JPH03231482A - ガスレーザ装置 - Google Patents
ガスレーザ装置Info
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- JPH03231482A JPH03231482A JP2612190A JP2612190A JPH03231482A JP H03231482 A JPH03231482 A JP H03231482A JP 2612190 A JP2612190 A JP 2612190A JP 2612190 A JP2612190 A JP 2612190A JP H03231482 A JPH03231482 A JP H03231482A
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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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
Landscapes
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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】
［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ガスレ
ーザ装置に関する。
ガスレーザ媒質を励起してレーザ光を出力させるガスレ
ーザ装置に関する。
（従来の技術）
ガスレーザ装置には、ＴＥＡ ＣＯ２レーザ、Ｔ Ｅ
Ｍ Ａ Ｃ０２レーザあるいはエキシマレーザなど
がある。これらのガスレーザ装置は、レーザ管内にガス
レーザ媒質を収容し、このガスレーザ媒質を送風機によ
って循環させるとともに、上記レーザ管内には陰極と陽
極とが離間対向して配置されている。これら電極は高圧
電源に接続されている。そして、陰極と陽極とに電気エ
ネルギを供給して放電を発生させることで、上記ガスレ
ーザ媒質を励起してレーザ光を出力させるようになって
いる。
Ｍ Ａ Ｃ０２レーザあるいはエキシマレーザなど
がある。これらのガスレーザ装置は、レーザ管内にガス
レーザ媒質を収容し、このガスレーザ媒質を送風機によ
って循環させるとともに、上記レーザ管内には陰極と陽
極とが離間対向して配置されている。これら電極は高圧
電源に接続されている。そして、陰極と陽極とに電気エ
ネルギを供給して放電を発生させることで、上記ガスレ
ーザ媒質を励起してレーザ光を出力させるようになって
いる。
上記レーザ管内に収容されるガスレーザ媒質の種類は出
力されるレーザ光の波長によって異なる。
力されるレーザ光の波長によって異なる。
ハロゲンガス、希ガスおよびバッファガスを混合したガ
スレーザ媒質を用いる希ガスハライドエキシマレーザに
用いられるガスレーザ媒質は、通常バッファガスにｌ（
ｃ （ヘリュウム）やＮｏ（ネオン）が用いられ、発振
波長がたとえば３０８ｎ■のＸａＣｌエキシマレーザの
場合、ハロゲンガスにはＩＣ＋（塩化水素）、希ガスに
はＸｃ （キセノン）が使用される。
スレーザ媒質を用いる希ガスハライドエキシマレーザに
用いられるガスレーザ媒質は、通常バッファガスにｌ（
ｃ （ヘリュウム）やＮｏ（ネオン）が用いられ、発振
波長がたとえば３０８ｎ■のＸａＣｌエキシマレーザの
場合、ハロゲンガスにはＩＣ＋（塩化水素）、希ガスに
はＸｃ （キセノン）が使用される。
このようなガスレーザ媒質を用いてガスレーザ装置を長
時間作動させると、ハロゲンガスである塩化水素は上記
陰極と陽極との間で発生する放電によって励起されるこ
とで、ＣＣｌ４ （四塩化炭素）などの不純物を生成
しながら減少する。ハロゲンガス；が低下したり、不純
物が増大すると、レーザ光の出力が低下する。
時間作動させると、ハロゲンガスである塩化水素は上記
陰極と陽極との間で発生する放電によって励起されるこ
とで、ＣＣｌ４ （四塩化炭素）などの不純物を生成
しながら減少する。ハロゲンガス；が低下したり、不純
物が増大すると、レーザ光の出力が低下する。
そこで、従来は一定時間ごとにレーザ管内にハロゲンガ
スを注入するハロゲンインジェクションが行われていた
。ハロゲンガスを注入すれば、ハロゲンガス量が増大す
るから、第４図に曲！ｓＡで示すハロゲンガスを注入し
ない場合に比べて同図に曲線Ｂで示すようにレーザ光の
出力をある程度は戻すことができる。しかしながら、ハ
ロゲンガスを注入する度に不純物の濃度が増加してゆく
