JPH06152013A

JPH06152013A - 放電励起型レーザ

Info

Publication number: JPH06152013A
Application number: JP32627892A
Authority: JP
Inventors: Takeo Haruta; 健雄春田; Hitoshi Wakata; 仁志若田; Akihiro Suzuki; 昭弘鈴木; Tomohiro Sasagawa; 智広笹川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】電極消耗の極めて少ない長寿命な放電励起型
レーザを得ること。【構成】ガスを励起する放電部の１対の主電極１４の
内、少なくともその一方の主電極の材料が白金、金、ロ
ジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムの内のい
ずれかの金属もしくはこれらの内２つ以上の金属からな
る合金、もしくは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合
金もしくは白金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、
かつその形状が中空のボート型形状をしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレーザ装置、特に放電
励起型レーザに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６３は従来の放電励起レーザ装置の１
種であるエキシマレーザの放電部の断面構成図である。
図において、５０１ａおよび５０１ｂは１対の主電極、
５０２は主放電、５０３ａ，５０３ｂ，５０４ａ，５０
４ｂは電極に沿って複数個設置された予備電離ピン、５
０５は予備電離用のアーク放電、５０６はガス流、５０
７と５０８は共振器を構成する部分反射鏡と全反射鏡、
５０９はレーザ光である。

【０００３】次に動作を説明する。エキシマレーザは大
気圧以上の圧力で動作させるレーザであるため、単に高
電圧を主電極５０１ａと５０１ｂ間に印加しても空間的
に均一な放電は起こらず、１点でアーク放電を起こすの
みでありレーザ発振には至らない。

【０００４】そこで、まず予備電離ピン５０３ａと５０
３ｂの間、および予備電離ピン５０４ａと５０４ｂの間
でアーク放電５０５を起こす。このアーク放電５０５か
ら発生する紫外光が主電極５０１ａと５０１ｂの間のレ
ーザガスの１部を光電離し、種電子が空間に均一に生成
する。

【０００５】この状態において、主電極５０１ａと５０
１ｂの間に急峻な高電圧を印加すると、上記種電子を元
にして空間的に均一な主放電５０２が形成される。この
主放電５０２の中で発生した光は共振器５０７と５０８
との間を往復し、その間に（主放電の中を通る毎に）指
数関数的に増幅され、やがてレーザ光５０９として取り
出される。

【０００６】図６４は、例えばレーザ学会研究会報告、
ＲＴＭ−８６−２９（１９８６）に示されている他の従
来例である。図において、５１０は開孔電極、５１１は
誘電体、５１２は補助電極である。この従来例では、ま
ず、開孔電極５１０と補助電極５１２の間に電圧を印加
し、この開孔電極５１０の内部に誘電体５１１を介した
コロナ放電を発生させ、このコロナ放電からの紫外光で
主電極５０１ａと開孔電極５１０の間のレーザガスの１
部を光電離するものである。以後の動作は、先の従来例
と同様である。

【０００７】ここで、従来、主電極５０１ａ，５０１ｂ
あるいは開孔電極５１０の材料としてはニッケルやアル
ミニウムなどが用いられており、長期間動作させると、
放電場において電子やイオンが電極に衝突して電極を物
理的にスパッタしてしまう事や化学的に活性な物質が電
極を化学的にスパッタしてしまう事により、主電極が消
耗してしまう問題点があった。この結果、放電が不安定
になり、レーザ出力の低下を招いていた。

【０００８】図６５は例えば日経マイクロデバイス２月
号（１９８７年）第７７頁に開示された従来のレーザ装
置例である。図において５１５は高電圧電源、５１６は
充電用のリアクトル、５１７はリアクトル５１６に直列
に接続された充電用のコンデンサ、５１８は放電用の一
対の電極を備えた放電部、５１９はレーザビーム、５２
０は電流路、５２１は放電部５１８と並列に接続され、
コンデンサ５１７から電荷が転送されるコンデンサ、５
２２は高電圧電源５１５とコンデンサ５１７との接続点
と高電圧電源５１５の他端との間に接続された電荷転送
用の高電圧スイッチ、５２３は充電開始信号やスイッチ
ング開始信号を送出するための制御部、５２４ａ，５２
４ｂは信号を伝送するためのケーブルである。

【０００９】次に動作について説明する。図６５におい
て、高電圧スイッチ５２２がＯＦＦの状態で高電圧電源
５１５に制御部５２３より信号が入ると、先ず、高電圧
電源５１５−コンデンサ５１７−リアクトル５１６−高
電圧電源５１５の充電ループが形成されてコンデンサ５
１７が充電される。

【００１０】次いで、制御部５２３の信号により高電圧
スイッチ５２２を点弧させると、コンデンサ５１７−高
電圧スイッチ５２２−コンデンサ５２１−コンデンサ５
１７の電荷移行ループが形成されて、コンデンサ５１７
の電荷がコンデンサ５２１に移行する。これに伴い、コ
ンデンサ５２１の両端電圧、即ち、放電部５１８のなか
に設けられた一対の電極間の電圧が上昇し、コンデンサ
５２１−放電部５１８−コンデンサ５２１のループに電
流が流れて放電が生じる。この放電により放電部５１８
内のレーザガスが励起され、その際にパルス状のレーザ
ビーム５１９が発生する。

【００１１】図６６は例えば特公平２−２５６２３８号
公報に示された従来のレーザ装置としてのエキシマレー
ザ装置に用いられる放電回路を示す回路図である。図に
おいて５２５は高電圧電源、５２６は高電圧電源５２５
の一端に接続された充電用のリアクトル、５２７はリア
クトル５２６に直列に接続された充電用のコンデンサ、
５２８はコンデンサ５２７と高電圧電源５２５の他端と
の間に設けた放電用の一対の電極、５２９は一対の電極
５２８間の放電により発生したレーザビーム、５３０は
一対の電極５２８間に並列に接続された充電用のリアク
トル、５３１は一対の電極５２８間に並列に接続されコ
ンデンサ５２７から電荷が転送されるコンデンサ、５３
２はリアクトル５２６とコンデンサ５２７との接続点と
高電圧電源５２５の他端との間に接続された電荷転送用
の高電圧スイッチである。この高電圧スイッチ５３２
は、複数（図示では３個）のＦＥＴ５３３を並列にした
回路を内蔵して一体化したモジュール５３４を図示のよ
うに直並列に接続することにより構成されている。

【００１２】図６７は上記図６６の放電回路を用いたエ
キシマレーザ装置を示す斜視図である。なお、図６７で
は図６６における高電圧電源５２５、及びリアクトル５
２６，５３０は図示を省略されている。図６７におい
て、充電用のコンデンサ５２７は、導電板５３５上に複
数個設けられ一列に配されている。また箱状の導電材か
らなる容器５３８が設けられ、この容器５３８には希ガ
ス、ハロゲンガスなどの放電ガス５３９が満たされると
ともに、一対の細長い放電用の電極５２８が対向して設
けられ、その一方の電極５２８は上記導電板５３５に設
けられ、他方の電極５２８は上記容器５３８の底部に設
けられている。

【００１３】また導電板５３５の両側面にはコンデンサ
５２７より電荷が転送されるコンデンサ５３１が複数個
接続されている。高電圧スイッチ５３２は多数のモジュ
ール５３４を積層して構成されており、２つの導電板５
３６と５３７とによって保持されている。導電板５３６
はその先端部が最上段のモジュール５３４に接続され、
下端部が充電用のコンデンサ５２７に接続されている。
また導電体５３７は屈曲された形状を成し先端部が最下
段のモジュール５３４と接続されるとともに、下端部が
容器５３８及びコンデンサ５３１に接続されている。以
上の構成により、図６６と等価な放電回路が構成され
る。

【００１４】次に動作について説明する。図６６におい
て、高電圧スイッチ５３２がＯＦＦの状態で高電圧電源
５２５が投入されると、先ず、高電圧電源５２５−リア
クトル５２６−コンデンサ５２７−リアクトル５３０−
高電圧電源５２５の充電ループが形成されてコンデンサ
５２７が充電される。

【００１５】次いで高電圧スイッチ５３２が点弧する
と、コンデンサ５２７−高電圧スイッチ５３２−コンデ
ンサ５３１−コンデンサ５２７の電荷移行ループが形成
されて、コンデンサ５２７の電荷がコンデンサ５３１に
移行する。これに伴い、コンデンサ５３１の両端電圧、
即ち、一対の電極５２８間の電圧が上昇し、放電開始電
圧に達すると電極５２８間に放電が生じる。この放電に
より容器５３８内のレーザガスが励起され、その際にパ
ルス状のレーザビーム５２９が発生する。

【００１６】図６８は、上記動作時におけるレーザ装置
各部の電圧、電流波形を示している。図６８において、
（ａ）はコンデンサ５３１の両端電圧Ｖ２、（ｂ）はコ
ンデンサ５２７からコンデンサ５３１への電荷の移行に
伴う移行電流Ｉ１、（ｃ）はコンデンサ５２７の両端電
圧Ｖ１、（ｄ）は充電電圧モニタ信号、（ｅ）は過電圧
検出信号をそれぞれ表わしている。

【００１７】図６８にて時刻ｔ１以前は、高電圧スイッ
チ５３２はＯＦＦしており、高電圧電源５２５−リアク
トル５２６−コンデンサ５２７−リアクトル５３０−高
電圧電源５２５の充電ループによりコンデンサ５２７は
電圧Ｖ２はＶ₀ に充電されている。時刻ｔ１以前はコン
デンサ５２７からコンデンサ５３１への電荷の移行に伴
う移行電流Ｉは流れておらず、コンデンサ５３１の両端
電圧Ｖ２は０である。

【００１８】時刻ｔ１に高電圧スイッチ５３２を点弧さ
せると、コンデンサ５２７からコンデンサ５３１への電
荷の移行に伴う移行電流Ｉ１が流れ始め、同時にコンデ
ンサ５２７の電圧Ｖ１は下がり始め、コンデンサ５３１
には負極性の高電圧が発生する。やがてコンデンサ５３
１の電圧が電極５２８間の放電開始電圧Ｖｂに達する
と、コンデンサ５３１−電極５２８−コンデンサ５３１
の放電ループに放電電流が流れ、電極５２８間に放電が
生じる。

【００１９】レーザ装置では、動作の安定化や自動化等
の目的で各種の制御が行われている。例えば図６９には
コンデンサ５２７の充電電圧が設定値を越えるのを防ぐ
ための過電圧検出系を備えている場合を示している。こ
こで、５４０は過電圧検出回路、５４１は過電圧検出信
号を高電圧電源に伝える信号ケーブルである。

【００２０】図６９において、過電圧検出回路５４０は
コンデンサ５２７の充電電圧を常時検出しており、コン
デンサ５２７の充電電圧が設定値を越えると過電圧検出
信号を出力する。この過電圧検出信号は信号ケーブル５
４１を通じて高電圧電源５２５に入力され、この高電圧
電源５２５は過電圧検出信号を受けて充電動作を停止す
る。以上の動作により、コンデンサ５２７の充電電圧が
設定値を越え、絶縁破壊等の事故が起こるのを防ぐこと
ができる。

【００２１】ところで第１の閉ループを電流Ｉが流れる
場合、その電流により生じた磁束密度Ｂが第２の閉ルー
プを貫くと電磁誘導作用により第２の閉ループに起電力
ｅが生じ、第２の閉ループに電流ｉが流れる。例えば図
７０に示す閉ループに電流Ｉが流れる時、式１、式２に
示すアンペアの周回積分定理で決まる磁束φが生じる。

【００２２】 ∫_C Ｈ・ｄｌ＝Ｉ・・・・（１）

【００２３】 Φ＝μＨＳ＝ＢＳ・・・・（２）

【００２４】ただしＨは電流によって生じる磁界、ｄｌ
は電流Ｉの一部分の微小の長さで電流Ｉの正方向に向く
ベクトル、μは透磁率、Ｂは磁束密度である。この第１
の電流ループで生じた磁束が図７１のように第２の閉ル
ープを貫く時、第２の閉ループには式３に示す電磁誘導
則で決まる起電力ｅｅ＝−ｄΦ／ｄｔ・・・・（３）が生じ、第２の電流ループに電流ｉが流れる。このよう
に生じた第２の電流ループでの起電力ｅは、ノイズの原
因となり制御系などに悪影響を及ぼす。

【００２５】例えば、図７２に示すレーザ装置では、コ
ンデンサ５２７を充電した後、高電圧スイッチ５３２を
点弧すると、コンデンサ５２７−高電圧スイッチ５３２
−コンデンサ５３１−コンデンサ５２７の電荷移行ルー
プが形成されて、コンデンサ５２７の電荷がコンデンサ
５３１に移行する。この時、電荷の移行により生じる電
流Ｉ１は、図７２に示すように流れる。この電流Ｉ１に
より、式（１）、式（２）で決まる磁束密度Ｂが電流Ｉ
１を形成する面と垂直に生じる。このため、電流Ｉ１に
より生じた磁束密度Ｂが貫く任意の第２の導電体閉ルー
プには式（３）で決まる起電力ｅが生じ、第２の導電体
閉ループに意図しない電圧、電流が発生する。

【００２６】図７３は例えば文献（Ｃａｎ．Ｊ．Ｐｈｙ
ｓ．６３（１９８５）第２１４頁）に開示された従来の
エタロンを用いてスペクトルの狭帯域化を行なうエキシ
マレーザの構成を示す図である。図において、５４５は
レーザガスを励起し、レーザビームを発生させる放電
部、５４６は全反射鏡、５４７は部分反射鏡、５４８，
５４９は波長撰択素子として用いられているエタロンで
ある。

【００２７】次に各部の働きについて説明する。放電部
５４５にエネルギが投入されると強い光が発生する。こ
の放電部５４５をはさんで、全反射鏡５４６と部分反射
鏡５４７とからなる光共振器を構成すると、放電部５４
５より出た光は光共振器中を何度も往復するようにな
る。その際、光は放電部５４５により増幅され強いレー
ザビームとなり、このレーザビームの一部は部分反射鏡
５４７より光共振器外にとりだされる。

【００２８】５４８，５４９のエタロンは数ｎｍの広が
りを持っているエキシマレーザのスペクトルを狭くする
ための波長撰択素子として用いられている。この時、エ
タロンの傾き角は特開昭６２−２７６８８８号公報に示
されるように光共振器の反射鏡とエタロンの間で第２の
光共振器が構成され、スペクトルが広がる事を防ぐ目的
で、共振器長やビーム径との関係で制限されていた。

【００２９】図７４は例えば特開平１−１４９４９４号
公報に示された従来のガスレーザ共振器の構成図であ
る。図において、５５１はレーザガスを励起し光を発生
させる放電部、５５２は全反射鏡、５５３は部分反射
鏡、５５４は安定型共振器において、レーザ発振横モー
ドを撰択するためにおかれたアパーチャである。

【００３０】次に各部の働きについて説明する。放電部
５５１にエネルギが投入されると強い光が発生する。放
電部５５１を出た光は全反射鏡５５２と部分反射鏡５５
３からなる光共振器を往復するようになる。その際、光
は放電部５５１により増幅され、より強いレーザビーム
となり、このレーザビームの一部は部分反射鏡５５３よ
り光共振器外に取り出される。ここで、５５４，５５５
のアパーチャは開口径によってモードを撰択してレーザ
ビームの発散角を狭く制限する。

【００３１】図７５は例えば特開昭６４−４２１８８号
公報に記載された従来のガスレーザ装置の窓保護構造図
である。図において、５６１はレーザガス、５６２はチ
ャンバ、５６３ａ、５６３ｂ（総称する時は５６３）は
電極、５６４は放電、５６５はガス流、５６７はレーザ
窓、５６８はレーザビーム、５７９はガス導入パイプ、
５８０はアパーチャである。

【００３２】次に動作について説明する。ガスレーザで
はレーザガス５６１がチャンバ５６２中に充填されてい
る。このチャンバ５６２中に２つの電極５６３ａ，５６
３ｂを向かい合わせて、その電極間で放電５６４を発生
させると、レーザガス５６１が励起され、レーザビーム
５６８が発生する。このレーザビーム５６８はレーザ窓
５６７を通ってチャンバ５６２の外に放射される。

【００３３】ところで、ガスレーザを長期間使用すると
レーザ窓５６７が汚れてチャンバ５６２の外に取り出せ
るレーザビーム５６８の割合が低下するという問題が起
こる。この汚れは放電の際にガス流５６５が発生し、こ
のガス流５６５が不純物をレーザ窓５６７の表面に運ぶ
ことにより生ずる。

【００３４】そこで、従来例では複数のアパーチャ５８
０を電極５６３ａ，５６３ｂとレーザ窓５６７の間に設
け、ガス流５６５をいくらかでも遮ることによりレーザ
窓５６７の汚れを軽減する。さらに、ガス導入パイプ５
７９より不純物の少ないガスを導入してレーザ窓５６７
を保護するなどの対策が取られている。

【００３５】また、図７６は特公昭６２−４５０８４号
公報に記載されたレーザ装置で、ビームの発散角を制限
するために光軸と平行に薄い板からなるブラインド５７
１を設けたもので、５７２は全反射鏡、５７３は部分反
射鏡である。このブラインドの詳細は図７７の様になっ
ていて、鋼あるいはプラスチックからなる薄板５７１ａ
とスペーサ５７１ｂを積み重ねた構造になっている。た
だ、レーザ窓５６７ｂの外にブラインド５７１を設けて
いるのでレーザ窓の汚れを防ぐ役割はない。また、材料
が耐ガス性を考慮していないのでチャンバ中に置くこと
はできない。

【００３６】図７８はガスレーザ装置の他の窓保護構造
図を示すもので、上記図７５と同一部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。図において、５８１は放電
によって生成する音響波、５８２はレーザガス中の不純
物除去装置、５８３は筒部、５８４は循環ガス流、５８
５はガス導入パイプである。なお、レーザビーム放射動
作は前記図７５に示す場合と同じである。

【００３７】図７９は例えば特公昭６０−２６３１２号
公報に示された従来の放電励起型レーザ装置を示す構成
図である。図において５９１はレーザガス、５９２はレ
ーザビーム取り出し用の部分反射鏡、５９３は全反射
鏡、５９４はホルダ、５９５はレーザガスを充填するチ
ャンバ、５９６はレーザビーム、５９７は気体圧縮ポン
プ、５９８はフィルタ、５９９はレーザガスの流れ、６
００，６０１はパイプ、６０２ａ，６０２ｂ（総称する
時は６０２）はレーザガスを放電励起するための電極、
６０３ａ，６０３ｂ（総称する時は６０３）は電極６０
２にエネルギーを供給する導電路、６０４は励起回路で
ある。

【００３８】次の動作について説明する。チャンバ５９
５内にレーザガスを充填した後、励起回路６０４から導
電路６０３ａ，６０３ｂを通じて電極６０２ａ，６０２
ｂ間に高電圧を印加すると、電極６０２ａ，６０２ｂ間
で放電が生じる。この放電によりレーザガス５９１が励
起され、生じた光が全反射鏡５９３と部分反射鏡５９２
の間を何度か往復した後、レーザビーム５９６が部分反
射鏡５９２から得られる。

【００３９】ここでレーザガス５９１を励起するための
放電より、電極６０２の表面は次第にスパッタされ、そ
の際生じた微粉末がチャンバ５９５内に蓄積される。ま
たチャンバ５９５内にはその他種々の構成部品が含まれ
るので、必然的に塵などの不純物が多くなり、レーザ発
振動作の持続と共に、微粉末、塵などの不純物が部分反
射鏡５９２や、全反射鏡５９３の内面に付着し、レーザ
ビーム強度を減衰させる原因となっていた。

【００４０】そこで従来の装置では、部分反射鏡５９２
や全反射鏡５９３の内面に不純物の付着するのを防ぐた
めにガス清浄化装置を通したレーザガスを前記部分反射
鏡５９２の表面に吹き付けるようにしていた。例えば図
７９では、気体圧縮ポンプ５９７によりチャンバ５９５
内のレーザガスを圧縮し、パイプ６０１によりフィルタ
５９８に送る。ここでレーザガス中の塵等の不純物をフ
ィルタ５９８で捕えた後、パイプ６００によりレーザガ
スを部分反射鏡５９２を支えるホルダ５９４に導く。ホ
ルダ５９４はレーザガス吐出口付きホルダであり、チャ
ンバ５９５の側壁にかん合されている。

【００４１】また、この吐出口付きホルダ５９４には部
分反射鏡５９２がかん合されている。そして気体圧縮ポ
ンプ５９７により圧縮されたガスが吐出口付きホルダ５
９４のガス吐出口から部分反射鏡５９２の表面に吹き付
けられるようになっている。

【００４２】上述した従来の放電励起型レーザでは、放
電電極６０２と部分反射鏡５９２、あるいは放電電極６
０２と全反射鏡５９３の間に何も設けられていなかっ
た。このため放電電極６０２間に放電が発生した時、電
極間のガス膨張に伴い、電極間の塵や放電スパッタによ
り生じた微粉末が部分反射鏡５９２や全反射鏡５９３に
到来し、付着していた。これにより部分反射鏡５９２の
透過率減少や全反射鏡５９３の反射率低下が起こり、レ
ーザ出力を減衰させる問題点があった。

【００４３】この対策として本出願人は、放電電極６０
２と部分反射鏡５９２、あるいは放電電極６０２と全反
射鏡５９３の間の空間に開口部があり、レーザビームを
透過させるアパーチャをレーザビーム中に設けることを
提案している。図８０はこの例を示している。図８０に
おいて、６０５はミラーホルダ、６０６はアパーチャ、
６０７ａ，６０７ｂはボルト、６０８ａ，６０８ｂはＯ
リングである。ミラーホルダ６０５は部分反射鏡５９２
を保持し、ボルト６０７によりチャンバ５９５の端面に
取付けられている。アパーチャ６０６は中空円盤６０９
の中空部に円盤面と垂直方向に多数の薄板６１０を取付
けた構造になっている。図８０にはアパーチャ６０６が
側断面図として示されている。また図８１（ａ）と図８
１（ｂ）はそれぞれアパーチャ６０６の正面図と斜視図
である。

【００４４】図８１（ａ）に示されるようにアパーチャ
６０６の円盤６０９の周辺には取付け用の穴が設けられ
ている。図８０にてアパーチャ６０６の円盤６０９はチ
ャンバ５９５とミラーホルダ６０５の間に設置され、ボ
ルト６０７ａ，６０７ｂにより固定されている。チャン
バ５９５にはＯリング６０８ａ，６０８ｂを設けてお
り、このＯリングによりアパーチャ６０６とチャンバ５
９５、およびミラーホルダ６０５の円盤６０９との接合
部の気密を保っている。ここでアパーチャ６０６は薄板
６１０がレーザ光５９６の光軸と平行になるように設け
られており、また薄板６１０の厚みが薄いので、アパー
チャ６０６により遮られるレーザ光の割合は極めて小さ
い。また、図８２に示すように、円盤面と垂直方向に交
差する複数の薄板６１０ａ，６１０ｂを取付けた構造で
もよい。

