JPH10223952A - 放電励起ガスレーザー装置 - Google Patents
放電励起ガスレーザー装置Info
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- JPH10223952A JPH10223952A JP5822897A JP5822897A JPH10223952A JP H10223952 A JPH10223952 A JP H10223952A JP 5822897 A JP5822897 A JP 5822897A JP 5822897 A JP5822897 A JP 5822897A JP H10223952 A JPH10223952 A JP H10223952A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電圧・高繰り返し・短パルス放電によりガ
スを励起してレーザ光を発生する放電励起ガスレーザー
装置において、短パルス放電のインターバル中に主放電
電極に印加する電源を簡単化した放電励起ガスレーザー
装置を提供すること。 【解決手段】 １次コンデンサ２２の充電回路にコンデ
ンサ２６を挿入接続し、１次コンデンサ２２の充電時に
コンデンサ２６に充電された電圧を一対の主放電電極２
５ａ，２５ｂ間に印加し、あるいは高圧パルス電源入力
端子２１に減圧極性変換するパルストランスを接続し
て、そのパルストランスの出力電圧を一対の主放電電極
２５ａ，２５ｂ間に印加し、これにより一対の主放電電
極２５ａ，２５ｂ間の残留電荷を除去する。
スを励起してレーザ光を発生する放電励起ガスレーザー
装置において、短パルス放電のインターバル中に主放電
電極に印加する電源を簡単化した放電励起ガスレーザー
装置を提供すること。 【解決手段】 １次コンデンサ２２の充電回路にコンデ
ンサ２６を挿入接続し、１次コンデンサ２２の充電時に
コンデンサ２６に充電された電圧を一対の主放電電極２
５ａ，２５ｂ間に印加し、あるいは高圧パルス電源入力
端子２１に減圧極性変換するパルストランスを接続し
て、そのパルストランスの出力電圧を一対の主放電電極
２５ａ，２５ｂ間に印加し、これにより一対の主放電電
極２５ａ，２５ｂ間の残留電荷を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電励起エキシマ
レーザー等の高電圧・高繰り返し・短パルス放電により
ガスを励起してレーザ光を発生する放電励起ガスレーザ
ー装置に関するものである。
レーザー等の高電圧・高繰り返し・短パルス放電により
ガスを励起してレーザ光を発生する放電励起ガスレーザ
ー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】放電励起エキシマレーザー等の高電圧・
短パルス放電ガスレーザー装置では、高出力を得るため
に数Ｈｚ〜数１００Ｈｚの高繰り返し運転が行われる。
図５はこのような高電圧・高繰り返し・短パルス放電に
よりレーザガスを励起してレーザ光を発生する放電励起
ガスレーザー装置の構成の概略を示す図で、図におい
て、１は放電チャンバで、放電チャンバ１の内部に一対
の主放電電極２及び３、対からなる予備電離電極４及び
５、ブロワ６、熱交換器７を収納して構成されている。
短パルス放電ガスレーザー装置では、高出力を得るため
に数Ｈｚ〜数１００Ｈｚの高繰り返し運転が行われる。
図５はこのような高電圧・高繰り返し・短パルス放電に
よりレーザガスを励起してレーザ光を発生する放電励起
ガスレーザー装置の構成の概略を示す図で、図におい
て、１は放電チャンバで、放電チャンバ１の内部に一対
の主放電電極２及び３、対からなる予備電離電極４及び
５、ブロワ６、熱交換器７を収納して構成されている。
【０００３】一対の主放電電極２及び３は、主放電パル
ス発生器１０に接続され、対の予備電離電極４及び５は
予備電離電源９に接続されている。レーザ発振時には、
対の予備電離電極４及び５間に予備電離電源９から放電
電圧を印加して予備放電を発生し、この放電により発生
する例えば紫外光を一対の主放電電極２及び３間のレー
ザガス８に照射して予備電離し、つづいて一対の主放電
電極２及び３間に主放電パルス発生器１０から高電圧・
短パルスの電圧が印加されて主放電を発生し、この放電
によって一対の主放電電極２及び３間のレーザガス８を
励起し、この励起により例えば紫外域のパルスレーザを
発振する。
ス発生器１０に接続され、対の予備電離電極４及び５は
予備電離電源９に接続されている。レーザ発振時には、
対の予備電離電極４及び５間に予備電離電源９から放電
電圧を印加して予備放電を発生し、この放電により発生
する例えば紫外光を一対の主放電電極２及び３間のレー
ザガス８に照射して予備電離し、つづいて一対の主放電
