RU2013116408A - Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения - Google Patents

Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения Download PDF

Info

Publication number
RU2013116408A
RU2013116408A RU2013116408/07A RU2013116408A RU2013116408A RU 2013116408 A RU2013116408 A RU 2013116408A RU 2013116408/07 A RU2013116408/07 A RU 2013116408/07A RU 2013116408 A RU2013116408 A RU 2013116408A RU 2013116408 A RU2013116408 A RU 2013116408A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
plasma
laser beam
axis
region
Prior art date
Application number
RU2013116408/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2534223C1 (ru
Inventor
Павел Станиславович Анциферов
Константин Николаевич Кошелев
Владимир Михайлович Кривцун
Александр Андреевич Лаш
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН"
Priority to RU2013116408/07A priority Critical patent/RU2534223C1/ru
Priority to PCT/RU2014/000257 priority patent/WO2014168519A1/ru
Priority to EP14782714.1A priority patent/EP2985781B1/en
Priority to US14/782,644 priority patent/US9357627B2/en
Publication of RU2013116408A publication Critical patent/RU2013116408A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2534223C1 publication Critical patent/RU2534223C1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/025—Associated optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • H01J61/523—Heating or cooling particular parts of the lamp
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H01J61/545—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using an auxiliary electrode inside the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
    • H01J61/76—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a filling of permanent gas or gases only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/48—Generating plasma using an arc

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

1. Источник света с лазерной накачкой, включающий в себя камеру (1), содержащую газ; лазер (2), генерирующий лазерный пучок (3); оптический элемент (4), фокусирующий лазерный пучок; область излучающей плазмы (5), создаваемую в камере (1) на оси (6) сфокусированного лазерного пучка (7); и оптическую систему (8) сбора излучения плазмы, формирующую пучок излучения плазмы (9), в которомсфокусированный лазерный пучок (7) направлен в область излучающей плазмы (5) снизу вверх: от нижней стенки (10) камеры (1) к противоположной ей верхней стенке (11) камеры (1), иобласть излучающей плазмы (5) расположена на расстоянии от верхней стенки (11) камеры (1), меньшем, чем расстояние от области излучающей плазмы (5) до нижней стенки (10) камеры (1).2. Устройство по п.1, в котором ось (6) сфокусированного лазерного пучка (7) направлена вверх по вертикали (Z), либо близко к вертикали.3. Устройство по п.1, в котором область излучающей плазмы (5) расположена на расстоянии от верхней стенки (11) камеры (1), минимально возможном для того, чтобы не оказывать заметного негативного воздействия на время жизни источника света с лазерной накачкой.4. Устройство по п.1, в котором стенки (10, 11) камеры имеют плоскость симметрии (ZY), содержащую ось симметрии (13) сечения стенок (10, 11) камеры (1) в плоскости симметрии (ZY), камера (1) установлена таким образом, чтобы ось симметрии (13) сечения стенок (10, 11) камеры (1) была вертикальна, либо близка к вертикали.5. Устройство по п.4, в котором ось (6) сфокусированного лазерного пучка (7) направлена по оси (13) симметрии сечения стенок (10, 11) камеры (1), либо близко к оси (13) симметрии сечения стенок (10, 11) камеры (1).6. Устройство по п.4, в котором область излучающей плазмы (5) располо

Claims (26)

