JPH0846275A - ガスレ−ザ装置 - Google Patents
ガスレ−ザ装置Info
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- JPH0846275A JPH0846275A JP17438194A JP17438194A JPH0846275A JP H0846275 A JPH0846275 A JP H0846275A JP 17438194 A JP17438194 A JP 17438194A JP 17438194 A JP17438194 A JP 17438194A JP H0846275 A JPH0846275 A JP H0846275A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明はレ−ザ光を効率よく取り出すこと
ができるようにしたガスレ−ザ装置を提供することにあ
る。 【構成】 内部にガスレ−ザ媒質Ｇが封入されるレ−ザ
管１の軸方向一端側に設けられた高反射ミラ−３および
他端側に設けられる出力ミラ−４と、それぞれ陰極と陽
極とからなりレ−ザ管内に配置される主電極１１および
予備電離電極１２と、この予備電離電極での予備電離放
電を補助するピン電極１５、１６とを具備し、ガスレ−
ザ媒質はハロゲンガス、希釈ガスおよび上記ハロゲンガ
スとで異なる種類のエキシマを生成する少なくとも２種
類以上の希ガスを混合してなり、出力ミラ−は放電励起
される複数のエキシマからそれぞれ発生する波長の異な
る複数のレ−ザ光の少なくとも１つに対して高反射率に
設定され、残りの波長のレ−ザ光に対して低反射率に設
定されてなることを特徴とする。
ができるようにしたガスレ−ザ装置を提供することにあ
る。 【構成】 内部にガスレ−ザ媒質Ｇが封入されるレ−ザ
管１の軸方向一端側に設けられた高反射ミラ−３および
他端側に設けられる出力ミラ−４と、それぞれ陰極と陽
極とからなりレ−ザ管内に配置される主電極１１および
予備電離電極１２と、この予備電離電極での予備電離放
電を補助するピン電極１５、１６とを具備し、ガスレ−
ザ媒質はハロゲンガス、希釈ガスおよび上記ハロゲンガ
スとで異なる種類のエキシマを生成する少なくとも２種
類以上の希ガスを混合してなり、出力ミラ−は放電励起
される複数のエキシマからそれぞれ発生する波長の異な
る複数のレ−ザ光の少なくとも１つに対して高反射率に
設定され、残りの波長のレ−ザ光に対して低反射率に設
定されてなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はガスレ−ザ媒質を放電
励起するに先立って放電領域をレ−ザ光により予備電離
するガスレ−ザ装置に関する。
励起するに先立って放電領域をレ−ザ光により予備電離
するガスレ−ザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レ−ザ管にガスレ−ザ媒質が大気圧以上
の圧力で封入された、ガスレ−ザ装置としてのエキシマ
レ−ザでは、ガスレ−ザ媒質を励起してレ−ザ光を発生
させる主放電を安定化させるため、主放電に先立って放
電領域を予備電離するということが行われている。
の圧力で封入された、ガスレ−ザ装置としてのエキシマ
レ−ザでは、ガスレ−ザ媒質を励起してレ−ザ光を発生
させる主放電を安定化させるため、主放電に先立って放
電領域を予備電離するということが行われている。
【０００３】放電領域を予備電離する手段として光電離
が考えられている。すなわち、放電領域を予備電離する
場合、レ−ザ管内で、かつ光共振器内に主電極およびこ
の主電極と直列に予備電離電極を配置するとともに、こ
の予備電離電極の近傍にピン電極を配置する。
が考えられている。すなわち、放電領域を予備電離する
場合、レ−ザ管内で、かつ光共振器内に主電極およびこ
の主電極と直列に予備電離電極を配置するとともに、こ
の予備電離電極の近傍にピン電極を配置する。
【０００４】上記構成においては、予備電離電極の放電
領域をピン電極で予備電離することで予備電離電極間に
予備放電が点弧される。それによって、ガスレ−ザ媒質
が励起されて微弱な予備電離用レ−ザ光が発生する。予
備電離用レ−ザ光は主電極の放電領域を光電離すること
になるから、主電極に主放電が点弧されてレ−ザ光が光
共振器で増幅されて放出されることになる。
領域をピン電極で予備電離することで予備電離電極間に
予備放電が点弧される。それによって、ガスレ−ザ媒質
が励起されて微弱な予備電離用レ−ザ光が発生する。予
備電離用レ−ザ光は主電極の放電領域を光電離すること
になるから、主電極に主放電が点弧されてレ−ザ光が光
共振器で増幅されて放出されることになる。
【０００５】このような予備電離手段を備えたガスレ−
