JPH0878760A - Gas laser apparatus - Google Patents
Gas laser apparatusInfo
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- JPH0878760A JPH0878760A JP20662394A JP20662394A JPH0878760A JP H0878760 A JPH0878760 A JP H0878760A JP 20662394 A JP20662394 A JP 20662394A JP 20662394 A JP20662394 A JP 20662394A JP H0878760 A JPH0878760 A JP H0878760A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はガスレ−ザ媒質を放電
励起してレ−ザ光を発生させるガスレ−ザ装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas laser device which excites a gas laser medium by discharge to generate laser light.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、F2 レ−ザ、TEACO2 レ
−ザあるいはエキシマレ−ザなどのガスレ−ザ装置にお
いては、特定の出力ビ−ム品質を保持し、かつパルス当
り大きなエネルギを出力することが要求されることがあ
る。そのようなガスレ−ザ装置としては図8や図9に示
す構成が知られている。 2. Description of the Related Art For example, in a gas laser device such as an F 2 laser, a TEACO 2 laser or an excimer laser, a specific output beam quality is maintained and a large amount of energy is output per pulse. May be required. As such a gas laser device, the configurations shown in FIGS. 8 and 9 are known.
【0003】図8に示すガスレ−ザ装置は、レ−ザ発振
部1とレ−ザ増幅部2とからなる。上記レ−ザ発振部1
は内部にガスレ−ザ媒質が封入された第1の気密容器3
を有し、この内部には一対の第1の主電極4が離間対向
して配置されている。また、第1の気密容器3の軸方向
一端側には高反射ミラ−5、他端側には上記高反射ミラ
−5とで光共振器を形成する出力ミラ−6がそれぞれ気
密に設けられている。The gas laser device shown in FIG. 8 comprises a laser oscillating section 1 and a laser amplifying section 2. Laser oscillating unit 1
Is a first airtight container 3 in which a gas laser medium is enclosed.
And a pair of first main electrodes 4 are arranged inside and facing each other. Further, an output mirror 6 which forms an optical resonator with the high reflection mirror 5 on one end side in the axial direction of the first airtight container 3 and the high reflection mirror 5 on the other end side is provided in an airtight manner. ing.
【0004】上記第1の主電極4は第1の励起電源部7
に接続されている。この第1の励起電源部5が作動して
上記一対の第1の主電極4に高電圧が印加されると、こ
れら主電極4間に主放電が点弧される。それによって、
ガスレ−ザ媒質が放電励起されてレ−ザ光が発生する。
このレ−ザ光は光共振器で反射を繰り返して増幅され、
所定の強度になると上記出力ミラ−6から発振出力され
る。The first main electrode 4 is a first excitation power source section 7
It is connected to the. When a high voltage is applied to the pair of first main electrodes 4 by operating the first excitation power supply unit 5, main discharge is ignited between the main electrodes 4. Thereby,
The gas laser medium is discharge-excited to generate laser light.
This laser light is repeatedly reflected and amplified by the optical resonator,
When the intensity reaches a predetermined level, the output mirror 6 oscillates and outputs.
【0005】上記レ−ザ増幅部2は、内部にガスレ−ザ
媒質が封入された第2の気密容器8を有し、この内部に
は一対の第2の主電極9が離間対向して配置されてい
る。また、第2の気密容器8の軸方向一端と他端とには
それぞれ窓部材11a、11bが所定の傾斜角度であ
る、ブリュ−スタ角で配置されている。The laser amplifying section 2 has a second airtight container 8 in which a gas laser medium is enclosed, and a pair of second main electrodes 9 are arranged in the inside so as to face each other. Has been done. Further, window members 11a and 11b are arranged at one end and the other end in the axial direction of the second hermetic container 8 at Brewster's angle, which is a predetermined inclination angle.
【0006】上記第2の気密容器8は上記第1の気密容
器3と軸線を一致させて配置され、上記第1の気密容器
3の出力ミラ−6から発振出力されたレ−ザ光Lは第2
の気密容器8の一方の窓部材11aからその内部へ入射
する。The second hermetic container 8 is arranged with its axis aligned with the first hermetic container 3, and the laser light L oscillated and output from the output mirror 6 of the first hermetic container 3 is Second
The light is incident on the inside of the airtight container 8 from one window member 11a.
【0007】上記第2の主電極9には第2の励起電源部
12が接続されている。この第2の励起電源部12が作
動して上記第2の主電極9に高電圧が印加されると、第
2の気密容器8内のガスレ−ザ媒質が励起される。した
がって、第2の気密容器8内に入射したレ−ザ光L0 は
励起されたガスレ−ザ媒質によって増幅され、他方の窓
部材11bから出射する。それによって、レ−ザ光Lは
パルス当りのエネルギを大きくすることができる。A second excitation power source section 12 is connected to the second main electrode 9. When the second excitation power source section 12 is activated and a high voltage is applied to the second main electrode 9, the gas laser medium in the second hermetic container 8 is excited. Therefore, the laser light L0 entering the second hermetic container 8 is amplified by the excited gas laser medium and is emitted from the other window member 11b. Thereby, the laser light L can increase the energy per pulse.
【0008】上記第1の励起電源部7と第2の励起電源
部12とはタイミング回路13に接続されている。この
タイミング回路13は上記各励起電源部7、12が作動
するタイミングを制御する。つまり、タイミング回路1
3は、上記レ−ザ発振部1からレ−ザ光Lが出力される
タイミングと、そのレ−ザ光Lをレ−ザ増幅部2で増幅
するタイミングとを同期させるようになっている。The first excitation power supply section 7 and the second excitation power supply section 12 are connected to a timing circuit 13. The timing circuit 13 controls the timing at which the excitation power supply units 7 and 12 operate. That is, the timing circuit 1
Reference numeral 3 synchronizes the timing at which the laser light L is output from the laser oscillation unit 1 and the timing at which the laser light L is amplified by the laser amplification unit 2.
