JPH05160491A - パルス化されたガス放電レーザー - Google Patents

パルス化されたガス放電レーザー

Info

Publication number
JPH05160491A
JPH05160491A JP4129940A JP12994092A JPH05160491A JP H05160491 A JPH05160491 A JP H05160491A JP 4129940 A JP4129940 A JP 4129940A JP 12994092 A JP12994092 A JP 12994092A JP H05160491 A JPH05160491 A JP H05160491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
gas
main discharge
electrodes
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4129940A
Other languages
English (en)
Inventor
Elmar Mueller-Horsche
ミューラー−ホルシェ エルマー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAMBDA PHYSIK FORSCH GmbH
RAMUDA FUIJIIKU FORSCH GmbH
Original Assignee
LAMBDA PHYSIK FORSCH GmbH
RAMUDA FUIJIIKU FORSCH GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAMBDA PHYSIK FORSCH GmbH, RAMUDA FUIJIIKU FORSCH GmbH filed Critical LAMBDA PHYSIK FORSCH GmbH
Publication of JPH05160491A publication Critical patent/JPH05160491A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01S3/09713—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation
    • H01S3/09716—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited with auxiliary ionisation, e.g. double discharge excitation by ionising radiation
    • 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
    • H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
    • 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
    • H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
    • H01S3/0384—Auxiliary electrodes, e.g. for pre-ionisation or triggering, or particular adaptations therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】対エロージョン性の金属の主放電電極からな
り、その間においてレーザーガスが高速で流れてレーザ
ーパルスからレーザーパルスまでの間に主放電電極間の
レーザーガスを置き換え、そして少なくとも１つのＸ線
放射源が主放電電極間のレーザーガスをプレイオン化す
るために設けられているパルス化されたガス放電レーザ
ーに関する。 【構成】２つのＸ線放射源３０、３０ａが主放電電極１
０、１０ａ間のレーザーガスをプレイオン化するために
１つの主放電電極の近くに設けられている。レーザーガ
スの流路１８が流れ部材１６、１６ａ、３２、３２ａに
より少なくとも部分的に限られており、この流れ部材は
Ｘ線放射について二次放出力を有する材質からなってい
る。二次放射が前述のプレイオンを促進するように配置
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は対エロージョン性の金属
の主放電電極からなり、その間においてレーザーガスが
高速で流れてレーザーパルスからレーザーパルスまでの
間に主放電電極間のレーザーガスを置き換え、そして少
なくとも１つのＸ線放射源が主放電電極間のレーザーガ
スをプレイオン化するために設けられているパルス化さ
れたガス放電レーザーに関する。
【０００２】
【従来の技術】パルス化された気体パルスレーザーは、
非常に広範囲の形態において知られており、特に、炭酸
ガス（ＣＯ2 ）レーザー、エキシマーレーザーまたは窒
素（Ｎ2 ）レーザー等がある。気体パルスレーザーにお
いて広く採用されている特徴は、レーザーガスの所謂横
方向励起をガス放電（更に主またはプラズマ放電とも呼
ばれる）の形状として起こすことである。
【０００３】同様にレーザーガスを主放電に先立って所
謂プレイオン化することも知られており、このプレイオ
ン化において実際の主放電に先立って放電領域において
自由電子をできるだけ均一（約１０7 電子／cm3 ）にす
ることが行われている。このような気体のプレイオン化
は特に主放電がアーク放電となることを回避するために
行われる。プレイオン化後に、主放電が主電極間におい
て開始し、そしてこの放電において電子の密度が所謂雪
崩現象によってその大きさが例えば１０14から１０15電
子／cm3 の程度にまで数桁向上する。
【０００４】原則として、従来技術におけるプレイオン
化のために、例えば紫外線（ＵＶ）光のような外部エネ
ルギ源、すなわち実際の主電極とは別体のエネルギ源が
用いられている。このような紫外線（ＵＶ）放射は火花
間隙またはコロナ放電により行われる。
【０００５】火花放電は極めて効果的ではあるが、それ
らはレーザーガス、そして更にレーザー共振器の光学要