ザ装置において、レ−ザ光の発振効率を高めるために
は、予備電離電極からの予備電離用レ−ザ光の強度を高
くし、その予備電離用レ−ザ光による主電極の放電領域
の予備電離を強化する必要がある。
ザ装置において、レ−ザ光の発振効率を高めるために
は、予備電離電極からの予備電離用レ−ザ光の強度を高
くし、その予備電離用レ−ザ光による主電極の放電領域
の予備電離を強化する必要がある。
【０００６】そのための具体的な方法としては、予備電
離電極を長くし、しかも予備電離電極への電気エネルギ
の注入量を増大することで、予備電離用レ−ザ光の強度
を高くするということが考えられる。しかしながら、そ
のような方法では予備電離電極でのエネルギの消費量が
増大するから、全体としての発振効率は低下することに
なる。
離電極を長くし、しかも予備電離電極への電気エネルギ
の注入量を増大することで、予備電離用レ−ザ光の強度
を高くするということが考えられる。しかしながら、そ
のような方法では予備電離電極でのエネルギの消費量が
増大するから、全体としての発振効率は低下することに
なる。
【０００７】また、上記光共振器を形成する出力ミラ−
の反射率を高め、予備電離電極から取り出された予備電
離用レ−ザ光を光共振器内で多重反射させることで、主
電極の放電領域の予備電離を強化するということも考え
られる。しかしながら、エキシマレ−ザでは励起時の利
得が高いため、出力ミラ−の反射率を高くすると、主電
極で発生するレ−ザ光の取り出し効率が低下することに
なるから、結果的には発振効率が低下するということに
なる。
の反射率を高め、予備電離電極から取り出された予備電
離用レ−ザ光を光共振器内で多重反射させることで、主
電極の放電領域の予備電離を強化するということも考え
られる。しかしながら、エキシマレ−ザでは励起時の利
得が高いため、出力ミラ−の反射率を高くすると、主電
極で発生するレ−ザ光の取り出し効率が低下することに
なるから、結果的には発振効率が低下するということに
なる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のガ
スレ−ザ装置においては、主電極の放電領域を、主放電
に先立って光電離する場合、その光電離の効率を高めよ
うとすると、主電極からのレ−ザ光の発振効率が低下す
るということがあった。
スレ−ザ装置においては、主電極の放電領域を、主放電
に先立って光電離する場合、その光電離の効率を高めよ
うとすると、主電極からのレ−ザ光の発振効率が低下す
るということがあった。
【０００９】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、主電極の放電領域の、主
放電に先立つ光電離を効率よく行えるようにし、それに
よって主電極からのレ−ザ光の発振効率を高めることが
できるようにしたガスレ−ザ装置を提供することにあ
る。
で、その目的とするところは、主電極の放電領域の、主
放電に先立つ光電離を効率よく行えるようにし、それに
よって主電極からのレ−ザ光の発振効率を高めることが
できるようにしたガスレ−ザ装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載されたこの発明は、内部にガスレ−ザ
媒質が封入されるレ−ザ管と、このレ−ザ管の軸方向一
端側に設けられた高反射ミラ−および他端側に設けられ
上記高反射ミラ−とで光共振器を形成する出力ミラ−
と、それぞれ陰極と陽極とからなり上記レ−ザ管内に配
置される主電極および予備電離電極と、この予備電離電
極の近傍に配置され予備電離電極での予備電離放電を補
助する補助手段とを具備し、上記ガスレ−ザ媒質はハロ
ゲンガス、希釈ガスおよび上記ハロゲンガスとで異なる
種類のエキシマを生成する少なくとも２種類以上の希ガ
スを混合してなり、上記出力ミラ−は放電励起される複
数のエキシマからそれぞれ発生する波長の異なる複数の
レ−ザ光の少なくとも１つに対して高反射率に設定さ
れ、残りの波長のレ−ザ光に対して低反射率に設定され
てなることを特徴とするガスレ−ザ装置にある。
に請求項１に記載されたこの発明は、内部にガスレ−ザ
媒質が封入されるレ−ザ管と、このレ−ザ管の軸方向一
端側に設けられた高反射ミラ−および他端側に設けられ
上記高反射ミラ−とで光共振器を形成する出力ミラ−
と、それぞれ陰極と陽極とからなり上記レ−ザ管内に配
置される主電極および予備電離電極と、この予備電離電
極の近傍に配置され予備電離電極での予備電離放電を補
助する補助手段とを具備し、上記ガスレ−ザ媒質はハロ
ゲンガス、希釈ガスおよび上記ハロゲンガスとで異なる
種類のエキシマを生成する少なくとも２種類以上の希ガ
スを混合してなり、上記出力ミラ−は放電励起される複
数のエキシマからそれぞれ発生する波長の異なる複数の
レ−ザ光の少なくとも１つに対して高反射率に設定さ