ことになるから、ハロゲンガスを何回か注入することで
レーザ光が不純物に吸収されて出力が大きく低下すると
いうことが避けられなかった。つまり、従来はハロゲン
ガスの注入による出力の回復は数回が限度となるため、
ガスレーザ装置の運転可能時間を十分に長くするという
ことができなかった。
スを注入するハロゲンインジェクションが行われていた
。ハロゲンガスを注入すれば、ハロゲンガス量が増大す
るから、第４図に曲！ｓＡで示すハロゲンガスを注入し
ない場合に比べて同図に曲線Ｂで示すようにレーザ光の
出力をある程度は戻すことができる。しかしながら、ハ
ロゲンガスを注入する度に不純物の濃度が増加してゆく
ことになるから、ハロゲンガスを何回か注入することで
レーザ光が不純物に吸収されて出力が大きく低下すると
いうことが避けられなかった。つまり、従来はハロゲン
ガスの注入による出力の回復は数回が限度となるため、
ガスレーザ装置の運転可能時間を十分に長くするという
ことができなかった。
（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、ハロゲ
ンガスを注入することによって出力の回復を計るように
していたので、レーザ光の出力を長時間にわたって一定
に保つということができなかった。
ンガスを注入することによって出力の回復を計るように
していたので、レーザ光の出力を長時間にわたって一定
に保つということができなかった。
この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、レーザ光の出力が低下したなら、希
ガスを注入することで出力の回復を計るようにしたガス
レーザ装置を提供することにある。
的とするところは、レーザ光の出力が低下したなら、希
ガスを注入することで出力の回復を計るようにしたガス
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、ハロゲンガスと希ガスとを混合
してなるガスレーザ媒質を封入したレーザ管と、このレ
ーザ管内に対向して設けられた主放電電極と、これら主
放電電極間で発生したレーザ光を共振する光共振器と、
この光共振器から出力されたレーザ光の強度を検出する
検出手段と、上記レーザ管に制御弁を介して接続された
希ガス供給源と、上記検出手段の検出値にもとずいて上
記制御弁を開閉制御する制御手段とを具備する。
するためにこの発明は、ハロゲンガスと希ガスとを混合
してなるガスレーザ媒質を封入したレーザ管と、このレ
ーザ管内に対向して設けられた主放電電極と、これら主
放電電極間で発生したレーザ光を共振する光共振器と、
この光共振器から出力されたレーザ光の強度を検出する
検出手段と、上記レーザ管に制御弁を介して接続された
希ガス供給源と、上記検出手段の検出値にもとずいて上
記制御弁を開閉制御する制御手段とを具備する。
このような構成によれば、レーザ光の出力が低下すると
、希ガスをレーザ管に自動的に注入して出力の回復を計
ることができる。
、希ガスをレーザ管に自動的に注入して出力の回復を計
ることができる。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図と第２図とに示すガスレーザ装置はレーザ管１を
備えている。このレーザ管１内にはハロゲンガスと希ガ
スとバッファガスとを混合してなるガスレーザ媒質が所
定の圧力で充填されている。また、レーザ管１内には陰
極２と陽極３とが離間対向して配置されて−いる。上記
陰極２の両側にはピーキングコンデンサ４が接続された
上部ピン電極５が配置され、上記陽極３の両側には上記
上部ビン電極５と対応して下部ビン電極６が配置されて
いる。また、上記レーザ管１内にはガスレーザ媒質を矢
印方向に循環させる送風機７と、この送風機７によって
循環させられるガスレーザ媒質を冷却するための熱交換
器８とが配設されている。
備えている。このレーザ管１内にはハロゲンガスと希ガ
スとバッファガスとを混合してなるガスレーザ媒質が所
定の圧力で充填されている。また、レーザ管１内には陰
極２と陽極３とが離間対向して配置されて−いる。上記
陰極２の両側にはピーキングコンデンサ４が接続された
上部ピン電極５が配置され、上記陽極３の両側には上記
上部ビン電極５と対応して下部ビン電極６が配置されて
いる。また、上記レーザ管１内にはガスレーザ媒質を矢
印方向に循環させる送風機７と、この送風機７によって
循環させられるガスレーザ媒質を冷却するための熱交換
器８とが配設されている。
上記陰極２、陽極３および各ビン電極５．６は高圧電源
９に接続され、この高圧電源９から電気エネルギが注入