素の汚染源になるという問題がある。ＵＶ放射によるプ
レイオン化の効率は限られており、特に、イオン化する
ＵＶ放射の範囲は数cmに限られている（例えば、Ｋミド
リカワ，Ｍオバラ，Ｔ．フジオカム，ＩＥＥＥＱＵ−２
０，１９８４，Ｐ．１９８参照）。
【０００６】公告されていない先のドイツ特許出願Ｐ４
１ ０８ ４７２号明細書において、弱いＸ線放射をガ
ス放電レーザー、特に、エキシマーレーザーのイオン化
に用いることが提案されている。信頼できるＸ線チュー
ブがその明細書中に記載されており、それは経済的に製
造でき、そして作動が簡単であり、そしてそれは気体パ
ルスレーザーにおけるイオン化のために必要な補強エネ
ルギを供給し、そして更に長寿命である。
【０００７】エキシマー混合気のプレイオン化において
考慮すべき他の因子は、このような混合気においては電
気的にネガティブな気体、例えば塩化水素（ＨＣｌ）ま
たはフッ素（Ｆ2 ）、もまた存在しており、これらは自
由電子の寿命を、例えば数ナノ秒と著しく減少させる
（自由電子は電気的にネガティブな気体によって「拘束
される」）。従って、プレイオン化もまた数ナノ秒とい
う非常に短い時間パルスにおいて行わねばならない。良
好なプレイオン化に必要な、例えば１０7 ／cm3 のよう
な、電子密度をこの短い時間内に達成するために、Ｘ線
放射源は非常に強いピーク強さをこの短い時間内に有し
ていなければならない。Ｘ線チューブの陽極電流に目を
向けるならば、この要求は５００〜１０００Ａの陽極電
流であることを意味する。従来のＸ線チューブは、これ
に対して最大数アンペアの放射電流である。
【０００８】ヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ ０ ３３
６ ２８２ Ａ１号明細書にはプラズマ陰極が記載され
ているが、しかしながら、それはその作動のためにガス
圧力を必要とし、そのガス圧力は正確に保持され、そし
て種々の制御グリットおよびコントロール電極のために
付加的な電圧パルスを必要とする。
【０００９】本発明の適用が好ましいパルス化されたガ
ス放電レーザー、特に、エキシマーレーザーにおいて
は、個々のレーザーパルスをパルスの間において主放電
電極の間の放電空間にあるガスを完全に置き換えること
が必要であり、そうしない場合には放電中に形成された
長寿命の励起粒子（分子、イオン）が次のレーザーパル
スの間に妨害するからである。
【００１０】このガス置き換えは、通常、レーザーガス
を主放電電極間における流れとして案内して行われる。
完全に置き換えるためにパルス復旧周期に依存している
レーザーガスの流速が必要とされる。良い結果を得るた
めには、放電容積のレーザーガスは個々のレーザーパル
スの間に約２、３度置き換えられ、それによって適切な
「フラッシング」が達成され、それにより完全なガスの
注入が行われねばならないことが見出だされている。
【００１１】０．５から２ＫＨｚのパルス繰り返し周波
数で数キロワットの出力範囲の高出力レーザーの場合に
は、このガスの置換はガス速度として５０から１５０ｍ
／秒を必要とする。本発明は特にこのような高出力レー
ザーに関する。このような流速により気体回路内におけ
るレーザーガスの流路は空力学的に形成されて、それに
より最小の流れ抵抗としなければならない。さもなけれ
ば、より大きな出力が、電気的なガス放電それ自体より
もガスの循環用のファンにおいて消費されるからであ
る。
【００１２】レーザーガスの流路の空力学的な形状に関
して上述のプレイオン化が特に複雑にする。従来技術に
おいてプレイオン化用として知られている要素は非常に
大きな流れ抵抗を生じ、そしてそれらはガス回路内の非
常に高い最大速度の流路速度が達成されるべき場所、す
なわち、レーザーの主放電電極の領域に位置している。
所謂、補助電極をプレイオン化（スパーク放電）に用い
るときには、主電極の間のスペースのみならず、補助電
極の領域の空間もフラッシュされ、そしてレーザーパル
スからレーザーパルスの間に新しいガスによって充満さ
れねばならないということが留意されねばならない。
【００１３】明らかに、これらの問題は、、その後にＵ
Ｖ放射発生手段を用いた所謂ネット電極を用いるか、ま
たはＸ線プレイオン化の場合には放電容積に向けてＸ線
ウィンドウとして作用するネット電極を用いることによ
り回避されるが、そのようなネットまたはガーゼ電極は
非常に寿命が短いという欠点がある。
【００１４】レーザーガスのＸ線放射によるプレイオン
化において、薄く形成された軽金属のシート（例えばア
ルミニウムまたはチタニウム）を主放電電極として用い
ることも可能であり、プレイオン化はこれら電極を通じ
て行われる。しかしながら、ここにおけるＸ線放射線の
高度の通過性という一方の要求は、他方において両立し
難い耐エロージョン性を有することである。
【００１５】このような薄い金属シートに比較して、固
体からなる主放電電極はエロージョンに対し高度の耐性
があるという点および放電領域において均一な電場分布
を達成できるように電極輪郭を形成できるという利点を
有している。本発明は従って主放電電極として固体のそ
して上述の利点を許すような主電極を用いることから進
めていく。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な手段
により、有効なプレイオン化が達成でき且つレーザーガ
スの流れに対する流れ抵抗を減少できる、パルス化され
たガス放電レーザーを使用可能とするという課題に基い
ている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、レーザーガスの流路が流れ部材により少なくとも部
分的に限られており、この流れ部材はＸ線放射について
二次放出力を有する材質からなっており、そしてこの流
れ部材はその二次放射がプレイオン化を促進するように
配置されていることを特徴とするパルス化されたガス放
電レーザーにより達成する。ここにおいて、「流れ部
材」の用語は一方においてレーザーガスの流れ流路を制
限しまたは画定し、そして他方においてレーザーガスに
とり低い流れ抵抗の部材を意味する。
【００１８】流れ部材はしかして主電極の領域において
滑らかな妨げられない流路を形成する。
【００１９】
【作用】本発明は、流れているレーザーガスの流れ抵抗