れ、残りの波長のレ−ザ光に対して低反射率に設定され
てなることを特徴とするガスレ−ザ装置にある。
【００１１】
【作用】上記構成の発明によれば、予備電離電極によっ
て発生した異なる波長の複数のレ−ザ光のうち、出力ミ
ラ−に対して高反射率のレ−ザ光は光共振器内を多重反
射して主電極の放電領域を光電離し、主放電によって発
生した異なる波長の複数のレ−ザ光のうち、出力ミラ−
に対して低反射率のレ−ザ光は上記光共振器から効率よ
く取り出すことができる。
て発生した異なる波長の複数のレ−ザ光のうち、出力ミ
ラ−に対して高反射率のレ−ザ光は光共振器内を多重反
射して主電極の放電領域を光電離し、主放電によって発
生した異なる波長の複数のレ−ザ光のうち、出力ミラ−
に対して低反射率のレ−ザ光は上記光共振器から効率よ
く取り出すことができる。
【００１２】請求項５の発明によれば、ガスレ−ザ媒質
に複数種の希ガスが混合されていることで、そのガスレ
−ザ媒質が放電励起されると、希ガスの種類に応じて複
数種のハロゲンが生成され、それぞれのハロゲンの種類
に応じて異なる波長の複数のレ−ザ光が発生する。
に複数種の希ガスが混合されていることで、そのガスレ
−ザ媒質が放電励起されると、希ガスの種類に応じて複
数種のハロゲンが生成され、それぞれのハロゲンの種類
に応じて異なる波長の複数のレ−ザ光が発生する。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１と図２はこの発明の一実施例のガスレ−ザ
装置としてのエキシマレ−ザを示し、このエキシマレ−
ザは内部にガスレ−ザ媒質Ｇが封入されたレ−ザ管１を
備えている。このレ−ザ管１は両端が閉塞された円筒状
をなしていて、その両端面にはそれそれ通孔２が形成さ
れている。一方の通孔２は高反射ミラ−３が気密に取り
付けられ、他方の通孔２には上記高反射ミラ−３とで光
共振器を形成する出力ミラ−４が気密に取り付けられて
いる。
明する。図１と図２はこの発明の一実施例のガスレ−ザ
装置としてのエキシマレ−ザを示し、このエキシマレ−
ザは内部にガスレ−ザ媒質Ｇが封入されたレ−ザ管１を
備えている。このレ−ザ管１は両端が閉塞された円筒状
をなしていて、その両端面にはそれそれ通孔２が形成さ
れている。一方の通孔２は高反射ミラ−３が気密に取り
付けられ、他方の通孔２には上記高反射ミラ−３とで光
共振器を形成する出力ミラ−４が気密に取り付けられて
いる。
【００１４】上記高反射ミラ−３は、後述するごとくレ
−ザ管１内で発生する異なる波長のレ−ザ光の全てに対
して反射率がほぼ１００％に形成され、上記出力ミラ−
４は波長の異なるレ−ザ光に対して異なる反射率（透過
率）に形成されている。この実施例では、上記出力ミラ
−４は、図３（ａ）に示すように２２２nmの短波長の光
に対しては反射率が８０〜９０％の高反射に設定され、
３０８nmの長波長の光に対しては反射率が１０〜３０％
の低反射（透過率が９０〜７０％）に設定されている。
−ザ管１内で発生する異なる波長のレ−ザ光の全てに対
して反射率がほぼ１００％に形成され、上記出力ミラ−
４は波長の異なるレ−ザ光に対して異なる反射率（透過
率）に形成されている。この実施例では、上記出力ミラ
−４は、図３（ａ）に示すように２２２nmの短波長の光
に対しては反射率が８０〜９０％の高反射に設定され、
３０８nmの長波長の光に対しては反射率が１０〜３０％
の低反射（透過率が９０〜７０％）に設定されている。
【００１５】上記出力ミラ−４の具体的な構成として
は、図３（ｂ）に示すように合成石英、ＣａＦ2 あるい
はＭｇＦ2 などの材料からなる基材４ａに、誘電体多層
膜４ｂがコ−テイングされてなり、この誘電体多層膜４
ｂによって上述した各波長に対する反射率が設定されて
いる。
は、図３（ｂ）に示すように合成石英、ＣａＦ2 あるい
はＭｇＦ2 などの材料からなる基材４ａに、誘電体多層
膜４ｂがコ−テイングされてなり、この誘電体多層膜４
ｂによって上述した各波長に対する反射率が設定されて
いる。
【００１６】上記ガスレ−ザ媒質Ｇはハロゲンガス、希
釈ガスおよび希ガスを混合してなるものが用いられてい
る。この実施例においては、ハロゲンガスとしてＨＣｌ
が用いられ、希釈ガスとしてＨｅあるいはＮｅのいずれ
か一方が用いられ、希ガスとしてはＸｅとＫｒの２種類
のガスが用いられている。
釈ガスおよび希ガスを混合してなるものが用いられてい
る。この実施例においては、ハロゲンガスとしてＨＣｌ
が用いられ、希釈ガスとしてＨｅあるいはＮｅのいずれ
か一方が用いられ、希ガスとしてはＸｅとＫｒの２種類
のガスが用いられている。
【００１７】したがって、２種類の希ガスが混合されて
いることで、ガスレ−ザ媒質Ｇが後述するごとく放電励
起されると、ＨＣｌとＫｒとからＫｒＣｌエキシマが生
