放電開始電圧によりレーザガス中のハロゲン
ガス濃度を検知し、あるいは、所定時刻から主放電が開
始するまでの時間である主放電開始時間によりレーザガ
ス中のハロゲンガス濃度を検知し、 あるいは、主コンデンサと、スイッチング素子と、ピー
キングコンデンサの間を流れる電流を検出し、主放電が
開始した直後に前記ピーキングコンデンサから前記主コ
ンデンサへ戻る電流によりレーザガス中のハロゲンガス
濃度を検知することを特徴としている。
エキシマレーザ装置は、長時間にわたって発振動作を行
うとハロゲンガスが他の物質と反応し化学的に安定な不
純物を形成するため、レーザガス中のハロゲンガス濃度
が減少する。
うとハロゲンガスが他の物質と反応し化学的に安定な不
純物を形成するため、レーザガス中のハロゲンガス濃度
が減少する。
一方、レーザガスが絶縁破壊をおこす電圧は、レーザガ
ス中に含まれるハロゲンガス濃度に対する依存性が強く
、ハロゲンガス濃度が減少するとレーザガスが絶縁破壊
をおこす電圧も減少する。
ス中に含まれるハロゲンガス濃度に対する依存性が強く
、ハロゲンガス濃度が減少するとレーザガスが絶縁破壊
をおこす電圧も減少する。
この、レーザガスが絶縁破壊をおこす電圧の減少は、放
電空間の主放電開始電圧または主放電開始時間または容
量移行回路を流れる電流を検出すると検知できる。
電空間の主放電開始電圧または主放電開始時間または容
量移行回路を流れる電流を検出すると検知できる。
この現象は、次のように説明できる。まず、主コンデン
サに蓄えられた電荷は、スイッチング素子が導通状態に
なると、急速にピーキングコンデンサに移行する。その
後、レーザガスが絶縁破壊し、ピーキングコンデンサに
蓄えられた電荷は、ピーキングコンデンサと放電空間と
の間を往復する。
サに蓄えられた電荷は、スイッチング素子が導通状態に
なると、急速にピーキングコンデンサに移行する。その
後、レーザガスが絶縁破壊し、ピーキングコンデンサに
蓄えられた電荷は、ピーキングコンデンサと放電空間と
の間を往復する。
ここで、レーザガスが絶縁破壊をおこす電圧は、放電空
間の主放電開始電圧である。
間の主放電開始電圧である。
また、主コンデンサからピーキングコンデンサへ電荷が
移行する速度は、容量移行回路の回路定数によって定ま
っている。このため、例えばスイッチング素子が導通し
てから主放電が開始するまでの放電空間の放電開始時間
はレーザガスが絶縁破壊をおこす電圧に依存する。
移行する速度は、容量移行回路の回路定数によって定ま
っている。このため、例えばスイッチング素子が導通し
てから主放電が開始するまでの放電空間の放電開始時間
はレーザガスが絶縁破壊をおこす電圧に依存する。
前述したように、レーザガスが絶縁破壊する電圧はハロ
ゲンガス濃度に依存するため、放電空間の主放電開始電
圧または主放電開始時間によりレーザガス中のハロゲン
ガス濃度の変化を検知することができる。
ゲンガス濃度に依存するため、放電空間の主放電開始電
圧または主放電開始時間によりレーザガス中のハロゲン
ガス濃度の変化を検知することができる。
さらに、主コンデンサからピーキングコンデンサへほぼ
全ての電荷が移行した後にレーザガスが絶縁破壊をおこ
す、エネルギー移行効率の高いレーザにおいては、主放
電が開始すると一部の電荷はピーキングコンデンサから
主コンデンサへ逆流する（戻りの電流）。主放電開始時
間が短くなると、移行しきれずに主コンデンサに残留し
ている電荷量のため、戻りの電流は小さくなり、極端な
場合には逆流しなくなる。
全ての電荷が移行した後にレーザガスが絶縁破壊をおこ
す、エネルギー移行効率の高いレーザにおいては、主放
電が開始すると一部の電荷はピーキングコンデンサから
主コンデンサへ逆流する（戻りの電流）。主放電開始時
間が短くなると、移行しきれずに主コンデンサに残留し
ている電荷量のため、戻りの電流は小さくなり、極端な
場合には逆流しなくなる。
前述したように、主放電空間の主放電開始時間はハロゲ
ンガス濃度に依存するため、主コンデンサへの戻りの電
流によりレーザガス中のハロゲンガス濃度の変化を検知
することができる。
ンガス濃度に依存するため、主コンデンサへの戻りの電
流によりレーザガス中のハロゲンガス濃度の変化を検知