電極２及び３間に主放電パルス発生器１０から高電圧・
短パルスの電圧が印加されて主放電を発生し、この放電
によって一対の主放電電極２及び３間のレーザガス８を
励起し、この励起により例えば紫外域のパルスレーザを
発振する。
【０００４】ところで、この１つの主放電パルスによっ
て主放電電極２及び３間には残留電荷が発生する。高繰
り返し運転時には、この主放電電極２及び３間の残留電
荷が連続する主放電パルスに影響を与え、数Ｈｚ以上で
は空間的に均一なグロー状のパルス放電が得られなくな
り、レーザー出力が低下することが知られている。高繰
り返し運転により高出力を得るためには主放電電極２及
び３間の残留電荷を除去する必要がある。この残留電荷
を除去するために主放電電極２及び３間のレーザーガス
８をブロワ６によってフローさせる（残留電荷を吹き流
す）ようにされている。
て主放電電極２及び３間には残留電荷が発生する。高繰
り返し運転時には、この主放電電極２及び３間の残留電
荷が連続する主放電パルスに影響を与え、数Ｈｚ以上で
は空間的に均一なグロー状のパルス放電が得られなくな
り、レーザー出力が低下することが知られている。高繰
り返し運転により高出力を得るためには主放電電極２及
び３間の残留電荷を除去する必要がある。この残留電荷
を除去するために主放電電極２及び３間のレーザーガス
８をブロワ６によってフローさせる（残留電荷を吹き流
す）ようにされている。
【０００５】一般的には主放電空間は、主放電電極２及
び３間距離が数ｃｍ電極長方向が１０ｃｍ以上となって
いる。ガスフローの方向としては電極幅方向が選ばれ
る。数１０Ｈｚの繰り返し運転とすると数１０ｍｓのイ
ンターバル（パルス放電の空き時間）中に、数１００Ｈ
ｚの繰り返し運転とすると数ｍｓというインターバル中
に主放電空間体積のレーザーガスを吹き流す必要があ
る。
び３間距離が数ｃｍ電極長方向が１０ｃｍ以上となって
いる。ガスフローの方向としては電極幅方向が選ばれ
る。数１０Ｈｚの繰り返し運転とすると数１０ｍｓのイ
ンターバル（パルス放電の空き時間）中に、数１００Ｈ
ｚの繰り返し運転とすると数ｍｓというインターバル中
に主放電空間体積のレーザーガスを吹き流す必要があ
る。
【０００６】実際にはこのインターバル中に主放電空間
体積の３倍程度以上のガスフローが必要とされており、
必要なガス流量は１００ｍ３／ｈ以上にも及ぶ。このた
めに消費される電力は、この種のレーザー装置の全消費
電力に占める割合の数１０％にも及び、総合エネルギー
効率を低下させる要因となっている。
体積の３倍程度以上のガスフローが必要とされており、
必要なガス流量は１００ｍ３／ｈ以上にも及ぶ。このた
めに消費される電力は、この種のレーザー装置の全消費
電力に占める割合の数１０％にも及び、総合エネルギー
効率を低下させる要因となっている。
【０００７】また、レーザーガス８は主放電によっても
発熱して高温になるが、ブロワ６による高速フローでも
加熱されてさらに高温になる。一般にレーザーガス８は
高温になるとレーザー出力が低下する傾向がある。この
ため、高速フロー時にはより冷却能力の高い熱交換器７
が必要となる。その結果、高速ガスフローで主放電空間
から残留電荷を取り除く手法では、装置サイズは大型化
し、高価で、しかも総合エネルギー効率が悪いという問
題がある。
発熱して高温になるが、ブロワ６による高速フローでも
加熱されてさらに高温になる。一般にレーザーガス８は
高温になるとレーザー出力が低下する傾向がある。この
ため、高速フロー時にはより冷却能力の高い熱交換器７
が必要となる。その結果、高速ガスフローで主放電空間
から残留電荷を取り除く手法では、装置サイズは大型化
し、高価で、しかも総合エネルギー効率が悪いという問
題がある。
【０００８】この問題を解消するために、補助電圧発生
器１１を設け、この補助電圧発生器１１と主放電電極２
及び３を接続して、主放電電極２及び３の短パルス放電
のインターバル中に主放電電極２及び３間に補助電圧発
生器１１から絶縁破壊以下の電圧を印加し、この電圧に
よって主放電電極２及び３間の残留電荷を電気的に除去
することが提案されている（図５はこの提案による構成
を示している。）。この提案によれば、残留電荷を電気
的に除去するため、ガスフローは全く行わなくてよい
か、もしくは小容量で済み、エネルギー効率が高く、コ
ンパクトな高電圧・高繰り返し・短パルス放電ガスレー
ザ装置を得ることが可能になる。なお、図５中１２はブ
ロッキングインダクタンス、１３はダイオードである。
器１１を設け、この補助電圧発生器１１と主放電電極２
及び３を接続して、主放電電極２及び３の短パルス放電
のインターバル中に主放電電極２及び３間に補助電圧発
生器１１から絶縁破壊以下の電圧を印加し、この電圧に