を流れ部材によって主放電電極の電界領域において先ず
第１に小さくし、そして第２にこれら流れ部材をそれら
の材質を選択することによりプレイオン化を改善し、入
射Ｘ線放射に関して高度の二次放出出力を有するよう
に、そしてプレイオン化を促進するようにしている。Ｘ
線放射に関する二次放射が大きな材質として、特にプラ
スチック、例えばポリテトラフルオロエチレンまたはポ
リフッ化ビニリデンが知られており、これら材質の何れ
もが特にエキシマーレーザーに適しており、このエキシ
マーレーザーには本発明が有効に適用される。本発明の
更に好ましい態様においては、レーザーの主放電電極は
主として流れ部材に埋設されている。
【００２０】本発明の更に好ましい実施態様によれば、
２つのＸ線放射源が主電極の１つの近傍においてその両
側に配置される。
【００２１】特にコンパクトな主電極の配置および僅か
な要素のみを必要とするプレイオン化手段は、Ｘ線放射
源が１つの主放電電極の支持体自体の凹部に配置されて
いるときに達成でき、この凹部は流路から離れた支持体
の側面に形成されている。
【００２２】もしＸ線放射源がレーザーの主電極に関し
て空力学的に配置されているときには、その場合には、
一般的にＸ線放射についての放射シャドウが生じ、すな
わち、主放電電極間に存在する領域においてＸ線放射の
到達しないか、または非常に僅かしか到達しない領域が
生じる。本発明はこの改善を提供するものであり、Ｘ線
放射について二次放射出力を有する流れ部材を設けて、
それがないときにはＸ線放射のシャドウとなる主放電電
極間の空間領域を特に放射するようにしている。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。図において、図１は主放電電極の領域
におけるエキシマーレーザーの概略断面図であり、図２
はＸ線チューブの軸線方向の断面図であり、図３は図２
に比較して変形されたＸ線チューブの実施例の軸方向断
面図であり、図４は図２によるＸ線チューブの半径方向
断面図であり、図５はＸ線チューブの実施例の半径方向
断面図である。
【００２４】主放電電極１０、１０ａは金属により剛体
に形成されており、従って高度にエロージョンに耐性が
ある。更に、それらの外側輪郭は出来るだけ一様な電場
分布が形成されるような形状とされている。これ自体は
従来から知られている技術である。
【００２５】図面において下側に図示されている主放電
電極１０は、図示された実施例においては接地され
（「大地」に接続され）ており、従って電気的に絶縁さ
れる必要はない。この主放電電極１０は例えばアルミニ
ウムで作られた支持体１２により支持されており、この
支持体１２は材料厚さの薄い場合にはＸ線放射線を通過
させる。
【００２６】図示された実施例における他の主放電電極
１０ａは絶縁されており、従って高電圧を印加可能であ
る。この主放電電極１０ａの支持体１４は従って電気的
に絶縁された材質からなる流れ部材１６を具備してお
り、この流れ部材１６は部分１６ａを有しており、この
部分１６ａ内に主放電電極１０ａが埋設され、そしてこ
の部分１６ａは電極に沿って担持されることができる
（そして可能ならば置き換え可能である）。
【００２７】図面において左から右へ矢印１８方向に主
放電電極１０、１０ａ間をレーザーガスが流れる。従っ
て、矢印１８はレーザーガスの流れ通路を示す。レーザ
ーガスの流れ通路の他の部品（ファン、他）はここには
図示していないが、それはそれ自体当業者に周知である
からである。
【００２８】レーザーガスの放電空間２０を通る流れ
は、上述した数ＫＨｚの大きさの高パルス周波数におい
ても主放電電極間の空間２０において完全なフラッシン
グが行われ、そして各レーザーパルスが新しいレーザー
ガスによって行われる。
【００２９】図は更に放電コンデンサー２２、２２ａ、
電場形成体２４、圧力カバーグランドフィードバック２
６および電流フィードバック２８、２８ａを示してお
り、これらはそれ自体当業者に周知であり、ここにおい
てそれらの詳細を記述する必要はない。
【００３０】電場形成体２４は放電領域および部品１
６、１６ａの絶縁表面に沿って電場に影響を与える。特
に、この電場形成体２４により電極端部における電場の
集中が回避される。
【００３１】上述したグランドフィードバック２６は放
電容量２２、２２ａを介し、そして電極間の放電により
閉回路を形成する。部品２８、２８ａおよび２６はこの
目的に作用する。プラスチック製の流れ部材１６は適切
な機械的安定性を有しておらず、そして非常に高い圧力
（約４バールを越す圧力）が放電領域において得られる
ので、内圧による電極１０ａの機械的負荷は固体状の部
材２６（圧力カバー）および２２、２２ａ（セラミック
コンデンサー）により受け持たれる。
【００３２】電流フィードバック２８、２８ａは、ガス
流れ中に設けられており、従ってグリッド状に作られて
おり、そして流れ抵抗を減少するために空力学的に作ら
れている。電流フィードバック２８、２８ａは、従って
図１の図面の表面に直交する断面において、それらがガ
ス流れに対して出来るだけ最小の流れ抵抗となるように
形成されている。
【００３３】Ｘ線放射源３０および３０ａが主放電電極
１０の極く近傍の両側に設けられている。この目的のた
めに、（アルミニウムからなる）支持体１２内にレーザ
ーガスの流路１８から離れたその側面４４にそれぞれ凹
部３４、３４ａが主電極１０に近接して形成されてお
り、そしてこれら凹部３４、３４ａ内にＸ線放射源３
０、３０ａが装着されている（下記参照）。何れの場合
にも凹部３４、３４ａは流路１８に対面している支持体
１２の側面４６に支持体１２の薄い層のみがあり、そし
てこれらがＸ線放射の如何なる問題となるような障害に
もならない、すなわち、その放射が通過可能である、よ
うに凹部が形成されている。
【００３４】更に、支持体１２は電極１０の近傍の流路
１８に対面するその側面４６が削られており、それによ
り流れ部材３２、３２ａを収容して、一方においてそれ
らが電極１０にその側面領域において係合し、そして他
方においてＸ線放射源３０、３０ａにより発生されたＸ
線放射がその流れ部材３２、３２ａを通過するようにし
ている。
【００３５】Ｘ線放射源３０、３０ａは陽極３６および
３６ａおよび陰極３８および３８ａをそれぞれ具備して