することができる。
このようにして、従来の欠点を解決したハロゲンガス濃
度検知方法を提供することができる。
度検知方法を提供することができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は、本発明によるハロゲンガス濃度検知方法を実
施する容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザ装置
の構成を示す。なお、第５図の希ガスハライドエキシマ
レーザ装置と同一の構成要素は同一の番号を付して示し
ている。
施する容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザ装置
の構成を示す。なお、第５図の希ガスハライドエキシマ
レーザ装置と同一の構成要素は同一の番号を付して示し
ている。
第１図のレーザ装置では、放電空間５の両端に抵抗分圧
器等の電圧プローブ６を取り付は電圧を検出し、あるい
は容量移行回路にロゴスキーコイル等の電流プローブ７
を取り付は電流を検出する。
器等の電圧プローブ６を取り付は電圧を検出し、あるい
は容量移行回路にロゴスキーコイル等の電流プローブ７
を取り付は電流を検出する。
第２図は、第１図の電圧プローブ６および電流プローブ
７により検出した電圧波形および電流波形の図で、（ａ
）が電圧波形、（ｂ）が電流波形である。
７により検出した電圧波形および電流波形の図で、（ａ
）が電圧波形、（ｂ）が電流波形である。
第２図（ａ）の電圧波形において、最初のピーりＰ＋
は、スイッチング素子２が導通状態になったとき（時刻
ｔ１）に放出するノイズであり、その後主コンデンサ１
からピーキングコンデンサ４へ急激に電荷が移行し、放
電空間５の両端の電圧はピークＰ２をむかえる。ここで
、レーザガスの絶縁が破壊され、主放電が起こる（時刻
ｔｚ）。
は、スイッチング素子２が導通状態になったとき（時刻
ｔ１）に放出するノイズであり、その後主コンデンサ１
からピーキングコンデンサ４へ急激に電荷が移行し、放
電空間５の両端の電圧はピークＰ２をむかえる。ここで
、レーザガスの絶縁が破壊され、主放電が起こる（時刻
ｔｚ）。
図中に示したように、時刻ｔ２のときの電圧が主放電開
始電圧Ｖ、であり、１２−１．・が主放電時間Ｔであり
、これらの一方を検出してノ＼ロゲンガス濃度を検知す
る。
始電圧Ｖ、であり、１２−１．・が主放電時間Ｔであり
、これらの一方を検出してノ＼ロゲンガス濃度を検知す
る。
第２図（ｂ）の電流波形において、時刻ｔ２で主放電が
起こると、その直後に容量移行回路を流れる電流が逆転
し、戻りの電流Ｉ、が検出される。
起こると、その直後に容量移行回路を流れる電流が逆転
し、戻りの電流Ｉ、が検出される。
第３図は、第１図のレーザ容器８内にレーザガスを封入
した状態で、長時間にわたって発振動作を行ったときの
、時間に対するレーザ出力特性図である。図に示すよう
に、時間の経過゛と共にレーザ出力は減少する。
した状態で、長時間にわたって発振動作を行ったときの
、時間に対するレーザ出力特性図である。図に示すよう
に、時間の経過゛と共にレーザ出力は減少する。
放電開始電圧Ｖ、および放電開始時間Ｔは、レーザ容器
内のハロゲンガス濃度が減少し、レーザ出力が減少する
にともなって減少し、前述したように放電開始電圧ＶＤ
および放電開始時間Ｔはハロゲンガス濃度に依存するか
ら、レーザガス中のハロゲンガス濃度の変化を検知する
ことができる。
内のハロゲンガス濃度が減少し、レーザ出力が減少する
にともなって減少し、前述したように放電開始電圧ＶＤ
および放電開始時間Ｔはハロゲンガス濃度に依存するか
ら、レーザガス中のハロゲンガス濃度の変化を検知する
ことができる。
第４図は、第３図のレーザ出力特性図における時刻Ａ−
Ｅにおいて、主コンデンサ１を流れる電流波形図である
。図に示すように、レーザ容器内のハロゲンガス濃度が
減少し、レーザ出力が減少するにともなって、戻りの電
流■８が減少する。
Ｅにおいて、主コンデンサ１を流れる電流波形図である
。図に示すように、レーザ容器内のハロゲンガス濃度が
減少し、レーザ出力が減少するにともなって、戻りの電
流■８が減少する。