される。それによって、まず上部ピン電極５と下部ビン
電極６との間で放電が発生して陰極５と陽極６との間の
放電空間部１１が予備電離される。放電空間部１１の予
備電離が十分に進むと、陰極５と陽極６との間で主放電
が点弧され、それによってガスレーザ媒質が励起されて
レーザ光りが出力されるようになっている。また、レー
ザ管１には希ガスを供給する供給源としてのガスボンベ
１２が配管１３によって接続されている。この配管１３
にはたとえば電磁弁などの制御弁１４が設けられ、この
制御弁１４は開放されることによって希ガスが上記レー
ザ管１に供給されるようになっている。
９に接続され、この高圧電源９から電気エネルギが注入
される。それによって、まず上部ピン電極５と下部ビン
電極６との間で放電が発生して陰極５と陽極６との間の
放電空間部１１が予備電離される。放電空間部１１の予
備電離が十分に進むと、陰極５と陽極６との間で主放電
が点弧され、それによってガスレーザ媒質が励起されて
レーザ光りが出力されるようになっている。また、レー
ザ管１には希ガスを供給する供給源としてのガスボンベ
１２が配管１３によって接続されている。この配管１３
にはたとえば電磁弁などの制御弁１４が設けられ、この
制御弁１４は開放されることによって希ガスが上記レー
ザ管１に供給されるようになっている。
上記レーザ管１の軸方向の一方の端面には高反射鏡（図
示せず）が設けられ、他方の端面には上記高反射鏡とで
光共振器を構成する部分反射鏡１５が設けられていて、
この部分反射１！１１５から上記レーザ光りが発振され
るようになっている。
示せず）が設けられ、他方の端面には上記高反射鏡とで
光共振器を構成する部分反射鏡１５が設けられていて、
この部分反射１！１１５から上記レーザ光りが発振され
るようになっている。
部分反射鏡１５から発振されたレーザ光の強度は検出手
段としての光センサ１６によって検出される。この先セ
ンサ１６からの検出信号は比較器１７に人力される。こ
の比較器１７では、光センサ１６の検出信号と、この比
較器１７に設定された設定値とが比較され、その比較値
が演算器１８に出力される。この演算器１８からは比較
値に応じた駆動信号が上記制御弁１４に出力され、それ
によってこの制御弁１４が所定時間だけ開くようになっ
ている。つまり、光センサ１６が検出するレーザ光りの
出力が比較器１７に設定された設定値よりも低くなると
、演算器１８からは上記制御弁１４を開放させるための
駆動信号が出力されるようになっている。
段としての光センサ１６によって検出される。この先セ
ンサ１６からの検出信号は比較器１７に人力される。こ
の比較器１７では、光センサ１６の検出信号と、この比
較器１７に設定された設定値とが比較され、その比較値
が演算器１８に出力される。この演算器１８からは比較
値に応じた駆動信号が上記制御弁１４に出力され、それ
によってこの制御弁１４が所定時間だけ開くようになっ
ている。つまり、光センサ１６が検出するレーザ光りの
出力が比較器１７に設定された設定値よりも低くなると
、演算器１８からは上記制御弁１４を開放させるための
駆動信号が出力されるようになっている。
上記レーザ管１に収容されたガスレーザ媒質の希ガス分
圧とレーザ光りの出力との関係は第３図に示す特性を有
している。同図中Ａ点は出力が最大となる分圧で、Ｂ点
が最大値の７０％となる値である。そして、上記レーザ
管１に収容されたガスレーザ媒質の希ガス分圧は、Ｂ点
の７０％程度に設定されている。たとえば、ＸｅＣｌエ
キシマレーザでは最大値をとるＸｃ分圧値が２．０％程
度であるから、７０％の出力を得るためにＸｅは１．４
〜１．８の分圧値に設定する。
圧とレーザ光りの出力との関係は第３図に示す特性を有
している。同図中Ａ点は出力が最大となる分圧で、Ｂ点
が最大値の７０％となる値である。そして、上記レーザ
管１に収容されたガスレーザ媒質の希ガス分圧は、Ｂ点
の７０％程度に設定されている。たとえば、ＸｅＣｌエ
キシマレーザでは最大値をとるＸｃ分圧値が２．０％程
度であるから、７０％の出力を得るためにＸｅは１．４
〜１．８の分圧値に設定する。
このような構成のガスレーザ装置においては、高圧電源
９を作動させて陰極５と陽極６との間で放電を点弧させ
てレーザ光りを光共振器の部分反射鏡１５から発振させ
ると、そのレーザ光りの強度が光センサ１６によって検
出される。光センサ１６によって検出されたレーザ光り
の出力が比較器１７に設定された設定値よりも低くなる
と、この比較器１７から演算器１８に比較信号が出力さ
れ、それによって演算器１８からは制御弁１４に駆動信