おり、その詳細については後で述べる。
【００３６】流れ部材１６、１６ａ、３２、３２ａは第
１に流路１８に関してレーザーチャンネルにおける流線
状の輪郭を提供し、そして第２にＸ線放射源３０、３０
ａから発生されるＸ線放射を殆ど吸収しないようなプラ
スチックからなっている。特に、この目的に適するプラ
スチックとして、ポリテトラフルオロエチレンおよびポ
リフッ化ビリニデンが特にエキシマーレーザー用に適す
る。低原子数の原子からなっているので（水素、炭素お
よびフッ素）、そして比較的弱いＸ線放射が採用されて
いるので（加速電圧は約７０ＫＶ）、これら電子はコン
プトン効果またはレイーリー効果による入射Ｘ線放射を
散乱させる予め言われているような効果を有している。
その結果、レーザーガスの効果的なイオン化が生じ、こ
れは主放電電極１０、１０ａ間の空間２０の領域におい
ても生じ、これら放電電極領域は当初電極１０、１０ａ
によってＸ線放射源から隠されており、従ってそれらの
直接放射によって打たれることはない。このことは図１
の実施例においても当て嵌まり、特に電極１０の近傍の
シャドウスペース４０について当て嵌まる。コンプトン
散乱は散乱後の粒子エネルギの方向に導く、すなわち、
コンプトン効果により発生された放射線は放射線源３
０、３０ａの初期Ｘ線放射よりも更に弱く、そして従っ
てそれはレーザーガスにより、よりよく吸収され、すな
わち散乱された放射のプレイオン化は非常に効果的に行
われる。
【００３７】散乱放射によるプレイオン化について積極
的効果は、図１において高電圧により駆動されている上
部電極１０ａの領域においても用いられている。この電
極１０ａは上述したプラスチックの１つからなる流れ部
材１６ａ内に埋設されており、それにより陽極３６、３
６ａから発せられるＸ線放射は散乱され、そして図にお
いては引用符号４２で示されている流れ部材１６ａ内に
おける二次的な放射を発生する。この放射は特に「シャ
ドウ空間」４０に妨げられることとなく到達し、それに
よりこのスペースは流れ部材１６からの二次的な放射に
よっても、そして流れ部材３２、３２ａの二次的な放射
によっても、放射され、その結果、プレイオン化は主電
極間の全空間２０において均一となりそして強くなる。
【００３８】図１を参照して上述した配置は、レーザー
ガスのプレイオン化のために必要とする全ての部材がガ
スの流れを妨げないというう利点を有している。図示し
た配置においては、固体状の主放電電極１０、１０ａの
使用が可能となり、従ってガス放電用レーザーのモジュ
ールの作動寿命が長くなる。
【００３９】以下、Ｘ線放射源３０、３０ａを詳細に説
明する（先のドイツ特許出願Ｐ４１０８ ４７２号明細
書）。
【００４０】以下に詳述するＸ線源は、その言葉の当初
の意味における真空管である。従って、その作動のため
に真空ポンプはまったく必要でなく、そして更にガス抜
き手段は必要とされていない。付加的な電圧パルスはコ
ントロールグリット、コントロール電極に必要とされな
い。要求される唯一の作動電圧は、陰極を加熱するため
の加熱電圧および陽極におけるパルス状加速電圧であ
る。
【００４１】図２および対応する半径方向断面を示す図
４によれば、Ｘ線チューブ１１０はベースプレート１１
２を含んでおり、このベースプレートはマウンティング
フランジとして作用し、そしてハウジング１１４を担持
している。図示した実施例においては、ハウジング１１
４はガラスチューブであり、ガラスチューブは発生され
た弱いＸ線放射を通過させる。
【００４２】ベースプレート１１２の上には陽極ホルダ
１１６が担持されており、この陽極ホルダ１１６は細長
いチューブ状をし、またはロッド状をした陽極１１８を
支持している。電気的に絶縁された部材からなる細長い
チューブ状のハウジング１１４の側方であり、ベースプ
レイト１１２に対向する部分にはカウンタプレート１２
０が担持されていてハウジング１１４の内部は真空にシ
ールされている。
【００４３】Ｘ線チューブ１１０の製造に際してはチュ
ーブは排気され、可能であれば対応する稼働状態におい
て焼鈍され、そしてグラス管１２２においてシールされ
る。その後、Ｘ線チューブは更に排気する工程を経るこ
となく作動可能な状態となる。
【００４４】ベースプレート１１２は電気的なブッシュ
１２４を担持しており、それを介して加熱電流はＸ線チ
ューブの内部に伝達される。
【００４５】図示した実施例においては、管状に形成さ
れた陰極１２６が設けられている。陰極の長さおよびそ
れに対応して陽極の長さはレーザーガスの放電容積に受
け入れるような大きさに選定されている。
【００４６】高出力電流を達成するためにチューブ状の
陰極１２６は多孔性タングステン（所謂、放出カソー
ド）からなっている。この材料は作動温度が１０００な
いし１１００℃と非常に低いことが特徴であり、そして
それ自体公知である。
【００４７】特に簡単で且つ信頼性があり長寿命の構造
が、チューブ状の陰極を所望の温度まで加熱コイル１３
６により加熱する（電気抵抗加熱）ことにより達成され
る。陰極１２６は内部が中空であり、そしてセラミック
チューブ１２８は陰極１２６を加熱コイル１３０から分
離している。
【００４８】陽極１１８に対応して陰極１２６もまた両
側において軸方向に支持されており、これは絶縁された
陰極ホルダー１３２、１３４によって行われている。
【００４９】金属スリーブ１３６、１３８がセラミック
から形成した陰極ホルダー１３２、１３４上に収縮され
ており、それにより陰極１２６が電気的にそして熱的に
絶縁されて支持されている。
【００５０】導電体１４０を介して陰極１２６は接地電
位となっている（ベースプレート１１２の場合）。従っ
て、陽極１１８に対して電気的な絶縁が必要である。パ
ルス状の高電圧（詳細図示せず）が陽極１１８に印加さ
れる。
【００５１】最適なプレイオン化効果を達成し、そして
カソードの長寿命を達成するために、特別な大きさとす
ることが効果的であることが見出だされている。陰極の
内直径が６mm、カソードの外側直径が８mm、そして加熱
コイルの外側直径が４．５mmであり、そして加熱コイル
のピッチが１．５mmあるとともに加熱コイルのワイヤー
直径が０．７mmであるときに良好な結果が得られてい
る。これらの値から３０％までの偏りによっても良好な
結果が得られる。
【００５２】加熱電流のフィードバックが陰極それ自体