成され、ＨＣｌとＸｅからＸｅＣｌエキシマが生成され
るようになっている。上記ＫｒＣｌエキシマからは波長
が２２２nmのレ−ザ光が放出され、ＸｅＣｌエキシマか
らは波長が３０８nmのレ−ザ光が放出される。
いることで、ガスレ−ザ媒質Ｇが後述するごとく放電励
起されると、ＨＣｌとＫｒとからＫｒＣｌエキシマが生
成され、ＨＣｌとＸｅからＸｅＣｌエキシマが生成され
るようになっている。上記ＫｒＣｌエキシマからは波長
が２２２nmのレ−ザ光が放出され、ＸｅＣｌエキシマか
らは波長が３０８nmのレ−ザ光が放出される。
【００１８】上記レ−ザ管１内には主電極１１と、予備
電離電極１２とがレ−ザ管１の軸線方向に沿って直列に
配置されている。主電極１１は上下方向に平行に離間対
向した陰極１１ａと陽極１１ｂとからなり、上記予備電
離電極１２も主電極１１と同様、陰極１２ａと陽極１２
ｂとからなる。
電離電極１２とがレ−ザ管１の軸線方向に沿って直列に
配置されている。主電極１１は上下方向に平行に離間対
向した陰極１１ａと陽極１１ｂとからなり、上記予備電
離電極１２も主電極１１と同様、陰極１２ａと陽極１２
ｂとからなる。
【００１９】上記主電極１１の陰極１１ａは主放電電源
１３に接続され、陽極１１ｂはア−スされている。上記
予備電離電極１２の陰極１２ａは予備電離電源１４に接
続され、陽極１２ｂはア−スされている。
１３に接続され、陽極１１ｂはア−スされている。上記
予備電離電極１２の陰極１２ａは予備電離電源１４に接
続され、陽極１２ｂはア−スされている。
【００２０】上記予備電離電極１２の両側には図２に示
すように上部ピン電極１５と下部ピン電極１６とが端部
を所定間隔で離間対向させて配置されている。上部ピン
電極１５はピ−キングコンデンサ１７を介して陰極１２
ａに接続され、下部ピン電極１６は陽極１２ｂに接続さ
れている。
すように上部ピン電極１５と下部ピン電極１６とが端部
を所定間隔で離間対向させて配置されている。上部ピン
電極１５はピ−キングコンデンサ１７を介して陰極１２
ａに接続され、下部ピン電極１６は陽極１２ｂに接続さ
れている。
【００２１】上記主放電電源１３と予備電離電源１４と
は遅延発振器１８に設定されたタイミングによって作動
し、主電極１１と予備電離電極１２とに電圧を印加する
ようになっている。上記遅延発振器１８は予備電離電源
１３を作動させてから主放電電源１３を作動させるよう
になっており、その遅延時間は、たとえば１０〜２０ns
に設定されている。
は遅延発振器１８に設定されたタイミングによって作動
し、主電極１１と予備電離電極１２とに電圧を印加する
ようになっている。上記遅延発振器１８は予備電離電源
１３を作動させてから主放電電源１３を作動させるよう
になっており、その遅延時間は、たとえば１０〜２０ns
に設定されている。
【００２２】また、予備電離に必要な励起エネルギは主
放電のエネルギのたとえば１０分の１以下程度であり、
それに応じて予備電離電源１４のエネルギ容量は主放電
電源１３のエネルギ容量の１０分の１程度に設定されて
いる。さらに、これに対応して予備電離電極１２の長さ
は主電極１１の長さの１０分の１程度に設定されてい
る。たとえば、予備電離電極１２の長さは１〜１０cm程
度であり、主電極１１の長さは１０〜１００cm程度であ
る。なお、各電極１１、１２の断面積は同じである。
放電のエネルギのたとえば１０分の１以下程度であり、
それに応じて予備電離電源１４のエネルギ容量は主放電
電源１３のエネルギ容量の１０分の１程度に設定されて
いる。さらに、これに対応して予備電離電極１２の長さ
は主電極１１の長さの１０分の１程度に設定されてい
る。たとえば、予備電離電極１２の長さは１〜１０cm程
度であり、主電極１１の長さは１０〜１００cm程度であ
る。なお、各電極１１、１２の断面積は同じである。
【００２３】つぎに、上記構成のエキシマレ−ザの動作
について説明する。遅延発振器１８を作動させると、最
初に予備電離電源１４が作動して予備電離電極１２に所
定の電気エネルギが供給される。それによって、上部ピ
ン電極１５と下部ピン電極１６とのギャップにスパ−ク
放電が点弧され、そのスパ−ク放電によって発生する紫
外線で予備電離電極１２の陰極１２ａと陽極１２ｂとの
間の放電領域Ｓ1 が予備電離される。予備電離が進む
と、上記陰極１２ａと陽極１２ｂとの間にグロ−放電が
点弧されるから、そのグロ−放電によってガスレ−ザ媒
質Ｇが励起される。
について説明する。遅延発振器１８を作動させると、最
初に予備電離電源１４が作動して予備電離電極１２に所
定の電気エネルギが供給される。それによって、上部ピ
ン電極１５と下部ピン電極１６とのギャップにスパ−ク
放電が点弧され、そのスパ−ク放電によって発生する紫
外線で予備電離電極１２の陰極１２ａと陽極１２ｂとの