【0009】しかしながら、第1の主電極4と第2の主
電極9とに印加される電圧は通常、数10kVと非常に
高いから、各主電極に印加する高電圧のスイッチングの
時間制御が非常に難しい。そのため、レ−ザ発振部1か
ら出力されたレ−ザ光Lをレ−ザ増幅部2で効率よく確
実に増幅できず、パルス当りのエネルギを十分に高める
ことができないということがあった。However, since the voltage applied to the first main electrode 4 and the second main electrode 9 is usually as high as several tens of kV, the time control of the switching of the high voltage applied to each main electrode is extremely high. It's difficult. Therefore, the laser light L output from the laser oscillating unit 1 cannot be efficiently and surely amplified by the laser amplifying unit 2 and the energy per pulse cannot be sufficiently increased.
【0010】このような制御の難しさを除去するため
に、図9に示すガスレ−ザ装置が提案されている。な
お、図8に示す装置と同一部分には同一記号を付して説
明を省略する。In order to eliminate such difficulty of control, a gas laser device shown in FIG. 9 has been proposed. It should be noted that the same parts as those of the device shown in FIG.
【0011】このガスレ−ザ装置は連続発振するレ−ザ
発振部1Aを有する。このレ−ザ発振部1Aから発振出
力されたレ−ザ光Lは光電素子14に入射する。この光
電素子14には高電圧信号が印加され、それによって連
続波のレ−ザ光L0 がパルス状に変換される。パルス状
のレ−ザ光Lはレ−ザ増幅部2に入射し、ここで所定の
エネルギに増幅されて出力する。This gas laser device has a laser oscillating section 1A which continuously oscillates. The laser light L oscillated and output from the laser oscillating unit 1A enters the photoelectric element 14. A high voltage signal is applied to the photoelectric element 14, whereby the continuous wave laser light L0 is converted into pulses. The pulsed laser light L is incident on the laser amplification section 2, where it is amplified to a predetermined energy and output.
【0012】上記光電素子14を駆動するドライバ15
と、上記レ−ザ増幅部2の主電極9に高電圧を印加する
第2の励起電源部12とはタイミング回路13によって
同期制御される。上記光電素子14の動作電圧は数kV
であるから、図8に示すガスレ−ザ装置の場合のように
2つの励起電源部7、12を同期させる場合に比べた
ら、その同期制御は容易である。A driver 15 for driving the photoelectric element 14
The timing circuit 13 synchronously controls the second excitation power source 12 that applies a high voltage to the main electrode 9 of the laser amplifier 2. The operating voltage of the photoelectric element 14 is several kV
Therefore, as compared with the case where the two excitation power supply units 7 and 12 are synchronized as in the case of the gas laser device shown in FIG. 8, the synchronization control is easier.
【0013】しかしながら、光電素子14を用いてエネ
ルギ増幅を行う場合、所定の波長あるいはその高調波で
レ−ザ光を連続発振させることができるレ−ザ発振部1
Aが必要となるばかりか、光電素子14やそのドライバ
15などが必要となり、部品点数の増大を招くから、構
成の複雑化やコスト高となるなどのことがある。However, when energy amplification is performed using the photoelectric element 14, the laser oscillating unit 1 capable of continuously oscillating laser light at a predetermined wavelength or its harmonics.
Not only is A required, but also the photoelectric element 14 and its driver 15 are required, which leads to an increase in the number of parts, which may result in a complicated configuration and a high cost.
【0014】一方、図10に示すように、たとえばF2
レ−ザなどのガスレ−ザ装置10Aから発振出力された
レ−ザ光Lを、たとえばCVDなどの反応チャンバ21
にその入射窓22から導入し、上記反応チャンバ21内
の反応ガスを化学反応させるために利用するということ
が行われている。[0014] On the other hand, as shown in FIG. 10, for example, F 2
The laser light L oscillated and output from the gas laser device 10A such as a laser is supplied to the reaction chamber 21 such as a CVD chamber.
The gas is introduced through the entrance window 22 and is used to chemically react the reaction gas in the reaction chamber 21.
【0015】上記ガスレ−ザ装置10Aには励起電源部
23が接続され、上記反応チャンバ21にはこの内部に
反応ガスを供給、排出るためのガス操作部24が接続さ
れている。An excitation power supply unit 23 is connected to the gas laser apparatus 10A, and a gas operation unit 24 for supplying and discharging a reaction gas is connected to the inside of the reaction chamber 21.
【0016】ところで、F2 レ−ザからの波長が157
nmのレ−ザ光Lは上記入射窓22に対する透過率が8
0%程度と余り高くない。そのため、上記入射窓22に
おけるエネルギ損失が無視できないということがある。
この対策としてガスレ−ザ装置10Aから出力されるレ
−ザ光Lの強度を増大させることが考えられるが、その
場合、上記ガスレ−ザ装置10Aに設けられた光共振器
のミラ−20a、20bに負荷が掛かり、早期に損傷さ
せてしまうということがある。By the way, the wavelength from the F 2 laser is 157
The laser light L of nm has a transmittance of 8 with respect to the incident window 22.
It is not so high as 0%. Therefore, the energy loss in the entrance window 22 may not be negligible.
As a countermeasure against this, it is conceivable to increase the intensity of the laser light L output from the gas laser apparatus 10A. In that case, the mirrors 20a and 20b of the optical resonators provided in the gas laser apparatus 10A are considered. May be overloaded and cause early damage.