により達成される（図２の導電体１４８参照）。
【００５３】重要な因子は加熱コイルの１３０の均一な
コイルピッチであり、それによりＸ線チューブの作動に
重要な要件（すなわち、陰極の全長さに亘り均一な温度
分布となること）が達成される。上述した値で必要とさ
れる加熱電力は陰極長さ１cm当り約２５Ｗであり加熱電
流は約１２Ａである。
【００５４】上述した実施例の変形として、陰極加熱は
電子衝突によって行ってもよい。この場合には、陰極チ
ューブと同心状に張られた加熱ワイヤーは陰極について
数ＫＶマイナスに作動される。
【００５５】図２に示す最も簡単な形状においては、陽
極１１８は直径が６mmの金属ロッド（偏り３０％）から
なっており、それは陰極１２６から約１３mm離れて担持
されている。陽極ホルダー１１６は電気的な絶縁材料、
例えばセラミックからなっている。Ｘ線の閾値を高くす
るために、できるだけ重い陽極材質を選択せねばならな
い。タングステンおよびタンタルが適切であることが分
かっている。Ｘ線チューブ１１０を７０ＫＶのピーク電
圧で、３０ｎｓのパルス幅、そして５００Ｈｚまでの周
波数で作動することがよいことが分かっている。
【００５６】より高いパルス周波数が求められるときに
は、陽極は過度の作動温度とならないように冷却され
る。このような冷却は図２に示した実施例の変形として
図３に示されている。図３は更に図２に対応して、Ｘ線
チューブ１１０に沿う軸方向断面を示しており、陰極お
よびそれに付随する部品が図２に対応して形成されてい
るが、図には示されていない。変更は陽極１１８′に関
するものであり、図３に示す実施例においては内側が中
空にされている。陽極１１８′の空隙部１４６は通路１
４２を介して冷却液の貯留部に連通されており、この貯
留部はハウジング１１４の外側に設けられている。冷却
は例えばオイルによって行ってもよい。陽極の電位はカ
ウンタプレート１２０および１２０′の電位により決定
され、これらカウンタプレートに対し陽極は電気的に接
続されている。
【００５７】陽極の電気的な駆動はカウンタプレート１
２０または１２０′により行われており、これらカウン
タプレート１２０または１２０′に対しそれらは電気的
に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】主放電電極の領域におけるエキシマーレーザー
の概略断面図である。
【図２】Ｘ線チューブの軸線方向の断面図である。
【図３】図２に比較して変形されたＸ線チューブの実施
例の軸線方向断面図である。
【図４】図２によるＸ線チューブの半径方向断面図であ
る。
【図５】Ｘ線チューブの実施例の半径方向断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 主放電電極 １０ａ 主放電電極 １２ 支持体 １６ 流れ部材 １６ａ 流れ部材 ３０ Ｘ線放射源 ３０ａ Ｘ線放射源 ３２ 流れ部材 ３２ａ 流れ部材 ３４ 凹部 ３４ａ 凹部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対エロージョン性の金属の主放電電極か
    らなり、その間においてレーザーガスが高速で流れてレ
    ーザーパルスからレーザーパルスまでの間に主放電電極
    間のレーザーガスを置き換え、そして少なくとも１つの
    Ｘ線放射源（３０、３０ａ）が主放電電極（１０、１０
    ａ）間のレーザーガスをプレイオン化するために設けら
    れているパルス化されたガス放電レーザーにおいて、レ
    ーザーガスの流路（１８）が流れ部材（１６、１６ａ、
    ３２、３２ａ）により少なくとも部分的に限られてお
    り、この流れ部材はＸ線放射について二次放出力を有す
    る材質からなっており、そしてこの流れ部材はその二次
    放射（４２）がプレイオン化を促進するように配置され
    ていることを特徴とするパルス化されたガス放電レーザ
    ー。
  2. 【請求項２】 主放電電極（１０、１０ａ）が主に流れ
    部材（３２、３２ａ、１６、１６ａ）内に埋設されてい
    ることを特徴とする請求項１に記載のガス放電レーザ
    ー。
  3. 【請求項３】 ２つのＸ線放射源（３０、３０ａ）が主
    放電電極（１０）の１つの近傍にそしてその両側に配設
    されていることを特徴とする請求項１に記載のガス放電
    レーザー。
  4. 【請求項４】 前記Ｘ線放射源（３０、３０ａ）が主放
    電電極（１０）の支持体（１２）内の凹部（３４、３４
    ａ）に配置されており、その凹部（３４、３４ａ）は流
    れ部材（１８）から離れた支持体（１２）の側面（４
    ４）に形成されていることを特徴とする請求項３に記載
    のガス放電レーザー。
  5. 【請求項５】 前記流れ部材（１６、１６ａ、３２、３
    ２ａ）が電気的に絶縁性のプラスチックからなってお
    り、Ｘ線放射源（３０、３０ａ）が到達しないかまたは
    弱められた強さでそれから到達されるような主放電電極
    （１０、１０ａ）間の空間（２０）の特別な領域（４
    ０）に放射するように位置されていることを特徴とする
    請求項１に記載のガス放電レーザー。
JP4129940A 1991-04-23 1992-04-23 パルス化されたガス放電レーザー Pending JPH05160491A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4113241.6 1991-04-23
DE4113241A DE4113241C2 (de) 1991-04-23 1991-04-23 Gepulster Gasentladungslaser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05160491A true JPH05160491A (ja) 1993-06-25

Family

ID=6430181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4129940A Pending JPH05160491A (ja) 1991-04-23 1992-04-23 パルス化されたガス放電レーザー

