JPS62114282A - 高繰返しパルスガスレ−ザ装置 - Google Patents

高繰返しパルスガスレ−ザ装置

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JPS62114282A
JPS62114282A JP25526085A JP25526085A JPS62114282A JP S62114282 A JPS62114282 A JP S62114282A JP 25526085 A JP25526085 A JP 25526085A JP 25526085 A JP25526085 A JP 25526085A JP S62114282 A JPS62114282 A JP S62114282A
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JP
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gas
space
laser
optical window
chamber
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Application number
JP25526085A
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English (en)
Inventor
Shinji Ito
紳二 伊藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/034Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
    • H01S3/0346Protection of windows or mirrors against deleterious effects

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高繰返しパルスガスレーザ装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の高繰返しパルスガスレーザ装置は、レーザ管内で
ガスを高速循環させ、放電したガスを次の放電までに放
電領域から取り去ることによりレーザの高繰返し動作を
実現するとともに、有害なアーク放電の発生を防ぎ安定
なレーザ出力を得ている(例えば、雑誌「オー・プラス
・イー(QplusE)J、1.982年、7月号、1
10−Illページ参照)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来の高繰返しパルスガスレーザ装置で
は、レーザ管のレーザ光路に配置された光学窓近傍にガ
ス循環によつて生じるガスの流れを抑制する対策を採っ
ていないため、放電及び放電で発生する紫外線によって
生成された不純物が生成後、ガス循環器のガスの攪拌に
より、即座に光学窓の表面に到達し付着・堆積してしま
う。この光学窓の汚れとなる堆積物がレーザ光を吸収す
るため、レーザ出力は短時間で減少し、安定なレーザ出
力を長時間得ることが出来る。そのため、この光学窓を
頻繁にクリーニングもしくは交換しなければならないの
で、光学窓の汚れは保守及びランニングコスト上の大き
な問題であった。なお、この光学窓の汚れの問題は、雑
誌[レーザ・フォーカス(Laser Focus )
 J  l 981年、10月号。
65−68 ページに詳しく記述されている。
本発明の目的は、このような問題を解決し、光学窓のク
リーニング及び交換回数が少く、保守及びランニングコ
スト上有利であり、同時に長時間安定なレーザ出力を得
ることができる高繰返しパルスガスレーザ装置を提供す
ることにある。
〔問題点を解決させるための手段〕
本発明の構成は、ガスを封入したレーザ管と、とのレー
ザ管内に設けられ、元の篩導放出を可能にする放電を行
う放電電極対と、この放電電極対の間隙内に?rIJ速
なガス流を作り出すガス循環器と、前記レーザ管の誘導
放出光の光路に配置された一対の光学窓とを少くとも備
えた高繰返しパルスガスレーザ装置において、前記レー
ザ管内の前記光学窓近傍に前記ガス循環かあってもガス
の流れを生じない空間を形成した靜ガス室を設け、この
靜ガス室内部のガスの流れのない空間と前記レーザ管内
のガス循環される空間とを前記誘導放出光が通過できる
通過穴のみによって接続することを特徴とずろ。
〔作用〕
本発明においては、光学窓の近傍に、ガス循環によって
生じるガスの流れがない空間を形成する靜ガス室を設け
ることにより、ガス循環器によってガスが攪拌されても
、放電及び放電で発生する紫外線によって生成された不
純物が光学窓の表面に到達し、付着・堆積することを防
ぐことができる。また、この靜ガス室内部のガスの流れ
がない空間とガスが循環されている空間とをレーザ光が
通過できうる穴のみによって接続する構造を採ることに
より、放電領域近傍のガスが循環されている空間で発生
した不純物が光学窓の存在する靜ガス室内部のガスの流
れがない空間に入射する割合を減少させることができる
。さらに、靜ガス室内部では、ガスの攪拌が生じないの