間の放電領域Ｓ1 が予備電離される。予備電離が進む
と、上記陰極１２ａと陽極１２ｂとの間にグロ−放電が
点弧されるから、そのグロ−放電によってガスレ−ザ媒
質Ｇが励起される。
【００２４】ガスレ−ザ媒質Ｇが励起されると、そのガ
スレ−ザ媒質Ｇの成分である、ＨＣｌとＫｒとからＫｒ
Ｃｌエキシマが生成され、ＨＣｌとＸｅからＸｅＣｌエ
キシマが生成される。上記ＫｒＣｌエキシマからは波長
が２２２nmのレ−ザ光が放出され、ＸｅＣｌエキシマか
らは波長が３０８nmのレ−ザ光が放出される。
スレ−ザ媒質Ｇの成分である、ＨＣｌとＫｒとからＫｒ
Ｃｌエキシマが生成され、ＨＣｌとＸｅからＸｅＣｌエ
キシマが生成される。上記ＫｒＣｌエキシマからは波長
が２２２nmのレ−ザ光が放出され、ＸｅＣｌエキシマか
らは波長が３０８nmのレ−ザ光が放出される。
【００２５】波長が３０８nmのレ−ザ光は出力ミラ−４
を透過し、波長が２２２nmのレ−ザ光は出力ミラ−４で
反射するから、波長が２２２nmのレ−ザ光は出力ミラ−
４と高反射ミラ−３間を往復反射し、主放電電極１１の
放電領域Ｓ2 を複数回にわたって光電離することにな
る。
を透過し、波長が２２２nmのレ−ザ光は出力ミラ−４で
反射するから、波長が２２２nmのレ−ザ光は出力ミラ−
４と高反射ミラ−３間を往復反射し、主放電電極１１の
放電領域Ｓ2 を複数回にわたって光電離することにな
る。
【００２６】つまり、波長が２２２nmのレ−ザ光は、主
電極１１の放電領域Ｓ2 の予備電離用レ−ザ光となって
その放電領域Ｓ2 を十分に光電離することになる。それ
によって、主電極１１の放電領域Ｓ2 において、ガスレ
−ザ媒質Ｇは十分に予備電離されることになる。
電極１１の放電領域Ｓ2 の予備電離用レ−ザ光となって
その放電領域Ｓ2 を十分に光電離することになる。それ
によって、主電極１１の放電領域Ｓ2 において、ガスレ
−ザ媒質Ｇは十分に予備電離されることになる。
【００２７】予備電離電源１４が作動して１０〜２０ns
経過すると、遅延発振器１８からの信号によって主放電
電源１３が作動し、主電極１１に電気エネルギが注入さ
れる。つまり、主電極１１の放電領域Ｓ2 のガスレ−ザ
媒質Ｇが十分に予備電離された時点で主電極１１に電圧
が印加されて主放電が点弧される。したがって、主放電
は安定した状態で点弧される。
経過すると、遅延発振器１８からの信号によって主放電
電源１３が作動し、主電極１１に電気エネルギが注入さ
れる。つまり、主電極１１の放電領域Ｓ2 のガスレ−ザ
媒質Ｇが十分に予備電離された時点で主電極１１に電圧
が印加されて主放電が点弧される。したがって、主放電
は安定した状態で点弧される。
【００２８】主放電が点弧されると、予備電離電極１２
での放電時と同様、ガスレ−ザ媒質Ｇの成分である、Ｈ
ＣｌとＫｒとからＫｒＣｌエキシマが生成され、ＨＣｌ
とＸｅからＸｅＣｌエキシマが生成される。上記ＫｒＣ
ｌエキシマからは波長が２２２nmのレ−ザ光が放出さ
れ、ＸｅＣｌエキシマからは波長が３０８nmのレ−ザ光
が放出される。
での放電時と同様、ガスレ−ザ媒質Ｇの成分である、Ｈ
ＣｌとＫｒとからＫｒＣｌエキシマが生成され、ＨＣｌ
とＸｅからＸｅＣｌエキシマが生成される。上記ＫｒＣ
ｌエキシマからは波長が２２２nmのレ−ザ光が放出さ
れ、ＸｅＣｌエキシマからは波長が３０８nmのレ−ザ光
が放出される。
【００２９】波長が３０８nmのレ−ザ光は高反射ミラ−
３と出力ミラ−４間で反射を繰り返して共振増幅され、
レ−ザ光Ｌとして上記出力ミラ−４から放出される。波
長が２２２nmのレ−ザ光は出力ミラ−４に対して高い反
射率で反射するから、出力ミラ−４からはほとんど放出
されることがない。
３と出力ミラ−４間で反射を繰り返して共振増幅され、
レ−ザ光Ｌとして上記出力ミラ−４から放出される。波
長が２２２nmのレ−ザ光は出力ミラ−４に対して高い反
射率で反射するから、出力ミラ−４からはほとんど放出
されることがない。
【００３０】すなわち、この実施例によれば、主電極１
１の放電領域Ｓ2 は、予備電離電極１２の放電領域Ｓ1
で発生するとともに高反射ミラ−３と出力ミラ−４との
間に閉じ込められる、波長が２２２nmの予備電離用レ−
ザ光によって繰り返して光電離されるから、その放電領
域Ｓ2 の予備電離が十分に行われることになる。
１の放電領域Ｓ2 は、予備電離電極１２の放電領域Ｓ1
で発生するとともに高反射ミラ−３と出力ミラ−４との
間に閉じ込められる、波長が２２２nmの予備電離用レ−
ザ光によって繰り返して光電離されるから、その放電領
域Ｓ2 の予備電離が十分に行われることになる。
【００３１】予備電離が十分に行われれば、主電極１１
での主放電が安定するから、この主電極の放電領域Ｓ2
でレ−ザ光を効率よく発生させ、２種類の波長のレ−ザ
光のうち、波長が３０８nmのレ−ザ光を共振増幅して放