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5247534A (ja)
JP (1) JPH05160491A (ja)
DE (1) DE4113241C2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100505085B1 (ko) * 1999-12-08 2005-07-29 우시오덴키 가부시키가이샤 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5293403A (en) * 1992-09-30 1994-03-08 The Unites States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pulse discharge laser with passive arc protection
US5337330A (en) * 1992-10-09 1994-08-09 Cymer Laser Technologies Pre-ionizer for a laser
DE4401892C2 (de) * 1994-01-24 1999-06-02 Lambda Physik Forschung Elektrode für einen Gasentladungslaser und Verfahren zum Formen einer Elektrode für einen Gasentladungslaser
US5487078A (en) * 1994-03-14 1996-01-23 Board Of Trustees Of The University Of Illinois Apparatus and method for generating prompt x-radiation from gas clusters
US5719896A (en) * 1996-03-29 1998-02-17 Cymer Inc. Low cost corona pre-ionizer for a laser
US5818865A (en) * 1997-05-16 1998-10-06 Cymer, Inc. Compact excimer laser insulator with integral pre-ionizer
JP3796038B2 (ja) * 1997-11-18 2006-07-12 株式会社小松製作所 ガスレーザ発振装置
US6490307B1 (en) 1999-03-17 2002-12-03 Lambda Physik Ag Method and procedure to automatically stabilize excimer laser output parameters
US6650679B1 (en) 1999-02-10 2003-11-18 Lambda Physik Ag Preionization arrangement for gas laser
US6466599B1 (en) 1999-04-07 2002-10-15 Lambda Physik Ag Discharge unit for a high repetition rate excimer or molecular fluorine laser
US6456643B1 (en) 1999-03-31 2002-09-24 Lambda Physik Ag Surface preionization for gas lasers
US6965624B2 (en) * 1999-03-17 2005-11-15 Lambda Physik Ag Laser gas replenishment method
US6389052B2 (en) 1999-03-17 2002-05-14 Lambda Physik Ag Laser gas replenishment method
US6757315B1 (en) 1999-02-10 2004-06-29 Lambda Physik Ag Corona preionization assembly for a gas laser
US6727731B1 (en) 1999-03-12 2004-04-27 Lambda Physik Ag Energy control for an excimer or molecular fluorine laser
US7856044B2 (en) 1999-05-10 2010-12-21 Cymer, Inc. Extendable electrode for gas discharge laser
US6414979B2 (en) * 2000-06-09 2002-07-02 Cymer, Inc. Gas discharge laser with blade-dielectric electrode
US6546036B1 (en) 1999-06-08 2003-04-08 Lambda Physik Ag Roof configuration for laser discharge electrodes
US6785316B1 (en) 1999-08-17 2004-08-31 Lambda Physik Ag Excimer or molecular laser with optimized spectral purity
DE10190427T1 (de) 2000-01-25 2002-06-06 Lambda Physik Ag Energieüberwachungsvorrichtung für einen Fluormolekül-Laser
US6570901B2 (en) 2000-02-24 2003-05-27 Lambda Physik Ag Excimer or molecular fluorine laser having lengthened electrodes
US6847671B1 (en) 2000-03-29 2005-01-25 Lambda Physik Ag Blower for gas laser