したがって戻り電流■、の波高値の変化を検出し、ハロ
ゲンガス濃度の変化を検知することができる。
ゲンガス濃度の変化を検知することができる。
上述の例では、主放電開始電圧の検出を放電空間の両端
の電圧によって検出したが、ピーキングコンデンサの両
端で検出してもよい。また、主放電開始時間の検出を放
電空間の両端の電圧によって検出したが、スイッチング
素子が導通状態になるときおよび放電が開始したときの
発光や電磁波の放出によって検出してもよい。また、主
放電開始時間の起点をスイッチング素子が導通状態にな
るときとしたが、予備電離部が放電を開始するときを起
点にしてもよい。
の電圧によって検出したが、ピーキングコンデンサの両
端で検出してもよい。また、主放電開始時間の検出を放
電空間の両端の電圧によって検出したが、スイッチング
素子が導通状態になるときおよび放電が開始したときの
発光や電磁波の放出によって検出してもよい。また、主
放電開始時間の起点をスイッチング素子が導通状態にな
るときとしたが、予備電離部が放電を開始するときを起
点にしてもよい。
本発明によるハロゲンガス濃度検知方法は、他のレーザ
ガス循環再生装置と組み合わせ、ハロゲンガス添加量の
制御や、レーザガスを交換する時期および交換量の信号
に使用してもよい。
ガス循環再生装置と組み合わせ、ハロゲンガス添加量の
制御や、レーザガスを交換する時期および交換量の信号
に使用してもよい。
以上述べたように本発明によるハロゲンガス濃度検知方
法は、容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザのレ
ーザガス中のハロゲンガス濃度の変化を、面側な方法で
、再現性良く、正確に検知することができる。また、従
来の？Ｈ１分析器等の分析装置を用いた検知方法に対し
、装置が小型。
法は、容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザのレ
ーザガス中のハロゲンガス濃度の変化を、面側な方法で
、再現性良く、正確に検知することができる。また、従
来の？Ｈ１分析器等の分析装置を用いた検知方法に対し
、装置が小型。
かつ安価に実現できる。
第１図は、本発明によるエキシマレーザのレーザガス中
におけるハロゲンガス濃度検知方法の一実施例を説明す
るためのレーザ構成図、第２図は、第１図の電圧プロー
ブおよび電流プローブにより検出した電圧波形および電
流波形の図、 第３図は、第１図のレーザ容器内にレーザガスを封入し
た状態で、長時間にわたって発振動作を行ったときの、
時間に対するレーザ出力特性図、第４図は、第３図の時
刻Ａ−Ｅにおける第１図の主コンデンサを流れる電流波
形図、 第５図は、従来のレーザ容器に質量分析器を取り付けた
ハロゲンガス濃度の検知方法を用いたレーザ装置の構成
図である。 １・・・・・主コンデンサ ２・・・・・スイッチング素子 ３・・・・・予備電離部 ４・・・・・ピーキングコンデンサ ５・・・・・放電空間 ６・・・・・電圧プローブ ７・・・・・電流プローブ ８・・・・・レーザ容器 ９・・・・・質量分析器 １０・・・・・ガス導入路 ＶＤ ・・・・主放電開始電圧 Ｔ・・・・・主放電開始時間 ■、・・・・戻りの電流
におけるハロゲンガス濃度検知方法の一実施例を説明す
るためのレーザ構成図、第２図は、第１図の電圧プロー
ブおよび電流プローブにより検出した電圧波形および電
流波形の図、 第３図は、第１図のレーザ容器内にレーザガスを封入し
た状態で、長時間にわたって発振動作を行ったときの、
時間に対するレーザ出力特性図、第４図は、第３図の時
刻Ａ−Ｅにおける第１図の主コンデンサを流れる電流波
形図、 第５図は、従来のレーザ容器に質量分析器を取り付けた
ハロゲンガス濃度の検知方法を用いたレーザ装置の構成
図である。 １・・・・・主コンデンサ ２・・・・・スイッチング素子 ３・・・・・予備電離部 ４・・・・・ピーキングコンデンサ ５・・・・・放電空間 ６・・・・・電圧プローブ ７・・・・・電流プローブ ８・・・・・レーザ容器 ９・・・・・質量分析器 １０・・・・・ガス導入路 ＶＤ ・・・・主放電開始電圧 Ｔ・・・・・主放電開始時間 ■、・・・・戻りの電流
Claims (3)