【0017】また、上記レ−ザ光Lは空気中の酸素によ
って吸収され、エネルギが損失は発生し易い。そのた
め、ガスレ−ザ装置10Aと反応チャンバ21との間を
導光路25で結び、この導光路25内を排気システム2
6で10-3Torr程度まで排気し、この導光路25を通じ
て上記レ−ザ光Lを反応チャンバ21に導入するという
ことが行われる。Also, the laser light L is absorbed by oxygen in the air, and energy is likely to be lost. Therefore, the gas laser device 10A and the reaction chamber 21 are connected by a light guide path 25, and the inside of the light guide path 25 is exhausted by the exhaust system 2.
At 6, the gas is exhausted to about 10 −3 Torr and the laser light L is introduced into the reaction chamber 21 through the light guide path 25.
【0018】しかしながら、その場合、導光路25を必
要とすることで構成の複雑化を招いたり、その導光路2
5の排気を行わなければならないために使用時の操作が
複雑化し、使いずらいということがある。However, in that case, the need for the light guide path 25 leads to a complicated structure, and the light guide path 2 is not provided.
Since the exhaust of No. 5 must be performed, the operation at the time of use becomes complicated and it may be difficult to use.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のガ
スレ−ザ装置はレ−ザ光のパルス当たりのエネルギを増
幅する場合、同期制御が必要となり、その制御が確実に
行えなかったり、構成が複雑化するなどのことがあっ
た。As described above, in the conventional gas laser apparatus, when amplifying the energy per pulse of the laser light, the synchronous control is required, and the control cannot be surely performed, or the constitution is difficult. Was complicated.
【0020】また、レ−ザ光によって反応ガスを化学反
応させる場合、導光路を通じてレ−ザ光を反応チャンバ
に導入するため、レ−ザ光のエネルギ損失が大きくなっ
たり、構成が複雑化するなどのことがあった。Further, when the reaction gas is chemically reacted with the laser light, the laser light is introduced into the reaction chamber through the light guide, so that the energy loss of the laser light becomes large and the structure becomes complicated. There was such a thing.
【0021】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、第1の目的は、同期制御を行わずに、レ−ザ光のエ
ネルギ増幅を行う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。この発明の第2の目的は、導
光路を必要とせずに反応ガスをレ−ザ光によって化学反
応させ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。The present invention has been made based on the above circumstances, and a first object thereof is to provide a gas laser device capable of performing energy amplification of laser light without performing synchronous control. Especially. A second object of the present invention is to provide a gas laser device capable of chemically reacting a reaction gas with laser light without requiring a light guide path.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】この発明の第1の手段
は、ガスレ−ザ媒質を放電励起してレ−ザ光を発生させ
るガスレ−ザ装置において、上記ガスレ−ザ媒質が封入
された気密容器と、この気密容器内に離間対向して配置
された一対の主電極と、これら主電極間に高電圧を印加
して主放電を点弧させ上記主電極間の放電空間部のガス
レ−ザ媒質を放電励起する駆動手段と、上記放電空間部
の一端側に配置された高反射ミラ−および他端側に配置
された窓部材と、上記放電空間部内の上記高反射ミラ−
と窓部材との間に配置され上記高反射ミラ−とで光共振
器を形成する出力ミラ−とを具備したことを特徴とす
る。A first means of the present invention is a gas laser device for generating laser light by exciting a gas laser medium by discharge, and is hermetically sealed with the gas laser medium. A container, a pair of main electrodes arranged to face each other in the airtight container, and a high voltage is applied between the main electrodes to ignite a main discharge to cause a gas laser in a discharge space between the main electrodes. Driving means for discharge-exciting a medium, a high-reflection mirror arranged at one end of the discharge space and a window member arranged at the other end, and the high-reflection mirror in the discharge space.
And an output mirror disposed between the window member and the high reflection mirror to form an optical resonator.
【0023】この発明の第2の手段は、ガスレ−ザ媒質
を放電励起してレ−ザ光を発生させるガスレ−ザ装置に
おいて、上記ガスレ−ザ媒質が封入された気密容器と、
この気密容器内に離間対向して配置された一対の主電極
と、これら主電極間に高電圧を印加して主放電を点弧さ
せ上記主電極間の放電空間部のガスレ−ザ媒質を放電励
起する駆動手段と、上記放電空間部の一端側に配置され
た高反射ミラ−および他端側に配置され上記高反射ミラ
−とで光共振器を形成する出力ミラ−と、中空状でレ−
ザ光を透過させる構造をなし上記光共振器内に配置され
た反応容器と、この反応容器に接続されその内部に上記
レ−ザ光に照射されることで化学反応を生じる反応ガス
を流通させるガス給排手段とを具備したことを特徴とす
る。A second means of the present invention is a gas laser device for generating laser light by exciting a gas laser medium by discharge, and an airtight container in which the gas laser medium is sealed,
A pair of main electrodes arranged facing each other in this airtight container and a high voltage is applied between these main electrodes to ignite the main discharge to discharge the gas laser medium in the discharge space between the main electrodes. A driving means for exciting, a high reflection mirror arranged at one end of the discharge space and an output mirror formed at the other end to form an optical resonator, and a hollow mirror. −
A reaction container having a structure for transmitting the laser light and arranged in the optical resonator, and a reaction gas connected to the reaction container and having a reaction gas that causes a chemical reaction when irradiated with the laser light is circulated in the reaction container. And a gas supply / discharge means.
【0024】[0024]
【作用】第1の手段によれば、放電空間部内の光軸方向
中途部に出力ミラ−を設けることで、上記放電空間部内
にレ−ザ光を発振出力する光共振器と、この光共振器か
ら出力されたレ−ザ光を増幅する増幅部とが隣り合って
区画形成されるから、同期制御をせずにレ−ザ光を増幅
することができる。According to the first means, the output mirror is provided in the discharge space portion at a midway portion in the optical axis direction, whereby an optical resonator for oscillating and outputting laser light in the discharge space portion and this optical resonance are provided. Since the amplifying section for amplifying the laser light output from the container is formed adjacent to each other, the laser light can be amplified without performing the synchronization control.