よって主放電電極２及び３間の残留電荷を電気的に除去
することが提案されている（図５はこの提案による構成
を示している。）。この提案によれば、残留電荷を電気
的に除去するため、ガスフローは全く行わなくてよい
か、もしくは小容量で済み、エネルギー効率が高く、コ
ンパクトな高電圧・高繰り返し・短パルス放電ガスレー
ザ装置を得ることが可能になる。なお、図５中１２はブ
ロッキングインダクタンス、１３はダイオードである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この提案によ
る放電励起ガスレーザー装置では補助電圧発生器１１と
して新たに直流電源などの電源を必要としているため、
装置の複雑化を招き、結果として高価なものとなってい
る。
る放電励起ガスレーザー装置では補助電圧発生器１１と
して新たに直流電源などの電源を必要としているため、
装置の複雑化を招き、結果として高価なものとなってい
る。
【００１０】本発明は、このような実情に鑑みなされた
もので、高電圧・高繰り返し・短パルス放電によりガス
を励起してレーザ光を発生する放電励起ガスレーザー装
置において、短パルス放電のインターバル中に主放電電
極に印加する電源を簡単化した放電励起ガスレーザー装
置を提供することを目的とする。
もので、高電圧・高繰り返し・短パルス放電によりガス
を励起してレーザ光を発生する放電励起ガスレーザー装
置において、短パルス放電のインターバル中に主放電電
極に印加する電源を簡単化した放電励起ガスレーザー装
置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決しようとする手段】本発明の目的は、高圧
パルス電源により充電用インダクタンスとコンデンサの
直列回路を経由して充電される１次コンデンサと、所定
のタイミングでオン駆動されるスイッチ素子と、前記直
列回路に並列に接続され前記スイッチ素子のオン駆動時
前記１次コンデンサにより充電される２次コンデンサ
と、前記２次コンデンサに並列に接続され前記２次コン
デンサの充電により放電する一対の主放電電極とを備
え、前記一対の主放電電極間に高電圧・高繰り返し・短
パルス放電を発生させて前記一対の主放電電極間のレー
ザガスを励起することによりレーザ光を発生してなるこ
とを特徴とすることにより達成される。
パルス電源により充電用インダクタンスとコンデンサの
直列回路を経由して充電される１次コンデンサと、所定
のタイミングでオン駆動されるスイッチ素子と、前記直
列回路に並列に接続され前記スイッチ素子のオン駆動時
前記１次コンデンサにより充電される２次コンデンサ
と、前記２次コンデンサに並列に接続され前記２次コン
デンサの充電により放電する一対の主放電電極とを備
え、前記一対の主放電電極間に高電圧・高繰り返し・短
パルス放電を発生させて前記一対の主放電電極間のレー
ザガスを励起することによりレーザ光を発生してなるこ
とを特徴とすることにより達成される。
【００１２】本発明の上記特徴によれば、１次コンデン
サが充電されるとき、高圧電源電圧は１次コンデンサと
充電用インダクタンスに直列に接続されたコンデンサで
分圧されて充電されるので、充電用インダクタンスに直
列に接続されたコンデンサの両端に電圧が発生する。同
時にこの電圧と同様の電圧が２次コンデンサの両端に発
生する。そしてこれらの電圧は一対の主放電電極に印加
される。この電圧の印加はレーザ励起のためのパルス電
流印加前に行われるので、レーザ励起のためのパルス電
流印加時には、一対の主放電電極間に残留する荷電粒子
は一対の主放電電極に吸収されて除去され、これにより
空間的に均一なグロー状のパルス放電が得られる。
サが充電されるとき、高圧電源電圧は１次コンデンサと
充電用インダクタンスに直列に接続されたコンデンサで
分圧されて充電されるので、充電用インダクタンスに直
列に接続されたコンデンサの両端に電圧が発生する。同
時にこの電圧と同様の電圧が２次コンデンサの両端に発
生する。そしてこれらの電圧は一対の主放電電極に印加
される。この電圧の印加はレーザ励起のためのパルス電
流印加前に行われるので、レーザ励起のためのパルス電
流印加時には、一対の主放電電極間に残留する荷電粒子
は一対の主放電電極に吸収されて除去され、これにより
空間的に均一なグロー状のパルス放電が得られる。
【００１３】このように、主放電電極間に残留する荷電
粒子を除去するための電源は、充電用インダクタンスと
直列にコンデンサを接続することによって得られるの
で、外部に電源を要さず、その回路は簡素に構成するこ
とができる。
粒子を除去するための電源は、充電用インダクタンスと
直列にコンデンサを接続することによって得られるの
で、外部に電源を要さず、その回路は簡素に構成するこ
とができる。
【００１４】また、本発明の目的は、高圧パルス電源に