【００４５】次に動作について説明する。チャンバ５９
５内にレーザガスを充填した後、励起回路６０４から導
電路６０３ａ，６０３ｂを通じて電極６０２ａ，６０２
ｂ間に高電圧を印加すると、電極６０２ａ，６０２ｂ間
で放電が生じる。この時、電極間のガスの膨張に伴い、
電極間の塵や放電スパッタにより生じた微分粉末が放電
空間から外側に飛散する。これらの塵や微粉末は様々な
方向に進むが、部分反射鏡５９２や全反射鏡５９３の方
向に飛んだ物のうちレーザビーム５９６の光軸と平行に
進む飛散物以外はアパーチャ６０６の薄板６１０に衝突
し、速度を失う。このようにアパーチャ６０６を設けた
ことにより、放電空間から部分反射鏡５９２や全反射鏡
５９３に到来する飛散物を減らすことができ、部分反射
鏡５９２の透過率減少や全反射鏡５９３の反射率低下を
抑えることができる。

【００４６】図８３、図８４は例えば特開平２−３９９
６号公報に記載された従来のレーザ窓部を示す図であ
り、６１１ａ，６１１ｂ（総称する時は６１１）はレー
ザ窓、６１２は窓ホルダ、６１３ａ，６１３ｂ（総称す
る時は６１３）は窓押さえ、６１４はレーザヘッド、６
１５はパッキン、６１６はレーザビーム、６１７は押さ
え枠である。

【００４７】次に動作について説明する。エキシマレー
ザやＣＯ₂ レーザなどの気体レーザはレーザヘッド６１
４の中にレーザガスを封入し、このレーザガスを放電な
どによるエネルギにより励起してレーザビーム６１６を
発生させている。発生したレーザビーム６１６はレーザ
ヘッド６１４にとりつけられたレーザ窓６１１を通って
外に放射される。

【００４８】ところが、エネルギ注入時に電極やレーザ
ヘッド内壁から不純物が発生し、この不純物とレーザビ
ームとの反応によりレーザ窓６１１の内壁に炭素や金属
となって堆積する。その結果、レーザ窓６１１の透過率
が低下して、レーザヘッド６１４の外に放射されるレー
ザビーム６１６が弱くなってしまう。

【００４９】そこで、レーザ窓を取り替える必要が生じ
るが、これらの気体レーザの特徴としてレーザヘッド６
１４の内部に外気、特に水分が混入すると、初期のレー
ザ出力が低下するばかりか動作中にレーザヘッド６１４
の内壁に吸着された不純ガスが脱着してくるため、連続
動作時におけるレーザ出力の低下が著しい。この現象を
回避するためのには、べーキングなどを念入りに行なわ
なければならなかった。

【００５０】そこで、外気の混入をなくすか、できるだ
け少なくするため、２枚のレーザ窓６１１ａ，６１１ｂ
を窓押え６１３ａ，６１３ｂを介して固定した窓ホルダ
６１２を、パッキン６１５を押し潰してレーザヘッド６
１４内を気密状態にし、レーザヘッド６１４に装着して
いる。

【００５１】レーザビーム６１６によりレーザ窓６１１
ａが汚れるが、この際、レーザ窓６１１ａと６１１ｂの
交換手順は以下のとおりである。まず、レーザヘッド６
１４の内部を（図８４において紙面左側）を大気圧にし
た後、押さえ枠６１７をゆるめ、窓ホルダ６１２を紙上
上方向にスライドさせる。レーザ窓６１１ｂがレーザビ
ーム６１６を通過させることができる位置までスライド
したら、再び押さえ枠６１７によりレーザヘッド６１４
を気密状態にする。その後レーザヘッド内のガスを交換
して発振の準備をするとともにレーザ窓６１１ａを取り
替えるかクリーニングしておくというわけである。レー
ザ窓６１１ｂを交換するときも同様である。

【００５２】図８５は例えば特開昭６１−２０３６８９
号公報に記載された従来のエキシマレーザ用窓であり、
６２１はレーザヘッド、６２２は第２のレーザ窓、６２
３は第１のレーザ窓、６２４はレーザガス室、６２５は
圧力加減室、６２６は窓枠、６２７はパッキング、６２
８は歯車、６２９はモータである。

【００５３】次に動作について説明する。エキシマレー
ザやＣＯ₂ レーザなどのガスレーザでは放電により発生
した不純なガスが発生する。これがレーザビームによっ
て分解し、レーザ窓に炭素や金属がこびりつく。その結
果、レーザ窓の透過率が低下してレーザ窓から出て行く
レーザ出力を少なくする。

【００５４】そこで、従来例ではレーザヘッド６２１に
第２のレーザ窓６２２と第１のレーザ窓６２３の２重の
窓を設けている。レーザ窓６２２はレーザガス室６２４
と圧力加減室６２５を遮るために設けられているもの
で、窓枠６２６をパッキング６２７に押しつけることに
よりレーザガスが外にもれるのを防いでいる。

【００５５】この例ではレーザ窓６２２として大型の窓
を用い、窓枠６２６の周面に設けられた歯車６２８を介
してモータ６２９で回転駆動することにより、レーザビ
ームがレーザ窓６２２を通過する箇所を替えることがで
きる。従って、炭素や金属がこびりつくのはもっぱらレ
ーザが透過した箇所だけであるから、レーザ窓６２２の
汚れた箇所をずらせて新しい箇所を利用するようにすれ
ば、すべての箇所が汚れるまでレーザを連続的に使用で
きる。

【００５６】また、圧力加減室６２５は高圧にすること
により、レーザ窓６２２を取付けた窓枠６２６をパッキ
ング６２７に押しつけるための力を発生する。従来例で
は一旦、圧力加減室６２５の圧力をレーザガス室６２４
の圧力とほぼ同じにした後、モータ６２９により歯車６
２８を介して窓枠６２６を回し、レーザビームが通過す
るレーザ窓６２２の箇所をずらせた後、再び圧力加減室
６２５の圧力を高圧にする。

【００５７】

【発明が解決しようとする課題】図６３、図６４に示す
従来の装置は以上のように構成されているので、長期間
動作させると、放電によるスパッタリング等により主電
極が消耗し、放電が不安定になる結果、レーザ出力が低
下してしまうという問題点があった。

【００５８】図６５に示す従来の装置は以上のように構
成されているので、レーザ励起回路を流れる電流が作る
磁束が外部に漏れていた。これにより、制御系などに悪
影響を及ぼす問題点があった。

【００５９】例えば、閉ループを電流が流れる場合、そ
の電流により生じる磁束Φが別の第２の閉ループを貫く
と電磁誘導作用により第２の閉ループに起電力ｅが生
じ、第２の閉ループに電流が流れる。第２の閉ループに
は前記式（３）に示す電磁誘導則で決まる起電力ｅが生
じ、第２の電流ループに電流が流れる。このように生じ
た第２の電流ループでの起電力ｅは、ノイズの原因とな
り制御系などに悪影響を及ぼす。

【００６０】従来例では高電圧電源５１５−コンデンサ
５１７−リアクトル５１６−高電圧電源５１５の充電ル
ープやコンデンサ５１７−高電圧スイッチ５２２−コン
デンサ５２１−高電圧電源５１５の電荷移行ループ、コ
ンデンサ５２１−放電部５１８−コンデンサ５２１の放
電ループ、あるいは高電圧スイッチ５２２が閉じられた
後にできる高電圧電源５１５−高電圧スイッチ５２２−
高電圧電源５１５のループなどが磁束を発生する第１の
ループとなる。

【００６１】一方、第２のループとしては制御装置５２
３から高電圧電源５１５あるいは高電圧スイッチ５２２
への信号線、高電圧電源５１５からの電力供給ライン
（あるいはアース）からなるループやあるいはレーザを
構成する金属部がたまたまループを形成し、ここに発生
した電位がアース電位を不安定にする場合がある。その
結果、低い電圧の信号を扱っている制御装置５２３など
に誤った信号が発生し誤動作の原因となる。

【００６２】また通常、高電圧電源５１５や高電圧スイ
ッチ５２２あるいは電流路には浮遊のインダクタンスが
存在し、電流変化に応じた電圧が生じている。この電圧
が信号線やアースあるいは電力供給ラインを通じて制御
装置５２３に達すると前と同じように誤動作の原因とな
る。

【００６３】図６６乃至図７２に示す従来の装置は以上
のように構成されているので、レーザ励起回路を流れる
電流が作る磁束が外部に漏れていた。これにより、上記
磁束が貫く導電体閉ループに起電力が生じ、制御装置な
どに悪影響を及ぼす問題点があった。

【００６４】例えば図６８（ｄ）は、図６９における過
電圧検出回路５４０での充電電圧モニタ信号の例であ
る。図６８（ｄ）にて、Ｖｍはコンデンサ５２７の充電
電圧が設定値を越えないか過電圧検出回路５４０でモニ
タしている充電電圧モニタ信号である。この充電電圧モ
ニタ信号Ｖｍはコンデンサ５２７の充電電圧Ｖ１を分圧
したもので、この充電電圧Ｖ１の何分の１かの値になっ
ている。図６８（ｄ）にて±Ｖｓは、過電圧検出回路５
４０における過電圧検出設定値である。過電圧検出回路
５４０では、充電電圧モニタ信号Ｖｍが±Ｖｓを越える
と過電圧検出信号Ｖｔを出力する。そしてこの過電圧検
出信号Ｖｔは信号ケーブル５４１を通じて高電圧電源５
２５に入力され、高電圧電源５２５の充電動作を停止す
る命令となる。

【００６５】図６８（ｄ）にて、制御系が正常で充電電
圧モニタ信号Ｖｍは±Ｖｓを越えていない場合は、過電
圧検出回路５４０はコンデンサ５２７の充電電圧が設定
値を越えていないと判断し、過電圧検出信号Ｖｔを出力
せず、高電圧電源５２５は通常の動作を続ける。

【００６６】ところが、従来の装置ではレーザ励起回
路、とくに高電圧スイッチ５３２を流れる電流が作る磁
束が外部に漏れていたため、過電圧検出回路５４０、過
電圧検出信号を高電圧電源５２５に伝える信号ケーブル
５４１を含む閉ループを、レーザ励起回路を流れる電流
が作る磁束の一部が貫き、この閉ループ内に起電力を発
生させていた。

【００６７】この起電力は例えば図６８（ｄ）に示すよ
うに、充電電圧モニタ信号ＶｍにノイズＶｎとして混入
する。この時、ノイズＶｎの振幅が±Ｖｓを越えると、
実際にはコンデンサ５２７の充電電圧は設定値を越えて
いないものにもかかわらず、コンデンサ５２７の充電電
圧が設定値を越えていると判断し、過電圧検出信号Ｖｔ
を出力する。これにより高電圧電源５２５は充電動作を
停止して保護状態となり、レーザ装置の動作はストップ
してしまう。このように従来の装置では、上記の様な例
をはじめとする制御系の誤動作が生じる問題点があっ
た。

【００６８】図７３に示す従来の装置は以上のように構
成されているので、パルス幅数十ｎｓの短パルスレーザ
であるため、励起開始から共振器外へ取り出されるまで
に、光は共振器内を数往復しかせず、共振器によってレ
ーザ発振横モードの撰択がなされないために、一般に２
ｍｒａｄ以上の広い発散角を持ったものとなっている。
このような広い発散角を持つ光は、レンズを用いても十
分に集光できないため、基板への穴開けなどの加工には
適さないものとなっていた。

【００６９】エキシマレーザ共振器に挿入されてよく用
いられるエタロンは、波長を選択する効果と同時に、発
散角を制限する効果も持っているが、上記従来例は波長
選択素子としてのみ用いられており、発散角を制限する
ために重要なパラメータである傾き角なども、主にスペ
クトル幅への影響を考慮して制限されており、発散角を
制限する効果は全く発揮されていなかった。また、エタ
ロンを用いたエキシマレーザでは、主に露光用に用いら
れていたため、光の干渉によるスペクトルの影響をなく
すためレーザビームの発散角は狭くするよりむしろ拡げ
る工夫がなされていることもあった。

【００７０】図７４に示す従来の装置は以上のように構
成されているので、共振器内にいくつか存在する安定な
レーザ発振横モードのうちの１つだけのモードだけを発
振させることによって高品質のレーザビームを得る技術
が用いられており、共振器内に設けられたアパーチャ
は、共振器内にいくつか存在する安定なレーザ発振横モ
ードのうちの１つを選択する目的で、最低次数のモード
のビーム径の１．１〜１．９倍の開口径に設定されてい
た。

【００７１】エキシマレーザはパルス幅数１０ｎｓのパ
ルスレーザであるため、放電部で発生した光が、部分反
射鏡から放出されるまでに、共振器内を２〜３往復しか
しない。そのためエキシマレーザの共振器は、光が共振
器内に定在波となって閉じこもり、安定なモードだけが
選択されるという連続発振レーザの共振器の果たす役割
をほとんど果たさない。

【００７２】例えば、高反射鏡と部分反射鏡の両方に平
面鏡を用いた共振器の場合、安定なレーザ発振横モード
は１つだけしか存在しない。そのモード（ＴＥＭ００）
のレーザビーム径は理論的に無限大になるので、どのよ
うな径のアパーチャを用いてもこのモードを選択できる
はずである。発散角はθ＝λ／πＷ（λは光の波長、Ｗ
はビーム径）と与えられるので、発散角はほとんど０に
なるはずである。ところがエキシマレーザの発散角は、
平面鏡を用いた共振器の場合２ｍｒａｄ程度になってい
る。

【００７３】このように、レーザ発振横モードを選択す
る目的で挿入されるアパーチャは、パルス幅が短く、モ
ードが形成される以前に発振が終了するエキシマレーザ
に対しては効果がなく、エキシマレーザを対象としたも
のではない。そのために、エキシマレーザ共振器に従来
のような開口径を持つアパーチャを用いても、単一モー
ドが選択されず、取り出されるレーザビームは広い発散
角をもったものとなることがあった。

【００７４】また、文献（Ｃａｎ．Ｊ．Ｐｈｙｓ．６３
（１９８５）第２１４頁）に示されるように、エタロ
ン、回析格子等の波長選択素子を持つ狭帯域化エキシマ
レーザの場合には、共振器内にアパーチャを持つ構成の
ものがある。これは波長選択素子の分解能が素子への入
射角によって影響を受けるため、入射角を制限して波長
選択素子の選択効率を向上させるために設けられたもの
であり、レーザビームの発散角を小さくする目的で設け
られたものではない。実際に、回析格子を用いた狭帯域
化エキシマレーザでは、アパーチャを持った構成で２ｍ
ｒａｄ以上の発散角になっている。

【００７５】さらに、特開昭６３−９１７８号公報に示
される様に、レーザガスを密封するチャンバー内の、レ
ーザビームを射出するレーザ窓付近にアパーチャを持っ
たエキシマレーザも知られているが、これは放電部から
放出される不純物粒子からレーザ窓を保護する目的で設
けられたものであり、レーザビームの発散角を制限する
ためのものではない。このように、従来のエキシマレー
ザでは、取り出されるレーザビームの発散角が広く加工
に適さないという問題点があった。

【００７６】図７５に示す従来の装置は以上のように構
成されているので、ガスレーザを長期間使用すると、レ
ーザ窓５６７が汚れてチャンバ５６２の外に取り出せる
レーザビーム５６８の割合が低下するという問題が起こ
る。この汚れは放電の際にガス流５６５が発生し、この
ガス流５６５が不純物をレーザ窓５６７の表面に運ぶこ
とにより生ずる。

【００７７】そこで、従来例では複数のアパーチャ５８
０を電極５６３とレーザ窓５６７の間に設け、ガス流５
６５をいくらかでも遮ることによりレーザ窓５６７の汚
れを軽減する。さらに、ガス導入パイプ５７９より不純
物の少ないガスを導入してレーザ窓５６７を保護するな
どの対策が取られている。

【００７８】また、図７６は特開昭６２−５０８４号公
報に記載されたレーザ装置で、ビームの発散角を制限す
るために光軸と平行に薄い板からなるブラインド５７１
を設けたものである。ブラインド５７１の詳細は図７７
の様になっていて、鋼あるいはプラスチックからなる薄
板５７１ａとスペーサ５７１ｂを積み重ねた構造になっ
ている。ただ、この装置では窓５６７ｂの外にブライン
ド５７１を設けているので窓の汚れを防ぐ役割はない。
また、材料が耐ガス性を考慮していないので、チャンバ
中に置くことはできない。

【００７９】図７８に示す従来の装置は以上のように構
成されているので、長期間使用するとレーザ窓５６７が
汚れてチャンバ５６２の外に取り出せるレーザビーム５
６８の割合が低下すると言う問題が起こる。この汚れの
原因は、（１）長期運転でレーザガス中に不純物が混ざ
り、同レーザガスがレーザ窓５６７に吹き付けられる事
によるものと、（２）放電５６４を発生させた際に、そ
の放電により音響波５８１が発生し、この音響波５８１
が放電５６４に起因するスパッタ物をレーザ窓５６７の
表面に運ぶことによるものの２つがある。

【００８０】そこで、従来例では、筒部５８３を設け、
循環ガス流５８４がレーザ窓５６７に当り難くするとと
もに、複数のアパーチャ５８０を電極５６３とレーザ窓
５６７の間に設け、放電５６４によって生成する音響波
５８１をいくらかでも遮ることにより、レーザ窓５６７
の汚れを軽減する工夫がなされている。さらにガス導入
パイプ５８５を設け、そこから不純物除去装置５８２を
経た混在不純物の少ないレーザガスを導入して、不純物
を含んだレーザガスや音響波５８１がレーザ窓５６７の
到達し難くする等の対策が取られていた。

【００８１】しかし、アパーチャ５８０はレーザビーム
５６８を取り出すため、レーザビーム５６８の口径より
も大きなビーム通過用の穴を設けてあるため、放電５６
４によって生成する音響波５８１を遮る効果に乏しく、
レーザ窓５６７の汚れも著しく改善されることはなかっ
た。また、混在不純物の少ないレーザガスを導入して音
響波５８１を押戻す点においても、導入レーザガスの量
が少ないため、十分な効果は得られていなかった。

【００８２】逆に、混在不純物の少ないレーザガスの導
入量を増そうとすると、多量のレーザガスに対応した不
純物除去装置５８２が必要となり、レーザ窓５６７の交
換よりも多額のランニングコストがかかることとなり本
末転倒の結果を招いてしまう。この結果、レーザの長期
運転時に問題となるレーザ窓の汚れを有効に防ぐことが
できなかった。

【００８３】図７９乃至図８２に示す従来の装置は以上
のように構成されているので、レーザ装置の使用ととも
にアパーチャの薄板に塵や微粉末がたまる現象がおこっ
ていた。この薄板部にたまった塵や微粉末はレーザ光路
中にあり、レーザ光を遮ったり散乱させたりしてレーザ
出力を低下させる悪影響をおよぼしていた。

【００８４】また従来のアパーチャ６０６は図８０に示
すようにチャンバ５９５に取付けられているので、アパ
ーチャ６０６にたまった塵や微粉末を取り除く時には、
ボルト６０７、ミラーホルダ６０５をはずしてアパーチ
ャ６０６を外部に取り出さなければならず、この際チャ
ンバ５９５の気密を破りチャンバ内に外気が流入してい
た。このためアパーチャ６０６にたまった塵や微粉末を
取り除く際には、チャンバ５９５内のレーザガスを捨て
なければならず、レーザガスが無駄になっていた。

【００８５】また例えばエキシマレーザのようにフッ
素、塩素などのハロゲンガスをはじめとする反応性の高
いガスをレーザガスとして用いるレーザでは、一旦チャ
ンバ内に外気を流入させると、外気中の水分等と反応し
てハロゲンガス等のレーザガス成分の減少や反応による
不純物の生成が起こり、レーザ出力の低下を引き起こし
ていた。この出力低下に対処するためには、チャンパ５
９５内で放電をさせてはレーザガスを何度も入れ替える
作業が必要で、多大なレーザガス消費および作業時間を
要求されていた。

【００８６】図８３、図８４に示す従来の装置は以上の
ように構成されているので、混入する外気を最小限にす
ることができた。しかし、図８４に示された空間６１９
ｂに残る外気はレーザヘッド内に入り、逆に空間６１９
ａにあったレーザガスは外に拡散する。レーザヘッドに
入った外気は量が少なくともレーザの特性を劣化させ
る。一方、外に漏れ出したレーザガスはレーザを操作し
ている人の健康を損なうという問題点があった。

【００８７】図８５に示す従来の装置は以上のように構
成されているので、圧力加減室という余分な部屋を設け
ることが必要であった。しかも、レーザ窓をずらす必要
が生じるたびにこの圧力加減室に高圧を発生させるため
の装置が別に必要であった。

【００８８】また、この構造でレーザガスを遮ろうとす
ると、大きなレーザ窓にかかる圧力が大きくなり、この
圧力をもたせるためにレーザ窓の厚みを厚くする必要が
あった。たとえば直径２００ｍｍのレーザ窓で４気圧を
もたせようとすると、１０から１５ｍｍの厚みが必要と
なる。一方、エキシマレーザで用いることができるレー
ザ窓の材質はＣａＦ₂ ，ＭｇＦ₂ などに限られており、
大きく厚いレーザ窓はたいへん高価である。そのため、
消耗品であるレーザ窓の価格がレーザのランニングコス
トを押し上げる要因になっていた。

【００８９】請求項１乃至請求項９の発明は上記のよう
な問題点を解消するためになされたもので、長時間動作
においても、電極消耗の極めて少ない長寿命な放電励起
型レーザを得ることを目的とする。

【００９０】請求項１０乃至請求項１４の発明は、レー
ザの励起回路を流れる電流が原因で生じるノイズが、制
御装置の誤動作を引き起さないようにすることを目的と
する。

【００９１】請求項１５乃至請求項１８の発明は、レー
ザの励起回路、特に高電圧スイッチを流れる電流が原因
で生じるノイズが、高電圧スイッチまたは励起回路の外
部に伝わるのを防止することを目的とする。