WO2001084678A2 (en) 2000-04-18 2001-11-08 Lambda Physik Ag Stabilization technique for high repetition rate gas discharge lasers
US6862307B2 (en) * 2000-05-15 2005-03-01 Lambda Physik Ag Electrical excitation circuit for a pulsed gas laser
US6466602B1 (en) * 2000-06-09 2002-10-15 Cymer, Inc. Gas discharge laser long life electrodes
US7132123B2 (en) * 2000-06-09 2006-11-07 Cymer, Inc. High rep-rate laser with improved electrodes
US6690706B2 (en) * 2000-06-09 2004-02-10 Cymer, Inc. High rep-rate laser with improved electrodes
US6711202B2 (en) * 2000-06-09 2004-03-23 Cymer, Inc. Discharge laser with porous insulating layer covering anode discharge surface
US6654403B2 (en) * 2000-06-09 2003-11-25 Cymer, Inc. Flow shaping electrode with erosion pad for gas discharge laser
US6671302B2 (en) * 2000-08-11 2003-12-30 Lambda Physik Ag Device for self-initiated UV pre-ionization of a repetitively pulsed gas laser
US6608853B1 (en) * 2000-08-28 2003-08-19 Komatsu, Ltd. Discharge electrodes structure for laser apparatus and laser apparatus therewith
US6490310B1 (en) * 2000-09-11 2002-12-03 Komatsu Ltd. Laser discharge electrodes with current return plate structure
US7230965B2 (en) * 2001-02-01 2007-06-12 Cymer, Inc. Anodes for fluorine gas discharge lasers
US6998620B2 (en) * 2001-08-13 2006-02-14 Lambda Physik Ag Stable energy detector for extreme ultraviolet radiation detection
US7095774B2 (en) * 2001-09-13 2006-08-22 Cymer, Inc. Cathodes for fluorine gas discharge lasers
JP3971382B2 (ja) * 2001-09-13 2007-09-05 サイマー インコーポレイテッド 改良された電極を備える高繰返率のレーザ
US7339973B2 (en) * 2001-09-13 2008-03-04 Cymer, Inc. Electrodes for fluorine gas discharge lasers
US7671349B2 (en) * 2003-04-08 2010-03-02 Cymer, Inc. Laser produced plasma EUV light source
US7301980B2 (en) * 2002-03-22 2007-11-27 Cymer, Inc. Halogen gas discharge laser electrodes
RU2002120302A (ru) * 2002-07-31 2004-03-20 Владимир Михайлович Борисов Эксимерный лазер
US7079565B2 (en) * 2002-12-20 2006-07-18 Lambda Physik Ag Systems and methods utilizing laser discharge electrodes with ceramic spoilers
US7633989B2 (en) * 2005-06-27 2009-12-15 Cymer, Inc. High pulse repetition rate gas discharge laser
US20070071047A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Cymer, Inc. 6K pulse repetition rate and above gas discharge laser system solid state pulse power system improvements
US7706424B2 (en) * 2005-09-29 2010-04-27 Cymer, Inc. Gas discharge laser system electrodes and power supply for delivering electrical energy to same
US7655925B2 (en) * 2007-08-31 2010-02-02 Cymer, Inc. Gas management system for a laser-produced-plasma EUV light source
US7812329B2 (en) * 2007-12-14 2010-10-12 Cymer, Inc. System managing gas flow between chambers of an extreme ultraviolet (EUV) photolithography apparatus