【0025】第2の手段によれば、光共振器内にレ−ザ
光が透過する構成の反応容器を設け、この反応容器に反
応ガスを流通させるため、レ−ザ光を光共振器の外部を
通すことなく上記反応ガスを化学反応させることができ
る。According to the second means, a reaction container having a structure for transmitting laser light is provided in the optical resonator, and the reaction gas is circulated in the reaction container, so that the laser light is transmitted to the optical resonator. The above reaction gas can be chemically reacted without passing through the outside.
【0026】[0026]
【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乃至図3はこの発明の第1の実施例のガス
レ−ザ装置を示し、図1中31は内部にガスレ−ザ媒質
が封入された気密容器である。この気密容器31内には
一対の主電極32が上記気密容器31の軸線Oを中心に
して所定間隔で対称に配置されている。それによって、
一対の主電極32間は上記ガスレ−ザ媒質を放電励起す
るための放電が点弧される放電空間部33に形成されて
いる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show a gas laser device according to a first embodiment of the present invention, and 31 in FIG. 1 is an airtight container in which a gas laser medium is enclosed. In the airtight container 31, a pair of main electrodes 32 are arranged symmetrically with a predetermined interval about the axis O of the airtight container 31. Thereby,
Between the pair of main electrodes 32 is formed a discharge space portion 33 in which a discharge for exciting the gas laser medium by discharge is ignited.
【0027】上記主電極32の一方は駆動手段としての
直流高圧電源部34の陰極に接続され、他方はア−スさ
れている。上記直流高圧電源部34が作動して一対の主
電極32間に高電圧が印加されると、これら主電極32
間に主放電が点弧される。それによって、放電空間部3
3のガスレ−ザ媒質が放電励起されてレ−ザ光Lが光軸
を上記気密容器31の軸線Oと一致させて発生する。One of the main electrodes 32 is connected to the cathode of a DC high-voltage power supply 34 as a driving means, and the other is grounded. When a high voltage is applied between the pair of main electrodes 32 by operating the DC high-voltage power supply unit 34, the main electrodes 32 are
In the meantime, the main discharge is ignited. Thereby, the discharge space 3
The gas laser medium 3 is excited by discharge and laser light L is generated with its optical axis aligned with the axis O of the airtight container 31.
【0028】なお、上記放電空間部34は主電極32に
主放電が点弧される前に、図示しない予備電離手段によ
って予備電離されるようになっている。上記気密容器3
1の軸方向一端面には高反射ミラ−35が気密に設けら
れ、他端面にはレ−ザ光Lを透過する光学材料からなる
窓部材36が同じく気密に設けられている。この窓部材
36はブリュ−スタ角で配設されている。The discharge space 34 is preionized by a preionization means (not shown) before the main discharge is ignited by the main electrode 32. Airtight container 3
A highly reflective mirror 35 is airtightly provided on one axial end surface of No. 1, and a window member 36 made of an optical material that transmits the laser light L is also airtightly provided on the other end surface thereof. The window member 36 is arranged at Brewster's angle.
【0029】上記放電空間部33の軸方向中途部には、
上記高反射ミラ−35とで光共振器を形成する出力ミラ
−37が配設されている。つまり、上記放電空間部33
の一部分が上記出力ミラ−37によって光共振器部38
aに形成され、残りの部分が上記光共振器部38aから
発振出力されたレ−ザ光L0 を増幅する増幅部38bに
形成されている。At the axially intermediate portion of the discharge space 33,
An output mirror 37, which forms an optical resonator together with the high reflection mirror 35, is arranged. That is, the discharge space 33
Part of the optical resonator 38 by the output mirror 37.
a and the remaining portion is formed in an amplifying section 38b for amplifying the laser light L0 oscillated and output from the optical resonator section 38a.
【0030】上記出力ミラ−37は図2に示すように上
記放電空間部33(一対の主電極32間に主放電が点弧
される領域)の軸線O、つまり光軸方向と直角に交差す
る方向の断面形状と対応する形状である、矩形状に形成
されている。As shown in FIG. 2, the output mirror 37 intersects at right angles with the axis O of the discharge space 33 (a region where the main discharge is ignited between the pair of main electrodes 32), that is, the optical axis direction. It is formed in a rectangular shape that is a shape corresponding to the cross-sectional shape in the direction.
【0031】このような構成のガスレ−ザ装置におい
て、直流高圧電源部34を作動させて一対の主電極32
間に高電圧を印加すると、これら主電極32間に主放電
が点弧される。その主放電によって放電空間部38の全
域においてレ−ザ発振に対する利得が生じる。In the gas laser device having such a structure, the DC high-voltage power supply section 34 is operated to operate the pair of main electrodes 32.
When a high voltage is applied in between, a main discharge is ignited between these main electrodes 32. The main discharge causes a gain for the laser oscillation in the entire discharge space 38.
【0032】この状態において、上記全反射ミラ−35
と出力ミラ−37とによって構成される光共振器部38
aでレ−ザ発振が生じ、上記出力ミラ−37からはレ−
ザ光L0 が上記増幅部38bへ放出される。In this state, the total reflection mirror 35
And an optical mirror section 38 composed of an output mirror 37
Laser oscillation occurs at a, and the laser is emitted from the output mirror 37.
The light L0 is emitted to the amplification section 38b.