号が出力される。この駆動信号で上記制御弁１４が所定
時間だけ開かれ、ガスボンベ１２からレーザ管１へ希ガ
スが供給される。それによって、レーザ管１内における
希ガスの分圧比が第３図のＡ点からＢ点方向へ上昇する
から、それに応じてレーザ光りの出力を回復させること
ができる。
９を作動させて陰極５と陽極６との間で放電を点弧させ
てレーザ光りを光共振器の部分反射鏡１５から発振させ
ると、そのレーザ光りの強度が光センサ１６によって検
出される。光センサ１６によって検出されたレーザ光り
の出力が比較器１７に設定された設定値よりも低くなる
と、この比較器１７から演算器１８に比較信号が出力さ
れ、それによって演算器１８からは制御弁１４に駆動信
号が出力される。この駆動信号で上記制御弁１４が所定
時間だけ開かれ、ガスボンベ１２からレーザ管１へ希ガ
スが供給される。それによって、レーザ管１内における
希ガスの分圧比が第３図のＡ点からＢ点方向へ上昇する
から、それに応じてレーザ光りの出力を回復させること
ができる。
第４図において曲線Ｃはこの発明のレーザ光りの出力変
動を示す。つまり、この発明のレーザ光りの出力は、同
図の曲線Ｂで示すハロゲンガスを注入する従来に比べて
最初は約７０％と低いが、その７０％の出力を長時間に
わたって維持することができる。
動を示す。つまり、この発明のレーザ光りの出力は、同
図の曲線Ｂで示すハロゲンガスを注入する従来に比べて
最初は約７０％と低いが、その７０％の出力を長時間に
わたって維持することができる。
また、希ガスを補充してレーザ光りの出力を回復させる
この発明の方法によれば、ハロゲンガスを補充する従来
の方法のようにハロゲン化合物の生成量が格段に少ない
ため、レーザ光りがハロゲン化合物を吸収して出力が低
下する割合が低下する。したがって、希ガスの補充回数
が増加しても、レーザ光りの出力を回復させることがで
きるから、一定の出力での連続運転を長時間にわたって
継続することができる。
この発明の方法によれば、ハロゲンガスを補充する従来
の方法のようにハロゲン化合物の生成量が格段に少ない
ため、レーザ光りがハロゲン化合物を吸収して出力が低
下する割合が低下する。したがって、希ガスの補充回数
が増加しても、レーザ光りの出力を回復させることがで
きるから、一定の出力での連続運転を長時間にわたって
継続することができる。
さらに、ハロゲンガスを補充する従来の方法ではハロゲ
ンガス圧を高い状態にしておく必要があったため、レー
ザ動作中にハロゲンガスがリークするという虞があった
が、希ガスを注入するこの発明の方法によれば、ガスリ
ークがあっても危険性がほとんどないから、安全性を向
上させることができる。
ンガス圧を高い状態にしておく必要があったため、レー
ザ動作中にハロゲンガスがリークするという虞があった
が、希ガスを注入するこの発明の方法によれば、ガスリ
ークがあっても危険性がほとんどないから、安全性を向
上させることができる。
なお、この発明は上記一実施例に限定されず、その要旨
を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
たとえば、レーザ管とガスボンベとの間に設けられる制
御弁は電磁弁を用い、それを一定時間開くようにしたが
、それに代わり電磁弁に比例制御弁を用い、その開度を
比例制御するようにしてもよい。また、エキシマレーザ
としてはＸｅＣｌエキシマレーザを挙げたが、ＫｒＦエ
キシマレーザ、ＸｅＰエキシマレーザあるいはＡｒＰエ
キシマレーザなどであっても、同様にレーザ光の出力を
制御することができる。また、ガスレーザ媒質を送風機
によって強制的に循環させないガスレーザ装置にもこの
発明は適用することができる。
御弁は電磁弁を用い、それを一定時間開くようにしたが
、それに代わり電磁弁に比例制御弁を用い、その開度を
比例制御するようにしてもよい。また、エキシマレーザ
としてはＸｅＣｌエキシマレーザを挙げたが、ＫｒＦエ
キシマレーザ、ＸｅＰエキシマレーザあるいはＡｒＰエ
キシマレーザなどであっても、同様にレーザ光の出力を
制御することができる。また、ガスレーザ媒質を送風機
によって強制的に循環させないガスレーザ装置にもこの
発明は適用することができる。
［発明の効果コ
以上述べたようにこの発明によれば、レーザ光の出力を
検出し、それによってレーザ管に希ガスを補充してレー
ザ光の出力の回復を計るようにした。したがって、ハロ
ゲンガスを補充して出力の回復を計る従来に比べて安定
した出力を長時間にわたって維持することができる。し
かも、レーザ光の出力の低下に応じた希ガスの補充制御
を０動で確実に行うことができる。