出させることができるから、発振効率を向上させること
ができる。
での主放電が安定するから、この主電極の放電領域Ｓ2
でレ−ザ光を効率よく発生させ、２種類の波長のレ−ザ
光のうち、波長が３０８nmのレ−ザ光を共振増幅して放
出させることができるから、発振効率を向上させること
ができる。
【００３２】この発明のように予備電離電極１２で発生
した２つの波長のレ−ザ光の一方を光共振器内に閉じ込
めて主電極１１の放電領域Ｓ2 を光電離する第１の場合
と、ガスレ−ザ媒質Ｇの希ガス成分を１種類とし、予備
電離電極１２で発生させた予備電離用レ−ザ光を光共振
器内に閉じ込めることなく主電極の放電領域2 を光電離
する第２の場合の、レ−ザ光の発振効率を比較したとこ
ろ、第２の場合は1.5〜1.8 ％であったが、第１の場合
は1.8 〜2.6 ％に向上した。つまり、第２の場合は、第
１の場合に比べて発振効率は1.2 倍〜1.5 倍へ向上する
ことが確認された。
した２つの波長のレ−ザ光の一方を光共振器内に閉じ込
めて主電極１１の放電領域Ｓ2 を光電離する第１の場合
と、ガスレ−ザ媒質Ｇの希ガス成分を１種類とし、予備
電離電極１２で発生させた予備電離用レ−ザ光を光共振
器内に閉じ込めることなく主電極の放電領域2 を光電離
する第２の場合の、レ−ザ光の発振効率を比較したとこ
ろ、第２の場合は1.5〜1.8 ％であったが、第１の場合
は1.8 〜2.6 ％に向上した。つまり、第２の場合は、第
１の場合に比べて発振効率は1.2 倍〜1.5 倍へ向上する
ことが確認された。
【００３３】また、予備電離用レ−ザ光の利用率も２倍
以上に上昇している。すなわち、予備電離電極１２で発
生した予備電離用レ−ザ光を光共振器内に閉じ込めない
場合、予備電離用レ−ザ光は光共振器を二往復する程度
であったが、この発明のようにすれば、予備電離用レ−
ザ光がガスレ−ザ媒質Ｇを光電離しながら十分に吸収さ
れるまで利用されるから、予備電離用レ−ザ光は少なく
とも３〜４倍以上利用されることになる。
以上に上昇している。すなわち、予備電離電極１２で発
生した予備電離用レ−ザ光を光共振器内に閉じ込めない
場合、予備電離用レ−ザ光は光共振器を二往復する程度
であったが、この発明のようにすれば、予備電離用レ−
ザ光がガスレ−ザ媒質Ｇを光電離しながら十分に吸収さ
れるまで利用されるから、予備電離用レ−ザ光は少なく
とも３〜４倍以上利用されることになる。
【００３４】したがって、さほど強力な予備電離を必要
としないから、予備電離電極１２を十分に短くし、ガス
レ−ザ装置の小形化を計ることができる。図４はこの発
明の他の実施例を示す。この実施例は１つの電源２１に
よって主電極１１と予備電離電極１２とに電気エネルギ
を供給するようにしている。つまり、上記電源２１は上
記主電極１１と予備電離電極１２とに並列に接続されて
いるとともに、上記電源２１と主電極１１との間には磁
気スイッチやコイルなどの遅延回路２２が設けられてい
る。
としないから、予備電離電極１２を十分に短くし、ガス
レ−ザ装置の小形化を計ることができる。図４はこの発
明の他の実施例を示す。この実施例は１つの電源２１に
よって主電極１１と予備電離電極１２とに電気エネルギ
を供給するようにしている。つまり、上記電源２１は上
記主電極１１と予備電離電極１２とに並列に接続されて
いるとともに、上記電源２１と主電極１１との間には磁
気スイッチやコイルなどの遅延回路２２が設けられてい
る。
【００３５】このような構成によれば、電源２１を作動
させると、まず最初に予備電離電極１２に電気エネルギ
供給され、ついで遅延回路２２に設定された所定の時間
が経過すると、主電極１１に電気エネルギが供給される
ことになるから、１つの電源２１で主電極１１と予備電
離電極１２とに電気エネルギを供給することができる。
しかも、主電極１１と予備電離電極１２とに印加する電
圧はほぼ同じであるから、このことによっても電源２１
を１つにすることが可能となる。
させると、まず最初に予備電離電極１２に電気エネルギ
供給され、ついで遅延回路２２に設定された所定の時間
が経過すると、主電極１１に電気エネルギが供給される
ことになるから、１つの電源２１で主電極１１と予備電
離電極１２とに電気エネルギを供給することができる。
しかも、主電極１１と予備電離電極１２とに印加する電
圧はほぼ同じであるから、このことによっても電源２１
を１つにすることが可能となる。
【００３６】なお、各実施例ではＫｒＣｌエキシマを励
起して得られる波長が２２２nmのレ−ザ光を予備電離用
レ−ザ光とし、ＸｅＣｌエキシマを励起して得られる波
長が３０８nmのレ−ザ光を主レ−ザ光として放出させる
ようにしたが、波長が３０８nmのレ−ザ光を予備電離用
レ−ザ光とし、波長が２２２nmのレ−ザ光を主レ−ザ光
として放出させるようにしてもよい。