【００９２】請求項１９と請求項２０の発明は、レーザ
ビームの発散角が小さい加工に適した放電励起型レーザ
を得ることを目的とする。

【００９３】請求項２１乃至請求項２３の発明は、発散
角の小さなレーザビームを放出する放電励起型レーザを
得ることを目的とする。

【００９４】請求項２４乃至請求項２８の発明は、レー
ザ窓の汚れを有効に防ぐことを目的とする。

【００９５】請求項２９乃至請求項３５の発明は、レー
ザの出力低下を防止するとともに保守時間を短縮するこ
とを目的とする。

【００９６】請求項３６と請求項３７の発明は、レーザ
窓に起因するレーザ特性の低下、ガス漏れ等の不都合を
防止することを目的とする。

【００９７】請求項３８と請求項３９の発明は、レーザ
を長期間連続的に使用できるようにすることを目的とす
る。

【００９８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る放
電励起型レーザは、１対の主電極の内、少なくともその
一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ルテニウ
ム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金属もし
くは、これらの内２つ以上の金属からなる合金、もしく
は白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしくは白金
−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつその形状が
中空のボート型形状としたものである。

【００９９】請求項２の発明に係る放電励起型レーザ
は、中空のボート型電極の内部に熱伝導性の良い材料を
充填して放電電極を構成したものである。

【０１００】請求項３の発明に係る放電励起型レーザ
は、中空のボート型電極の内部にガスを循環するように
したものである。

【０１０１】請求項４の発明に係る放電励起型レーザ
は、中空のボート型電極に鍔を形成したものである。

【０１０２】請求項５の発明に係る放電励起型レーザ
は、中空のボート型電極の鍔と電極曲面部との接合部分
を該電極曲面部とは反極性の曲率を有する曲面としたも
のである。

【０１０３】請求項６の発明に係る放電励起型レーザ
は、１対の主電極内、少なくともその一方の主電極の材
料が白金、金、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イ
リジウムの内のいずれかの金属もしくは、これらの内２
つ以上の金属からなる合金、もしくは白金−ロジウム−
酸化ジルコニウム合金もしくは白金−ロジウム−酸化ト
リウム合金であり、かつ、光軸に直交する断面形状が円
弧形状をしており、かつ少なくとも放電に対応する部分
に複数の開孔が設けられているとともに、前記円弧形状
電極の放電面とは反対側に近接して誘電体を挟むように
補助電極を設けたものである。

【０１０４】請求項７の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電に対応する主電極の部分に設けた開孔の光軸方
向の長さを、主放電の生じる空間の光軸方向の長さより
も長くしたものである。

【０１０５】請求項８の発明に係る放電励起型レーザ
は、円弧形状電極の放電面とは反対側に沿って中空のパ
イプ形状の誘電体を配置し、このパイプ形状の誘電体内
部に補助電極を設置したものである。

【０１０６】請求項９の発明に係る放電励起型レーザ
は、ボート型形状の電極として、厚み０．１ｍｍ以上で
２ｍｍ以下の白金もしくは金、もしくは白金−ロジウム
合金あるいは０．１ｍｍ以上で１ｍｍ以下のロジウム、
ルテニウム、オスミウム、あるいは０．１ｍｍ以上で
０．５ｍｍ以下のイリジウムを用い、かつ、いずれの場
合も前記ボート型形状の電極の凹部の幅に対する深さの
比が１以下としたものである。

【０１０７】請求項１０の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧を印加するための高電圧電源と、この高電圧
電源より充電されるコンデンサと、このコンデンサの電
荷を放電させるための高電圧スイッチとを備え、制御装
置から発生された制御信号を上記高電圧電源あるいは上
記高電圧スイッチに光ファイバを用いて伝達するもので
ある。

【０１０８】請求項１１の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧を印加するための高電圧電源と、この高電圧
電源より充電されるコンデンサと、このコンデンサの電
荷を放電させるための高電圧スイッチと、上記高電圧電
源あるいは上記高電圧スイッチを制御するための信号を
発生する制御装置と、上記高電圧電源と上記高電圧スイ
ッチと上記コンデンサと上記放電部を電気的に接続する
ための電流路とアースを備え、上記のアースと上記の電
流路との接続箇所を１箇所以下にしたものである。

【０１０９】請求項１２の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧を印加するための高電圧電源と、この高電圧
電源より充電されるコンデンサと、このコンデンサの電
荷を放電させるための高電圧スイッチと、上記高電圧電
源あるいは上記高電圧スイッチを制御するための信号を
発生する制御装置と、上記高電圧電源あるいは上記の高
電圧スイッチに電力を供給するラインと、上記制御装置
に電力を供給するラインを備え、上記高電圧側の供給ラ
インと上記制御装置側の供給ラインの間にノイズを低減
するためのフィルタを備えたものである。

【０１１０】請求項１３の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧を印加するための高電圧電源と、高電圧電源
より充電されるコンデンサと、このコンデンサの電荷を
放電させるための高電圧スイッチ、上記高電圧電源ある
いは上記高電圧スイッチを制御するための信号を発生す
る制御装置を備え、上記高電圧電源と上記電圧スイッチ
の間にインダクタンスを設けたものである。

【０１１１】請求項１４の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧電源より充電されるコンデンサと、上記コン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、上
記高電圧電源あるいは上記高電圧スイッチを制御するた
めの信号を発生する制御装置とを備え、上記高電圧電源
と上記高電圧スイッチと上記放電部と上記コンデンサを
上記制御装置からシールドしたものである。

【０１１２】請求項１５の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、内
部に上記高電圧スイッチ及び該高電圧スイッチを通じて
電流が流れる導電板を包含する金属カバーを備えたもの
である。

【０１１３】請求項１６の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、内
部に上記高電圧スイッチ及び該高電圧スイッチを通じて
電流が流れる導電板を包含する金属カバーを備え、この
金属カバーの破った部分に屈曲部、または金属ハニカ
ム、または金属メッシュを設けたことものである。

【０１１４】請求項１７の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、こ
の高電圧スイッチを通じて電流が流れる導電板からなる
電流ループに直交する向きに、前記高電圧スイッチおよ
び導電板と分離した複数の導体を設け、かつ、前記導体
を互いに接続したものである。

【０１１５】請求項１８の発明に係る放電励起型レーザ
は、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、こ
の高電圧スイッチを通じて電流が流れる導電板を包含す
る金属容器を備え、この金属容器内を冷媒で満たしたも
のである。

【０１１６】請求項１９の発明に係る放電励起型レーザ
は、ビームの発散角を制限するために、光共振器内にエ
タロンを、エタロン反射面の法線と光軸のなす角θがと
なるように傾けて挿入したものである。

【０１１７】請求項２０の発明に係る放電励起型レーザ
は、光共振器内にエタロンを放電の方向に光軸に対して
傾けて挿入したものである。

【０１１８】請求項２１の発明に係る放電励起型レーザ
は、レーザビームの発散角を制限するために、光共振器
内の反射鏡近傍にレーザビームの口径を制限するアパー
チャを設けたものである。

【０１１９】請求項２２の発明に係る放電励起型レーザ
は、レーザビームの発散角を制限するために、光共振器
内の反射鏡近傍にレーザビームの口径を制限するアパー
チャを設け、このアパーチャの口径ｄをｄ＜０．００８
・Ｌとしたものである。

【０１２０】請求項２３の発明に係る放電励起型レーザ
は、レーザガスを励起し光を発生させる放電励起部の幅
Ｄと光共振器の長さＬの関係を、Ｄ＜０．００８・Ｌと
したものである。

【０１２１】請求項２４の発明に係る放電励起型レーザ
は、レーザビーム軸と平行な複数の薄板により形成され
たブラインドアパーチャを、放電部と上記レーザ窓の間
に配設したものである。

【０１２２】請求項２５の発明に係る放電励起型レーザ
は、ＮｉあるいはＡｌあるいはＰｔあるいは、これらの
合金で形成された複数の薄板をレーザビーム軸と平行に
構成されたブラインドアパーチャを、上記放電部と上記
レーザ窓の間に配設したものである。

【０１２３】請求項２６の発明に係る放電励起型レーザ
は、レーザビーム軸と平行で、かつ、多数の穴を有する
複数の薄板により構成されたブラインドアパーチャを、
上記放電部と上記レーザ窓の間に配設したものである。

【０１２４】請求項２７の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電部とレーザ窓の間に配設したアパーチャを備
え、このアパーチャと上記レーザ窓との間に該アパーチ
ャの口径よりも大きな断面積の拡大室を設けたものであ
る。

【０１２５】請求項２８の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電部とレーザ窓の間に配設したアパーチャを備
え、このアパーチャと上記レーザ窓との間に該アパーチ
ャの口径よりも大きな断面積の拡大室を設け、この拡大
室内のレーザガスを上記チャンバに戻すガス循環パスを
該拡大室に設けたものである。

【０１２６】請求項２９の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電部とレーザ窓の間のレーザビーム中に配設して
レーザビームを通過させるアパーチャを備え、このアパ
ーチャをはさんで両側にガス吹き出し部とガス吸引部を
設けたものである。

【０１２７】請求項３０の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電部とレーザ窓の間のレーザビーム中に配設して
レーザビームを通過させるアパーチャを備え、このアパ
ーチャをはさんで両側にガス吹き出し部とガス吸引部を
設け、このガス吹き出し部またはガス吸引部にガス中の
不純物除去機構を接続したものである。

【０１２８】請求項３１の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電部とレーザ窓の間のレーザビーム中に配設して
レーザビームを通過させるアパーチャを備え、このアパ
ーチャにガス吹き付け機構を設けたものである。

【０１２９】請求項３２の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電部とレーザ窓の間のレーザビーム中に配設して
レーザビームを通過させるアパーチャを備え、このアパ
ーチャを振動させる駆動部を設けたものである。

【０１３０】請求項３３の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電部とレーザ窓の間の空間にアパーチャを脱着自
在に取付け、前記アパーチャと放電空間との間に手動ま
たは自動的に開閉し放電空間の気密を保つためのバルブ
を装着したものである。

【０１３１】請求項３４の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電が生じる空間と前記レーザ窓の間の空間にアパ
ーチャを脱着自在に取付け、前記アパーチャと放電空間
との間に手動または自動的に開閉し該放電空間の気密を
保つためのバルブを装着し、前記レーザ窓とバルブの間
にガス吸気機構、あるいはガス供給機構を設けたもので
ある。

【０１３２】請求項３５の発明に係る放電励起型レーザ
は、放電が生じる空間と前記レーザ窓の間の空間にアパ
ーチャを脱着自在に取付け、前記アパーチャと放電空間
との間に手動または自動的に開閉し該放電空間の気密を
保つためのバルブが装着され、前記レーザ窓とバルブの
間に前記アパーチャあるいはミラーホルダ、あるいはチ
ャンバを加熱するヒータを設けたものである。

【０１３３】請求項３６の発明に係る放電励起型レーザ
は、複数のレーザ窓を保持するスライド可能な窓ホルダ
と、上記窓ホルダによりレーザヘッド内部を気密状態に
保つための気密手段と、上記レーザヘッドと上記レーザ
窓との間にできる複数の空間をそれぞれ排気あるいは吸
気する吸排気機構を設けたものである。

【０１３４】請求項３７の発明に係る放電励起型レーザ
は、複数のレーザ窓を保持するスライド可能な窓ホルダ
と、上記窓ホルダによりレーザヘッド内部を気密状態に
保つための気密手段と、上記レーザヘッドと上記レーザ
窓との間にできる空間を排気あるいは吸気する吸排気機
構と、上記レーザ窓を交換する際、上記レーザヘッドの
気密を保つ平坦面を上記窓ホルダに設けたものである。

【０１３５】請求項３８の発明に係る放電励起型レーザ
は、レーザ窓とは別に、レーザビームの面積の複数倍の
面積を持つレーザ窓をレーザヘッド内で上記レーザ窓の
レーザガス側に設けるとともに、上記レーザ窓を移動さ
せる移動機構を備えたものである。

【０１３６】請求項３９の発明に係る放電励起型レーザ
は、レーザ窓とは別に複数個のレーザ窓をレーザヘッド
内で上記レーザ窓のレーザガス側に設けるとともに、上
記複数のレーザ窓を順次移動させる移動機構を備えたも
のである。

【０１３７】

【作用】請求項１の発明のおける電極は、中空のボート
型電極としたことにより、消耗が少なく、ピンホールや
クラックがなく、信頼性が向上する。

【０１３８】請求項２の発明における電極は、中空のボ
ート型電極の内部に熱伝導性の良い材料を充填したこと
により、電極の温度上昇を押されることができる。

【０１３９】請求項３の発明における電極は、中空のボ
ート型電極の内部にガスを循環させることにより、電極
の冷却効果が向上する。

【０１４０】請求項４の発明における電極は、中空のボ
ート型電極に鍔を設けたことにより、電極の固定が容易
である。

【０１４１】請求項５の発明における電極は、中空のボ
ート型電極の鍔と電極曲面部との接合部分を該電極曲面
部とは反極性の曲率を有する曲面としたことにより、押
し型で電極を整形する時の凹部のストレスを著しく緩和
し、放電電極断面の製作精度を向上させることができ
る。

【０１４２】請求項６の発明における電極は、円弧形状
電極の放電面とは反射側に近接して、誘電体を挟むよう
に補助電極を設けたことにより、電極幅方向の電界緩和
をスムースに行なうことができ、より安定な放電を形成
することができる。

【０１４３】請求項７の発明に於ける電極は、放電に対
応する部分に複数の開孔を設け、この開孔の光軸方向の
長さを主放電の生ずる空間の光軸方向の長さよりも長く
したことにより、主放電部の端部で起こりがちな強いス
トリーマ放電を予備電離で緩和することができる。

【０１４４】請求項８の発明における電極は、中空のパ
イプ形状の誘電体を配置し、このパイプ形状の誘電体内
部に補助電極を設置したことにより、請求項７の発明と
同様の作用、効果が得られる。

【０１４５】請求項９の発明における電極は、ボート型
形状の凹部の幅に対する深さの比が１以下としたことに
より、所望の電極形状精度が得られる。

【０１４６】請求項１０の発明における放電励起型レー
ザは、制御装置から高電圧電源あるいは高電圧スイッチ
に信号を光ファイバを介して伝送することにより、制御
装置の誤動作の原因をなくすることができる。

【０１４７】請求項１１の発明における放電励起型レー
ザは、大電流が流れる電流路とアースとの接続をなくす
るか、１箇所のみにしたことにより、制御装置の誤動作
を防止することができる。

【０１４８】請求項１２の発明における放電励起型レー
ザは、高電圧側の電力供給ラインと制御装置の電力供給
ラインの間にフィルタを設けたことにより、高圧電源あ
るいは高電圧スイッチの回路内に生じた起電力が制御装
置に達するのを防ぐことができる。

【０１４９】請求項１３の発明における放電励起型レー
ザは、高電圧電源と高電圧スイッチの間にインダクタン
スを設けたことにより、高電圧電源や高電圧スイッチに
生じる起電力を低くすることができる。

【０１５０】請求項１４の発明における放電励起型レー
ザは、高電圧回路と制御装置の間にシールドを設けたこ
とにより、磁力線が制御装置にある第２のループを貫く
ことをなくする。

【０１５１】請求項１５の発明における放電励起型レー
ザは、レーザ励起回路に用いる高電圧スイッチと該高電
圧スイッチを通じて電流が流れる導電板の周囲に金属カ
バーを設けたことにより、前記高電圧スイッチを通じて
流れる電流が原因で生じるノイズが該高電圧スイッチや
励起回路の外部に伝わるのを防ぐことができる。これに
より、レーザ装置の制御系の誤動作を防ぐことができ
る。

【０１５２】請求項１６の発明における放電励起型レー
ザは、金属カバーの一部を破り、破った部分に屈曲部、
または金属ハニカム、または金属メッシュを設けたこと
により、この部分から冷却用の空気、水、あるいは油な
どの冷媒を通して高電圧スイッチの冷却を行なうことが
できる。

【０１５３】請求項１７の発明における放電励起型レー
ザは、レーザ励起回路に用いる高電圧スイッチと該高電
圧スイッチを通じて電流が流れる導電板の周囲に複数個
の金属板を設け、前記複数の金属板を接合導体でつない
だことにより、前記高電圧スイッチを通じて流れる電流
が原因で生じるノイズが高電圧スイッチや励起回路の外
部に伝わるのを防ぐことができる。これにより、レーザ
装置の制御系の誤動作を防ぐことができ、前記複数の金
属板の接合導体間に隙間を設けることが可能となり、こ
の隙間から冷却用の空気、水、あるいは油などの冷媒を
通して前記高電圧スイッチの冷却を行なうことができ
る。

【０１５４】請求項１８の発明における放電励起型レー
ザは、レーザ励起回路に用いる高電圧スイッチと該高電
圧スイッチを通じて電流が流れる導電板の周囲を、内部
を冷媒で満たした金属で覆ったことにより、前記高電圧
スイッチを通じて流れる電流が原因で生じるノイズが該
高電圧スイッチや励起回路の外部に伝わるのを防ぐこと
ができる。これにより、レーザ装置の制御系の誤動作を
防ぐことができ、内部を冷媒で満たした金属により該高
電圧スイッチの冷却を行なうことができる。

【０１５５】請求項１９の発明における放電励起型レー
ザは、エタロン反射面の法線と光軸のなす角θとしたエ
タロンを共振器内に挿入したことにより、エタロンがレ
ーザ光の発散角を制限する素子として働き、レーザ光の
発散角を２ｍｒａｄ以下に小さくすることができる。

【０１５６】請求項２０の発明における放電励起型レー
ザは、エタロンを放電の方向に光軸に対して傾けて共振
器内に挿入したことにより、エタロンがレーザビームの
発散角を制限する素子として働き、放電電極で光が反射
することによって、光が特に広い発散角を持つ放電方向
について、レーザビームの発散角を小さくすることがで
きる。

【０１５７】請求項２１の発明における放電励起型レー
ザは、光共振器内の反射鏡近傍にレーザビームの口径を
制限するアパーチャを設けたことにより、高品質のビー
ムを得ることができる。

【０１５８】請求項２２の発明における放電励起型レー
ザは、アパーチャの口径ｄをｄ＜０．００８・Ｌとする
ことにより、高精度での加工を可能にすることができ
る。

【０１５９】請求項２３の発明における放電励起型レー
ザは、放電部の幅ＤをＤ＜０．００８・Ｌとすることに
より、上記請求項２２の発明と同様の作用、効果が得ら
れる。

【０１６０】請求項２４の発明における放電励起型レー
ザは、レーザビーム軸と平行な複数の薄板により形成さ
れたブラインドアパーチャを、上記放電部と上記レーザ
窓の間に配設したことにより、レーザ窓の汚れを防ぎ、
レーザ窓の寿命を延ばすことができる。

【０１６１】請求項２５の発明における放電励起型レー
ザは、ブラインドアパーチャをＮｉ，Ａｌ，Ｐｔのいず
れか、これらの合金で構成したことにより、レーザガス
におかされない。

【０１６２】請求項２６の発明における放電励起型レー
ザは、ブラインドアパーチャを多数の穴を有する薄板に
より構成したことにより、ガス流を防ぐ能力が増大す
る。

【０１６３】請求項２７の発明における放電励起型レー
ザは、アパーチャとレーザ窓との間に該アパーチャの口
径よりも大きな断面積の拡大室を設けたことにより、衝
撃波を和らげ、スパッタされた物質のトラップ効果を著
しく改善できる。

【０１６４】請求項２８の発明における放電励起型レー
ザは、アパーチャとレーザ窓との間に設けた拡大室内の
レーザガスを上記チャンバに戻すガス循環パスを設けた
ことにより、レーザ窓保護の効果を著しく高めることが
できる。

【０１６５】請求項２９の発明における放電励起型レー
ザは、放電が生じる空間とレーザ窓の間のレーザビーム
中に、開口部をもちレーザビームを通過させるアパーチ
ャを設け、前記アパーチャをはさんで両側にガス吹き出
し部とガス吸引部を設けたことにより、放電時の電極間
のガスの膨張に伴い、電極間の塵や放電スパッタにより
生じた微粉末が部分反射鏡や全反射鏡に到来し、付着す
るのを防ぐとともに、前記アパーチャに微粉末が蓄積す
るのを防ぐことができる。さらにガス吸引部から前記微
粉末をチャンバ外に取り出すことができるので、チャン
バ内に微粉末が蓄積するのを防ぐことができる。これに
より放電励起型レーザの出力低下を防止するとともに保
守時間を短縮することができる。

【０１６６】請求項３０の発明における放電励起型レー
ザは、上記アパーチャをはさんで両側にガス吹き出し部
とガス吸引部を設け、前記ガス吹き出し部、またはガス
吸引部にガス中の不純物除去機構を接続したことによ
り、放電時の電極間のガスの膨張に伴い、電極間の塵や
放電スパッタにより生じた微粉末が部分反射鏡や全反射
鏡に到来し、付着するのを防ぐとともに、前記アパーチ
ャに微粉末が蓄積するのを防ぐことができる。さらにガ
ス吸引部から前記微粉末をチャンバ外に取り出すことが
できるので、チャンバ内に微粉末が蓄積するのを防ぐこ
とができ、前記ガス吹き出し部、またはガス吸引部に接
続したガス中の不純物除去機構により前記微粉末が再び
チャンバ内に戻るのを防ぐことができる。これにより放
電励起型レーザの出力低下を防止するとともに保守時間
を短縮することができる。

【０１６７】請求項３１の発明における放電励起型レー
ザは、レーザビーム中に設けたアパーチャにガスを吹き
付ける機構を設けたことにより、放電時の電極間のガス
の膨張に伴い、電極間の塵や放電スパッタにより生じた
微粉末が部分反射鏡や全反射鏡に到来し、付着するのを
防ぐとともに、前記アパーチャに微粉末が蓄積するのを
防ぐことができる。これにより放電励起型レーザの出力
低下を防止するとともに保守時間を短縮することができ
る。

【０１６８】請求項３２の発明における放電励起型レー
ザは、レーザビーム中に設けたアパーチャを振動させる
駆動部を設けたことにより、放電時の電極間のガスの膨
張に伴い、電極間の塵や放電スパッタにより生じた微粉
末が部分反射鏡や全反射鏡に到来し、付着するのを防ぐ
とともに、前記アパーチャに微粉末が蓄積するのを防ぐ
ことができる。これにより放電励起型レーザの出力低下
を防止するとともに保守時間を短縮することができる。

【０１６９】請求項３３の発明における放電励起型レー
ザは、レーザビーム中にアパーチャを脱着自在に取付
け、前記アパーチャと放電空間との間に手動または自動
的に開閉し該放電空間の気密を保つためのバルブを設け
たので、バルブを閉めてからアパーチャを取り外すこと
により、チャンバ内に外気を混入させずにアパーチャに
たまった塵や微粉末を取り除くことができる。これによ
り、レーザガスを無駄にしなくてすむ。