より充電用インダクタンスを介して充電される１次コン
デンサと、所定のタイミングでオン駆動されるスイッチ
素子と、前記充電用インダクタンスに並列に接続され前
記スイッチ素子のオン駆動時前記１次コンデンサにより
充電される２次コンデンサと、前記２次コンデンサに並
列に接続され前記２次コンデンサの充電により放電して
レーザガスの励起を行う一対の主放電電極と、前記一対
の主放電電極に接続され前記高圧パルス電源電圧を減圧
極性変換するパルストランスとを備え、前記一対の主放
電電極間に高電圧・高繰り返し・短パルス放電を発生さ
せて前記一対の主放電電極間のレーザガスを励起するこ
とによりレーザ光を発生してなることを特徴とすること
により達成される。
より充電用インダクタンスを介して充電される１次コン
デンサと、所定のタイミングでオン駆動されるスイッチ
素子と、前記充電用インダクタンスに並列に接続され前
記スイッチ素子のオン駆動時前記１次コンデンサにより
充電される２次コンデンサと、前記２次コンデンサに並
列に接続され前記２次コンデンサの充電により放電して
レーザガスの励起を行う一対の主放電電極と、前記一対
の主放電電極に接続され前記高圧パルス電源電圧を減圧
極性変換するパルストランスとを備え、前記一対の主放
電電極間に高電圧・高繰り返し・短パルス放電を発生さ
せて前記一対の主放電電極間のレーザガスを励起するこ
とによりレーザ光を発生してなることを特徴とすること
により達成される。
【００１５】本発明の上記特徴によれば、１次コンデン
サが充電されるとき、一対の主放電電極間にパルストラ
ンスにより減圧極性変換された高圧パルス電源の電圧が
印加されるので、一対の主放電電極間へのレーザ励起の
ためのパルス電流印加時には、一対の主放電電極間に残
留する荷電粒子は一対の主放電電極に吸収されて除去さ
れ、これにより空間的に均一なグロー状のパルス放電が
得られる。
サが充電されるとき、一対の主放電電極間にパルストラ
ンスにより減圧極性変換された高圧パルス電源の電圧が
印加されるので、一対の主放電電極間へのレーザ励起の
ためのパルス電流印加時には、一対の主放電電極間に残
留する荷電粒子は一対の主放電電極に吸収されて除去さ
れ、これにより空間的に均一なグロー状のパルス放電が
得られる。
【００１６】このように、主放電電極間に残留する荷電
粒子を除去するための電源は、パルストランスを設ける
ことによって得られるので、外部に電源を要さず、その
回路は簡素に構成することができる。
粒子を除去するための電源は、パルストランスを設ける
ことによって得られるので、外部に電源を要さず、その
回路は簡素に構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る放電励起ガス
レーザー装置の実施の形態について図を参照して説明す
る。図１は本発明に係る実施の形態の放電励起ガスレー
ザー装置の回路図である。なお、予備電離電極及び予備
電離電極の電源回路は従来と同様であるので省略されて
いる。
レーザー装置の実施の形態について図を参照して説明す
る。図１は本発明に係る実施の形態の放電励起ガスレー
ザー装置の回路図である。なお、予備電離電極及び予備
電離電極の電源回路は従来と同様であるので省略されて
いる。
【００１８】図１において、２１は高圧パルス電源入力
端子、２２は１次コンデンサ、２３は２次コンデンサ、
２４はサイラトロン等のスイッチ素子、２５ａ，２５ｂ
は一対の主放電電極、２６はコンデンサ、Ｌ１は回路イ
ンダクタンス、Ｌ２は充電用インダクタンスである。一
対の主放電電極２５ａ，２５ｂには並列に２次コンデン
サ２３が接続され、２次コンデンサ２３には充電用イン
ダクタンスＬ２とコンデンサ２６の直列回路が接続され
ている。
端子、２２は１次コンデンサ、２３は２次コンデンサ、
２４はサイラトロン等のスイッチ素子、２５ａ，２５ｂ
は一対の主放電電極、２６はコンデンサ、Ｌ１は回路イ
ンダクタンス、Ｌ２は充電用インダクタンスである。一
対の主放電電極２５ａ，２５ｂには並列に２次コンデン
サ２３が接続され、２次コンデンサ２３には充電用イン
ダクタンスＬ２とコンデンサ２６の直列回路が接続され
ている。
【００１９】１次コンデンサ２２は一端が高圧パルス電
源入力端子２１に、他端は充電用インダクタンスＬ２と
コンデンサ２６の直列回路の一端に接続され、充電用イ
ンダクタンスＬ２とコンデンサ２６の直列回路の他端は
接地されている。また、スイッチ素子２４の一端は高圧
パルス電源入力端子２１に、他端は接地されている。
源入力端子２１に、他端は充電用インダクタンスＬ２と
コンデンサ２６の直列回路の一端に接続され、充電用イ
ンダクタンスＬ２とコンデンサ２６の直列回路の他端は
接地されている。また、スイッチ素子２４の一端は高圧