【0033】上記放電空間部33の光共振器部38a以
外の部分である、増幅部38bにおいても、上記主電極
32間の主放電によってレ−ザ光L0 に対する利得があ
る。そのため、光共振器部38aから増幅部38bへ放
出されたレ−ザ光L0 は、この増幅部38bを通過する
ことで増幅されたレ−ザ光Lとなって窓部材36から取
り出される。なお、図3に放電空間部33における放電
電圧、利得およびレ−ザ出力の関係を示す。The amplification section 38b, which is a section other than the optical resonator section 38a of the discharge space section 33, also has a gain for the laser light L0 due to the main discharge between the main electrodes 32. Therefore, the laser light L0 emitted from the optical resonator portion 38a to the amplification portion 38b passes through the amplification portion 38b to become the amplified laser light L, which is extracted from the window member 36. FIG. 3 shows the relationship among the discharge voltage, the gain and the laser output in the discharge space 33.
【0034】上記増幅部38bでの飽和利得をG、この
増幅部38bの光軸方向に沿う長さをLaとすると、こ
こでの増幅率Aは、 A=G・L …(1)式 となる。Assuming that the saturation gain in the amplifying section 38b is G and the length along the optical axis direction of the amplifying section 38b is La, the amplification factor A here is A = G · L (1) Become.
【0035】すなわち、上記構成のガスレ−ザ装置によ
れば、1つの直流高圧電源部34を作動させるだけで、
放電空間部33が全体にわたって励起されるから、その
放電空間部33に設けられた光共振器部38aからレ−
ザ光L0 を発振させ、そのレ−ザ光L0 を同じく上記放
電空間部33に設けられた増幅部38bで増幅して取り
出すことができる。That is, according to the gas laser device having the above-mentioned configuration, it is possible to operate only one DC high-voltage power supply section 34.
Since the discharge space 33 is excited throughout, the optical resonator 38a provided in the discharge space 33 is connected to the laser cavity 38a.
The laser light L0 can be oscillated, and the laser light L0 can be amplified and taken out by the amplification section 38b also provided in the discharge space 33.
【0036】そのため、上記光共振器部38aと増幅部
38bとを同期制御することなく、光共振器部38aか
ら発振出力されたレ−ザ光L0 を増幅部38bで増幅す
ることができる。しかも、レ−ザ光の発振と増幅とを1
つの気密容器31内で行えるから、レ−ザ発振部とレ−
ザ増幅部とが別体となっていた従来に比べて構造が簡単
となる。Therefore, the laser light L0 oscillated and output from the optical resonator section 38a can be amplified by the amplifying section 38b without synchronously controlling the optical resonator section 38a and the amplifying section 38b. Moreover, the oscillation and amplification of the laser light is reduced to 1
Since it can be performed in one airtight container 31, the laser oscillator and laser
The structure is simpler than the conventional structure in which the amplifier section is separate.
【0037】図4および図5(a)、(b)はこの発明
の第2の実施例を示す。この実施例のガスレ−ザ装置は
たとえばF2 レ−ザで、内部にガスレ−ザ媒質が密封さ
れた気密容器41を備えている。この気密容器41内に
は一対の主電極42が上記気密容器41の軸線Oを中心
にして対称に所定間隔で設けられている。一方の主電極
42は直流高圧電源部43の陰極に接続され、他方の主
電極42はア−スされている。それによって、一対の主
電極42間は上記ガスレ−ザ媒質を放電励起するための
放電が点弧される放電空間部44に形成されている。FIGS. 4 and 5A and 5B show a second embodiment of the present invention. The gas laser apparatus of this embodiment is, for example, an F 2 laser, and is provided with an airtight container 41 in which a gas laser medium is sealed. Inside the airtight container 41, a pair of main electrodes 42 are provided symmetrically at predetermined intervals with respect to the axis O of the airtight container 41. One main electrode 42 is connected to the cathode of the DC high-voltage power supply unit 43, and the other main electrode 42 is grounded. As a result, a discharge space portion 44 is formed between the pair of main electrodes 42 to ignite a discharge for exciting the gas laser medium.
【0038】上記気密容器41の軸方向一端には高反射
ミラ−45aが設けられ、他端には上記高反射ミラ−4
4とで光共振器を形成する出力ミラ−45bが設けられ
ている。上記気密容器41の内部で、上記出力ミラ−4
5bの内面側の近傍には反応容器46が配設されてい
る。A highly reflective mirror 45a is provided at one end of the airtight container 41 in the axial direction, and the highly reflective mirror-4a is provided at the other end.
4 and an output mirror 45b forming an optical resonator. Inside the airtight container 41, the output mirror-4
A reaction container 46 is arranged near the inner surface of 5b.
【0039】上記反応容器46は図5(a)、(b)に
示すように断面形状が矩形の中空容器からなる。この反
応容器46の対向する一対の側面には上記放電空間部4
4で後述するごとく発生するレ−ザ光Lを透過する光学
材料からなる窓部材47が気密に設けられている。The reaction container 46 is a hollow container having a rectangular cross section as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The discharge space 4 is formed on a pair of opposing side surfaces of the reaction container 46.
4, a window member 47 made of an optical material that transmits the laser light L generated as described later is provided in an airtight manner.
【0040】上記反応容器46の上記側面と直交する方
向の一方の端面にはレ−ザ光Lに照射されることで化学
反応を生じる、たとえば光CVD用の反応ガスの導入ポ
−ト47aが設けられ、他端面には化学反応した反応ガ
スを排出する排出ポ−ト47bが設けられている。上記
導入ポ−ト47aには導入管48aが接続され、上記排
出ポ−ト47bには排出管48bが接続されている。One end face of the reaction container 46 in a direction orthogonal to the side face is irradiated with laser light L to cause a chemical reaction, for example, a reaction gas introduction port 47a for photo CVD is provided. An exhaust port 47b is provided on the other end surface for exhausting the reaction gas that has chemically reacted. An introduction pipe 48a is connected to the introduction port 47a, and a discharge pipe 48b is connected to the discharge port 47b.