で、静ガス室内部に入射した不純物は、拡散で長時間後
に光学窓の表面に到達することになる。以上の結果とし
て、放電領域近傍で発生した不純物が光学窓の表面に到
達し、レーザ出力を顕著に吸収するほど多足に付着・堆
積するためには非常に長い時間かかることになる。
このため本発明の構造を採ることにより、光学窓の急速
な汚れの発生を防ぎ、長時間に亘り安定なレーザ出力を
得ることが可能になる。また、光学窓のクリーニング及
び交換の回数を低減することができるため保守が容易に
なると同時に、4?にエキシマレーザの場合は光学窓の
クリーニングに伴うレーザガスの交換回数を減少させ、
それに伴5ランニングコストも大幅に低減することが可
能となる。
さらに、この構造の靜ガス室を加熱することによって、
靜ガス室内のガスと放電領域を含むガス循環を行ってい
る空間内のガスに温度差を生じ、放電領域近傍のガスの
循環されている空間で発生した不純物が靜ガス室に入射
する割合をより減少させることができる。また、靜ガス
室の加熱により、靜ガス室内のガス粒子密度か下かり、
靜ガス室内に混入した不純物密度も減少させることがで
きる。そのためより長時間に亘る安定なレーザ出力を得
ることが可能になり、より容易な保守性及び低ランニン
グコストが実現できる。
また、この静ガス室内に冷却溶媒トラップを設置するこ
とにより、靜ガス室内に入射した不純物が光学窓の表面
に到達する前にトラップしてしまうことができるため、
光学窓の汚れが少(より長時間安定したレーザ出力を得
ることが可能となる。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を模式的に示した縦断面
図で、本発明に係る部分が示しである。
図中、lはレーザ管、2は放電電極、3は放電領域、4
は光学窓、5はガス循環器、6は出力鏡、7は反射鏡、
8は靜ガス室、9はガス流のない空間、10はレーザ光
の通過穴、11はガス流のある空間、12は出力のレー
ザ光、13はガス循環器用モータである。
本実施例は、光学窓4の近傍にレーザ管l内に突き出し
た構造の静ガス室8を設けてガス循環によってもガスの
流れを生じない空間9を形成し、ガス循環器5によりガ
スが攪拌されても、放電領域3近傍で発生した不純物が
光学窓40表面に到達し付着・堆積することを防いでい
る。また、靜ガス室8内部の空間9とガス循環のある空
間11とがレーザ光12の通過穴lOのみを介して空間
的に接続する構造であるので、不純物が静ガス室8内の
空間9に入射する割合を減少させることができる。さら
に、靜ガス室8の内部ではガスの攪拌がないので、靜ガ
ス室8内に入射した不純物は、拡散によって長時間後に
光学窓40表面に到達しうるだけであるから、放電領域
3近傍で発生した不純物が光学窓40表面に到達し、レ
ーザ出力を顕著に吸収するほど多量に付着・堆積するた
めには非常に長い時間を要する。したがって、光学窓4
の急激な汚れの発生を防ぎ、長時間に亘り安定したレー
ザ出力を得ることが可能になる。また同時に、光学窓4
のりIJ−ニング及び交換、またそれに伴うレーザガス
の交換の回数を低減できるため、保守か容易となりかつ
ランニングコストを低減できる。
第2図は本発明の第2の実施例の模式的な縦断面図であ
る。本実施例では、レーザ管l内の放電電極3及びガス
循環器5を含む空間11と一対の光学窓40間に隔壁1
4を設け、レーザ管l内の空間を3つに分割し光字窓4
を含む2つの空間をガス循環によるガスの流れのない静
ガス室8とする構造によって、第1の実施例の場合と同
様に光学窓4に到達し付着・堆積する不純物量を抑制し
ている。また、本実施例においては、隔壁14がガス循
環器5によるガス流のガイドを兼ねることから、2つの
隔壁」4に挾まれた空間11で高速なノー流を実現する
ことができ、靜ガス室8内に入射する不純物の割合をよ
り減少させることが可能となり、より長時間にわたって
安定なレーザ出力を得ることができる。したがって、光
学窓4のクリーニングや交換をさらに少<シ、レーザガ
スの交換の回数もさらに少くできる。
第3図は、本発明の第3の実施例の模式的な縦断面図で
ある。
本実施例は、レーザ管1の外側に突き出した構造の静ガ
ス室8を設けたものである。本実施例も第11tA2の
実施例と同様に、不純物が光学窓4に到達し付着・堆積
する速度及び量を大幅に低減できることは明らかである
第4図は本発明の第4の実施例の模式的な縦断面図であ
る。
本実施例は、レーザ管l内に突き出した第1図と同様の
靜ガス室8を設けると共に、この静ガス室8を加熱する
ヒータ15を設けた例である。この静ガス室8をヒータ
15等によって局所的に加熱するととにより、靜ガス室
8内のガスと放電領域3を含むガスの循環されている空
間11内のガスに温度差を生じさせ、放電領域3近傍の
ガス循環されている空間で発生した不純物が静ガス室8
に入射する割合をより減少させることができる。
さらに1この加熱により静ガス室8内のガス粒子密度が
下がるため、靜ガス室8内に混入した不純物密度も減少
させることができ、より長時間にわたって安定なレーザ
出力を得ることができる。
なお、本実施例は、レーザ管l内に突き出した構造をも
つ靜ガス室8を加熱した例であるが、第2及び第3の実