パルス電源入力端子２１に、他端は接地されている。
【００２０】このように構成された回路は、スイッチン
グ素子２４がオフしている時に高圧パルス電源入力端子
２１に接続された図示しない高圧パルス電源から１次コ
ンデンサ２２、回路インダクタンＬ１、充電用インダク
タンスＬ２、コンデンサ２６を経由して電流が流れ、１
次コンデンサ２２およびコンデンサ２６が充電される。
グ素子２４がオフしている時に高圧パルス電源入力端子
２１に接続された図示しない高圧パルス電源から１次コ
ンデンサ２２、回路インダクタンＬ１、充電用インダク
タンスＬ２、コンデンサ２６を経由して電流が流れ、１
次コンデンサ２２およびコンデンサ２６が充電される。
【００２１】１次コンデンサ２２とコンデンサ２６の容
量比は、１対１０〜１対１００の間で適宜設定される
が、この実施の形態では１対３０に予め設定されてあ
り、充電時には、容量比に反比例して３０対１の電圧が
それぞれのコンデンサに充電される。このとき、２次コ
ンデンサ２３もコンデンサ２６とほぼ同電位の電圧が充
電される。コンデンサ２６および２次コンデンサ２３の
充電電圧は、一対の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に印加
され、この印加電圧によって一対の主放電電極２５ａ，
２５ｂ間に残留する電子あるいはイオン等の荷電粒子は
一対の主放電電極に吸収されて除去される。
量比は、１対１０〜１対１００の間で適宜設定される
が、この実施の形態では１対３０に予め設定されてあ
り、充電時には、容量比に反比例して３０対１の電圧が
それぞれのコンデンサに充電される。このとき、２次コ
ンデンサ２３もコンデンサ２６とほぼ同電位の電圧が充
電される。コンデンサ２６および２次コンデンサ２３の
充電電圧は、一対の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に印加
され、この印加電圧によって一対の主放電電極２５ａ，
２５ｂ間に残留する電子あるいはイオン等の荷電粒子は
一対の主放電電極に吸収されて除去される。
【００２２】この場合の１次コンデンサ２２のパルス充
電開始からの１次コンデンサ２２の充電波形と一対の主
放電電極２５ａ，２５ｂ間に印加される電圧波形を図３
に示している。０．５ｍｓ〜５ｍｓ期間内に、１次コン
デンサ２２には、ほぼ３０ＫＶの電圧が充電され、一対
の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に１ＫＶの電圧が印加さ
れている。この１ＫＶの電圧では一対の主放電電極２５
ａ，２５ｂ間の放電は生じない。つまり、一対の主放電
電極２５ａ，２５ｂ間に絶縁破壊以下で残留する荷電粒
子の除去可能の電圧が印加されている。なお、この電圧
は１次コンデンサ２２とコンデンサ２６の容量比を設定
することにより、また、パルス充電のパルス幅を設定す
ることにより、任意に調整することができる。
電開始からの１次コンデンサ２２の充電波形と一対の主
放電電極２５ａ，２５ｂ間に印加される電圧波形を図３
に示している。０．５ｍｓ〜５ｍｓ期間内に、１次コン
デンサ２２には、ほぼ３０ＫＶの電圧が充電され、一対
の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に１ＫＶの電圧が印加さ
れている。この１ＫＶの電圧では一対の主放電電極２５
ａ，２５ｂ間の放電は生じない。つまり、一対の主放電
電極２５ａ，２５ｂ間に絶縁破壊以下で残留する荷電粒
子の除去可能の電圧が印加されている。なお、この電圧
は１次コンデンサ２２とコンデンサ２６の容量比を設定
することにより、また、パルス充電のパルス幅を設定す
ることにより、任意に調整することができる。
【００２３】ついで、スイッチング素子２４がオン駆動
されると１次コンデンサ２２に充電された電荷は２次コ
ンデンサ２３へと移行する。この移行により２次コンデ
ンサ２３の電圧が所定の高電圧に達すると、主放電電極
２５ａ，２５ｂ間にグロー放電が発生し、この放電によ
りレーザガスが励起されてレーザ光を出力する。以上の
動作が数Ｈｚ〜数１００Ｈｚで繰り返し行われる。
されると１次コンデンサ２２に充電された電荷は２次コ
ンデンサ２３へと移行する。この移行により２次コンデ
ンサ２３の電圧が所定の高電圧に達すると、主放電電極
２５ａ，２５ｂ間にグロー放電が発生し、この放電によ
りレーザガスが励起されてレーザ光を出力する。以上の
動作が数Ｈｚ〜数１００Ｈｚで繰り返し行われる。
【００２４】主放電電極２５ａ，２５ｂ間にグロー放電
が発生するとき、コンデンサ２６に充電された電荷が主
放電電極２５ａ，２５ｂ間に流入し主放電電極２５ａ，
２５ｂの消耗を促進する場合がある（コンデンサ２６に