【０１７０】請求項３４の発明における放電励起型レー
ザは、レーザビーム中にアパーチャを脱着自在に取付
け、前記アパーチャと放電空間との間に手動または自動
的に開閉し該放電空間の気密を保つためのバルブを装着
し、レーザ窓と上記バルブの間にガス吸気機構、あるい
はガス供給機構を設けたことにより、バルブを閉めてか
らアパーチャを取り外し、チャンバ内に外気を混入させ
ずにアパーチャにたまった塵や微粉末を取り除くことが
できる。また、アパーチャの塵や微粉末を取り除き再び
該アパーチャを取り付けた時、バルブを閉めた状態でア
パーチャの真空引きをしたり、アパーチャのガスをレー
ザガスで何度か置換することができる。こうすることに
より、アパーチャ組み上げ時に外気がチャンバ内に混入
するのをより効果的に防ぐことができ、保守時間を短縮
することができる。

【０１７１】請求項３５の発明における放電励起型レー
ザは、レーザビーム中にアパーチャを脱着自在に取付
け、前記アパーチャと放電空間との間に手動または自動
的に開閉し該放電空間の気密を保つためのバルブを装着
し、レーザ窓と上記バルブの間に前記アパーチャあるい
はミラーホルダ、あるいはチャンバを加熱するヒータを
設けたことにより、バルブを閉めてからアパーチャを取
り外し、チャンバ内に外気を混入させずにアパーチャに
たまった塵や微粉末を取り除くことができる。また、ア
パーチャの塵や微粉末を取り除き再びアパーチャを取り
付けた時、バルブを閉めた状態でアパーチャあるいはミ
ラーホルダ、あるいはチャンバをヒータで加熱すること
により、アパーチャあるいはミラーホルダ、あるいはチ
ャンバに付着した水分等の不純物を除去することができ
る。こうすることによりアパーチャ組み上げ時に不純物
がチャンバ内に混入するのをより効果的に防ぐことがで
き、保守時間を短縮することができる。

【０１７２】請求項３６の発明における放電励起型レー
ザは、窓ホルダとレーザヘッド間の空間の排気吸気が可
能なようにしたので、外気がレーザヘッド内に混入した
り、レーザヘッド内のガスが漏れだして操作をしている
人の健康を害するということがなくなった。

【０１７３】請求項３７の発明のおける放電励起型レー
ザは、窓ホルダとレーザヘッドの間にすきまがないよう
にしたことにより、外気がレーザヘッド内に混入した
り、レーザヘッド内のガスが漏れだして操作をしている
人の健康を害するということがない。

【０１７４】請求項３８の発明における放電励起型レー
ザは、レーザヘッド内に広い領域を持つレーザ窓を設け
たので、このレーザ窓により圧力を保つ必要はなく薄く
て安価な材料でレーザ窓を構成できるようになる。ま
た、圧力加減室も不要になる。

【０１７５】請求項３９の発明における放電励起型レー
ザは、複数個のレーザ窓をレーザヘッド内に順次移動可
能に設けたことにより、請求項３８の発明と同一の作用
効果が得られるとともにレーザ窓の汚れを軽減すること
ができる。

【０１７６】

【実施例】

実施例１．現在まで、放電励起型レーザの電極消耗に関
して有効な材料はわかっていなかったが、図５に示す様
に、電極材料として白金、金、ロジウム、ルテニウム、
オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金属もしく
は、これらの内２つ以上の金属からなる合金、若しくは
白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしくは白金−
ロジウム−酸化トリウム合金が有効であることを見い出
した。しかし、これらの金属は高価であり、従来の電極
の様にインゴットからの削り出しで製作したのでは非現
実的な価格となってしまう。

【０１７７】一方、従来の電極の上にコートしようとす
ると、コート部の厚みとして図５のデータから見て３０
μｍ以上、望ましくは２００μｍ以上の厚みが必要であ
るのに対し、メッキでは本質的に１０μｍの厚みまでし
かコートできない。無理に厚メッキを施すとクラックが
はいってしまう。また蒸着などの手段では、ピンホール
ができ、この中にトラップされた不純物によってレーザ
ガスの劣化が起こってしまう。このため、上記の様は材
料で信頼性の高い、かつ安価な電極をつくることはでき
なかった。

【０１７８】図１はこの発明による実施例１の電極形状
を示したものである。図において、１３は放電にさらさ
れる電極表面、１４はボート型電極、１５はボート型電
極に設けられた鍔、アはボート型電極１４と鍔１５の接
合部である。材料は白金を用いており、その厚みは０．
５ｍｍである。このボート型電極１４はオス、メスの押
し型で製作し、０．５ｍｍ厚の白金板をプレス成形した
のもである。電極凹部の深さは５ｍｍに設定した。この
深さは２０ｍｍ以下にとどめるべきで、それ以上の深さ
に設定すると、白金板が延びに耐えきれず切れてしま
う。

【０１７９】この限界深さは電極形状や材料によって異
なるが、通常の放電励起型レーザにおける放電幅４〜４
０ｍｍ、ギャップ長５〜４０ｍｍに対応する電極形状
で、電極材料として白金、金、ロジウム、ルテニウム、
オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金属もしく
は、白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしくは白
金−ロジウム−酸化トリウム合金を用いた場合には、こ
の限界深さは、凹部の幅に対する深さの比が１に近いポ
イントで決められることがわかった。この比として、１
以上に成るような形状を設計した場合、いずれの場合も
電極形状精度が±２００μ以上となってしまい、電極と
して仕様出来ないか、最悪の場合は上記の様に金属材料
が延びに耐えきれずに切れてしまう事が分かった。これ
らの金属のうち２種以上の合金を用いた場合もほぼ同様
であると考えられる。

【０１８０】

【表１】

【０１８１】表１は厚みと電極放電面の面粗さとを示し
たものである。放電を電極間に均一に起こすためには、
電極長手方向の面粗さとして±２００μｍ以下であり、
できれば±１００μｍ以下が望ましい。表１から明らか
な様に実用的なボート型電極を作るためには、０．１ｍ
ｍ以上の厚みが必要である。

【０１８２】一方、厚過ぎると、プレス整形時の復元力
（プレス整形前の形状に戻ろうとする力）が強くなるた
め、設計どおりの形状をつくることができなくなってし
まう。上記材料毎に試作した結果、白金、金、白金−ロ
ジウム合金、金−ロジウム合金の場合で２ｍｍ、ロジウ
ム、ルテニウム、オスミウムの場合で１ｍｍ、イリジウ
ムの場合で０．５ｍｍが上限の厚みであった。

【０１８３】また、図１に示すようにボート型電極１４
と鍔１５の接合部アに凹部の曲率とは反対の曲率で曲面
を設けることにより、押し型で電極を整形する時の凹部
のストレスを著しく緩和し、放電電極断面の製作精度を
向上させることができる。放電を幅方向に均一に起こす
ためには、±５０μｍ以下の精度が必要である。

【０１８４】

【表２】

【０１８５】表２は白金を材料とした際に、曲率半径
０．５ｍｍの曲面、曲率半径２ｍｍの曲面、曲面を設け
なかった場合の３ケースについて、放電にさらされる電
極表面１３の製作精度を示す。この表２より、すくなく
とも０．５ｍｍ以上の曲率半径の曲面を設けた方が良い
ことがわかる。

【０１８６】ボート型電極の放電にさらされる電極表面
１３の形状としては、チャン型、ロゴスキー型あるいは
これらを基準に変形させたもの、あるいは楕円、円の一
部等を用いることができる。

【０１８７】実施例２．図２は、この発明による実施例
２の電極形状を示したもので、上記ボート型電極の内部
に銅、アルミニウムなどのように、白金、金、ロジウ
ム、ルテニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれ
かの金属もしくは、これらの内２つ以上の金属からなる
合金、等よりも熱伝導性の良い材料１６を充填する事に
より構成された電極を示している。

【０１８８】放電が不安定になり、強いストリーマが混
在した放電になると、電極表面の温度が上昇し、熱的に
電極材料である金属の表層が溶融もしくは、昇華する事
による電極の消耗が無視できなくなる。これに対して
は、出来るだけ電極の温度上昇を押さえることが有効で
ある。

【０１８９】

【表３】

【０１９０】表３は、ボート型電極材料に白金（熱伝導
率０．１７ｃａｌ／ｃｍ・℃。ｓｅｃ）を用い、その内
部にアルミニウム（熱伝導率０．５３ｃａｌ／ｃｍ・℃
・ｓｅｃ）を充填した構造にした場合の電極消耗量を示
したもので、均一なグロー状放電下では大きな差異は見
られないが、ストリーマが混在した放電下では大きな差
異が確認できる。

【０１９１】電極材料に金を用いる場合は、そもそも金
の熱伝導率が０．７１ｃａｌ／ｃｍ・℃・ｓｅｃと高い
ため、熱伝導は電極に沿って有効におこなわれるが、ボ
ート型電極１４の凹部を金属１６で充填する事により、
凹部内部におけるガス中の熱伝導を金属媒質で置き換え
られる事になり、冷却効果は著しく向上する。

【０１９２】凹部内部のガス中の熱伝導を促進する意味
で、凹部にガスが滞留しないようにガスを循環させる事
は有効である。

【０１９３】実施例３．図３はこの発明による実施例３
の電極形状を示したもので、図３（ａ）は斜視図、図３
（ｂ）は側面図である。

【０１９４】電極対の内、一方のボート型の電極１４を
開孔電極１０とした場合、従来のように平板の開孔電極
を用いる場合に比べて、電極幅方向の電界緩和をスムー
スに行なうことができ、より安定な放電を形成すること
ができる。開孔電極材料は上記した材料を用い、断面形
状は円弧型であるが、光軸方向は上記のボート型電極１
４と異なり電極長手方向の両端部は電界を徐々に緩和す
る構造になっていない。これは誘電体の設置および補助
電極との間の絶縁性を考慮したためである。

【０１９５】この電界緩和は主放電部の端で強いストリ
ーマ放電が発生する事を防ぐために行なわれている。本
実施例３では、電極長手方向の電界緩和は、もう一方の
ボート型電極１４が、その役割を担っている。ただし、
開孔部を主放電部よりも長く設けることにより、主放電
部の端部で起こりがちな強いストリーマ放電を予備電離
で緩和する工夫をしてある。

【０１９６】尚、断面形状を円弧型と記述したが、この
円弧形状は、チャン型、ロゴスキー型あるいはこれらを
基準に変形させたもの、あるいは楕円、円の一部等であ
ってよいものである。

【０１９７】図４は上記ボート型電極１４の固定構造を
示したもので、図４（ａ）は分解斜視図、図４（ｂ）は
固定状態の横断面図である。図４において、１７は取付
けネジ、１８はボート型電極１４の両側に形成された鍔
１５，１５にあけられたネジ挿通穴、１９は台座、１９
ａ，１９ａは台座１９の両側に設けたネジ穴である。

【０１９８】従って、図４（ｂ）に示すように、台座１
９にボート型電極１４を重ね合せ、取付けネジ１７を挿
通穴１８，１８に通してネジ穴１９ａ，１９ａにねじ込
んで、ボート型電極１４を台座１９に固定することがで
きる。

【０１９９】実施例４．図６はこの発明の実施例４を示
す回路図であり、以下、この発明の一実施例を図につい
て説明する。図６はこの発明をエキシマレーザに適用し
た場合の実施例を示すもので、２１は高電圧電源、２２
は充電用のリアクトル、２３はリアクトル２２に直列に
接続された充電用のコンデンサ、２４は放電用の一対の
電極を備えた放電部、２５はレーザ光、２６は電流路、
２７は放電部２４と並列に接続され、コンデンサ２３か
ら電荷が転送されるコンデンサ、２８は高電圧電源２１
とコンデンサ２３との接続点と高電圧電源２１の他端と
の間に接続された電荷転送用の高電圧スイッチ、２９は
充電開始信号やスイッチング開始信号を送るための制御
装置、３０ａ，３０ｂは信号を伝送するためのケーブ
ル、Ｅはアースである。

【０２００】次に動作について説明する。高電圧スイッ
チ２８がＯＦＦの状態で制御装置２９より充電開始指令
が高電圧電源２１に入力されると、先ず、高電圧電源２
１−リアクトル２２−コンデンサ２３−高電圧電源２１
の充電ループが形成されてコンデンサ２３が充電され
る。

【０２０１】次いで高電圧スイッチ２８が点弧すると、
コンデンサ２３−高電圧スイッチ２８−コンデンサ２７
の電荷移行ループが形成されて、コンデンサ２３の電荷
がコンデンサ２７に移行する。これに伴い、コンデンサ
２７の両端電圧、即ち、放電部２４内にある一対の電極
間の電圧が上昇し、放電開始電圧に達すると電極間に放
電が生じる。この放電により媒質が励起され、その際に
パルス状のレーザ光２５が発生する。この回路上の動作
は、図６５の従来例で述べたものと同様である。

【０２０２】このような過程で放電回路にあるループに
は大電流が流れ、磁束が発生する。この磁束が第２のル
ープを横切ると、このループに起電力が生じて誤動作の
原因となる。特に制御装置は扱う電圧が数ボルトと低い
ので、起電力により誤動作が起こりやすい。そこで第２
のループを形成する信号線を光ファイバとして電気的に
絶縁した。この結果、第２のループが形成できず、誤動
作を受けることがなくなった。

【０２０３】このように、光ファイバで第２のループを
切断すれば起電力は発生しないから第１のループをシー
ルドする必要は特になく、簡単な構成で誤動作を防ぐこ
とができる。

【０２０４】光ファイバからの信号を受けて高電圧電源
２１や高電圧スイッチ２８を動作させるためには、おの
おのの装置の中に光信号を再び電気信号に変換するため
の光電変換装置が必要となる。この光電変換装置は起電
力の影響を受けることになるが、高電圧電源２１あるい
は高電圧スイッチ２８のアースＥと電位を等しくするこ
とにより電位差を保つことができる。

【０２０５】光ファイバを用いると、高電圧電源２１や
高電圧スイッチ２８の浮遊のインダクタンスにより生じ
た電圧を絶縁する効果もある。また、磁力線の影響が小
さい場合には光ファイバではなく、信号線の両端あるい
は片方にフォトカプラを用いて絶縁してもよい。この場
合フォトカプラを駆動する電源やアースを高電圧側と制
御装置側で分ける必要がある。

【０２０６】また、上記浮遊のインダクタンスによる電
位により制御装置が誤動作することを防ぐために、大電
流が流れる電流路２６を高電圧電源２１や放電部２４の
アースから分離したので、アースに電位が生じることが
なく、制御装置を誤動作させることがない。

【０２０７】実施例５．図７はこの発明の実施例５を示
す回路図であり、アースと電流路は完全に分離するか、
図７に示すように、電流路２６は高電圧電源２１あるい
は放電部２４のいずれか１箇所だけでアースに落してお
く。電流路２６との接続が１箇所であれば、アースに電
流が流れることはなく、誤動作を生じない。

【０２０８】実施例６．図８はこの発明の実施例６を示
す回路図であり、一つの電力供給ラインから高電圧電源
２１や高電圧スイッチ２８の電力供給ライン３２ａと制
御装置の電力供給ライン３２ｂを得るために、ノイズを
吸収するためのラインフィルタ３３ａ，３３ｂを各ライ
ンあるいはいずれかのラインに挿入したものである。

【０２０９】これは、高電圧電源２１あるいは高電圧ス
イッチ２８の回路内に生じた起電力が電力供給ラインを
伝わって制御装置に達するのを防ぐものである。この場
合の起電力は供給ラインの総ての線に同じ位相で生じる
ことが多いため、フェライトコアにラインを巻き付ける
ことで対策できることが多い。

【０２１０】実施例７．図９はこの発明の実施例７を示
す回路図であり、高電圧電源２１と高電圧スイッチ２８
の間にインダクタンス３４を設けたものである。これ
は、高電圧電源２１−高電圧スイッチ２８−高電圧電源
２１のループに電流が流れる速度を遅くすることによ
り、高電圧電源２１や高電圧スイッチ２８に生じる起電
力を低くしようというものである。このインダクタンス
３４はコンデンサ２３と充電用のリアクトル２２とで決
まる時定数をレーザの発振周波数より短くし且つ高電圧
電源２１−高電圧スイッチ２８−高電圧電源２１のルー
プ時定数をコンデンサ２３−高電圧スイッチ２８−コン
デンサ２７のループ時定数より長くしておけばよい。

【０２１１】実施例８．図１０はこの発明の実施例８を
示す回路図であり、大電流が流れると予想されるところ
をシールドボックス３５で覆い、制御装置２９をこのシ
ールドボックス３５の外に設けたものである。このシー
ルドボックス３５により、磁力線が制御装置２９にある
第２のループをつらぬくことがなくなる。

【０２１２】実施例９．図１１はこの発明の実施例９を
示す回路図であり、シールドボックス３６を制御装置２
９を覆うように設けたもので、このシールドボックスお
よび図１０のシールドボックス３５は必ずしも密閉構造
になっている必要はなく、放電回路の向きから考えて制
御装置２９に磁力線が達しないよう遮っていればよい。

【０２１３】実施例１０．図１２はこの発明の実施例１
０をエキシマレーザに適用した場合を示すもので、図６
６、図６７と対応する部分には同一符号を付して説明を
省略する。図１２において、４８は高電圧スイッチ２８
を通じて電流が流れる導電板４１〜４３の周囲に設けた
金属カバーである。この金属カバー４８はネジ４９ａ〜
４９ｄにて容器４５に取付けられている。この金属カバ
ー４８と容器４５により、高電圧スイッチ２８を通じて
電流が流れる導電板４２は周囲を覆われている。

【０２１４】次に動作について説明する。まず前記図９
に示すように、高電圧スイッチ２８がＯＦＦの状態で高
電圧電源２１が投入されると、先ず高電圧電源２１−イ
ンダクタンス３４−コンデンサ２３−リアクトル２２−
高電圧電源２１の充電ループが形成されてコンデンサ２
３が充電される。次いで高電圧スイッチ２８が点弧する
と、コンデンサ２３−高電圧スイッチ２８−コンデンサ
２７の電荷移行ループが形成されて、コンデンサ２３の
電荷がコンデンサ２７に移行する。

【０２１５】これに伴い、コンデンサ２７の両端電圧、
即ち、放電部２４の中にある一対の電極間の電圧が上昇
し、放電開始電圧に達すると放電部２４に放電が生じ
る。この放電により容器１４内のレーザガスが励起さ
れ、その際にパルス状のレーザビーム２５が発生する。
この回路上の動作は、図６０の従来例で述べたものと同
様である。ここで、従来の装置では、コンデンサ２３の
電荷がコンデンサ２７に移行する際に生じる電流Ｉ１に
より生じた磁束がレーザ励起回路の外部に漏れ、前記磁
束が誘導する起電力により制御系が誤動作していた。

【０２１６】本実施例１０では、金属カバー４８と容器
４５により、高電圧スイッチ２８を通じて電流が流れる
導電板４２の周囲が覆われているので、この部分を流れ
る電流によって生じる磁束は外部に出る前に金属カバー
４８に侵入する。

【０２１７】ここで、一般に磁束はより透磁率の大きな
部分を通る性質がある。このため、前記磁束の大部分は
外部の大気よりも透磁率の大きな金属カバー４８内を通
ることになる。図１３はこの様子を図示している。図１
３は、図１２におけるコンデンサ２３−高電圧スイッチ
２８−コンデンサ２７の電荷移行ループの上から見た断
面図であり、４７はこの電流ループにより生じた磁束で
ある。

【０２１８】本実施例１０では、金属カバー４８の内部
に磁気回路が形成され、磁束４７の大部分は金属カバー
４８の外部には出ない。また金属カバー４８は金属導体
であるので、金属カバー４８により静電シールドされ
て、電気力線が外部に出ることもない。金属カバー４８
の材料には、静電シールドに対しては導電性の高い材
料、例えば、銅、アルミニウムなどが良く、磁束シール
ドに対しては、鉄、ステンレスなどの磁化しやすい材料
が良い。

【０２１９】図１４（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本実施
例における各部の電圧、電流波形図であり、図１４
（ａ）はコンデンサ２７の両端の電圧Ｖ２、図１４
（ｂ）はコンデンサ２３からコンデンサ２７への電荷の
移行に伴う移行電流Ｉ１，図１４（ｃ）はコンデンサ２
３の両端の電圧Ｖ１、図１４（ｄ）は過電圧検出回路３
４（図９参照）での充電電圧モニタ信号、図１４（ｅ）
は過電圧検出回路での過電圧検出信号を表わしている。
この図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の動作は図６８の場
合と同じである。ここで従来の装置の場合は図６８に示
すように、過電圧検出回路５４０（図６９参照）での充
電電圧モニタ信号Ｖｍに過電圧検出設定値±Ｖｓを越え
るノイズＶｎが混入し、制御系の誤動作の原因となって
いた。

【０２２０】これに対し、本実施例１０の場合は上述し
たように、高電圧スイッチ２８を流れる電流により生じ
る磁束が金属カバー４８の外部に出るのを防いでいるの
で、過電圧検出回路３４での充電電圧モニタ信号Ｖｍに
混入するノイズＶｎを過電圧検出設定値±Ｖｓより小さ
く抑えることができる。このため、図１４に示すように
充電電圧モニタ信号Ｖｍが過電圧検出設定値±Ｖｓより
小さい場合には、過電圧検出回路３４は過電圧検出信号
Ｖｔを出力せず、高電圧電源２１は通常の動作を続ける
ことができる。

【０２２１】上記実施例では、レーザ装置の制御系とし
て過電圧検出回路３４を用いた場合について述べたが、
過電流検出回路、レーザ出力一定制御回路等、その他の
制御系を用いる場合についても同様であり、上記実施例
と同様の効果を奏する。

【０２２２】また上記実施例では、金属カバー４８でレ
ーザ励起回路に用いる高電圧スイッチと該高電圧スイッ
チを通じて電流が流れる導電板を覆った場合について述
べたが、金属カバー４８で高電圧スイッチ２８を覆った
場合についても同様であり、上記実施例と同様の効果を
奏する。

【０２２３】また上記実施例では、高電圧スイッチ２８
を複数の半導体スイッチを直並列接続して構成した例を
示したが、１個の半導体スイッチあるいは複数の高速ス
イッチング素子を直列接続、または並列接続して形成し
た高電圧スイッチを用いた場合も上記実施例と同様の効
果を奏する。

【０２２４】また上記実施例では、高電圧スイッチ２８
として半導体スイッチを使用した例を示したが、サイラ
トロン等の真空管スイッチ、その他の高電圧スイッチを
用いた場合も上記実施例と同様の効果を奏する。