- （１）容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザ装置
におけるハロゲンガス濃度検知方法であって、 レーザ励起のための放電を得る放電空間において主放電
が開始する電圧値である主放電開始電圧によりレーザガ
ス中のハロゲンガス濃度を検知することを特徴とするハ
ロゲンガス濃度検知方法。 - （２）容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザ装置
におけるハロゲンガス濃度検知方法であって、 所定時刻から主放電が開始するまでの時間である主放電
開始時間によりレーザガス中のハロゲンガス濃度を検知
することを特徴とするハロゲンガス濃度検知方法。 - （３）容量移行型の希ガスハライドエキシマレーザ装置
におけるハロゲンガス濃度検知方法であって、 主コンデンサと、スイッチング素子と、ピーキングコン
デンサの間を流れる電流を検出し、主放電が開始した直
後に前記ピーキングコンデンサから前記主コンデンサへ
戻る電流によりレーザガス中のハロゲンガス濃度を検知
することを特徴とするハロゲンガス濃度検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18556188A JPH0236580A (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | ハロゲンガス濃度検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18556188A JPH0236580A (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | ハロゲンガス濃度検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236580A true JPH0236580A (ja) | 1990-02-06 |
Family
ID=16172964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18556188A Pending JPH0236580A (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | ハロゲンガス濃度検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0236580A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0429385A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Hitachi Ltd | 高気圧ガスレーザ装置 |
| JPH05291650A (ja) * | 1992-04-14 | 1993-11-05 | Hitachi Ltd | ガス劣化検出装置およびガス劣化検出機能を有するエキシマレーザ装置 |
| JP2002168832A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Fujitsu Ltd | ガス検知方法及びガス濃度測定方法並びにガスセンサ |
| JP2002353545A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-12-06 | Komatsu Ltd | 注入同期式又はｍｏｐａ方式のレーザ装置 |
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| JP5829311B1 (ja) * | 2014-06-18 | 2015-12-09 | ファナック株式会社 | ガス容器の密閉性を推定可能なガスレーザ発振器 |
-
1988
- 1988-07-27 JP JP18556188A patent/JPH0236580A/ja active Pending
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