よる電流は、２次コンデンサ２３と一対の主放電電極２
５ａ，２５ｂ間の主インパルス電流（〜数１０ｎｓ）と
比較して時定数の長い数μｓオーダの電流である。この
ような主インパルス電流後に流れる電流はアフターカレ
ントと呼ばれ、主放電電極２５ａ，２５ｂの消耗を促進
するために好ましくない）。
が発生するとき、コンデンサ２６に充電された電荷が主
放電電極２５ａ，２５ｂ間に流入し主放電電極２５ａ，
２５ｂの消耗を促進する場合がある（コンデンサ２６に
よる電流は、２次コンデンサ２３と一対の主放電電極２
５ａ，２５ｂ間の主インパルス電流（〜数１０ｎｓ）と
比較して時定数の長い数μｓオーダの電流である。この
ような主インパルス電流後に流れる電流はアフターカレ
ントと呼ばれ、主放電電極２５ａ，２５ｂの消耗を促進
するために好ましくない）。
【００２５】図２は、この場合に対処できるようにした
本発明に係る実施の形態の放電励起ガスレーザー装置の
回路図である。この実施の形態が、図１に示した実施の
形態と異なる点は、充電用インダクタンスＬ２とコンデ
ンサ２６の直列回路のコンデンサ２６と並列に抵抗Ｒと
スイッチ素子２７からなるダイバータ回路が接続されて
いる点である。このスイッチ素子２７は、レーザガスの
励起を行う際にオン駆動されるスイッチ素子２４のオン
駆動の直前、あるいはほぼ同時にオン駆動するようにさ
れ、この駆動によってコンデンサ２６の電荷をダイバー
タ回路で消費するように構成されている。
本発明に係る実施の形態の放電励起ガスレーザー装置の
回路図である。この実施の形態が、図１に示した実施の
形態と異なる点は、充電用インダクタンスＬ２とコンデ
ンサ２６の直列回路のコンデンサ２６と並列に抵抗Ｒと
スイッチ素子２７からなるダイバータ回路が接続されて
いる点である。このスイッチ素子２７は、レーザガスの
励起を行う際にオン駆動されるスイッチ素子２４のオン
駆動の直前、あるいはほぼ同時にオン駆動するようにさ
れ、この駆動によってコンデンサ２６の電荷をダイバー
タ回路で消費するように構成されている。
【００２６】なお、この実施の形態の放電励起ガスレー
ザー装置のレーザガスの励起動作は図１のものと同様で
あるので、その説明は省略する。スイッチ素子２７は、
サイラトロン、スパークギャップのような放電を利用す
るスイッチやＦＥＴ、ＧＴＯ等の半導体スイッチで構成
することができる。
ザー装置のレーザガスの励起動作は図１のものと同様で
あるので、その説明は省略する。スイッチ素子２７は、
サイラトロン、スパークギャップのような放電を利用す
るスイッチやＦＥＴ、ＧＴＯ等の半導体スイッチで構成
することができる。
【００２７】図１および図２に示す放電励起ガスレーザ
ー装置においては、充電用インダクタンスＬ２とコンデ
ンサ２６の直列回路のコンデンサ２６によるエネルギー
ロスがあるが、このロスするエネルギーは、１次コンデ
ンサ２２とコンデンサ２６の容量比が１対３０のとき
で、１次コンデンサ２２のエネルギーの３％程度であ
り、全体の効率には殆ど影響を及ぼさない。
ー装置においては、充電用インダクタンスＬ２とコンデ
ンサ２６の直列回路のコンデンサ２６によるエネルギー
ロスがあるが、このロスするエネルギーは、１次コンデ
ンサ２２とコンデンサ２６の容量比が１対３０のとき
で、１次コンデンサ２２のエネルギーの３％程度であ
り、全体の効率には殆ど影響を及ぼさない。
【００２８】図４は、本発明に係る他の実施の形態の放
電励起ガスレーザー装置の回路図である。なお、図１と
同一部分には同一の符号を付している。また予備電離電
極及び予備電離電極の電源回路は従来と同様であるので
省略されている。図４において、ＰＴはパルストラン
ス、Ｄはダイオードである。パルストランスＰＴの一次
側コイルの一端は高圧パルス電源入力端子２１に、他端
は接地され図示しない高圧パルス電源のパルス電圧が印
加されるようにされている。パルストランスＰＴの２次
側コイルは一次側コイルと極性が反転され一対の主放電
電極２５ａ，２５ｂと並列に接続されている。
電励起ガスレーザー装置の回路図である。なお、図１と
同一部分には同一の符号を付している。また予備電離電
極及び予備電離電極の電源回路は従来と同様であるので
省略されている。図４において、ＰＴはパルストラン
ス、Ｄはダイオードである。パルストランスＰＴの一次
側コイルの一端は高圧パルス電源入力端子２１に、他端
は接地され図示しない高圧パルス電源のパルス電圧が印
加されるようにされている。パルストランスＰＴの２次
側コイルは一次側コイルと極性が反転され一対の主放電
電極２５ａ，２５ｂと並列に接続されている。
【００２９】ダイオードＤは充電用インダクタンスＬ２
と２次コンデンサ２３の並列回路の１次コンデンサ２２
から２次コンデンサ２３への容量移行時の電流が流れる
回路中に挿入接続されている。このダイオードＤはパル
