JPH03185885A - パルスガスレーザ装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は陰極と陽極との間で発生する主放電によって
ガスレーザ媒質を励起してレーザ光を出力させるパルス
ガスレーザ装置に関する。

（従来の技術） ＴＥＡ−Ｃｏ２レーザ、ＴＥＭＡ−Ｃｏ２レーザあるい
はエキシマレーザなどのように大気圧もしくはそれ以上
の圧力で動作するガスレーザ装置は、大電力のパルス放
電によりガスレーザ媒質を励起してレーザ光を得ている
。

このようにして出力されるレーザ光をたとえば露光用光
源として利用する場合、レーザ光の可干渉性によってス
ペックルが発生することが避けられない。スペックルが
発生すれば、結像面に微細な明暗のパターンが生じて露
光精度が低下するから、それを除去するために干渉の条
件を変化させるなどのことが行われる。

従来、たとえば露光装置において、スペックルの発生を
防止するには、レーザ発振器から出力されたレーザ光を
回転位相板に入射させ、それによってレーザ光の干渉の
条件を変化させるということが行われていた。

しかしながら、このような手段によると、レーザ光の光
路にスペックルを除去するための専用の光学部品である
上記回転位相板を設けなければならないから、■：・を
成の複雑化や装置の大型化を招くなどの欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来のガスレーザ装置においては、スペッ
クルを除去、するために、それ専用の光学部品を必要と
していたので、構成の複雑化や装置の大型化を招くとい
うことがあった。

この発明は上記１情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、スペックルを除去するために、それ
専用の光学部品を用いずにすむようにしたパルスガスレ
ーザ装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するためにこの発明は、ガスレーザ媒質が封入された圧
力容器と、この圧力容器内に対向して配置された陰極と
陽極とからなる主電極と、上記圧力容器の軸方向両端に
それぞれ形成された開口部と、各開口部を気密に閉塞す
るとともに上記陰極と陽極との間に生じる主放電によっ
て上記ガスレーザ媒質が励起されることで発生するレー
ザ光を透過する一対の窓部材とを具備したパルスガスレ
ーザ装置において、上記一対の窓部材の少なくとも一方
は上記圧力容器の開口部に可撓性の連結部材によって揺
動自在に取付けられているとともに、その窓部材は駆動
手段によって窓部材を透過するレーザ光の光軸がずれる
方向に揺動させられる。

このような構成によれば、窓部材が振動することでレー
ザ光の干渉の条件を変えることができるから、それによ
ってスペックルの発生を防止できる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て説明する。第３図はたとえばエキシマレーザなどのパ
ルスガスレーザ装置を示し、このガスレーザ装置は内部
にＡｒＦなどのガスレーザ媒質が大気圧以上の圧力で封
入された圧力容器１を備えている。この圧力容器１は大
径部２の軸方向両端に小径部３が一体形成されてなる。

各小径部３の端面には第１図に示すようにそれぞれ開口
部４が形成されている。一方の開口部４はレーザ光りを
透過する材料で作られた第１の窓部材５で閉塞され、他
方の開口部４には可撓性の連結部材であるベローズ６の
一端が気密に接続されている。このベローズ６の他端に
は枠状のホルダ７が取るされ、このホルダ７には同じく
レーザ光りを透過する材料で作られた第２の窓部材８が
ホルダ７の開ロアａを気密に閉塞する状態で取着されて
いる。

上記ホルダ７の下端部、つまり圧力容器１の軸線方向と
直交する方向の下端部は支軸９によって揺動自在に支持
されている。また、ホルダ７の上端部には駆動手段とし
てのたとえばエアシリンダ１１のロッド１２が連結され
ている。このロッド１２は図示せぬ制御手段によって軸
方向に微小のストロークで繰り返して制御駆動される、
つまり軸方向に振動させられるようになっている。

上記圧力容器１内には、主電極を形成する陰極１３と陽
極１４とが対向して配設されている。これら陰極１３と
陽極１４とは図示しない高圧電源に接続されている。ま
た、陰極１３と陽極１４との間の放電空間部１５は図示
しない予備電離手段によって千Ｑ電離されるようになっ
ている。放電空間部１５が予備電離されると、上記陰極
１３と陽極１４との間に主放電が発生し、それによって
圧力容器１内のガスレーザ媒質が励起され、レーザ光り
が圧力容器１の軸方向に出力される。

