NL7811163A

NL7811163A - Gaslaser.

Info

Publication number: NL7811163A
Application number: NL7811163A
Authority: NL
Original assignee: Stichting Fund Ond Material
Priority date: 1978-11-10
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1980-05-13
Also published as: US4307351A; NL171648C; JPS55127093A; NL171648B; DE2945327A1

Description

V

N.O. 26.859 Ned.

/ voor

Stichting'Fundamenteel Onderzoek der Materie te Utrecht

Aanvraagster noemt als uitvinders ir. G.L. Oomen en prof.dr.ir.

V.J.Vitteman.

Gaslaser.

De uitvinding heeft "betrekking op een gaslaser voor het uitzenden van ultraviolet laserlicht met een golflengte van 248-249 nm, waarbij het gasmengsel in de resonantieruimte krypton, fluor of een fluorhoudende verbinding en argon bevat in zodanige hoeveelheden, dat de partiëeldruk bij kamertemperatuur van het argon groter 5 is dan 0,5 bar en de partiëeldruk van het krypton en het fluor of de fluorhoudende verbinding kleiner is dan 0,2 bar.

Zulk een laser is bekend uit het artikel "High-efficiency KrF excimer laser" van de hand van M.L. Bhaumik e.a., gepubliceerd in Applied Physics Letters, 28, Nr. 1 (1 januari 1976), blz. 25-24· 10

In dit artikel wordt een laser beschreven die ultraviolet licht uitzendt met een golflengte van 249 nm. In de resonantieruimte bevond zich een mengsel van Ar, Kr en NF^ (in de verhouding 1300: 130:1) bij een totale druk van 2,25 bar. Een energie van1,5 Joule werd uitgezonden gedurende een impuls met een impulsbreedte van 15 125 nsec. De pompenergie was afkomstig van een elektronenstraal.

De uitvinding is nu gebaseerd op cb ontdekking, dat het uLtgangs-sermcgai van zulk een gaslaser aanzienlijk kan worden vergroot door aan het gasmengsel in de resonantieruimte neon toe te voegen.

De uitvinding heeft derhalve betrekking op een laser van de 20 in de aanhef aangegeven soort, welke laser volgens de uitvinding hierdoor is gekenmerkt, dat het gasmengsel in de resonantieruimte tevens neon bevat in een zodanige hoeveelheid, dat de partiëeldruk bij kamertemperatuur hiervan tenminste even groot is als die van argon. 25

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op zulk een gaslaser waarbij de partiële druk van het argon ligt tussen 0,5 en 2 bar en die van het neon tussen 5 en 7 bar.

Proeven zijn uitgevoerd met een inrichting die bestaat uit een Marx generator en een Blumlein waarmede elektronen met een 30 . energie van 750 keY en met een maximale stroomdichtheid van 781 1163 .* ƒ 2 2 j 100 Amp/cm in het lasergas kunnen worden geïnjecteerd. De impulslengte bedraagt 30 nsec. De resonatorholte met een diameter van 4 cm wordt transversaal geëxciteerd door de elektronenbundel over een lengte van 50 cm. De spiegels bezitten een diameter van 4 cm en zijn direkt bij de resonator opgesteld op een onderlinge afstand 5 van 85 cm. De laserenergie die uit de resonator wordt gekoppeld wordt gemeten met een Gen-Tec ED 500 pyroelektrische detektor. Een i deel van de bundel uit de laser kan worden onderschept en via een dempinrichting worden gericht op een snelle fotodiode (ITT F 4115» 1,5 nsec. aanlooptijd). De grootste uitgaande energie werd verkre- 10 gen met een vlakke Al-spiegel met een bekleding van MgFg en een planparallelle kwartsplaat voor het uitkoppelen.

Toor het drie-komponenten gasmengsel ward een optimale energie van 1,35 Joule per impuls gevonden bij de volgende samenstelling van het gas: partiële druk krypton 100 mbar, partiële druk NF^ 15 1,3 mbar, partiële druk argon 2,5 "bar.

Door neon aan het gasmengsel toe te voegen neemt de uitgangs-energie van de laser aanzienlijk toe. De maximale energie van 2,1 Joule per puls met een lengte van 30 nsec. wordt uitgezonden als de samenstelling van het gasmengsel is als volgt: partiële 20 druk krypton 100 mbar, partiële druk NF^ 1,3 mbar, partiële druk argon 1,5 bar, partiële druk neon 5*5 bar.

In de figuur is de hoeveelheid uitgezonden energie aangegeven als een functie van de partiëlecfrükai van argon en neon in bar.

De grafiek heeft betrekking op konstante partiëeldrukken van NF^ 25 en krypton van respektievelijk 1,3 en 100 mbar. Ook is de invallende elektronenbundel konstant gehouden.

Uit de grafiek valt af te lezen dat de grootste uitgangs-energie wordt verkregen bij een partiële druk van argon van 0,5-2,5 bar en meer in het bijzonder van 1-2 bar en bij een par- 30 tiële druk van neon van 3-Ö bar en meer in het bijzonder van 5-7 bar.

7811163

Claims

1. Gaslaser voor het uitzenden van ultraviolet laserlicht met een golflengte van 248-249 nm, waarbij het gasmengsel in de resonantieruimte krypton, fluor of een fluorhoudende verbinding en argon bevat in zodanige hoeveelheden, dat de partiëeldruk bij kamertemperatuur van het argon groter is dan 0,5 "bar en de partiëel- 5 druk van het krypton en het fluor of de fluorhoudende verbinding kleiner is dan 0,2 bar, met het kenmerk, dat het gasmengsel in de resonantieruimte tevens neon bevat in een zodanige hoeveelheid, dat de partiëeldruk bij kamertemperatuur hiervan tenminste even groot is als die van argon. 1o

2. Laser volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als fluorhoudende verbinding NP^ wordt toegepast.

3. Laser volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de partiëeldruk van het krypton circa 100 mbar bedraagt en die van het circa 1,3 mbar, terwijl de partiële druk van het argon 15 ligt tussen 0,5 en 2,5 bar en die van het neon tussen 3 en 8 bar. Laser volgens conclusie 3» met het, kenmerk, dat de partiële druk van het argon ligt tussen 1 en 2 bar en die van het neon tussen 5 en 7 "bar. 7811163