【０２２５】実施例１１．上記実施例１０では高電圧ス
イッチ２８と該高電圧スイッチを通じて電流が流れる導
電板４２の周囲を金属カバー４８と容器４５により完全
に覆ったものを示した。ところが完全に高電圧スイッチ
２８を封入すると、高電圧スイッチ２８の冷却の点で問
題が生じる場合がある。そこで、本実施例１１はこの問
題点を解決するために金属カバー４８の一部を破り、そ
こに屈曲部を設けたもので、この実施例１１を図１５、
図１６に示す。

【０２２６】図１５は図９におけるコンデンサ２３−高
電圧スイッチ２８−コンデンサ２７の電荷移行ループを
上からみた断面図であり、５０ａ，５０ｂはそれぞれ金
属カバー４８の一部を破りそこに設けられた屈曲部、５
１ａは屈曲部５０ａの途中に設けられた排気用のファ
ン、５１ｂは屈曲部５０ｂの途中に設けられた吸気用の
ファンである。

【０２２７】図１５の例では、金属カバー４８の一部を
破り、そこに屈曲部５０ａ，５０ｂを設けているので、
この屈曲部を冷却用の空気が通り、高電圧スイッチ２８
を冷却することができる。一方、直進性の高い電磁波は
この屈曲部５０ａ，５０ｂを通ることができない。この
ようにして本実施例１１では金属カバー４８の外部で電
磁波による制御系の誤動作が起こるのを防ぎ、かつ高電
圧スイッチ２８を冷却することができる。

【０２２８】また上記実施例では、屈曲部５０ａ，５０
ｂを設けた金属カバー４８でレーザ励起回路に用いる高
電圧スイッチ２８と前記高電圧スイッチを通じて電流が
流れる導電体４２を覆った場合について述べたが、図１
６に示すように屈曲部５０ａ，５０ｂを設けた金属カバ
ー４８で高電圧スイッチ２８のみを覆った場合も上記実
施例と同様の効果を奏する。

【０２２９】上記実施例では、金属カバー４８の一部を
破り、そこに屈曲部５０ａ，５０ｂを設けたが、この屈
曲部の代わりに、金属カバー４８を破った部分に金属メ
ッシュを用いてここで電磁波が減衰するようにしてもよ
い。図１７はこの例を示したもので、図１７にて５２
ａ，５２ｂは金属カバー４８の一部を破りその部分に取
り付けた金属メッシュである。金属メッシュ５２ａ，５
２ｂの外側にはそれぞれファン５１ａ，５１ｂを取り付
けてある。これら金属メッシュ５２ａ，５２ｂ及び、フ
ァン５１ａ，５１ｂを通じて冷却用の空気が通り、高電
圧スイッチ２８を冷却することができる。

【０２３０】上記実施例では、金属カバー４８の一部を
破り、そこに屈曲部５０ａ，５０ｂを設けたが、この屈
曲部の代わりに、金属カバー４８を破った部分に金属ハ
ニカムを用いてここで電磁波が減衰するようにしてもよ
い。図１８はこの例を示したもので、図１８にて５３
ａ，５３ｂは金属カバー４８の一部を破りその部分に取
り付けた金属ハニカムである。金属ハニカム５３ａ，５
３ｂの外側にはそれぞれファン５１ａ，５２ｂを取り付
けてある。これら金属ハニカム５３ａ，５３ｂ及びファ
ン５１ａ，５１ｂを通じて冷却用の空気が通り、高電圧
スイッチ２８を冷却することができる。

【０２３１】上記実施例では高電圧スイッチ２８を空気
で冷やす例を示したが、金属カバー４８、及び屈曲部５
０ａ，５０ｂに水、油などの冷媒を通してもよく、上記
の各実施例と同様の効果を奏する。

【０２３２】実施例１２．図１９のような平板状の高電
圧スイッチ２８は電流帰還導板と一組になってループを
形成している。この場合、磁力線の方向はこのループに
対してほぼ一方向に出現する。そこで、図２０に示すよ
うに、高電圧スイッチ２８の両端に磁力線の方向を遮る
ように電磁シールド５４ａ，５４ｂを設け、２つの電磁
シールドを接合金属５５でつなぐことによって磁気回路
を形成する。その結果、ほとんどの磁力線はこの磁気回
路の中を通り外部に漏れない。このような構成の場合、
接合金属５５にすきまを設けることが可能になり、この
隙間から高電圧スイッチ２８を冷却することができる。

【０２３３】実施例１３．図２１は実施例１３を示すも
のである。上記実施例１１では高電圧スイッチ２８と該
高電圧スイッチを通じて電流が流れる導電板４２の周囲
を金属カバー４８と容器４５により完全に覆ったものを
示した。ところが完全に高電圧スイッチ２８を封入する
と、高電圧スイッチ２８の冷却の点で問題が生じる場合
がある。本実施例はこの問題点を解決するためのもの
で、図２１において、５６は内部に空洞をもつ金属カバ
ー、５７は金属カバー５６内部の空洞部に注入された冷
媒である。

【０２３４】図２１の実施例では高電圧スイッチ２８を
覆う金属カバー５６の内部に空洞を設け、内部に冷媒５
７を満たしているので、高電圧スイッチ２８で発生する
熱を前記金属カバー５６を通じてとることができる。こ
こで高電圧スイッチ２８の周囲にファンを設け、高電圧
スイッチ２８の周囲の空気を金属カバー５６の内面に送
るようにすると、冷却効果はより一層高まる。また金属
カバー５６に冷媒出入り口を設け、冷媒５７を外部に設
けた熱交換器で冷却しながら、熱交換器−金属カバー５
６間を循環させてもよい。

【０２３５】図２２のように高電圧スイッチ２８を電磁
シールド２２１により密閉構造にするとともに、磁気シ
ールド２２１内を冷媒２２２で満たす構成にしてもよ
い。さらに、この冷媒２２２の温度を外部で取るために
熱交換器２２３を設けると、冷媒効果はより一層高ま
る。電磁シールド２２１は熱の良導体で構成するのがよ
い。電磁シールド２２１内に冷媒２２２を攪拌するため
の機構を設ければさらに効率よく熱を奪うことができ
る。

【０２３６】実施例１４．図２３はこの発明の実施例１
４によるエキシマレーザの構成を示す図である。図にお
いて、６１はレーザガスを励起して光を発生させる放電
部、６２は全反射鏡、６３は部分反射鏡、６４は発散角
を制限する素子として用いられているエタロンである。

【０２３７】次に各部の動作について説明する。放電部
６１にエネルギーが投入されると、強い光が発生する。
この放電部６１をはさんで、全反射鏡６２と部分反射鏡
６３とからなる光共振器を構成すると、放電部６１より
出た光は共振器中を何度も往復するようになる。その
際、光は放電部６１により増幅され強いレーザビームと
なる。このレーザビームの一部は部分反射鏡６３より光
共振器外に取り出される。このとき、エタロン６４は発
散角を制限する素子としてはたらき、レーザビームが共
振器を往復しながら、エタロンを通過する度に大きな発
散角を持った成分が切り取られて、小さな発散角を持つ
レーザビームが取り出される。

【０２３８】エタロン６４は、ギャップ間隔１、面反射
率Ｒ、ギャップ間の屈曲率ｎ、入射角θ、光の波長λと
すると、「文献（ＡＭＮＯＮＹＡＲＩＶ光エレクト
ロニクスの基礎（１９８８）第１００−１０３頁）」に
示されたように

【０２３９】Ｔ＝（１−Ｒ）² ／（１−Ｒ）² ＋４Ｒｓｉｎ² （δ／２）・・・・（４）

【０２４０】 δ＝４πｎｌｃｏｓθ／λ ・・・・（５）

【０２４１】の様な透過率Ｔを持っている。δがδ＝２
ｍπ（ｍは任意の整数）となっているときに透過率は１
となり、δの値がこの条件からずれると透過率が下が
る。ここでエタロン６４への入射角θを大きくしていく
と（エタロンの傾き角を大きくすることに相当する）δ
の波長に対する変化率

【０２４２】 ∂δ／∂λ＝４πｎｌｃｏｓθ／λ² ・・・・（６）

【０２４３】は絶対値が次第に小さくなっていくのに対
し、δの入射角に対する変化率

【０２４４】 ∂δ／∂θ＝４πｎｌｃｏｓθ／λ ・・・・（７）

【０２４５】は絶対値が次第に大きくなる。つまり入射
角θ（エタロン傾き角）が大きくなると、波長がわずか
に変化しても、δがほとんど変化しないため、光の透過
率がほとんど変わらなくなるのに対して、入射角θがエ
タロンを通過する光がある程度の発散角を持つことなど
によってわずかに変化したときには、δが大きく変化し
て透過率も大きく変化することになる。エタロン傾き角
を大きくするほど波長に対する分解能は低下し、入射角
に対する分解能は向上することがわかる。

【０２４６】図２４にギャップ間隔１＝５００μｍのエ
タロンを、波長λ＝２４８ｎｍの光が垂直に入射したと
き最大の透過率になるように設定したときの、波長λ、
入射角θに対するエタロン６４の透過率の変化を示す。
図において、色の薄いところが透過率の高い領域であ
る。図２４のＡの領域は、入射角θが小さい、つまり、
エタロン傾き角が小さい領域であり、波長λに対する分
解能が良く、入射角θに対する分解能が悪くなってい
る。エタロン６４を波長撰択素子として用いる時はこの
領域で用いられる。それに対してＢの領域は、エタロン
傾き角が大きな領域であり、波長λに対する分解能は低
いが入射角θに対する分解能は高くなっている。

【０２４７】これまでエキシマレーザでは、エタロン６
４は波長撰択素子として用いられていたので、エタロン
傾き角はそれほど大きくとる事なく、波長λに対する分
解能が良く、入射角θに対する分解能が悪い、入射角θ
の小さな設定で用いられてきた。

【０２４８】ここでは、入射角θを十分大きく設定し
て、エタロン６４を共振器内に挿入することにより、発
散角の大きな光がエタロン６４を通過する際、大きな発
散角をもつ成分がエタロン６４によって通過できなくな
り、十分に発散角の狭い光だけをとり出すことができ
る。

【０２４９】エタロン６４の透過率が０．５となるよう
な発散角Φは上記の透過率の式より

【０２５０】

【数１】

【０２５１】の様に表すことができる。エキシマレーザ
の発散角は普通２ｍｒａｄ程度なので、Φは２ｍｒａｄ
以下にすれば発散角を制限する効果をエタロン６４にも
たせることができる。このことからθは

【０２５２】

【数２】

【０２５３】を満たすように設定すれば、レーザ光の発
散角を小さくできる。

【０２５４】実施例１５．図２５はこの発明の実施例１
５によるエキシマレーザの構成を示す図である。エタロ
ン６４を十分に傾けて共振器に挿入しても傾き方向と垂
直の方向には発散角を制限する効果はほとんどない。一
方エキシマレーザでは放電のための金属製の電極６６に
共振器を往復する光が当って反射するため、放電方向は
それと垂直な方向と比較して、２倍程度発散角が大きく
なっている。

【０２５５】このことから、エタロン６４によって発散
角を制限する効果のあるエタロン６４の傾き方向を、発
散角のより大きな放電方向と一致させることによって、
効果的に発散角を制限することができる。また、エタロ
ン６４を挿入する位置は共振器内のどこでもよい。

【０２５６】実施例１６．図２６はこの発明の実施例１
６によるエキシマレーザの構成を示す図であり、上記図
２５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。

【０２５７】以下、図２６の各部の動作について説明す
る。放電部６１にエネルギーが投入されると強い光が発
生する。放電部６１を出た光は全反射鏡６２と部分反射
鏡６３からなる光共振器を往復するようになる。その
際、光は放電部６１により増幅され、より強いレーザビ
ームとなる。このレーザビームの一部は部分反射鏡６３
より光共振器外に取り出される。この際、アパーチャ６
５によって大きな発散角成分がカットされる。

【０２５８】ここで、安定型共振器の中で発散角をもっ
とも小さくできる反射鏡に平面鏡を用いた共振器を考え
る。はじめに放電部６１から放出される光はすべての方
向に放出されるが、全反射鏡６２と部分反射鏡６３で反
射されて再び放電部６１を通過する光だけが増幅されレ
ーザビームとなる。ここで、図２７に示すように、共振
器内にアパーチャ６５がある時は、さらにアパーチャ６
５によってレーザビームの進む方向が限定される。部分
反射鏡６３から取り出されるレーザビームの発散角は最
後に通過したアパーチャ６５によって決まり、はじめに
光が放出された位置から最後のアパーチャ６５を見た時
の見込み角がレーザビームの発散角Φになる。このた
め、共振器から取り出されるレーザビームの発散角Φ
は、共振器長Ｌ、取り出されるまでの共振器往復回数
ｎ、共振器内のアパーチャ６５の口径ｄから

【０２５９】 Φ＝２ａｒｃｔａｎ（１／２ｄ／（２ｎＬ））〜ｄ／（２ｎＬ）…（10）

【０２６０】の様になる。エキシマレーザでは共振器２
往復程度でレーザビームが取り出されるので、共振器往
復回数ｎを２往復とすると、安定型共振器で発散角Φの
レーザビームを得るには

【０２６１】ｄ＜４ＬΦ ・・・・（11）

【０２６２】の様な口径のアパーチャ６５を用いれば良
い。

【０２６３】実施例１７．図２８はこの発明の実施例１
７によるエキシマレーザの構成を示す図であり、高密度
基板の穴開け加工等では、直径０．１ｍｍ以下の穴をあ
けることが要求されている。レーザビームを集光したと
きの集光径Ｄはレーザビームの発散角Φと集光レンズの
焦点距離Ｆによって次の様に決まる。

【０２６４】Ｄ＝Ｆ・ｓｉｎ（Φ）・・・・（12）

【０２６５】集光レンズの焦点距離Ｆを小さくすれば集
光径Ｄは小さくなるが、焦点距離の短いレンズは収差が
大きくなることから、実用的には焦点距離Ｆが５０ｍｍ
よりも小さいレンズは用いることができない。焦点距離
５０ｍｍのレンズで０．１ｍｍの集光径に集光するため
にはレーザビームの発散θは２ｍｒａｄ以下でなければ
ならない。

【０２６６】発散角Φを２ｍｒａｄとすると、アパーチ
ャ６５の口径ｄはｄ＝０．００８／Ｌとなる。そのた
め、加工用エキシマレーザではアパーチャ６５の口径ｄ
は０．００８・Ｌ以下に設定しなければならない。

【０２６７】実施例１８．図２９はこの発明の実施例１
８によるエキシマレーザの構成を示す図である。放電部
６１では、放電部６１の外を通る光は増幅されないため
に、放電部６１の幅を制限することによって、アパーチ
ャ６５を挿入した時と同様にビーム幅を制限することが
できる。そのため、放電部幅Ｄを０．００８・Ｌ以下に
設定することによって、口径ｄが０．００８・Ｌ以下の
アパーチャ６５を挿入したのと同様な効果を得ることが
でき、レーザビームの発散角を２ｍｒａｄ以下にするこ
とができる。

【０２６８】実施例１９．図３０はこの発明の実施例１
９を示す図であり、図３０において、７１はレーザガ
ス、７２はチャンバ、７３ａ，７３ｂ（総称して７３と
称す）は電極、７４は放電部、７５はガス流、７７はレ
ーザ窓、７８レーザビーム、７９はガスパイプ、８０は
ブラインドアパーチャである。

【０２６９】次に動作について説明する。ガスレーザで
はレーザガス７１がチャンバ７２中に充填されている。
このチャンバ７２中に２つの電極７３ａ，７３ｂを向か
い合わせて、その電極間で放電７４を発生させると、レ
ーザガス７１が励起され、レーザビーム７８が発生す
る。このレーザビーム７８はレーザ窓７７を通ってチャ
ンバ７２の外に放射される。

【０２７０】ところで、ガスレーザを長期間使用する
と、レーザ窓７７が汚れてチャンバ７２の外に取り出せ
るレーザビーム７８の割合が低下するという問題が起こ
る。この汚れは放電の際にガス流７５が発生し、このガ
ス流７５が不純物をレーザ窓７７の表面に運ぶことによ
り生ずる。

【０２７１】このガス流は特に指向性があるわけではな
く、広がりながらレーザ窓７７に達する。一方、レーザ
ビーム７８はせいぜい２ｍｒａｄの広がりしかなく、ほ
ぼ光軸に平行なままレーザ窓７７に達する。そこで、薄
い板を光軸に平行に積み重ねてブラインドアパーチャ８
０を設けると、レーザビーム７８はほとんど通すがガス
流７５は通さないようにすることができる。レーザビー
ム７８の一部は薄い板により遮られるが、板厚を例えば
１００μｍ程度にすれば１ないし２ｃｍの大きさをもつ
レーザビーム７８に対してブラインドアパーチャ８０に
より失われるエネルギーはわずかである。このブライン
ドアパーチャ８０を放電部７４とレーザ窓７７の間に配
置すればよい。

【０２７２】ブラインドアパーチャ８０はレーザガス７
１中に配置されるので、レーザガスにおかされない材料
であることが必要である。例えば、Ｎｉ，Ａｌ，Ｐｔ，
あるいはＮｉ合金の薄い板あるいはアルミナなどのセラ
ミック、あるいは合成石英、ＣａＦ₂ ，ＭｇＦ₂ などの
材料を用いる。あるいは不純物の主な成分である金属粉
を除くためシート状の磁石を用いてもよい。この場合は
フッ化ニッケルあるいはフッ化マグネシウムのコーティ
ングを施したほうがよい。

【０２７３】また、レーザビームの鏡面反射を防ぐため
に薄い板の表面を荒い面にするか図３１のように多数の
穴８０ａをあけてもよい。穴をあけるとガス流７５を防
ぐ能力を増すこともできる。

【０２７４】さらに、図３２のように薄い板を積み重ね
る際に仕切り板８０ｂを設けてもよい。このようにすれ
ば紙面内に広がるガス流も紙面に垂直に広がるガス流も
同時に遮ることができる。また、断面形状がハニカム状
にしてもよい。いずれにしてもブラインドアパーチャ８
０の壁が光軸と平行になるようにすればよい。

【０２７５】あるいは図３３のように短冊状の薄板８０
ｃを互いに並べてもよい。薄板８０ｃのすきま８０ｄよ
りガス流がもれるため、レーザ窓まで達する不純物を少
なくすることができる。また、図３４のように従来のア
パーチャ５８０と併用してもよい。

【０２７６】さらに、図３０のようにガスパイプ７９を
用いて、清浄なガスをレーザ窓７７側から導入すれば、
レーザ窓の保護にはより効果がある。

【０２７７】実施例２０．図３５はこの発明の実施例２
０を示す図であり、上記図３０と同一部分には同一符号
を付して重複説明を省略する。８１はアパーチャ、８２
は拡大室である。

【０２７８】次に動作を説明する。放電部７４によって
生成したガス流７５の一部はアパーチャ８１を通り抜け
て、流速は数十〜２００ｍ／ｓで筒部８３をレーザ窓７
７方向に伝搬していく。しかし、拡大室８２に入った所
で断面積の増加により流速が弱められる。ところで、通
常アパーチャ８１の口径はレーザビーム７８を通す程の
大きさに設定されており、例えば２０ｍｍ×１０ｍｍ程
である。

【０２７９】一方、不純物除去機構８５からガスパイプ
７９を通じて導入される混在不純物の少ないレーザガス
の量は通常１０Ｌ／ｍｉｎ程度であり、上記の口径から
換算すると、８０ｍ／ｓ程度の流速のガス流で逆方向に
押し戻そうとしていることになる。

【０２８０】拡大室８２の断面積を１００ｍｍ×１００
ｍｍに取ったとすると、放電部７４によって生成したガ
ス流７５の流速は数〜４０ｍ／ｓに低減されることにな
り、その一部がアパーチャ８１を通ってレーザ窓方向へ
向かおうとするが、上記の流速の比較から、不純物除去
機構８５を経た混在不純物の少ないレーザガスによって
十分に押し戻すことが可能となる。

【０２８１】さらに、図３６に示す様に、拡大室８２内
のガス抜き部材８６を該拡大室とチャンバ７２を連通し
て設け、押戻したガス流を上記ガス抜き部材８６を介し
てチャンバ７２内に戻すようにしてもよい。

【０２８２】実施例２１．図３７はこの発明の実施例２
１を示す図であり、図３７において、９１はミラーホル
ダ９５内にガスを導入するガス吹き出し部としてのガス
導入パイプ、９９はチャンバ７２からガスを外部に出す
ガス吸引部としてのガス排出パイプである。

【０２８３】次に動作について説明する。前述したよう
にレーザガスを充填したチャンバ７２内に電極７３ａ，
７３ｂを配置した放電励起型レーザでは、電極７３ａ，
７３ｂ間に放電を生じさせることによってレーザガス７
１を励起し、レーザビーム７８を得る。この時、電極間
のガスの膨張に伴い、電極間の塵や放電スパッタにより
生じた微粉末が放電空間から外側に飛散する。これらの
塵や微粉末は様々な方向に進むが、例えば前記図２６に
示す全反射鏡６２や部分反射鏡６３の方向に飛んだ物の
うち、レーザビーム７８の光軸と平行に進む飛散物以外
はアパーチャ９６の薄板に衝突し、速度を失う。従来の
装置ではこのようにレーザ装置の使用とともにアパーチ
ャ９６の薄板に塵や微粉末がたまる現象がおこってい
た。

【０２８４】本実施例は、前記アパーチャ９６をはさん
で両側にガス吹き出し部とガス吸引部を設けたものであ
る。図３７にてガス導入パイプ９１を通じてレーザガス
をミラーホルダ９５内に導入する。これによりガス導入
パイプ９１からアパーチャ９６を通って放電部７４に向
かうガス流が生じる。このガス流により、アパーチャ９
６上の塵や微粉末は吹き飛ばされて放電部７４の方向に
向かう。ここで本実施例では、アパーチャ９６をはさん
でガス吹き出し部と反射側にガス吸引部９９を設けてい
るので、アパーチャ９６上から吹き飛ばされた塵や微粉
末を含むレーザガスは放電部７４には至らず吸引部９９
に吸い込まれる。

【０２８５】以上のようにして、アパーチャ９６上から
塵や微粉末を除去し、前記塵や微粉末がレーザ光を遮っ
たり散乱させてレーザ出力が低下するのを防ぐことがで
きる。それとともに、アパーチャ９６上から吹き飛ばさ
れた塵や微粉末が放電部７４に至ってレーザ励起用放電
に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。