ストランスＰＴの２次側を短絡させないためのものであ
り、レーザ励起のためのインパルス電流が流れない回路
中に挿入接続されている。
と２次コンデンサ２３の並列回路の１次コンデンサ２２
から２次コンデンサ２３への容量移行時の電流が流れる
回路中に挿入接続されている。このダイオードＤはパル
ストランスＰＴの２次側を短絡させないためのものであ
り、レーザ励起のためのインパルス電流が流れない回路
中に挿入接続されている。
【００３０】このように構成された回路は、スイッチン
グ素子２４がオフしている時に高圧パルス電源入力端子
２１に接続された図示しない高圧パルス電源から１次コ
ンデンサ２２、回路インダクタンスＬ１、充電用インダ
クタンスＬ２を経由して電流が流れ、１次コンデンサ２
２が充電される。
グ素子２４がオフしている時に高圧パルス電源入力端子
２１に接続された図示しない高圧パルス電源から１次コ
ンデンサ２２、回路インダクタンスＬ１、充電用インダ
クタンスＬ２を経由して電流が流れ、１次コンデンサ２
２が充電される。
【００３１】このとき、高圧パルス電源電圧はパルスト
ランスＰＴの一次側コイルに印加され、この電圧を減圧
して極性変換した電圧がパルストランスＰＴの二次側コ
イルに誘起される。二次側コイルに誘起された電圧は一
対の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に印加され、この印加
電圧によって一対の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に残留
する電子あるいはイオン等の荷電粒子は一対の主放電電
極に吸収されて除去される。なお、この場合も、１次コ
ンデンサ２２の充電電圧とパルストランスＰＴの二次側
コイルの誘起電圧の比は１０対１〜１００対１の間で適
宜設定される。
ランスＰＴの一次側コイルに印加され、この電圧を減圧
して極性変換した電圧がパルストランスＰＴの二次側コ
イルに誘起される。二次側コイルに誘起された電圧は一
対の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に印加され、この印加
電圧によって一対の主放電電極２５ａ，２５ｂ間に残留
する電子あるいはイオン等の荷電粒子は一対の主放電電
極に吸収されて除去される。なお、この場合も、１次コ
ンデンサ２２の充電電圧とパルストランスＰＴの二次側
コイルの誘起電圧の比は１０対１〜１００対１の間で適
宜設定される。
【００３２】ついで、スイッチング素子２４がオン駆動
されると１次コンデンサ２２に充電された電荷は２次コ
ンデンサ２３へと移行する。この移行により２次コンデ
ンサ２３の電圧が所定の高電圧に達すると、主放電電極
２５ａ，２５ｂ間にグロー放電が発生し、この放電によ
りレーザガスが励起されてレーザ光を出力する。以上の
動作が数Ｈｚ〜数１００Ｈｚで繰り返し行われる。
されると１次コンデンサ２２に充電された電荷は２次コ
ンデンサ２３へと移行する。この移行により２次コンデ
ンサ２３の電圧が所定の高電圧に達すると、主放電電極
２５ａ，２５ｂ間にグロー放電が発生し、この放電によ
りレーザガスが励起されてレーザ光を出力する。以上の
動作が数Ｈｚ〜数１００Ｈｚで繰り返し行われる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
主放電電極間に残留する荷電粒子を除去するための外部
電源が不要になり、放電励起ガスレーザー装置を簡素に
構成することができる。
主放電電極間に残留する荷電粒子を除去するための外部
電源が不要になり、放電励起ガスレーザー装置を簡素に
構成することができる。
【図１】本発明に係る実施の形態の放電励起ガスレーザ
ー装置の回路図である。
ー装置の回路図である。
【図２】本発明に係る放電励起ガスレーザー装置の他の
例の回路図である。
例の回路図である。
【図３】図１および図２の回路の電圧波形図である。
【図４】本発明に係る放電励起ガスレーザー装置の更に
他の例の回路図である。
他の例の回路図である。
【図５】従来の放電励起ガスレーザー装置の構成図であ
る。
る。
２１ 高圧パルス電源入力端子 ２２ １次コンデンサ ２３ ２次コンデンサ ２４、２７ スイッチ素子 ２５ａ、２５ｂ 主放電電極 ２６ コンデンサ Ｄ ダイオード Ｌ１ 回路インダクタンス Ｌ２ 充電インダクタンス ＰＴ パルストランス
Claims (3)
- 【請求項１】 高圧パルス電源により充電用インダクタ
ンスとコンデンサの直列回路を経由して充電される１次
コンデンサと、所定のタイミングでオン駆動されるスイ
ッチ素子と、前記直列回路に並列に接続され前記スイッ
チ素子のオン駆動時前記１次コンデンサにより充電され
る２次コンデンサと、前記２次コンデンサに並列に接続