US8519366B2 (en) * 2008-08-06 2013-08-27 Cymer, Inc. Debris protection system having a magnetic field for an EUV light source
JP5687488B2 (ja) 2010-02-22 2015-03-18 ギガフォトン株式会社 極端紫外光生成装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01151276A (ja) * 1987-12-09 1989-06-14 Toshiba Corp パルスレーザ電極
DE58901620D1 (de) * 1988-04-08 1992-07-16 Siemens Ag Plasma-roentgenroehre, insbesondere zur roentgen-vorionisierung von gaslasern, verfahren zur erzeugung von roentgenstrahlung mit einer solchen roentgenroehre und verwendung letzterer.
JPH02248094A (ja) * 1989-03-22 1990-10-03 Toshiba Corp Ｘ線予備電離パルスレーザー装置
DE3914919A1 (de) * 1989-05-06 1990-11-08 Heraeus Holding Entladungsvorrichtung
DE3930699C2 (de) * 1989-09-14 1994-02-03 Perzl Peter Vorrichtung zur Energieeinkopplung in eine durchströmte elektrische Gasentladung
US5347531A (en) * 1991-02-08 1994-09-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Transverse discharging excitation pulse laser oscillator apparatus
DE4108472C2 (de) * 1991-03-15 1995-10-05 Lambda Physik Forschung Vorrichtung zum Vorionisieren von Gas in einem gepulsten Gaslaser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100505085B1 (ko) * 1999-12-08 2005-07-29 우시오덴키 가부시키가이샤 자외선을 방출하는 가스 레이저 장치

Also Published As

Publication number Publication date
DE4113241A1 (de) 1992-10-29
DE4113241C2 (de) 1994-08-11
US5247534A (en) 1993-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05160491A (ja) パルス化されたガス放電レーザー
US5247535A (en) Apparatus for preionization of gas in a pulsed gas laser
EP0463815B1 (en) Vacuum ultraviolet light source
US5467362A (en) Pulsed gas discharge Xray laser
US5719896A (en) Low cost corona pre-ionizer for a laser
US3956712A (en) Area electron gun
US5014289A (en) Long life electrodes for large-area x-ray generators
JP2001168432A (ja) 紫外線を放出するガスレーザ装置
US4449220A (en) Apparatus and method for deposition of electrical power in an electric discharge laser
JPH02248094A (ja) Ｘ線予備電離パルスレーザー装置
KR100991995B1 (ko) 기체 방전 램프
Nath et al. Operational characteristics of a pulse-sustained dc-excited transverse-flow cw CO 2 laser of 5-kW output power
US3818375A (en) Multisided electron beam excited electrically pumped gas laser systems
US20030053593A1 (en) Capillary discharge source
KR101058068B1 (ko) 극자외선과 연질ｘ선 발생기
US4680770A (en) Dual beam gas ion laser
JP2718623B2 (ja) ガスレーザ装置
RU2380805C1 (ru) Газовый лазер с электронным пучком
JPS5949149A (ja) プラズマ陰極電子ビ−ム発生装置および方法
Sorokin Sparkless discharge in dense gases with preionization by a low-energy electron beam of a barrier open discharge
JPH11284288A (ja) 金属蒸気レーザ装置
JPH11204895A (ja) 金属蒸気レーザ装置
GB2079526A (en) Negative glow discharge laser
Terauchi et al. Compact extreme ultraviolet source by use of a discharge-produced potassium plasma for surface morphology application
Konovalov Wide-aperture electric-discharge XeCl lasers