【０２８６】上記実施例では、アパーチャ９６として図
８１（ａ）に正面図を示したように、中空の円盤の中空
部に円盤面と垂直方向に平行に薄板を取付けた構造にな
っている物を用いたが、図８２に正面図を示すように中
空の円盤の中空部に円盤面と垂直方向に交差する複数の
薄板を取付けた構造になっている物を用いても同様の効
果を奏する。

【０２８７】実施例２２．図３８はこの発明の実施例２
２を示す図である。実施例２１に述べた放電励起型レー
ザでは、アパーチャ９６上から吹き飛ばされた塵や微粉
末の処理は行なっていない。このため吹き飛ばされた塵
や微粉末はチャンバ７２内に残り、再びアパーチャ９
６、部分反射鏡６２の方向に飛来する可能性がある。ま
たチャンバ７２内に残った塵や微粉末はレーザ励起用の
放電を不安定にする要因ともなり、レーザ動作に悪影響
を及ぼす可能性がある。

【０２８８】この問題を解決するために本実施例は、ア
パーチャ９６をはさんで両側にガス吹き出し部１０１と
ガス吸引部１０２を設け、ガス吹き出し部１０１とガス
吸引部１０２とを接続するパイプ１０３の途中にガス再
生器１０４、フィルタ１０５、ポンプ１０６を設けたも
のである。

【０２８９】次に動作について説明する。ガス吹き出し
部１０１から吹き出したレーザガスは、アパーチャ９６
上の塵や微粉末を吹き飛ばして放電部７４の方向に向わ
せる。ここでアパーチャ９６をはさんでガス吹き出し部
１０１と反対側にガス吸引部１０２を設けているので、
アパーチャ９６上から吹き飛ばされた塵や微粉末を含む
レーザガスは放電部７４には至らず吸引部１０２に吸い
込まれる。吸引部１０２にはパイプ１０３を通じてガス
再生器１０４に接続されており、このガス再生器１０４
において、吸引されたレーザガス中のレーザ発振に寄与
しない不純ガスが取り除かれる。さらに吸引されたレー
ザガスは次段のフィルタ１０５に導かれる。フィルタ１
０５にてレーザガス中の塵や微粉末は除去され、ポンプ
１０６により再びガス吹き出し部１０１に送り出され
る。

【０２９０】以上のように本実施例２２によれば、アパ
ーチャ９６上から吹き飛ばされた塵や微粉末を除去する
ことができ、前記塵や微粉末がチャンバ７２内に残って
再びアパーチャ９６、部分反射鏡６２の方向に飛来した
り、レーザ励起用の放電を不安定にすることを防ぐこと
ができる。なお上記実施例ではガス再生器１０４とフィ
ルタ１０５を用いる例について述べたが、フィルタ１０
５のみを用いてもよい。

【０２９１】実施例２３．図３９はこの発明の実施例２
３を示す図である。本実施例は前記実施例２２の構成に
おいて、アパーチャ９６と放電部７４の間のチャンバ内
面にガス流制御板１１０を取付けたもので、この場合、
ガス流制御板１１０がレーザ光を遮られないように該ガ
ス流制御板の高さを調整しておくことが必要である。

【０２９２】図３９の構成においては、ガス吹き出し部
１０１から吹き出しガスは、アパーチャ９６上の塵や微
粉末を吹き飛ばして放電部７４の方向に向かう。その途
中でこのガス流制御板１１０に当り、吹き飛ばされてき
た塵や微粉末は速度を失い、吸引部１０２に吸い込まれ
てチャンバ外に出される。このようにして、ガス流制御
板１１０を設けることにより、より効果的にレーザガス
中に塵や微粉末を除去することができる。

【０２９３】実施例２４．図４０はこの発明の実施例２
４を示す図である。図４０において、９１ａ，９１ｂは
それぞれミラーホルダ９５に取付けられ、アパーチャ９
６に吹き付けるガスをミラーホルダ９５内に導入するガ
ス導入パイプ、９５ａ〜９５ｇはそれぞれミラーホルダ
９５内部に設けられたガス吹き付け用の穴である。

【０２９４】本実施例では、アパーチャ９６に対するガ
スを吹き付ける機構を設け、アパーチャ９６に塵や微粉
末がたまるのを防いでいる。ガス導入パイプ９１ａ，９
１ｂを通じてレーザガスをミラーホルダ９５内に導入す
る。図４０に示す例ではミラーホルダ９５内に複数個の
ガス吹き付け用の穴９５ａ〜９５ｇが設けられており、
これらの穴により導入されたガスはアパーチャ９６の各
部分にわたって吹き付けられるように方向付けられる。

【０２９５】また、図４０に示す実施例ではアパーチャ
９６の薄板の一部が吹き付けガスの流れを妨げないよう
に、各薄板の長さを調整してある。以上のようにしてア
パーチャ９６の各部分にガスが吹き付けられ、アパーチ
ャ９６上の塵や微粉末は吹き飛ばされる。このようにし
て、薄板部にたまった塵や微粉末がレーザビームを遮っ
たり散乱させてレーザ出力を低下させることを防ぐこと
ができる。

【０２９６】実施例２５．なお上記実施例２５では、ミ
ラーホルダ９５内に複数個のガス吹き付け用の穴９５ａ
〜９５ｇを設けたものを示したが、ミラーホルダ９５内
にアパーチャ９６にガスを吹き付けるためのガス導入路
１０７ａ，１０７ｂを設けてもよい。その実施例を図４
１に示す。

【０２９７】図４１において、１０７はミラーホルダ９
５内に設けたガス導入路であり、その出口はアパーチャ
９６に向いている。ガス導入パイプ９１ａ，９１ｂを通
じて導入されたレーザガスは、ガス導入路１０７ａ，１
０７ｂでアパーチャ９６の各部分にわたって吹き付けら
れるように方向付けられる。このようにしてアパーチャ
９６の各部分にガスが吹き付けられ、アパーチャ９６上
の塵や微粉末は吹き飛ばされる。以上のようにして、薄
板部にたまった塵や微粉末がレーザ光を遮ったり散乱さ
せてレーザ出力を低下させることを防ぐことができる。

【０２９８】実施例２６．なお上記実施例２６では、ミ
ラーホルダ９５内に複数個のガス吹き付け用の穴９５ａ
〜９５ｇを設けたものを示したが、ガス導入パイプ９１
ａ，９１ｂの出口にガス流分岐板を設けても同様の効果
を奏する。その実施例を図４２に示す。

【０２９９】図４２において、１０８ａ，１０８ｂはガ
ス導入パイプ９１ａ，９１ｂの出口に対向して、ミラー
ホルダ９５内に設けたガス流分岐板である。ガス導入パ
イプ９１ａ，９１ｂを通じて導入されたレーザガス流
は、ガス流分岐板１０８ａ，１０８ｂでアパーチャ９６
の各部分にわたって吹き付けられるように分岐される。
このようにしてアパーチャ９６の各部分にガスが吹き付
けられ、アパーチャ９６上の塵や微粉末は吹き飛ばさ
れ，上記各実施例と同様にレーザ出力を低下させること
を防ぐことができる。

【０３００】実施例２７．図４３はこの発明の実施例２
７を示す図である。図４３において、１２１はアパーチ
ャ９６を振動させる駆動部、１２２は駆動部１２１の振
動をアパーチャ９６に伝える振動伝達部である。

【０３０１】次に動作について説明する。図４３におい
て、駆動部１２１は例えば電動機等により振動を発生す
る部分である。この駆動部１２１は例えば棒状、または
板状等の形状をした振動伝達部１２２を通じてアパーチ
ャ９６に接続されている。これによりアパーチャ９６に
振動が伝わる。このようにしてアパーチャ９６を振動さ
せることにより、アパーチャ９６上の塵や微粉末をより
効果的に落とすことができる。また、前記図３８に示し
たガス吹き付け機構、ガス中の不純物除去機構と併用す
れば塵や微粉末の除去が容易に行なえる。

【０３０２】実施例２８．図４４はこの発明の実施例２
８を示すものである。図４３では駆動部１２１をチャン
バ７２の外部に設けた例を示したが、本実施例は小型駆
動部１２２をチャンバ７２やミラーホルダ９５の内部に
設けたものである。図４４では駆動部１２１はミラーホ
ルダ９５内部の溝にはめ込まれており、この駆動部１２
１とアパーチャ９６は振動伝達部１２２で接続されてい
る。チャンバ７２とミラーホルダ９５の間の気密はＯリ
ング１２３ａにより保たれている。このように駆動部１
２１をチャンバ７２やミラーホルダ９５の内部に設ける
ことにより、装置をコンパクトにできるとともに、Ｏリ
ングに触れる部分を振動させずにすみ、気密の維持をよ
り容易に行なうことができる。

【０３０３】実施例２９．図４５、図４６はこの発明の
実施例２９を示す図であり、前記図３７乃至図４４と同
一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図４
５において、１３１はチャンバ７２とミラーホルダ９５
の間に設けた空洞部、１３２はチャンバ７２と空洞部１
３１の間に設けたゲートバルブである。このゲートバル
ブ１３２は手動または自動的に開閉する。

【０３０４】次に動作について説明する。チャンバ７２
内にレーザガスを充填し、チャンバ７２内に電極７３
ａ，７３ｂを配置した放電励起型レーザでは、電極間に
放電を生じさせることによって、レーザガス７１を励起
し、レーザビーム７８を得る。この時、電極間のガスの
膨張に伴い、電極間の塵や放電スパッタにより生じた微
粉末が放電空間から外側に飛散する。これらの塵や微粉
末は様々な方向に進むが、全反射鏡６２や部分反射鏡６
３の方向に飛んだ物のうちレーザビーム７８の光軸と平
行に進む飛散物以外はアパーチャ９６の薄板に衝突し、
速度を失う。従来の装置ではこのようにレーザ装置の使
用とともにアパーチャの薄板に塵や微粉末がたまる現象
が起っていた。

【０３０５】本実施例では、チャンバ７２とアパーチャ
９６の間にゲートバルブ１３２を設け、ゲートバルブ１
３２の外側でアパーチャ９６を取り外せる構造になって
いる。アパーチャにたまった塵や微粉末を取り除く際に
は、ゲートバルブ１３２を締めてチャンバ７２内の気密
を保ち、その後でネジ１３４を外してミラーホルダ９
５、アパーチャ９６を取り外す。こうすることにより、
チャンバ７２内のレーザガスをそのままに保ったまま、
アパーチャ９６にたまった塵や微粉末を取り除くことが
できる。このようにしてアパーチャにたまった塵や微粉
末を取り除く際にレーザガスを捨てなくてもよくなり、
レーザガスを無駄にしなくてもよい。

【０３０６】また例えばエキシマレーザのようにフッ
素、塩素などのハロゲンガスをはじめとする反応性の高
いガスをレーザガスとして用いるレーザでは、一旦チャ
ンバ内に外気を流入させると、外気中の水分等と反応し
てハロゲンガス等のレーザガス成分の減少や反応による
不純物質の生成が起こり、レーザ出力の低下を引き起こ
していた。この出力低下に対処するためには、チャンバ
７２内で放電をさせてはレーザガスを何度も入れ替える
作業が必要で、多大なレーザガス消費および作業時間を
要求されていた。

【０３０７】本実施例では、アパーチャの塵や微粉末を
取り除く際にゲートバルブ１３２を閉じることにより、
外気がチャンバ内に流入するのを抑えることができる。
このため、チャンバ７２内で放電をさせてはレーザガス
を入れ換える作業を何度も行なう必要がなく、レーザガ
ス消費および作業時間を大幅に縮小することができる。

【０３０８】上記実施例では、ゲートバルブ１３２を閉
めた後、アパーチャ９６と同時に部分反射鏡６３もチャ
ンバの気密を保ったまま取り外すことができる。このた
めチャンバ７２内のレーザガスをそのままに保ったまま
部分反射鏡６３のメンテナンスを行なうこともできる。

【０３０９】上記実施例では、アパーチャ９６として、
前記図８１（ａ）に正面図を示したように中空の円盤の
中空部に円盤面と垂直方向に平行に薄板を取付けた構造
になっている物を用いたが、図８２に正面図を示すよう
に中空の円盤の中空部に円盤面と垂直方向に交差する複
数の薄板を取付けた構造になっている物を用いても同様
の効果を奏する。

【０３１０】実施例３０．図４７はアパーチャとして穴
あき円盤を用いたこの発明の実施例３０を示す図であ
る。図４７において、１３３ａ〜１３３ｄはそれぞれミ
ラーホルダ９５内に設けた穴あきアパーチャ、１３４ａ
〜１３４ｄは穴あきアパーチャ１３３ａ〜１３３ｄにあ
けられた穴である。穴１３３ａ〜１３３ｄはレーザビー
ム７８の断面よりも大きく、レーザビーム７８はこの穴
１３３ａ〜１３３ｄを通じて全反射鏡６２と部分反射鏡
６３の間を往復する。

【０３１１】この穴あきアパーチャ１３３ａ〜１３３ｄ
により、放電空間から全反射鏡６２や部分反射鏡６３の
方向に飛んだ不純物のうちレーザビーム７８の光軸と平
行に進む飛散物以外は、穴あきアパーチャ１３３ａ〜１
３３ｄの円盤部に衝突し、速度を失う。このように穴あ
きアパーチャ１３３ａ〜１３３ｄを設けたことにより、
放電空間から全反射鏡６２や部分反射鏡６３に到来する
飛散物を減らすことができ、部分反射鏡６３の透過率減
少や全反射鏡６２の反射率低下を抑えることができる。

【０３１２】しかし、この時、到来した飛散物は穴あき
アパーチャ１３３ａ〜１３３ｄ内で落ち、次第にたまっ
ていく。そしてある程度たまると、チャンバ内にガス流
などにより舞いあげられ、放電空間やミラーの方向にた
だよい、レーザ励起用放電に悪影響をおよぼしたり、全
反射鏡６２、部分反射鏡６３の反射率を低下させる原因
となっていた。

【０３１３】そこで、本実施例ではゲートバルブを閉め
てチャンバ７２内の気密を保ち、その後でネジ１３４を
はずしてミラーホルダ９５、アパーチャ１３３ａ〜１３
３ｄを取り外して、穴あきアパーチャにたまった塵や微
粉末を取り除くものである。こうすることにより、チャ
ンバ７２内のレーザガスをそのままに保ったままアパー
チャ１３３ａ〜１３３ｄにたまった塵や微粉末を取り除
くことができるとともにレーザガスを捨てなくてもよく
なり、レーザガスを無駄にしなくてもよい。

【０３１４】実施例３１．図４８はこの発明の実施例３
１を示す図である。図４８において、１３５はミラーホ
ルダ９５に設けたガス給・排気口、１３６はガス給・排
気口１３５に取り付けたガスパイプ、１３７はガス給気
機構、１３８は真空ポンプ、１３９ａ，１３９ｂはそれ
ぞれガスパイプ１３６の途中に設けたバルブである。

【０３１５】次に動作について説明する。アパーチャ９
６を取り外して該アパーチャにたまった塵や微粉末を取
り除くまでの手順は実施例３０と同様である。すなわ
ち、ゲートバルブ１３２を閉めてチャンバ７２内の気密
を保ち、その後でネジ１３４を外してミラーホルダ９
５、アパーチャ９６を取り外す。こうすることにより、
チャンバ７２内のレーザガスをそのままに保ったままア
パーチャ９６にたまった塵や微粉末を取り除くことがで
きる。

【０３１６】ここでアパーチャ９６を再び装着する際、
実施例３０ではミラーホルダ９５、および空洞１３１内
に大気が残り、取付け後にゲートバルブ１３２を開いた
時、この大気がチャンバ７２内に混入する可能性があ
る。特にミラーホルダ９５、および空洞１３１内の容積
が大きい場合には混入する大気の量が大きく、レーザ出
力を低下させる原因となる。

【０３１７】この問題を解決するために本実施例では図
４８に示すようにミラーホルダ９５にガス給・排気口１
３５を設け、その先にガスパイプ１３６、バルブ１３９
ａ，１３９ｂを介してガス給気機構１３７、真空ポンプ
１３８を接続している。これにより、アパーチャ４６に
たまった塵や微粉末を取り除き再びアパーチャ９６を装
着する際、ゲートバルブを開ける前に、バルブ１３９ａ
を閉めた状態でバルブ１３９ｂを開け、真空ポンプ１３
８を動作させることによりミラーホルダ９５、および空
洞１３１内に残った大気を除去することができる。この
ようにしてアパーチャ９６を取付ける際にチャンバ７２
内に大気が混入するのを防ぐことができる。

【０３１８】さらに図４８ではガス給・排気口１３５に
ガス給気機構１３７が接続されていることにより、アパ
ーチャ９６を装着してからゲートバルブ１３２を開ける
前にミラーホルダ９５、および空洞１３１内を何度かレ
ーザガスで置換することができる。

【０３１９】エキシマレーザのようにフッ素、塩素など
のハロゲンガスをはじめとする反応性の高いガスをレー
ザガスとして用いるレーザでは、このようにミラーホル
ダ９５、および空洞１３１内にレーザガスを入れるとミ
ラーホルダ９５、および空洞１３１内の水分等とレーザ
ガスが反応し、不純物質を生成する。この後バルブ１３
９ａを閉じてバルブ１３９ｂをあけ真空ポンプ１３８を
動作させることにより、ミラーホルダ９５、および空洞
１３１内の不純物質を外部に出すことができる。これを
何度か繰り返してミラーホルダ９５、および空洞１３１
内に付着している水分等をより効果的に除去した後、ゲ
ートバルブ１３２を開ければ、チャンバ７２内に混入す
る不純物質をより減少させることができる。

【０３２０】上記実施例ではガス給気機構１３７と真空
ポンプ１３８を設けた場合を示したが、真空ポンプ１３
８のみを用いてもよい。

【０３２１】実施例３２．図４９はこの発明の実施例３
２を示す図である。図４９において、１４０はミラーホ
ルダ９５に取付けられたヒータである。

【０３２２】上記実施例では、アパーチャ取り付け時に
ミラーホルダ９５、及び空洞１３１内に残る水分等をよ
り効果的に除去するために、ミラーホルダ９５、及び空
洞１３１内を何度かレーザガスで置換する機構を設けた
が、図４９に示すようにミラーホルダ９５、空洞１３１
内、アパーチャ９６を加熱するヒータを設け、この部分
を加熱すると、水分等の不純物を除去する効果はより一
層高まる。

【０３２３】エキシマレーザのようにフッ素、塩素など
のハロゲンガスをはじめとする反応性の高いガスをレー
ザガスとして用いるレーザでは、ミラーホルダ９５、空
洞１３１内、アパーチャ９６内に、ガス給・排気口１３
５を通じてレーザガスを満たし、この部分をヒータ１４
０で加熱して不純物とレーザガスを反応させた後にポン
プでこの部分を真空引きする。

【０３２４】この操作を何度か繰り返した後ゲートバル
ブを開ければ、チャンバ７２内に混入する不純物質を極
めて少なくすることができる。またヒータ１４０を用い
てミラーホルダ９５、空洞１３１内、アパーチャ９６を
加熱すると、不純物とレーザガスの反応が早く進むた
め、不純物除去に要する時間が少なくてすみ、作業時間
を短縮することができる。

【０３２５】実施例３３．図５０乃至図５２はこの発明
の実施例３３を示す図であり、図５０は横断平面図、図
５１は縦断正面図、図５２は窓を交換した縦断正面図で
ある。

【０３２６】図５０乃至図５２において、１５１ａ，１
５１ｂはレーザ窓、１５２は窓ホルダ、１５３ａ，１５
３ｂは窓押え、１５４はレーザヘッド、１５５はパッキ
ン、１５６はレーザビーム、１５７はくさび、１５８
ａ，１５８ｂは窓ホルダ１５２の貫通穴１６１ａ，１６
１ｂに接続したパイプにして、この貫通穴１６１，１６
１ｂは空間１５９ａ，１５９ｂに連通している。１６０
ａ，１６０ｂはパイプ１５８ａ，１５８ｂを通じて空間
１５９ａ，１５９ｂに供給されるパージガスである。

【０３２７】上記くさび１５７はパッキン１５５を押し
潰し、レーザヘッド４内を気密状態にしている。くさび
１５７を用いると、窓ホルダ１５２をスライドさせる
際、ねじをゆるめる必要がなく、取扱いが容易である。
他にもスライドする際に気密性を保てる構造であればな
んでもよい。

【０３２８】以下、レーザビーム１５６により、レーザ
窓１５１ａが汚れた場合、このレーザ窓１５１ａを新し
いレーザ窓１５１ｂに交換する手順を図５３を用いて説
明する。まず、ステップＳＴ５３−１でレーザ窓の交換
手順を開始し、ステップＳＴ５３−２で空間１５９ｂに
残留しているガスをレーザに無害なガス（例えばヘリウ
ム、ネオンなどの希ガスや乾燥窒素、乾燥空気など水分
を含まないガス）に置き換える。実施例では空間１５９
ｂにガスを送り込むため、パイプ１５８ｂより無害なガ
スを導入する。このガスはレーザヘッド１５４と窓ホル
ダ１５２のすきまから漏れだし、同時に空間１５９ｂに
残留していたガスも排出する。１５９ｂの気密性が高け
れば排気後ガスを導入することにより、この操作をスム
ースに進めることができる。

【０３２９】次いで、ステップＳＴ５３−３で空間１５
９ａに接続されたパイプ１５８ａを封じきる。その際、
レーザヘッド１５４の内部を大気圧にしておいた方がよ
い。くさびを用いているので、この操作は必ずしも必要
ではないが、スライドを容易にするにはレーザヘッド１
５４の内外の圧力差をなくすほうがよいからである。ス
テップＳＴ５３−４では窓ホルダ１５２を紙上上方向に
スライドさせ、図５２のような状態になるようにする。
スライドさせるにはねじなどを用いて紙面内の上下方向
に力を加えればよい。レーザ窓１５１ｂがレーザビーム
１５６を通過させることができる位置までスライドした
ら、窓ホルダを固定する。

【０３３０】ステップＳＴ５３−５では空間１５９ａに
残ったガスをパイプ１５８ａで排気し、つづいて窓押え
１５３ａをはずしてレーザ窓１５１ａを取り出す。この
際、外気が空間１５９ａに漏れ込むがかまわない。レー
ザ窓の汚れ具合によって、新しいレーザ窓１５１ｂに取
り替えるかクリーニングするかを判断し、ステップＳＴ
５３−６で再びレーザ窓１５１ａを固定する。ステップ
ＳＴ５３−７ではレーザヘッド内のガスを置換して発振
の準備をする。