検出し、それによってレーザ管に希ガスを補充してレー
ザ光の出力の回復を計るようにした。したがって、ハロ
ゲンガスを補充して出力の回復を計る従来に比べて安定
した出力を長時間にわたって維持することができる。し
かも、レーザ光の出力の低下に応じた希ガスの補充制御
を０動で確実に行うことができる。
図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は希ガスの供
給制御を行うための構成図、第２図はレーザ管の縦断面
図、第３図は希ガス分圧とレーザ出力との関係のグラフ
、第４図は従来とこの発明との動作時間とレーザ出力と
の関係のグラフである。 １・・・レーザ管、２・・・陰極、３・・・陽極、７・
・・送風機、１２・・・ガスボンベ（供給源）、１４・
・・制御弁、１６・・・光センサ、１７・・・比較器（
制御手段）、１８・・・演算器（制御手段）。
給制御を行うための構成図、第２図はレーザ管の縦断面
図、第３図は希ガス分圧とレーザ出力との関係のグラフ
、第４図は従来とこの発明との動作時間とレーザ出力と
の関係のグラフである。 １・・・レーザ管、２・・・陰極、３・・・陽極、７・
・・送風機、１２・・・ガスボンベ（供給源）、１４・
・・制御弁、１６・・・光センサ、１７・・・比較器（
制御手段）、１８・・・演算器（制御手段）。
Claims (1)
- ハロゲンガスと希ガスとを混合してなるガスレーザ媒質
を封入したレーザ管と、このレーザ管内に対向して設け
られた主放電電極と、これら主放電電極間で発生したレ
ーザ光を共振する光共振器と、この光共振器から出力さ
れたレーザ光の強度を検出する検出手段と、上記レーザ
管に制御弁を介して接続された希ガス供給源と、上記検
出手段の検出値にもとずいて上記制御弁を開閉制御する
制御手段とを具備したことを特徴とするガスレーザ装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2612190A JPH03231482A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2612190A JPH03231482A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03231482A true JPH03231482A (ja) | 1991-10-15 |
Family
ID=12184739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2612190A Pending JPH03231482A (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03231482A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422906A (en) * | 1992-11-18 | 1995-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser resonator |
| US5450436A (en) * | 1992-11-20 | 1995-09-12 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Laser gas replenishing apparatus and method in excimer laser system |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2612190A patent/JPH03231482A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5422906A (en) * | 1992-11-18 | 1995-06-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser resonator |
| US5450436A (en) * | 1992-11-20 | 1995-09-12 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Laser gas replenishing apparatus and method in excimer laser system |
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