され前記２次コンデンサの充電により放電する一対の主
放電電極とを備え、前記一対の主放電電極間に高電圧・
高繰り返し・短パルス放電を発生させて前記一対の主放
電電極間のレーザガスを励起することによりレーザ光を
発生してなることを特徴とする放電励起ガスレーザー装
置。 - 【請求項２】 充電用インダクタンスとコンデンサの直
列回路のコンデンサと並列にスイッチ素子を設け、一対
の主放電電極間の放電時前記コンデンサの電荷を前記ス
イッチ素子を介して放電してなる請求項１に記載の放電
励起ガスレーザー装置。 - 【請求項３】 高圧パルス電源により充電用インダクタ
ンスを介して充電される１次コンデンサと、所定のタイ
ミングでオン駆動されるスイッチ素子と、前記充電用イ
ンダクタンスに並列に接続され前記スイッチ素子のオン
駆動時前記１次コンデンサにより充電される２次コンデ
ンサと、前記２次コンデンサに並列に接続され前記２次
コンデンサの充電により放電してレーザガスの励起を行
う一対の主放電電極と、前記一対の主放電電極に接続さ
れ前記高圧パルス電源電圧を減圧極性変換するパルスト
ランスとを備え、前記一対の主放電電極間に高電圧・高
繰り返し・短パルス放電を発生させて前記一対の主放電
電極間のレーザガスを励起することによりレーザ光を発
生してなることを特徴とする放電励起ガスレーザー装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5822897A JPH10223952A (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 放電励起ガスレーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5822897A JPH10223952A (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 放電励起ガスレーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223952A true JPH10223952A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=13078234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5822897A Pending JPH10223952A (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 放電励起ガスレーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10223952A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018038961A (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 三菱電機株式会社 | 流体浄化装置および流体浄化方法 |
| KR20210038943A (ko) * | 2018-07-27 | 2021-04-08 | 이글 하버 테크놀로지스, 인코포레이티드 | 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템 |
-
1997
- 1997-02-04 JP JP5822897A patent/JPH10223952A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018038961A (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | 三菱電機株式会社 | 流体浄化装置および流体浄化方法 |
| KR20210038943A (ko) * | 2018-07-27 | 2021-04-08 | 이글 하버 테크놀로지스, 인코포레이티드 | 공간 가변 웨이퍼 바이어스 전력 시스템 |
| KR20210040404A (ko) * | 2018-07-27 | 2021-04-13 | 이글 하버 테크놀로지스, 인코포레이티드 | 나노초 펄서의 펄스 발생 |
| JP2021524658A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-09-13 | イーグル ハーバー テクノロジーズ, インク.Eagle Harbor Technologies, Inc. | ナノ秒パルサーパルス発生 |
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