【０３３１】以上のステップにおいてステップＳＴ５３
−２，４，７はこの順で行なわなければならないが、ス
テップ５３−３，５，６はステップＳＴ５３−２以後、
レーザ窓１５１ｂを交換するまでにこの順で行なえれば
よい。レーザ窓１５１ｂを交換する順序も同様である。

【０３３２】以上の実施例では２枚のレーザ窓について
考えたが、３枚以上のレーザ窓がある場合でも同様であ
る。

【０３３３】実施例３４．図５４は別の実施例３４を示
した図である。この場合、少なくとも１枚のレーザ窓１
５１を交換するために窓ホルダ１５２をスライドさせた
とき、窓ホルダ１５２の平坦な面がレーザヘッド１５４
のレーザ出射口にくるような構造になっておればよい。

【０３３４】レーザ窓１５１がレーザビーム１５６によ
り汚れた場合、レーザ窓１５１を新しいレーザ窓に交換
する手順を説明する。まず、レーザヘッド１５４の内部
を大気圧にしておく。この操作は必ずしも必要ではない
がスライドを容易にするにはレーザヘッド１５４の内外
の圧力差をなくすほうがよいからである。

【０３３５】ついで、窓ホルダ１５２を紙上上方向にス
ライドさせ、窓ホルダ１５２の平坦な面１５２ａがレー
ザビーム出射位置までスライドしたら、窓ホルダ１５２
を固定する。その後、空間１５９に残ったガスをパイプ
１５８で排気し、つづいて無害なガス（例えばヘリウ
ム、ネオンなどの希ガスや乾燥窒素、乾燥空気等水分を
含まないガス）を空間１５９にほぼ大気圧になるまで封
入したのち窓押え１５３を外し、レーザ窓１５１取り出
す。この際空間１５９に漏れ込むがかまわない。レーザ
窓の汚れ具合によって、新しいレーザ窓に取り替えるか
クリーニングするかを判断し、汚れのないレーザ窓を窓
ホルダ１５２に固定する。

【０３３６】本実施例ではパイプ１５８より無害なガス
を空間１５９に導入しているが、この導入ガスはレーザ
ヘッド１５４と窓ホルダ１５２のすきまから漏れ出し、
同時に空間１５９に残留していたガスも排出する。空間
１５９の気密性が高ければ排気後ガスを導入することに
より、この操作をスムーズに進めることができる。

【０３３７】その後、再び窓ホルダ１５２をスライドさ
せ、レーザ窓１５１によりレーザビーム１５６を取り出
すことのできる位置（当初の位置）まで移動させる。こ
の際、外気の漏れ込みを防ぐため無害なガスを微量でも
導入しつづけた方がよい。その後、レーザヘッド１５４
内のガスを置換して発振の準備をする。

【０３３８】以上の実施例３３，３４ではレーザ窓を考
えたが、レーザ光共振器を構成する全反射鏡あるいは部
分反射鏡であっても同じである。また、この発明では直
線的にスライドさせることを考えたが、窓ホルダを回転
させることによりレーザ窓を交換できるようにしてもよ
い。

【０３３９】実施例３５．図５５はこの発明の実施例３
５を示すもので、図５５において、１７１はレーザヘッ
ド、１７２は第１のレーザ窓、１７３は第２のレーザ窓
としての透明窓、１７４ａ，１７４ｂはレーザガス室、
１７５は圧力加減室、１７６は窓枠、１７７はパッキン
グ、１７８は窓枠１７６の周面に形成された歯車１７６
ａと噛合する歯車、１７９は歯車１７８の回転軸１８０
に固定された移動用ノブである。次に本実施例の動作に
ついて説明する。本実施例ではレーザガス室１７４ａ，
１７４ｂを封じきる機能を透明窓１７３にもたせている
ため、従来例では圧力加減室であったところもレーザガ
ス室の一部１７４ｂであり、レーザガスが充満してい
る。この構成ではレーザ窓１７２には圧力がかからな
い。そこで、従来例より薄い窓を使うことが可能になっ
た。

【０３４０】レーザ窓１７２は歯車１７８と移動用ノブ
１７９により回動させることができるようになってい
る。移動用ノブ１７９はレーザヘッド１７１を貫通して
いるが、ここには円筒軸シールあるいは磁性流体シール
を用いてレーザガスを大気中に漏れださないようにして
いる。

【０３４１】レーザ窓１７２がレーザビーム１５６の大
きさの複数倍の大きさを持っていると、汚れる度にレー
ザビームの通過場所を変えて、レーザ出力を回復するこ
とができる。その結果、レーザ室を大気に開放すること
なく長い期間にわたってレーザを使用することが可能に
なった。

【０３４２】レーザ窓１７２はモータを利用して自動的
に回動させてもよいが、本実施例では移動の頻度が低い
ので、移動用ノブ１７９を手で回せばよい。また、この
実施例では歯車１７８を利用したが、窓をずらせる機能
であればなんでもよい。

【０３４３】図５６乃至図６０はレーザ窓１７２の例を
示したものである。図５６は窓枠１７６に歯車とかみあ
わせるための歯中１７６ａを設け、レーザヘッドの外か
ら歯車１７８を回すことによりレーザ窓１７２を平行に
ずらすことができる。

【０３４４】図５７は回転させる例である。いずれの場
合でも特に長方形あるいは円形にこだわるものではな
く、また、ずらせる方向も斜めでもなんでもよい。窓の
広さがレーザビームより広く、ずらすことにより複数回
の使用が可能であればよい。

【０３４５】さらに図５８，５９は複数個の小さなレー
ザ窓１７２を窓枠１７６に固定したものである。これら
のレーザ窓には圧力を持たせていないので、このような
構成でも簡単に実現できる。一般に、小さなレーザ窓１
７２ａ〜１７２ｄ，１７２ａ〜１７２ｇを複数個使用す
るほうが大きな１枚のレーザ窓１７２を使用するより安
価になる。

【０３４６】図６０は透明シート１６２を巻き取るよう
にしたものである。たとえば、ある種のフッ素系の樹脂
（例えば旭硝子製のサイトップ）はエキシマレーザのガ
スによる劣化が少ない上、非常に薄くできるので、光が
通過したとき、エキシマレーザの波長でも吸収がほとん
どない。

【０３４７】そこでこの樹脂をシート状にして巻き取っ
ておき、ビームが通過した箇所が汚れたら巻き上げて新
しい箇所を出すようにしたものである。この樹脂はＣａ
Ｆ₂やＭｇＦ₂ に比べてさらに安価である。しかも、巻
取量を多くすれば、長期間にわたってレーザヘッド１の
内部を大気にさらすことなく使用することができる。

【０３４８】実施例３６．図６１はアパーチャユニット
１８１を取付けた実施例３６を示すもので、このアパー
チャユニット１８１は例えば特開昭６４−４２１８８号
公報に示されている。レーザ窓１７２を汚す不純物の大
多数はガス流７５により生成されるもので、放電部７４
からレーザ窓１７２に向かって飛んできたものである。
しかしながら、この不純物の飛散方向はレーザビーム１
８２に比べれば広がっている。

【０３４９】そこで、レーザビーム１５６の面積より少
し広いアパーチャユニット１８１を用いれば、飛散する
不純物のほとんどを防ぐことができ窓の汚れが減少す
る。図６１にあるように複数のアパーチャ１８１ａ〜１
８１ｄを用いてユニットを形成すれば、これらすべてを
通過する不純物しかレーザ窓１７２に達することができ
ず効果が増す。

【０３５０】現在使用していないレーザ窓の部分あるい
は複数個のレーザ窓の内、使用していないレーザ窓を汚
さないためにもアパーチャ１８１ａ〜１８１ｄは必要で
ある。アパーチャユニット１８１と移動するレーザ窓１
７２を併用することにより、長期間にわたってレーザヘ
ッドの内部を大気にさらすことなく使用できる。さら
に、特公昭６４−４２１８８号公報に示されているガス
の吹き付け方向を併用することにより、レーザ窓１７２
を保護するようにすれば、使用期間をさらに延長するこ
とができる。

【０３５１】実施例３７．図６２はレーザガス室を１７
４ａ，１７４ｂに二分して連絡管１９３で接続した実施
例３７を示すもので、図６２では連絡管の途中にダスト
フィルタ１９４を設けている。不純物の大部分はレーザ
ガス室１７４ａから直接飛んでくるもので、レーザ窓１
７２により防ぐことができるが、中にはガス状のフッ素
化合物となってただようものもある。これが透明窓１７
３を汚すことがある。これを防ぐためにはレーザ窓１７
２と透明窓１７３を密着すればよいのであるが、現実に
はレーザ窓１７２を密着でかつ移動可能にするのは難し
い。

【０３５２】そこで、レーザ窓１７２によりできたレー
ザガス室１７４ｂとレーザガス室１７４ａを連絡管１９
３で接続することにより圧力差をなくすとともに、連絡
管の途中にダストフィルタ１９４を設ける。これによ
り、透明窓１７３の汚れを軽減することができる。さら
に、連絡管１９３の途中に低温トラップ（図示せず）を
設けると不純物を完全に取り除くことができる。ここで
用いられたパッキン１７７は従来例のようにガスを封じ
きる能力はなくてもよく、不純物が透明窓に達しにくい
ようにすればよい。

【０３５３】あるいは特公昭６４−４２１８８号公報に
おける清浄なガスの吹き出し口はレーザガス室１７４ｂ
の空間に設けてあってもよい。清浄なガスがこの空間を
満たすため、透明窓１７３の汚れの進行を遅らせること
ができる。この場合はパッキン１７７は不要であり、清
浄なガスがレーザ窓の周囲を通ってレーザガス室に入る
ようにする。また、特公昭６４−４２１８８号公報では
清浄なガスを得るため低温トラップを用いているが、１
ミクロン程度のダストトラップであっても同様の効果を
期待できる。

【０３５４】以上の実施例３７における透明窓１７３に
レーザ光の一部あるいは全部を反射させるための反射コ
ートを施すことにより、レーザを発振させるための光共
振器を構成できるのはもちろんである。この場合、レー
ザヘッドの外に新たに光共振器を設ける必要がなく装置
を簡単にできる。

【０３５５】

【発明の効果】請求項１の発明における電極は、中空の
ボート型電極としたので、消耗が少なく、ピンホールや
クラックがなく、信頼性が向上する。

【０３５６】請求項２の発明における電極は、中空のボ
ート型電極の内部に熱伝導性の良い材料を充填したの
で、電極の温度上昇を押されることができる。

【０３５７】請求項３の発明における電極は、中空のボ
ート型電極の内部にガスを循環させる構成としたので、
電極の冷却効果が向上する。

【０３５８】請求項４の発明における電極は、中空のボ
ート型電極に鍔を設けたので、電極の固定が容易であ
る。

【０３５９】請求項５の発明における電極は、中空のボ
ート型電極の鍔と電極曲面部との接合部分を該電極曲面
部とは反極性の曲率を有する曲面としたので、押し型で
電極を整形する時の凹部のストレスを著しく緩和し、放
電電極断面の製作精度を向上させることができる。

【０３６０】請求項６の発明における電極は、円弧形状
電極の放電面とは反射側に近接して、誘電体を挟むよう
に補助電極を設けたので、電極幅方向の電解緩和をスム
ースに行なうことができ、より安定な放電を形成するこ
とができる。

【０３６１】請求項７の発明における電極は、放電に対
応する部分に複数の開孔を設け、この開孔の光軸方向の
長さを主放電の生ずる空間の光軸方向の長さよりも長く
構成したので、主放電部の端部で起こりがちな強いスト
リーマ放電を予備電離で緩和することができる。

【０３６２】請求項８の発明における電極は、中空のパ
イプ形状の誘電体を配置し、このパイプ形状の誘電体内
部に補助電極を設置したので、請求項７の発明と同様の
作用、効果が得られる。

【０３６３】請求項９の発明における電極は、凹部の幅
に対する深さの比が１以下としたので、所望の電極形状
精度が得られる。

【０３６４】請求項１０の発明における放電励起型レー
ザは、制御装置から高電圧電源あるいはスイッチに信号
を光ファイバを介して伝送する構成としたので、制御装
置の誤動作の原因をなくすることができる。

【０３６５】請求項１１の発明における放電励起型レー
ザは、大電流が流れる電流路とアースとの接続をなくす
るか、１箇所のみにしたので、制御装置の誤動作を防止
することができる。

【０３６６】請求項１２の発明における放電励起がたレ
ーザは、高電圧側の電力供給ラインと制御装置の電力供
給ラインの間にフィルタを設けたので、高圧電源あるい
はスイッチの回路内に生じた起電力が制御装置に達する
のを防ぐことができる。

【０３６７】請求項１３の発明における放電励起型レー
ザは、高電圧電源とスイッチの間にインダクタンスを設
けたので、高電圧電源やスイッチに生じる起電力を低く
することができる。

【０３６８】請求項１４の発明における放電励起型レー
ザは、高電圧回路と制御装置の間にシールドを設けたの
で、磁力線が制御装置にある第２のループを貫くことを
なくする。

【０３６９】請求項１５の発明における放電励起型レー
ザは、レーザ励起回路に用いる高電圧スイッチと該高電
圧スイッチを通じて電流が流れる導電板の周囲に金属カ
バーを設けたので、前記高電圧スイッチを通じて流れる
電流が原因で生じるノイズが高電圧スイッチや励起回路
の外部に伝わるのを防ぐことができる。これにより、レ
ーザ装置の制御系の誤動作を防ぐことができる。

【０３７０】請求項１６の発明における放電励起型レー
ザは、金属カバーの一部を破り、破った部分に屈曲部、
または金属ハニカム、または金属メッシュを設けたこと
により、この部分から冷却用の空気、水、あるいは油な
どの冷媒を通して前記高電圧スイッチの冷却を行なうこ
とができる。

【０３７１】請求項１７の発明における放電励起型レー
ザは、レーザ励起回路に用いる高電圧スイッチと該高電
圧スイッチを通じて電流が流れる導電板の周囲に複数個
の金属板を設け、前記複数の金属板を接合導体でつない
だので、前記高電圧スイッチを通じて流れる電流が原因
で生じるノイズが高電圧スイッチや励起回路の外部に伝
わるのを防ぐことができる。これにより、レーザ装置の
制御系の誤動作を防ぐことができ、前記複数の金属板を
接合導体間に隙間を設けることが可能となり、この隙間
から冷却用の空気、水、あるいは油などの冷媒を通して
前記高電圧スイッチの冷却を行なうことができる。

【０３７２】請求項１８の発明における放電励起型レー
ザは、レーザ励起回路に用いる高電圧スイッチと前記高
電圧スイッチを通じて電流が流れる導電板の周囲を、内
部を冷媒で満たした金属で覆ったので、前記高電圧スイ
ッチを通じて流れる電流が原因で生じるノイズが高電圧
スイッチや励起回路の外部に伝わるのを防ぐことができ
る。これにより、レーザ装置の制御系の誤動作を防ぐこ
とができ、内部を冷媒で満たした金属により高電圧スイ
ッチの冷却を行なうことができる。

【０３７３】請求項１９の発明における放電励起型レー
ザは、エタロンをエタロン反射面の法線と光軸のなす角
θが前記（４）式を満足するように共振器内に挿入した
ので、エタロンがレーザ光の発散角を制限する素子とし
て働き、レーザ光の発散角を２ｍｒａｄ以下に小さくす
ることができる。

【０３７４】請求項２０の発明における放電励起型レー
ザは、エタロンを放電の方向に光軸に対して傾けて共振
器内に挿入したので、エタロンがレーザ光の発散角を制
限する素子として働き、放電電極で光が反射することに
よって光が特に広い発散角を持つ放電方向について、レ
ーザ光の発散角を小さくすることができる。

【０３７５】請求項２１の発明における放電励起型レー
ザは、光共振器内の反射鏡近傍にレーザビームの口径を
制限するアパーチャを設けたので、高品質のビームを得
ることができる。

【０３７６】請求項２２の発明における放電励起型レー
ザは、アパーチャの口径ｄをｄ＜０．００８・Ｌとした
ので、高精度での加工を可能にすることができる。

【０３７７】請求項２３の発明における放電励起型レー
ザは、放電励起部の幅ＤをＤ＜０．００８・Ｌとするし
たので、上記請求項２２の発明と同様の作用、効果が得
られる。

【０３７８】請求項２４の発明における放電励起型レー
ザは、レーザ光軸と平行な複数の薄板により形成された
ブラインドアパーチャを、上記放電励起部と上記レーザ
窓の間に配設したので、窓の汚れを防ぎ、窓の寿命を延
ばすことができる。

【０３７９】請求項２５の発明における放電励起型レー
ザは、ブラインドアパーチャをＮｉ，Ａｌ，Ｐｔのいず
れか、これらの合金で構成したので、レーザガスにおか
されない。

【０３８０】請求項２６の発明における放電励起型レー
ザは、ブラインドアパーチャを多数の穴を有する薄板に
より構成したので、ガス流を防ぐ能力が増大する。

【０３８１】請求項２７の発明における放電励起型レー
ザは、アパーチャとレーザ窓との間に該アパーチャの口
径よりも大きな断面積の拡大室を設けたので、衝撃波を
和らげ、スパッタされた物質のトラップ効果を著しく改
善できる。

【０３８２】請求項２８の発明における放電励起型レー
ザは、上記拡大室内のレーザガスを上記チャンバに戻す
ガス循環パスを設けたので、レーザ窓保護の効果を著し
く高めることができる。

【０３８３】請求項２９の発明における放電励起型レー
ザは、放電が生じる空間と前記レーザ光学部品の間のレ
ーザ光路中に、開口部をもちレーザ光を通過させるアパ
ーチャを設け、前記アパーチャをはさんで両側にガス吹
き出し部とガス吸引部を設けたので、放電時の電極間の
ガスの膨張に伴い、電極間の塵や放電スパッタにより生
じた微粉末が部分反射鏡や全反射鏡に到来し、付着する
のを防ぐとともに、前記アパーチャに微粉末が蓄積する
のを防ぐことができる。さらにガス吸引部から前記微粉
末をレーザチャンバ外に取り出すことができるので、レ
ーザチャンバ内に微粉末が蓄積するのを防ぐことができ
る。これにより放電励起型レーザの出力低下を防止する
とともに保守時間を短縮することができる。

【０３８４】請求項３０の発明における放電励起型レー
ザは、上記アパーチャをはさんで両側にガス吹き出し部
とガス吸引部を設け、前記ガス吹き出し部、またはガス
吸引部にガス中の不純物除去機構を接続したので、放電
時の電極間のガスの膨張に伴い、電極間の塵や放電スパ
ッタにより生じた微粉末が部分反射鏡や全反射鏡に到来
し、付着するのを防ぐとともに、前記アパーチャに微粉
末が蓄積するのを防ぐことができる。さらにガス吸引部
から前記微粉末をレーザチャンバ外に取り出すことがで
きるので、レーザチャンバ内に微粉末が蓄積するのを防
ぐことができ、前記ガス吹き出し部、またはガス吸引部
に接続したガス中の不純物除去機構により前記微粉末が
再びチャンバ内に戻るのを防ぐことができる。これによ
り放電励起型レーザの出力低下を防止するとともに保守
時間を短縮することができる。

【０３８５】請求項３１の発明における放電励起型レー
ザは、上記アパーチャにガスを吹き付ける機構を設けた
ので、放電時の電極間のガスの膨張に伴い、電極間の塵
や放電スパッタにより生じた微粉末が部分反射鏡や全反
射鏡に到来し、付着するのを防ぐとともに、前記アパー
チャに微粉末が蓄積するのを防ぐことができる。これに
より放電励起型レーザの出力低下を防止するとともに保
守時間を短縮することができる。

【０３８６】請求項３２の発明における放電励起型レー
ザは、上記アパーチャを振動させる駆動部を設けたの
で、放電時の電極間のガスの膨張に伴い、電極間の塵や
放電スパッタにより生じた微粉末が部分反射鏡や全反射
鏡に到来し、付着するのを防ぐとともに、前記アパーチ
ャに微粉末が蓄積するのを防ぐことができる。これによ
り放電励起型レーザの出力低下を防止するとともに保守
時間を短縮することができる。

【０３８７】請求項３３の発明における放電励起型レー
ザは、放電が生じる空間とレーザ光学部品の間の空間に
アパーチャを脱着自在に取付け、前記アパーチャと放電
空間との間に手動または自動的に開閉し放電空間の気密
を保つためのバルブを設けたので、バルブを閉めてから
アパーチャ部を取り外すことにより、チャンバ内に外気
を混入させずにアパーチャ部にたまった塵や微粉末を取
り除くことができる。これにより、レーザガスの無駄を
無くすることができる。

【０３８８】請求項３４の発明における放電励起型レー
ザは、放電が生じる空間とレーザ窓の間の空間にアパー
チャを脱着自在に取付け、前記アパーチャと放電空間と
の間に手動または自動的に開閉し放電空間の気密を保つ
ためのバルブを装着し、前記レーザ窓とバルブの間にガ
ス吸気機構、あるいはガス供給機構を設けたので、バル
ブを閉めてからアパーチャを取り外すことにより、チャ
ンバ内に外気を混入させずにアパーチャにたまった塵や
微粉末を取り除くことができる。また、アパーチャの塵
や微粉末を取り除き再びアパーチャを取り付けた時、バ
ルブを閉めた状態でアパーチャの真空引きをしたり、ア
パーチャのガスをレーザガスで何度か置換することがで
きる。こうすることにより、アパーチャ組み上げ時に外
気がチャンバ内に混入するのをより効果的に防ぐことが
できる。これにより放電励起型レーザの保守時間を短縮
することができる。

【０３８９】請求項３５の発明における放電励起型レー
ザは、放電が生じる空間とレーザ窓の間の空間にアパー
チャを脱着自在に取付け、前記アパーチャと放電空間と
の間に手動または自動的に開閉し放電空間の気密を保つ
ためのバルブが装着され、前記レーザ窓とバルブの間に
前記アパーチャあるいはミラーホルダ、あるいはチャン
バを加熱するヒータを設けたので、バルブを閉めてから
アパーチャを取り外すことにより、チャンバ内に外気を
混入させずにアパーチャにたまった塵や微粉末を取り除
くことができる。さらにアパーチャに外気を混入させず
にアパーチャにたまった塵や微粉末を取り除くことがで
きる。また、アパーチャの塵や微粉末を取り除き再びア
パーチャを取り付けた時、バルブを閉めた状態でアパー
チャあるいはミラーホルダ、あるいはチャンバをヒータ
で加熱する構成としたので、アパーチャあるいはミラー
ホルダ、あるいはチャンバに付着した水分等の不純物を
除去することができる。こうすることによりアパーチャ
組み上げ時に不純物がチャンバ内に混入するのをより効
果的に防ぐことができる。これにより放電励起型レーザ
の保守時間を短縮することができる。