上記第１の窓部材５の外面側には高反射ミラー１６が対
向して配置され、第２の窓部材８には部分反射ミラー１
７が対向して配置され、これら−対のミラーによって光
共振器を形成している。したがって、陰極１３と陽極１
４との間の主放電によって発生したレーザ光りは上記一
対のミラー１６．１７で増幅されて部分反射ミラー１７
側から出力されるようになっている。

このように構成されたガスレーザ装置において、圧力容
器１内のガスレーザ媒質を励起してレーザ光を発振させ
るためには、陰極８と陽極９との間に高電圧を印加する
。それによって、陰極８と陽極９との間に主放電が点弧
されるから、その主放電によってガスレーザ媒質が励起
されてレーザ光りが発生する。

放電空間部１１で発生したレーザ光りは高反射鏡１６と
部分反射鏡１７とがなす光共振器で増幅されて上記部分
反射鏡１７から出力される。その際、エアシリンダ１１
によってホルダ７を第１図に矢印で示す方向に振動させ
れば、このホルダ７に取着された第２の窓部材８の角度
が第２図に実線と破線で示すθの範囲で振動するから、
第２の窓部材８を透過するレーザ光りの光軸Ｌ１が第２
図にｆｌｌとｇ２で示す範囲で変化する。それによって
、レーザ光りによる干渉の条件も変化するから、スペッ
クルが発生するのを防止することができる。

レーザ光りがパルス発振される場合には、各パルス毎の
第２の窓部材８の位置が同じであると、干ルの条件を変
化させにくくなるから、第２の窓部材８の振動数はレー
ザ繰返し数の正数倍にならないよう設定した方が好まし
い。

また、第２の窓部材８が振動させられると、陰極１３と
陽極１４との間の主放電によって発生する放電生成物が
上記第２の窓部材８に付着しすらい。したがって、上記
第２の窓部材８の性能を長期にわたって維持することが
可能となる。

なお、上記一実施例では一対の窓部材のうち、一方だけ
を駆動手段によって振動させるようにしたが、両方の窓
部材を振動させるようにしてもよい。

また、窓部材は下端部を支点として振動させたが、上端
部あるい幅方向の一方の端部を支点として振動させるよ
うにしてもよい。

さらに、駆動手段は回転駆動されるカム板を用いてもよ
く、要は窓部材を所定の周波数と振幅で振動させること
ができればよい。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、圧力容器の軸方向両端に
設けられる一対の窓部材の少なくとも一方を可撓性の連
結部材によって揺動自在に取着するとともに、その窓部
材を駆動手段によって窓部材を透過するレーザ光の光軸
がずれる方向に揺動させることで、このレーザ光の干渉
の条件を変化させてスペックルの発生を防止するように
した。

したがって、従来のようにスペックルの発生を防止する
ために専用の光学部材を必要としないから、構成の簡略
化を計ることができる。しかも、窓部材を振動させると
、放電によって発生する生成物がその窓部材に付着しず
らいから、窓部材の性能を長期にわたって維持すること
ができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は第２の窓部
材の取付は構造の拡大断面図、第２図は第２の窓部材を
透過するレーザ光の光軸の変化の説明図、第３図はパル
スガスレーザ装置の概略図である。 １・・・圧力容器、４・・・開口部、５・・・第１の窓
部材、６・・・ベローズ（連結部材）、８・・・第２の
窓部材、１１・・・シリンダ（駆動手段）、１３・・・
陰極、１４・・・陽極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスレーザ媒質が封入された圧力容器と、この圧力容器
   内に対向して配置された陰極と陽極とからなる主電極と
   、上記圧力容器の軸方向両端にそれぞれ形成された開口
   部と、各開口部を気密に閉塞するとともに上記陰極と陽
   極との間に生じる主放電によって上記ガスレーザ媒質が
   励起されることで発生するレーザ光を透過する一対の窓
   部材とを具備したパルスガスレーザ装置において、上記
   一対の窓部材の少なくとも一方は上記圧力容器の開口部
   に可撓性の連結部材によって揺動自在に取付けられてい
   るとともに、その窓部材は駆動手段によって窓部材を透
   過するレーザ光の光軸がずれる方向に揺動させられるこ
   とを特徴とするパルスガスレーザ装置。