【0041】上記導入管48aと排出管48bとは、ガ
ス給排手段としての操作部51に導入されている。この
操作部51には上記導入管48aに接続された図示しな
い反応ガスの供給部が接続され、上記排出管48bに
は、反応容器46内の反応ガスを所定量ずつ排出する、
図示しない吸引ポンプが接続されている。この吸引ポン
プによって上記反応容器46から排気される、化学反応
した反応ガスは、たとえば図示しないCVD装置などに
供給される。The introduction pipe 48a and the discharge pipe 48b are introduced into the operation portion 51 as a gas supply / discharge means. A not-shown reaction gas supply unit connected to the introduction pipe 48a is connected to the operation unit 51, and a predetermined amount of the reaction gas in the reaction container 46 is discharged to the discharge pipe 48b.
A suction pump (not shown) is connected. The reaction gas that has chemically reacted and is exhausted from the reaction container 46 by the suction pump is supplied to, for example, a CVD device (not shown).
【0042】上記構成のガスレ−ザ装置において、図示
しない予備電離手段によって放電空間部44を予備電離
したのち、直流高圧電源部34を作動させて一対の主電
極42間に高電圧を印加すると、上記放電空間部44に
主放電が点弧される。それによって、放電空間部44に
おいてガスレ−ザ媒質が励起されるから、その放電空間
部44にレ−ザ光Lが発生する。In the gas laser device having the above structure, after the discharge space 44 is preionized by the preionization means (not shown), the DC high voltage power supply 34 is operated to apply a high voltage between the pair of main electrodes 42. The main discharge is ignited in the discharge space portion 44. As a result, the gas laser medium is excited in the discharge space portion 44, so that laser light L is generated in the discharge space portion 44.
【0043】放電空間部44で発生したレ−ザ光Lは、
光共振器を形成する高反射ミラ−45aと出力ミラ−4
5bとで反射を繰り返して増幅され、所定の強度に達す
ると、上記出力ミラ−45bから発振出力される。The laser light L generated in the discharge space portion 44 is
High-reflection mirror-45a and output mirror-4 that form an optical resonator
5b repeats reflection and amplification, and when a predetermined intensity is reached, oscillation is output from the output mirror 45b.
【0044】レ−ザ光Lは、高反射ミラ−45aと出力
ミラ−45bとで反射を繰り返すことで、光共振器内の
光路上に設けられた反応容器46を透過する。レ−ザ光
Lが反応容器46を透過することで、その内部の反応ガ
スが照射されるから、その反応ガスは上記レ−ザ光Lと
化学反応する。したがって、反応容器46内の化学反応
した反応ガスは、排出管48bから取り出されることに
なる。The laser light L is repeatedly reflected by the high-reflecting mirror 45a and the output mirror 45b to pass through the reaction container 46 provided on the optical path in the optical resonator. As the laser light L passes through the reaction container 46, the reaction gas inside is irradiated, so that the reaction gas chemically reacts with the laser light L. Therefore, the chemically reacted reaction gas in the reaction container 46 is taken out from the exhaust pipe 48b.
【0045】上記反応ガスの流れは上記操作部51によ
って行われる。たとえば、反応ガスを所定量ずつ流しな
がらレ−ザ光Lによって照射して化学反応させるように
してもよく、または所定量の反応ガスを反応容器46に
貯えておいて化学反応させるようにしてもよい。The flow of the reaction gas is performed by the operation section 51. For example, the reaction gas may be caused to chemically react by irradiating with the laser light L while flowing a predetermined amount at a time, or a predetermined amount of the reaction gas may be stored in the reaction container 46 and chemically reacted. Good.
【0046】このような構成のガスレ−ザ装置によれ
ば、反応容器46が気密容器41の光共振器内に設けら
れているので、上記反応容器46内の反応ガスを光誘起
化学反応させるためにレ−ザ光Lを光共振器の外部へ導
くということをせずにすむ。そのため、レ−ザ光Lを導
光路を通じて反応容器に導入する従来の場合のように、
レ−ザ光Lが反応容器46内に入射するまでにエネルギ
損失が生じるということがほとんどないから、反応ガス
の化学反応を効率よく行うことができる。According to the gas laser apparatus having such a structure, since the reaction container 46 is provided in the optical resonator of the airtight container 41, the reaction gas in the reaction container 46 is subjected to the photoinduced chemical reaction. Moreover, it is not necessary to guide the laser light L to the outside of the optical resonator. Therefore, as in the conventional case where the laser light L is introduced into the reaction vessel through the light guide path,
Since there is almost no energy loss until the laser light L enters the reaction container 46, the chemical reaction of the reaction gas can be efficiently performed.
【0047】また、光共振器内に設けられた反応容器4
6にレ−ザ光Lを通過させて化学反応させることで、光
共振器内におけるレ−ザ光Lの強度が低下する。そのた
め、光共振器を形成する高反射ミラ−45aと出力ミラ
−45bとに対する熱的負荷が低減されるから、これら
ミラ−の寿命を向上させることができ、とくに化学反応
を促進させるためなどにレ−ザ光Lの出力を増大させた
場合に有効である。Further, the reaction container 4 provided in the optical resonator
The intensity of the laser light L in the optical resonator is lowered by allowing the laser light L to pass through 6 and causing a chemical reaction. Therefore, the thermal load on the high-reflecting mirror 45a and the output mirror 45b forming the optical resonator is reduced, so that the life of these mirrors can be extended, especially for promoting a chemical reaction. This is effective when the output of the laser light L is increased.