起して得られる波長が２２２nmのレ−ザ光を予備電離用
レ−ザ光とし、ＸｅＣｌエキシマを励起して得られる波
長が３０８nmのレ−ザ光を主レ−ザ光として放出させる
ようにしたが、波長が３０８nmのレ−ザ光を予備電離用
レ−ザ光とし、波長が２２２nmのレ−ザ光を主レ−ザ光
として放出させるようにしてもよい。
【００３７】その場合、出力ミラ−４の反射率を３０８
nmの波長のレ−ザ光に対して高くし、２２２nmの波長の
レ−ザ光に対して低く設定すればよい。また、ガスレ−
ザ媒質ＧのハロゲンガスとしてＦ2 を用いる場合、希ガ
スとしてＸｅ、Ｋｒ、Ａｒの３種類のうちのいずれか２
種類を選択すればよい。ＸｅＦエキシマは３５０nmの波
長のレ−ザ光を放出し、ＫｒＦエキシマは２４８nmのレ
−ザ光を放出し、さらにＡｒＦエキシマは１９３nmのレ
−ザ光を放出する。したがって、その場合、出力ミラ−
４の反射率は１つの波長のレ−ザ光に対して低く、２つ
の波長のレ−ザ光の少なくとも一方に対して高く設定す
ればよい。
nmの波長のレ−ザ光に対して高くし、２２２nmの波長の
レ−ザ光に対して低く設定すればよい。また、ガスレ−
ザ媒質ＧのハロゲンガスとしてＦ2 を用いる場合、希ガ
スとしてＸｅ、Ｋｒ、Ａｒの３種類のうちのいずれか２
種類を選択すればよい。ＸｅＦエキシマは３５０nmの波
長のレ−ザ光を放出し、ＫｒＦエキシマは２４８nmのレ
−ザ光を放出し、さらにＡｒＦエキシマは１９３nmのレ
−ザ光を放出する。したがって、その場合、出力ミラ−
４の反射率は１つの波長のレ−ザ光に対して低く、２つ
の波長のレ−ザ光の少なくとも一方に対して高く設定す
ればよい。
【００３８】なお、この場合、出力ミラ−４を２つのレ
−ザ光の波長に対して反射率を低く設定すれば、２つの
波長のレ−ザ光を上記出力ミラ−４から同時に発振出力
させることができる。
−ザ光の波長に対して反射率を低く設定すれば、２つの
波長のレ−ザ光を上記出力ミラ−４から同時に発振出力
させることができる。
【００３９】また、上記実施例では予備電離電極で発生
する予備放電を補助するためにピン電極によおる紫外線
予備電離方式を用いたが、Ｘ線方式やコロナ放電方式な
どを用いるようにしてもよい。
する予備放電を補助するためにピン電極によおる紫外線
予備電離方式を用いたが、Ｘ線方式やコロナ放電方式な
どを用いるようにしてもよい。
【００４０】さらに、複数の希ガスが混合されたガスレ
−ザ媒質を励起することで、波長の異なる複数のレ−ザ
光を同時に発生させることができるから、これらのレ−
ザ光を出力ミラ−から放出させたのち、ビ−ムスプリッ
タなどの分離手段で波長ごとに分離し、それぞれの波長
に適した用途に使用するようにしてもよい。つまり、出
力ミラ−を波長の異なる複数種のレ−ザ光を透過するこ
とができる構成にすれば、上述したように波長の異なる
複数種のレ−ザ光を取り出してそれぞれの用途に応じて
利用することができる。
−ザ媒質を励起することで、波長の異なる複数のレ−ザ
光を同時に発生させることができるから、これらのレ−
ザ光を出力ミラ−から放出させたのち、ビ−ムスプリッ
タなどの分離手段で波長ごとに分離し、それぞれの波長
に適した用途に使用するようにしてもよい。つまり、出
力ミラ−を波長の異なる複数種のレ−ザ光を透過するこ
とができる構成にすれば、上述したように波長の異なる
複数種のレ−ザ光を取り出してそれぞれの用途に応じて
利用することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、予
備電離電極の放電空間部で発生した波長の異なる複数の
レ−ザ光のうち、所定の波長のレ−ザ光は光共振器内に
閉じ込められて主電極の放電領域を予備電離するから、
そのレ−ザ光による主電極の放電領域の光電離を効率よ
く十分に行うことができる。
備電離電極の放電空間部で発生した波長の異なる複数の
レ−ザ光のうち、所定の波長のレ−ザ光は光共振器内に
閉じ込められて主電極の放電領域を予備電離するから、
そのレ−ザ光による主電極の放電領域の光電離を効率よ
く十分に行うことができる。
【００４２】したがって、主電極の放電領域を光共振器
内に閉じ込められた上記レ−ザ光によって安定した状態
で確実に予備電離することができるから、その放電領域
からのレ−ザ光の発振効率を十分に高めることができ
る。
内に閉じ込められた上記レ−ザ光によって安定した状態
で確実に予備電離することができるから、その放電領域
からのレ−ザ光の発振効率を十分に高めることができ
る。
【図１】この発明の一実施例のガスレ−ザ装置の全体構
成図。
成図。
【図２】同じく図１の要部のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】（ａ）は同じく出力ミラ−の波長と透過率との