【０３９０】請求項３６の発明における放電励起型レー
ザは、窓ホルダとレーザヘッド間の空間の排気吸気が可
能な構成としたので、外気がレーザヘッド内に混入した
り、レーザヘッド内のガスが漏れだして操作をしている
人の健康を外するということがなくなった。

【０３９１】請求項３７の発明のおける放電励起型レー
ザは、窓ホルダとレーザヘッドの間にすきまがない構成
としたので、外気がレーザヘッド内に混入したり、レー
ザヘッド内のガスが漏れだして操作をしている人の健康
を害するということがない。

【０３９２】請求項３８の発明における放電励起型レー
ザは、レーザヘッド内に広い領域を持つレーザ窓を設け
たので、このレーザ窓により圧力を保つ必要はなく薄く
て安価な材料でレーザ窓を構成でき、圧力加減室を不要
とすることができる。

【０３９３】請求項３９の発明における放電励起型レー
ザは、複数個のレーザ窓をレーザヘッド内に順次移動可
能に設けたので、請求項３８の発明と同一の作用効果が
得られるとともにレーザ窓の汚れを軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による実施例１の電極形状を示した縦
断面図である。

【図２】この発明による実施例２の電極形状を示した横
断面図である。

【図３】この発明による実施例３の電極形状を示したも
ので、図３（ａ）は外観斜視図、図３１（ｂ）はその側
面図である。

【図４】実施例３におけるボート型電極の固定構造を示
したもので、図４（ａ）は分解斜視図、図４（ｂ）は固
定状態の横断面図である。

【図５】電極材料の電極消耗量を示す特性図である。

【図６】この発明による実施例４を示す回路図である。

【図７】この発明による実施例５を示す回路図である。

【図８】この発明による実施例６を示す回路図である。

【図９】この発明による実施例７を示す回路図である。

【図１０】この発明による実施例８を示す回路図であ
る。

【図１１】この発明による実施例９を示す回路図であ
る。

【図１２】この発明の実施例１０による放電励起型レー
ザを示す一部を縦断した斜視図である。

【図１３】図１２の放電励起型レーザにおける磁路を示
す正面図である。

【図１４】上記実施例１０の動作を説明する電圧、電流
の波形図である。

【図１５】この発明による実施例１１を示す概要図であ
る。

【図１６】上記実施例１１の変形例を示す概要図であ
る。

【図１７】上記実施例１１の変形例を示す概要図であ
る。

【図１８】上記実施例１１の変形例を示す概要図であ
る。

【図１９】この発明による実施例１２におけるレーザ電
流と磁力線の関係を示す斜視図である。

【図２０】上記実施例１２の変形例を示す平面図であ
る。

【図２１】この発明による実施例１３を示す縦断斜視図
である。

【図２２】上記実施例１３の変形例を示す概要図であ
る。

【図２３】この発明による実施例１４を示す概要図であ
る。

【図２４】入射角に対するエタロン波長の透過特性図で
ある。

【図２５】この発明による実施例１５を示す平面図であ
る。

【図２６】この発明による実施例１６を示す平面図及び
側面図である。

【図２７】上記実施例１６におけるアパーチャによる発
散角制限の様子を示す図である。

【図２８】この発明による実施例１７を示す平面図であ
る。

【図２９】この発明による実施例１８を示す平面図であ
る。

【図３０】この発明による実施例１９を示す平面図であ
る。

【図３１】上記実施例１９におけるブラインドアパーチ
ャの構造を示す斜視図である。

【図３２】上記実施例１９におけるブラインドアパーチ
ャの構造を示す斜視図である。

【図３３】上記実施例１９におけるブラインドアパーチ
ャの構造を示す斜視図である。

【図３４】上記実施例１９におけるブラインドアパーチ
ャの構造を示す斜視図である。

【図３５】この発明による実施例２０を示す縦断面図で
ある。

【図３６】上記実施例２０の変形例を示す縦断面図であ
る。

【図３７】この発明による実施例２１を示す縦断面図で
ある。

【図３８】この発明による実施例２２を示す縦断面図で
ある。

【図３９】この発明による実施例２３を示す縦断面図で
ある。

【図４０】この発明による実施例２４を示す縦断面図で
ある。

【図４１】この発明による実施例２５を示す縦断面図で
ある。

【図４２】この発明による実施例２６を示す縦断面図で
ある。

【図４３】この発明による実施例２７を示す縦断面図で
ある。

【図４４】この発明による実施例２８を示す縦断面図で
ある。

【図４５】この発明による実施例２９を示す縦断面図で
ある。

【図４６】上記実施例２９におけるアパーチャの変形例
を示す正面図である。

【図４７】この発明による実施例３０を示す縦断面図で
ある。

【図４８】この発明による実施例３１を示す縦断面図で
ある。

【図４９】この発明による実施例３２を示す縦断面図で
ある。

【図５０】この発明による実施例３３を示す要部の横断
平面図である。

【図５１】上記実施例３３の縦断正面図である。

【図５２】上記実施例３３の窓を交換した状態の縦断正
面図である。

【図５３】上記実施例３３の動作を説明するフローチャ
ート図である。

【図５４】この発明による実施例３４の動作を説明する
断面図である。

【図５５】この発明による実施例３５を示す縦断正面図
である。

【図５６】上記実施例３５におけるレーザ窓を示す斜視
図である。

【図５７】上記実施例３５におけるレーザ窓を示す斜視
図である。

【図５８】上記実施例３５におけるレーザ窓を示す斜視
図である。

【図５９】上記実施例３５におけるレーザ窓を示す斜視
図である。

【図６０】上記実施例３５におけるレーザ窓を示す斜視
図である。

【図６１】この発明による実施例３６を示す縦断正面図
である。

【図６２】この発明による実施例３７を示す縦断正面図
である。

【図６３】従来の放電励起レーザ装置の一種であるエキ
シマレーザの放電部の断面構成図である。

【図６４】従来の他のレーザ放電部の断面構成図であ
る。

【図６５】従来のレーザ装置の回路図である。

【図６６】従来のレーザ装置に用いられる放電回路図で
ある。

【図６７】従来のレーザ装置を示す斜視図である。

【図６８】従来のレーザ装置の動作を説明する電圧、電
流の波形図である。

【図６９】従来のレーザ装置の制御系を示す回路図であ
る。

【図７０】電流と磁束密度の関係説明図である。

【図７１】磁束密度と起電力の関係説明図である。

【図７２】電流と磁束密度の関係説明のための従来のレ
ーザ装置の斜視図である。

【図７３】エタロンを用いた従来のレーザ装置の構成図
である。

【図７４】従来のアパーチャを用いてレーザ発振横モー
ドの選択を行なうレーザ装置の構成図である。

【図７５】従来のレーザ装置の窓保護構造図である。

【図７６】従来のレーザ装置の概要図である。

【図７７】図７６のレーザ装置に用いられているブライ
ンドの斜視図である。

【図７８】従来のレーザ装置における窓保護構造の説明
図である。

【図７９】従来のレーザ装置を示す縦断面図である。

【図８０】従来のレーザ装置を示す縦断面図である。

【図８１】アパーチャの構成を示す図で、図８１（ａ）
は正面図、図８１（ｂ）は斜視図である。

【図８２】他のアパーチャの構成を示す正面図である。

【図８３】従来のレーザ装置におけるレーザ用窓の正面
図である。

【図８４】図８３のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。

【図８５】従来のレーザ装置のレーザ用窓部の縦断面図
である。

【符号の説明】

１１誘電体１２補助電極１３放電面１４電極１５鍔１６熱伝導性の良い材料２１高電圧電源２３コンデンサ２４放電部２６電流路２８高電圧スイッチ２９制御装置３０ａ，３０ｂ光ファイバ３２ａ，３２ｂ電力を供給するライン３３ａ，３３ｂフィルタ３４インダクタンス４２導電板４５金属容器４８金属カバー５０ａ，５０ｂ屈曲部５２ａ，５２ｂ金属メッシュ５３ａ，５３ｂ金属ハニカム６２全反射鏡６３部分反射鏡６４エタロン７２チャンバ７７レーザ窓７８レーザビーム８０ブラインドアパーチャ８０ａ穴８２拡大室９９ガス吸引部１０１ガス吹き出し部１２１駆動部１３２バルブ１４０ヒータ１５２窓ホルダ１７１レーザヘッド１７２第１のレーザ窓１７３第２のレーザ窓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笹川智広尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属もしくは、これらの内２つ以上の金属からなる合金、
もしくは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしく
は白金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつその
形状が中空のボート型形状をしていることを特徴とする
放電励起型レーザ。
【請求項２】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属もしくは、これらの２つ以上の金属からなる合金、も
しくは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしくは
白金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつその形
状が中空のボート型形状をしており、この中空のボート
型電極の内部に熱伝導性の良い材料を充填して構成した
ことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属もしくは、これらの内２つ以上の金属からなる合金、
もしくは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしく
は白金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつその
形状が中空のボート型形状をしており、この中空のボー
ト型電極の内部にガスを循環するようにしたことを特徴
とする放電励起型レーザ。
【請求項４】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属からなる合金、もしくは白金−ロジウム−酸化ジルコ
ニウム合金もしくは白金−ロジウム−酸化トリウム合金
であり、かつその形状が中空のボート型形状をしてお
り、この中空のボート型電極が鍔を有し、この鍔を利用
してボート型電極を固定することを特徴とする放電励起
型レーザ。
【請求項５】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属もしくは、これらの内２つ以上の金属からなる合金、
もしくは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしく
は白金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつその
形状が中空のボート型形状をしており、この中空のボー
ト型電極の鍔と電極曲面部との接合部分を該電極曲面部
とは反極性の曲率を有する曲面としたことを特徴とする
放電励起型レーザ。
【請求項６】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属もしくは、これらの内２つ以上の金属から合金、もし
くは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしくは白
金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつ、光軸に
直交する断面形状が円弧形状をしており、かつ少なくと
も放電に対応する部分に複数の開孔が設けられていると
ともに、上記円弧形状電極の放電面とは反対側に近接し
て誘電体を挟むように補助電極を設けたことを特徴とす
る放電励起型レーザ。
【請求項７】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属もしくは、これらの内２つ以上の金属から合金、もし
くは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしくは白
金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつ、光軸に
直交する断面形状が円弧形状をしており、かつ少なくと
も放電に対応する部分に複数の開孔が設けられていると
ともに、上記円弧形状電極の放電面とは反対側に近接し
て誘電体を挟むように補助電極を設け、上記開孔の光軸
方向の長さが主放電の生ずる空間の光軸方向の長さより
も長くしてあることを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項８】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部の少なくとも１対の主電極の内、少なく
ともその一方の主電極の材料が白金、金、ロジウム、ル
テニウム、オスミウム、イリジウムの内のいずれかの金
属もしくは、これらの内２つ以上の金属から合金、もし
くは白金−ロジウム−酸化ジルコニウム合金もしくは白
金−ロジウム−酸化トリウム合金であり、かつ、光軸に
直交する断面形状が円弧形状をしており、かつ少なくと
も放電に対応する部分に複数の開孔が設けられていると
ともに、前記円弧形状電極の放電面とは反対側に沿って
中空のパイプ形状の誘電体を配置し、このパイプ形状の
誘電体内部に補助電極を設置したことを特徴とする放電
励起型レーザ。
【請求項９】エネルギを注入することにより、ガスを
励起する放電部のボート型形状の電極を厚み０．１ｍｍ
以上で２ｍｍ以下の白金もしくは金、もしくは白金−ロ
ジウム、合金あるいは０．１ｍｍ以上で１ｍｍ以下のロ
ジウム、ルテニウム、オスミウム、あるいは０．１ｍｍ
以上で０．５ｍｍ以下のイリジウムを用い、かつ、前記
電極の凹部の幅に対する深さの比が１以下に構成したこ
とを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項１０】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、この高電圧電源より充電されるコンデンサと、この
コンデンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチ
と、上記高電圧電源あるいは上記高電圧スイッチを制御
するための信号を発生する制御装置を備え、上記の信号
を伝達する手段として光ファイバを用いたことを特徴と
する放電励起型レーザ。
【請求項１１】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、この高電圧電源より充電されるコンデンサと、この
コンデンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチ
と、上記高電圧電源あるいは上記高電圧スイッチを制御
するための信号を発生する制御装置と、上記高電圧電源
と上記高電圧スイッチと上記コンデンサと上記放電部を
電気的に接続するための電流路とアースを備え、上記の
アースと上記の電流路との接続箇所を１箇所以下にした
ことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項１２】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、この高電圧電源より充電されるコンデンサと、この
コンデンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチ
と、上記高電圧電源あるいは上記高電圧スイッチを制御
するための信号を発生する制御装置と、上記高電圧電源
あるいは上記高電圧スイッチに電力を供給するライン
と、上記制御装置に電力を供給するラインを備え、上記
高電圧側の供給ラインと上記制御装置側の供給ラインの
間にノイズを低減するためのフィルタを備えたことを特
徴とする放電励起型レーザ。
【請求項１３】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、この高電圧電源より充電されるコンデンサと、この
コンデンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチ
と、上記高電圧電源あるいは上記高電圧スイッチを制御
するための信号を発生する制御装置を備え、上記高電圧
電源と上記高電圧スイッチの間にインダクタンスを設け
たことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項１４】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、この高電圧電源より充電されるコンデンサと、この
コンデンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチ
と、上記高電圧電源と上記高電圧スイッチと上記コンデ
ンサと上記放電部を結ぶ電流路と、上記高電圧電源ある
いは上記高電圧スイッチを制御するための信号を発生す
る制御装置とを備え、上記高電圧電源と上記高電圧スイ
ッチと上記放電部と上記コンデンサを上記制御装置から
シールドしたことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項１５】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、内
部に上記高電圧スイッチ及び該高電圧スイッチを通じて
電流が流れる導電板を包含する金属カバーを備えたこと
を特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項１６】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、内
部に上記高電圧スイッチ及び該高電圧スイッチを通じて
電流が流れる導電板を包含する金属カバーを備え、この
金属カバーの破った部分に屈曲部、または金属ハニカ
ム、または金属メッシュを設けたことを特徴とする放電
励起型レーザ。
【請求項１７】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、内
部に上記高電圧スイッチ及び該高電圧スイッチを通じて
電流が流れる導電板を包含する金属カバーを備え、上記
高電圧スイッチ及び該高電圧スイッチを通じて電流が流
れる導電板からなる電流ループに直交する向きに、上記
高電圧スイッチおよび導電板と分離した複数の導体を設
け、かつ、上記導体を互いに接続したことを特徴とする
放電励起型レーザ。
【請求項１８】エネルギを注入することによりガスを
励起する放電部と、高電圧を印加するための高電圧電源
と、高電圧電源より充電されるコンデンサと、このコン
デンサの電荷を放電させるための高電圧スイッチと、内
部に上記高電圧スイッチ及び該高電圧スイッチを通じて
電流が流れる導電板を包含する金属カバーを備え、上記
金属容器内を冷媒で満たしたことを特徴とする放電励起
型レーザ。
【請求項１９】レーザガスを励起し光を発生させる放
電部と、一方が高反射鏡になる２枚の反射鏡からなる光
共振器を備え、レーザビームの発散角を制限するため
に、上記光共振器内にエタロンを、エタロン反射面の法
線と光軸のなすθとなるように傾けて挿入したことを特
徴とする放電励起型レーザ。
【請求項２０】レーザガスを励起し光を発生させる放
電部と、一方が高反射鏡になる２枚の反射鏡からなる光
共振器を備え、この光共振器内にエタロンを放電の方向
に光軸に対して傾けて挿入したことを特徴とする放電励
起型レーザ。
【請求項２１】レーザガスを励起し、光を発生させる
放電部と、すくなくとも一方が高反射鏡になる２枚の反
射鏡からなる光共振器を備え、レーザビームの発散角を
制限するために、上記光共振器内の反射鏡近傍にレーザ
ビームの口径を制限するアパーチャを設けたことを特徴
とする放電励起型レーザ。
【請求項２２】レーザガスを励起し、光を発生させる
放電部と、すくなくとも一方が高反射鏡になる２枚の反
射鏡からなる光共振器を備え、レーザビームの発散角を
制限するために、上記光共振器内の反射鏡近傍にレーザ
ビームの口径を制限するアパーチャを設け、このアパー
チャの口径ｄをｄ＜０．００８・Ｌ（Ｌは共振器長）と
したことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項２３】レーザガスを励起し、光を発生させる
放電部と、すくなくとも一方が高反射鏡になる２枚の反
射鏡からなる光共振器を備え、上記放電励起部の幅Ｄを
Ｄ＜０．００８・Ｌ（Ｌは共振器長）としたことを特徴
とする放電励起型レーザ。
【請求項２４】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓とを備え、レーザビーム軸と平行
な複数の薄板により形成されたブラインドアパーチャ
を、上記放電部と上記レーザ窓の間に配設したことを特
徴とする放電励起型レーザ。
【請求項２５】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓とを備え、ＮｉあるいはＡｌある
いはＰｔあるいは、これらの合金で構成され、レーザビ
ーム軸と平行な複数の薄板により形成されたブラインド
アパーチャを、上記放電部と上記レーザ窓の間に配設し
たことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項２６】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓とを備え、レーザビーム軸と平行
で、かつ、多数の穴を有する複数の薄板により形成され
たブラインドアパーチャを、上記放電部と上記レーザ窓
の間に配設したことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項２７】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓と、上記放電部と上記レーザ窓の
間に配設したアパーチャを備え、このアパーチャと上記
レーザ窓との間に該アパーチャの口径よりも大きな断面
積の拡大室を設けたことを特徴とする放電励起型レー
ザ。
【請求項２８】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓と、上記放電部と上記レーザ窓の
間に配設したアパーチャを備え、このアパーチャと上記
レーザ窓との間に該アパーチャの口径よりも大きな断面
積の拡大室を設け、この拡大室内のレーザガスを上記チ
ャンバに戻すガス循環パスを該拡大室に設けたことを特
徴とする放電励起型レーザ。
【請求項２９】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓と、上記放電部と上記レーザ窓の
間のレーザビーム中に配設したレーザ光を通過させるア
パーチャを備え、このアパーチャをはさんで両側にガス
吹き出し部とガス吸引部を設けたことを特徴とする放電
励起レーザ。
【請求項３０】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓と、上記放電部と上記レーザ窓の
間のレーザビーム中に配設したレーザ光を通過させるア
パーチャを備え、このアパーチャをはさんで両側にガス
吹き出し部とガス吸引部を設け、このガス吹き出し部ま
たはガス吸引部にガス中の不純物除去機構を接続したこ
とを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３１】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザビームを外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓と、上記放電部と上記レーザ窓の
間のレーザ光路中に配設したレーザ光を通過させるアパ
ーチャを備え、このアパーチャにガスを吹き付ける機構
を設けたことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３２】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電部と、レーザ光を外部へ取り出すために上記チャンバ
に設けたレーザ窓と、上記放電部と上記レーザ窓の間の
レーザビーム中に配設したレーザビームを通過させるア
パーチャを備え、このアパーチャを振動させる駆動部を
設けたことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３３】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電励起部と、レーザ光を外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓を備え、上記放電励起部と上記レ
ーザ窓の間の空間にアパーチャを脱着自在に取付け、前
記アパーチャと放電空間との間に手動または自動的に開
閉し放電空間の気密を保つためのバルブを設けたことを
特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３４】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電励起部と、レーザ光を外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓を備え、放電が生じる空間と前記
レーザ窓の間の空間にアパーチャを脱着自在に取付け、
前記アパーチャと放電空間との間に手動または自動的に
開閉し該放電空間の気密を保つためのバルブを設け、前
記レーザ窓と前記バルブの間にガス吸気機構、あるいは
ガス供給機構を設けたことを特徴とする放電励起型レー
ザ。
【請求項３５】レーザガスを充填するチャンバと、こ
のチャンバ内で放電により上記レーザガスを励起する放
電励起部と、レーザ光を外部へ取り出すために上記チャ
ンバに設けたレーザ窓を備え、放電が生じる空間と前記
レーザ窓の間の空間にアパーチャを脱着自在に取付け、
前記アパーチャと放電空間との間に手動または自動的に
開閉し該放電空間の気密を保つためのバルブを設け、前
記レーザ窓と前記バルブの間に前記アパーチャあるいは
ミラーホルダ、あるいは前記チャンバを加熱するヒータ
を設けたことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３６】レーザを発生するためのレーザヘッド
と、レーザビームを反射あるいは透過させるための複数
のレーザ窓と、上記複数のレーザ窓を保持するスライド
可能な窓ホルダと、上記窓ホルダによりレーザヘッド内
部を気密状態に保つための気密手段と、上記レーザヘッ
ドと上記レーザ窓との間にできる複数の空間をそれぞれ
排気あるいは吸気する吸排気機構を設けたことを特徴と
する放電励起型レーザ。
【請求項３７】レーザを発生するためのレーザヘッド
と、レーザビームを反射あるいは透過させるための少な
くとも１つのレーザ窓と、上記レーザ窓を保持するスラ
イド可能な窓ホルダと、上記レーザ窓ホルダによりレー
ザヘッド内部を気密状態に保つための気密手段と、上記
レーザヘッドと上記レーザ窓との間にできる空間を排気
あるいは吸気する吸排気機構と、上記レーザ窓を交換す
る際、上記レーザヘッドの気密を保つ平坦面を上記窓ホ
ルダに設けたことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３８】レーザを発生させるためのレーザガス
を大気から隔離するためのレーザヘッドと、上記レーザ
ヘッドと大気の間に設けられ、上記レーザヘッド内で発
生したレーザビームを透過あるいは反射させるための第
１のレーザ窓と、上記第１のレーザ窓とは別にレーザビ
ームの面積の複数倍の面積を持つ第２のレーザ窓をレー
ザヘッド内で該第１のレーザ窓のレーザガス側に設ける
とともに、上記第２のレーザ窓を移動させる移動機構を
備えたことを特徴とする放電励起型レーザ。
【請求項３９】レーザを発生させるためのレーザガス
を大気から隔離するためのレーザヘッドと、上記レーザ
ヘッドと大気の間に設けられ、上記レーザヘッド内で発
生したレーザビームを透過あるいは反射させるための第
１のレーザ窓と、上記第１のレーザ窓とは別に複数個の
第２のレーザ窓をレーザヘッド内で該第１のレーザ窓の
レーザガス側に設けるとともに、上記複数の第２のレー
ザ窓を順次移動させる移動機構を備えたことを特徴とす
る放電励起型レーザ。