【0048】図6はこの発明の第3の実施例を示す。こ
の実施例は、図4と図5(a)、(b)に示す第2の実
施例の変形例であるので、同一部分には同一号を付して
説明を省略する。FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. Since this embodiment is a modification of the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5A and 5B, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0049】すなわち、この第3の実施例は、光共振器
内に反応容器46(内部反応容器とする)が配置される
だけでなく、出力ミラ−45bの外面側にも、その外面
に一側面を接合させて反応容器46A(外部反応容器と
する)が配置されている。That is, in the third embodiment, not only is the reaction container 46 (internal reaction container) arranged in the optical resonator, but also on the outer surface side of the output mirror 45b and on the outer surface thereof. A reaction container 46A (referred to as an external reaction container) is arranged with its side surfaces joined.
【0050】このような構成によれば、内部反応容器4
6内の反応ガスは光共振器内で増幅されるレ−ザ光Lに
よって化学反応を誘起され、外部反応容器46A内の反
応ガスは光共振器から発振出力されるレ−ザ光Lによっ
て化学反応が誘起される。したがって、反応ガスの光誘
起化学反応を2段階で行うことができるばかりか、それ
ぞれの反応容器46、46Aに種類の異なる反応ガスを
導入して化学反応させることもできる。According to such a configuration, the internal reaction container 4
The reaction gas in 6 induces a chemical reaction by the laser light L amplified in the optical resonator, and the reaction gas in the external reaction vessel 46A chemically reacts by the laser light L oscillated and output from the optical resonator. The reaction is triggered. Therefore, not only the photo-induced chemical reaction of the reaction gas can be performed in two steps, but also different kinds of reaction gases can be introduced into the respective reaction vessels 46 and 46A to cause a chemical reaction.
【0051】図7はこの発明の第4の実施例である。こ
の実施例は第1の実施例のガスレ−ザ装置に第2の実施
例に示された反応容器46を組み込み、操作部51によ
って反応ガスの流通を制御するようにしたものである。
なお、この実施例において、上記各実施例と同一部分に
は同一記号を付して説明を省略する。FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the reaction vessel 46 shown in the second embodiment is incorporated into the gas laser apparatus of the first embodiment, and the operation part 51 controls the flow of the reaction gas.
In this embodiment, the same parts as those in each of the above-mentioned embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0052】すなわち、この第4の実施例では、窓部材
36の内側に反応容器46が配置されている。それによ
って、増幅部38bで増幅されたレ−ザ光Lにより、上
記反応容器46内の反応ガスを化学反応させることがで
きる。That is, in the fourth embodiment, the reaction container 46 is arranged inside the window member 36. Thereby, the reaction gas in the reaction container 46 can be chemically reacted by the laser light L amplified by the amplification section 38b.
【0053】なお、この第4の実施例において、反応容
器46を光共振器部38a内に配置するようにしてもよ
い。また、第2乃至第4の実施例において、反応容器4
6、46Aに反応ガスとして酸素を流通させれば、その
酸素がレ−ザ光に照射されて化学反応することでオゾン
が発生するから、ガスレ−ザ装置をオゾナイザ装置とし
て利用することができる。In the fourth embodiment, the reaction container 46 may be arranged inside the optical resonator portion 38a. In addition, in the second to fourth embodiments, the reaction container 4
When oxygen is circulated as a reaction gas in 6, 46A, ozone is generated by the oxygen reacting with the laser light and chemically reacting with the laser light, so that the gas laser device can be used as an ozonizer device.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、放電空間
部の一端側に高反射ミラ−を配置し、他端側に窓部材を
配置するとともに、その間に上記高反射ミラ−とで光共
振器を形成する出力ミラ−を配置し、上記光共振器から
発振出力されたレ−ザ光を、上記放電空間部の上記出力
ミラ−と窓部材との間の部分で増幅させるようにした。As described above, according to the present invention, the high reflection mirror is arranged on one end side of the discharge space and the window member is arranged on the other end side thereof, and the light is reflected by the high reflection mirror between them. An output mirror forming a resonator is arranged, and the laser light oscillated and output from the optical resonator is amplified in a portion of the discharge space between the output mirror and the window member. .
【0055】そのため、レ−ザ光の発振出力と増幅とを
同期制御をすることなく、光共振器から発振出力された
レ−ザ光を増幅して窓部材から取り出すことができる。
また、この発明は、光共振器内に中空状でレ−ザ光を透
過させる構造の反応容器を設け、この反応容器にガスを
流通させることで上記レ−ザ光によって化学反応を誘起
させるようにした。Therefore, the laser light oscillated and output from the optical resonator can be amplified and taken out from the window member without controlling the oscillation output and the amplification of the laser light synchronously.
Further, according to the present invention, a reaction container having a hollow structure for transmitting laser light is provided in the optical resonator, and a gas is circulated in the reaction container to induce a chemical reaction by the laser light. I chose
【0056】そのため、従来のようにレ−ザ光を導光路
を通じて反応容器に導入するということをせずにすむか
ら、装置全体の構成の簡略化、操作性の向上、さらには
光共振器を形成するミラ−に対する負荷の軽減が計れる
などのことがある。Therefore, since it is not necessary to introduce the laser light into the reaction vessel through the light guide path as in the conventional case, the construction of the entire apparatus is simplified, the operability is improved, and the optical resonator is provided. In some cases, the load on the mirror to be formed can be reduced.
【図1】この発明の第1の実施例のガスレ−ザ装置を示
す概略的構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gas laser device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同じく図1のA−A線に沿う断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】同じく放電空間部における放電電圧、利得およ
びレ−ザ出力の関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship among a discharge voltage, a gain and a laser output in the discharge space portion.
【図4】この発明の第2の実施例のガスレ−ザ装置を示
す概略的構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a gas laser device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】(a)は同じく反応容器の縦断面図、(b)は
同じく側面図。5A is a vertical cross-sectional view of the reaction container, and FIG. 5B is a side view of the same.