施例の構造の靜ガス室8を加熱したものでもよい。
第5図は、本発明の第5の実施例の模式的な縦断面図で
ある。
本実施例は、レーザ管lの外側に突き出した静ガス室8
の内壁が冷却溶媒17によって冷却される冷却溶媒トラ
ップ16を兼ねる構造を採った例である。この静ガス室
8内に冷却溶媒トラップ16を設けることにより、静ガ
ス室8内に入射した不純物が光学窓40表面に到達する
前に冷却溶媒17により冷却されてトラップされてしま
うことができるため、より長時間にわたって安定したレ
ーザ出力を得ることができる。
なお、本実施例はレーザ管lの外側に突き出した靜ガス
室8内に冷却溶媒トラップ16を設けているが、本発明
の第1、第2の実施例で述べた構造をもつ静ガス室8内
に冷却溶媒トラップを設けたものでもよい。
また、これら実施例における高繰返しパルスガスレーザ
装置は、出力鏡6及び反射鏡7がレーザ管1の外部にあ
る外部共振器形式を用いたものであるが、一対の光学窓
4が出力鏡6及び反射鏡7である内部共振器形式を用い
たものでもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したよ5に、本発明によれば、放電及び放電に
よって発生する紫外線によって生成される不純物が光学
窓に到達し付着・堆積する速度及び量を大幅に低減でき
るため、長時間にわたって安定したレーザ出力を得るこ
とができ、同時に、光学窓のり17  =ング及び交換
、またそれに伴うレーザガスの交換回数を低減できるた
め、保守が容易となりかつランニングコストの大幅な低
減が可能となる。なお、光学窓がレーザ共振器を形成す
る反射鏡である場合も同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は本発明の第1%第2及び第
3の実施例の模式的な縦断面図、第4図は靜ガス室を加
熱した本発明の第4の実施例の模式的な縦断面図、!4
45図は静ガス室内罠冷却溶媒トラップを設けた本発明
の第5の実施例の模式的な縦断面図である。 l・・・・・・レーザ管、2・・・・・・放電電極、3
・川・・放電領域、4・・・・・・光学窓、5・・・・
・・ガス循環器、6・・・・・・出力鏡、7・・・・・
・反射鏡、8・・・・・・靜ガス室、9・・・・・・ガ
ス循環によるガスの流れのない空間、10・・・・・・
レーザ光の通過できる穴、11・・・・・・ガス循環器
よるガスの流れの存在する空間、12・・・・・・レー
ザ光、13・・・・・・ガス循環器用モータ、14・・
・・・・隔壁、15・・・・・・ヒーター、16・・・
・・・冷却溶媒トラップ、17・・・・・・冷却溶媒。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガスを封入したレーザ管と、このレーザ管内に設
    けられ光の誘導放出を可能にする放電を行う放電電極対
    と、この放電電極対の間隙内に高速なガス流を作り出す
    ガス循環器と、前記レーザ管の誘導放出光の光路に配置
    された一対の光学窓とを少くとも備えた高繰返しパルス
    ガスレーザ装置において、前記レーザ管内の前記光学窓
    近傍に前記ガス循環があってもガスの流れを生じない空
    間を形成した静ガス室を設け、この静ガス室内部のガス
    の流れのない空間と前記レーザ管内のガス循環される空
    間とを前記誘導放出光が通過できる通過穴のみによって
    接続することを特徴とした高繰返しパルスガスレーザ装
    置。
  2. (2)静ガス室が加熱されるようにした特許請求の範囲
    第1項記載の高繰返しパルスガスレーザ装置。
  3. (3)静ガス室がその内部に冷却溶媒トラップを設けた
    ものである特許請求の範囲第1項記載の高繰返しパルス
    ガスレーザ装置。
JP25526085A 1985-11-13 1985-11-13 高繰返しパルスガスレ−ザ装置 Pending JPS62114282A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0627131A4 (en) * 1992-02-19 1994-10-12 Coherent Inc PLATE LASER WITH INCREASED LIFETIME.
EP0641050A1 (en) * 1993-08-26 1995-03-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gas laser oscillator

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EP0627131A4 (en) * 1992-02-19 1994-10-12 Coherent Inc PLATE LASER WITH INCREASED LIFETIME.
EP0627131A1 (en) * 1992-02-19 1994-12-07 Coherent Inc PLATE LASER WITH EXTENDED LIFE.
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