関係を示すグラフ、（ｂ）は同じく出力ミラ−の断面
図。
関係を示すグラフ、（ｂ）は同じく出力ミラ−の断面
図。
【図４】この発明の他の実施例を示すガスレ−ザ装置の
全体構成図。
全体構成図。
１…レ−ザ管、３…高反射ミラ−、４…出力ミラ−、１
１…主電極、１２…予備電離電極、１５、１６…ピン電
極、１３…主放電電源、１４…予備電離電源、Ｇ…ガス
レ−ザ媒質。
１…主電極、１２…予備電離電極、１５、１６…ピン電
極、１３…主放電電源、１４…予備電離電源、Ｇ…ガス
レ−ザ媒質。
Claims (4)
- 【請求項１】 内部にガスレ−ザ媒質が封入されるレ−
ザ管と、このレ−ザ管の軸方向一端側に設けられた高反
射ミラ−および他端側に設けられ上記高反射ミラ−とで
光共振器を形成する出力ミラ−と、それぞれ陰極と陽極
とからなり上記レ−ザ管内に配置される主電極および予
備電離電極と、この予備電離電極の近傍に配置され予備
電離電極での予備電離放電を補助する補助手段とを具備
し、 上記ガスレ−ザ媒質はハロゲンガス、希釈ガスおよび上
記ハロゲンガスとで異なる種類のエキシマを生成する少
なくとも２種類以上の希ガスを混合してなり、上記出力
ミラ−は放電励起される複数のエキシマからそれぞれ発
生する波長の異なる複数のレ−ザ光の少なくとも１つに
対して高反射率に設定され、残りの波長のレ−ザ光に対
して低反射率に設定されてなることを特徴とするガスレ
−ザ装置。 - 【請求項２】 上記主電極と予備電離電極は１つの電源
装置に並列に接続されているとともに、この電源装置と
上記主電極との間には主電極への電圧印加を上記予備電
離電極に対する電圧印加よりも遅らせる遅延手段が設け
られていることを特徴とする請求項１記載のガスレ−ザ
装置。 - 【請求項３】 上記ガスレ−ザ媒質は、ハロゲンガスと
してＨＣｌ、希釈ガスとしてＨｅあるいはＮｅ、希ガス
としてＸｅとＫｒであることを特徴とする請求項１記載
のガスレ−ザ装置。 - 【請求項４】 上記ガスレ−ザ媒質は、ハロゲンガスと
してＦ2 、希釈ガスとしてＨｅあるいはＮｅ、希ガスと
してＸｅ、Ｋｒ、Ａｒのうちの少なくとも２つであるこ
とを特徴とする請求項１記載のガスレ−ザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17438194A JPH0846275A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | ガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17438194A JPH0846275A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | ガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0846275A true JPH0846275A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=15977628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17438194A Pending JPH0846275A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | ガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0846275A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190134088A (ko) * | 2018-05-24 | 2019-12-04 | 국방과학연구소 | 다중 파장 레이저 시스템 |
| WO2022123714A1 (ja) * | 2020-12-10 | 2022-06-16 | ギガフォトン株式会社 | ガスレーザ装置及び電子デバイスの製造方法 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP17438194A patent/JPH0846275A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190134088A (ko) * | 2018-05-24 | 2019-12-04 | 국방과학연구소 | 다중 파장 레이저 시스템 |
| WO2022123714A1 (ja) * | 2020-12-10 | 2022-06-16 | ギガフォトン株式会社 | ガスレーザ装置及び電子デバイスの製造方法 |
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