【図6】この発明の第3の実施例のガスレ−ザ装置を示
す概略的構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a gas laser device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】この発明の第4の実施例のガスレ−ザ装置を示
す概略的構成図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a gas laser device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】従来のガスレ−ザ装置を示す概略的構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional gas laser device.
【図9】従来の他のガスレ−ザ装置を示す概略的構成
図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another conventional gas laser device.
【図10】従来のさらに他のガスレ−ザ装置を示す概略
的構成図。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing still another conventional gas laser device.
31、41…気密容器、32、42…主電極、33、4
4…放電空間部、34、44…直流高圧電源部(駆動手
段)、35、45a…高反射ミラ−、36…窓部材、3
7、45b…出力ミラ−、46…反応容器、51…操作
部(ガス給排手段)。31, 41 ... Airtight container, 32, 42 ... Main electrode, 33, 4
4 ... Discharge space part, 34, 44 ... DC high voltage power supply part (driving means), 35, 45a ... High reflection mirror, 36 ... Window member, 3
7, 45b ... Output mirror, 46 ... Reaction container, 51 ... Operation part (gas supply / discharge means).
Claims (6)
を発生させるガスレ−ザ装置において、 上記ガスレ−ザ媒質が封入された気密容器と、この気密
容器内に離間対向して配置された一対の主電極と、これ
ら主電極間に高電圧を印加して主放電を点弧させ上記主
電極間の放電空間部のガスレ−ザ媒質を放電励起する駆
動手段と、上記放電空間部の一端側に配置された高反射
ミラ−および他端側に配置された窓部材と、上記放電空
間部内の上記高反射ミラ−と窓部材との間に配置され上
記高反射ミラ−とで光共振器を形成する出力ミラ−とを
具備したことを特徴とするガスレ−ザ装置。1. A gas laser apparatus for generating laser light by exciting a gas laser medium by electric discharge, and an airtight container in which the gas laser medium is enclosed, and the airtight container is disposed so as to be opposed to and spaced from the airtight container. A pair of main electrodes, driving means for applying a high voltage between the main electrodes to ignite a main discharge to excite the gas laser medium in the discharge space between the main electrodes by discharge, and the discharge space. Of the high reflection mirror arranged on one end side and the window member arranged on the other end side, and the high reflection mirror arranged between the high reflection mirror and the window member in the discharge space portion. A gas laser device comprising an output mirror forming a resonator.
方向と交差する方向の断面形状とほぼ同じ形状であるこ
とを特徴とする請求項1記載のガスレ−ザ装置。2. The gas laser device according to claim 1, wherein the output mirror has substantially the same cross-sectional shape in a direction intersecting the optical axis direction of the discharge space.
は中空状でレ−ザ光を透過させる構造の反応容器が配置
され、この反応容器にはその内部に上記レ−ザ光に照射
されることで化学反応を生じる反応ガスを流通させるガ
ス給排手段が接続されてなることを特徴とする請求項1
記載のガスレ−ザ装置。3. A reaction container having a hollow structure for transmitting laser light is disposed inside the window member in the discharge space, and the reaction container is internally irradiated with the laser light. 2. A gas supply / exhaust means for circulating a reaction gas which causes a chemical reaction by being connected is connected.
The gas laser device described.
を発生させるガスレ−ザ装置において、 上記ガスレ−ザ媒質が封入された気密容器と、この気密
容器内に離間対向して配置された一対の主電極と、これ
ら主電極間に高電圧を印加して主放電を点弧させ上記主
電極間の放電空間部のガスレ−ザ媒質を放電励起する駆
動手段と、上記放電空間部の一端側に配置された高反射
ミラ−および他端側に配置され上記高反射ミラ−とで光
共振器を形成する出力ミラ−と、中空状でレ−ザ光を透
過させる構造をなし上記光共振器内に配置された反応容
器と、この反応容器に接続されその内部に上記レ−ザ光
に照射されることで化学反応を生じる反応ガスを流通さ
せるガス給排手段とを具備したことを特徴とするガスレ
−ザ装置。4. A gas laser device for generating discharge laser light by exciting a gas laser medium by discharge, and an airtight container in which the gas laser medium is enclosed, and the airtight container is disposed so as to be opposed to and spaced from the airtight container. A pair of main electrodes, driving means for applying a high voltage between the main electrodes to ignite a main discharge to excite the gas laser medium in the discharge space between the main electrodes by discharge, and the discharge space. The output mirror that forms an optical resonator with the high-reflection mirror disposed on one end side and the high-reflection mirror disposed on the other end side, and a hollow structure for transmitting laser light are provided. It is provided with a reaction container arranged in the optical resonator, and a gas supply / exhaust means connected to the reaction container and flowing therein a reaction gas which causes a chemical reaction by being irradiated with the laser light. Gas laser device characterized by the following.
−の外面に接合して反応容器が配置されることを特徴と
する請求項4記載のガスレ−ザ装置。5. The gas laser apparatus according to claim 4, wherein a reaction vessel is arranged outside the output mirror and joined to an outer surface of the output mirror.
化学反応を生じることでオゾンを発生する酸素が流通さ
せられることを特徴とする請求項4または請求項5記載
のガスレ−ザ装置。6. The gas laser according to claim 4, wherein oxygen which generates ozone by being irradiated with laser light to cause a chemical reaction is circulated in the reaction vessel. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20662394A JPH0878760A (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Gas laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20662394A JPH0878760A (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Gas laser apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0878760A true JPH0878760A (en) | 1996-03-22 |
Family
ID=16526446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20662394A Pending JPH0878760A (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Gas laser apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0878760A (en) |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20662394A patent/JPH0878760A/en active Pending
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