1. Источник света с лазерной накачкой, включающий в себя камеру (1), содержащую газ; лазер (2), генерирующий лазерный пучок (3); оптический элемент (4), фокусирующий лазерный пучок; область излучающей плазмы (5), создаваемую в камере (1) на оси (6) сфокусированного лазерного пучка (7); и оптическую систему (8) сбора излучения плазмы, формирующую пучок излучения плазмы (9), в котором
сфокусированный лазерный пучок (7) направлен в область излучающей плазмы (5) снизу вверх: от нижней стенки (10) камеры (1) к противоположной ей верхней стенке (11) камеры (1), и
область излучающей плазмы (5) расположена на расстоянии от верхней стенки (11) камеры (1), меньшем, чем расстояние от области излучающей плазмы (5) до нижней стенки (10) камеры (1).
2. Устройство по п.1, в котором ось (6) сфокусированного лазерного пучка (7) направлена вверх по вертикали (Z), либо близко к вертикали.
3. Устройство по п.1, в котором область излучающей плазмы (5) расположена на расстоянии от верхней стенки (11) камеры (1), минимально возможном для того, чтобы не оказывать заметного негативного воздействия на время жизни источника света с лазерной накачкой.
4. Устройство по п.1, в котором стенки (10, 11) камеры имеют плоскость симметрии (ZY), содержащую ось симметрии (13) сечения стенок (10, 11) камеры (1) в плоскости симметрии (ZY), камера (1) установлена таким образом, чтобы ось симметрии (13) сечения стенок (10, 11) камеры (1) была вертикальна, либо близка к вертикали.
5. Устройство по п.4, в котором ось (6) сфокусированного лазерного пучка (7) направлена по оси (13) симметрии сечения стенок (10, 11) камеры (1), либо близко к оси (13) симметрии сечения стенок (10, 11) камеры (1).
6. Устройство по п.4, в котором область излучающей плазмы (5) расположена на оси (13) симметрии сечения стенок (10, 11) камеры (1).
7. Устройство по п.1, в котором ось (6) сфокусированного лазерного пучка (7) составляет с вертикалью (Z) угол, величина которого не превышает 45 градусов.
8. Устройство по п.1, в котором с нижней стороны камеры (1) ось (14) лазерного пучка (3), генерируемого лазером (2), имеет направление, близкое к горизонтальному, при этом на оси (14) лазерного пучка (3) установлен оптический элемент (15), направляющий лазерный пучок (3), в сторону камеры (1).
9. Устройство по п.1, содержащее оптический элемент (19), направляющий ось (20) пучка (9) излучения плазмы по горизонтали, либо близко к горизонтали.
10. Устройство по п.1, в котором числовая апертура NA1 сфокусированного лазерного пучка (7) и мощность лазера (2) выбраны таким образом, чтобы
область излучающей плазмы (5) была протяженной вдоль оси (6) сфокусированного лазерного пучка (7), имея малое, находящееся в диапазоне от 0,1 до 0,5, аспектное отношение d/l поперечного d и продольного l размеров области излучающей плазмы (5),
яркость излучения плазмы в направлении вдоль оси (6) сфокусированного лазерного пучка (7) была близка к максимально достижимой для данной мощности лазера (2),
числовая апертура NA2 прошедшего через область излучающей плазмы (5) расходящегося лазерного пучка (24) с верхней стороны камеры (1) была меньше числовой апертуры NA1 сфокусированного лазерного пучка (7) с нижней стороны камеры (1): NA2<NA1,
при этом оптическая система (8) сбора излучения плазмы расположена с верхней стороны камеры (1), и выход излучения плазмы на оптическую систему (8) сбора излучения плазмы осуществлен расходящимся пучком (25) излучения плазмы с вершиной в области излучающей плазмы (5).
11. Устройство по п.10, в котором расходящийся пучок (25) излучения плазмы с числовой апертурой NA, выходящий на оптическую систему (8) сбора излучения плазмы, не пересекает прошедший через область излучающей плазмы расходящийся лазерный пучок (24) с верхней стороны камеры (1); в соответствии с чем угол между осью (26) расходящегося пучка излучения плазмы (25) и осью (6) сфокусированного лазерного пучка больше, чем (arctgNA + arctgNA2).
12. Устройство по п.10, в котором ось расходящегося пучка излучения плазмы (25), выходящего на оптическую систему (8) сбора излучения плазмы, направлена преимущественно по оси (6) сфокусированного лазерного пучка.
13. Устройство по п.10, в котором с нижней стороны камеры установлено вогнутое сферическое зеркало (28), либо модифицированное вогнутое сферическое зеркало (28), с центром в области излучающей плазмы (5), имеющее отверстие (29), в частности, оптическое отверстие, для ввода сфокусированного лазерного пучка (7) в область излучающей плазмы (5).
14. Устройство по п.1, в котором в камере (1) размещены два электрода (32), (33) для стартового зажигания плазмы с расположенным между ними разрядным промежутком (34).
15. Устройство по п.1, в котором в камере (1) размещены два штыревых электрода (32), (33) для стартового зажигания плазмы, продольные оси которых горизонтальны.
16. Устройство по п.1, в котором в камере (1) размещены два электрода (32), (33) для стартового зажигания плазмы с расположенным между ними разрядным промежутком (34), область (5) излучающей плазмы расположена вне разрядного промежутка (34), при этом оптический элемент (4), фокусирующий лазерный пучок (7), выполнен с функцией кратковременного перемещения фокуса лазерного пучка (7) в разрядный промежуток (34) на время стартового зажигания плазмы.
17. Устройство по п.1, в котором размещен вентилятор (39).
18. Устройство по п.1, в котором размещено, по меньшей мере, одно сопло (41), к которому подсоединен выход (42) мини компрессора (43).
19. Устройство по п.1, в котором камера (1) размещена в герметичном корпусе (37) с защитным газом (38), в частности, отличным от воздуха.
20. Устройство по п.1, в котором камера (1) размещена в герметичном корпусе (37) с защитным газом (38), и введена система циркуляции защитного газа в корпусе (37).
21. Устройство по п.20, в котором система циркуляции защитного газа содержит, по меньшей мере, одно сопло (41), обеспечивающее обдув верхней стенки (11) камеры (1) направленным потоком (40) защитного газа, мини-компрессор (42) и теплообменник (43); при этом выход (44) мини компрессора (42) подсоединен к соплу (41) через теплообменник (43), а вход (45) мини компрессора 43 соединен с герметичным корпусом (37).
22. Устройство по п.1, в котором введена автоматизированная система управления с отрицательной обратной связью и функцией поддержания заданной мощности источника света с лазерной накачкой, включающая в себя измеритель мощности (47) пучка излучения плазмы и контроллер (46), обрабатывающий данные измерителя мощности (47) пучка излучения плазмы и управляющий выходной мощностью лазера (2).
23. Способ генерации излучения, при котором направляют сфокусированный лазерный пучок (7) снизу вверх: от нижней стенки (10) камеры (1) к противоположной ей верхней стенке (11) камеры (1), кратковременно обеспечивают фокусировку лазерного пучка (7) в разрядный промежуток (34) между электродами (32), (33) для стартового зажигания плазмы, осуществляют зажигания плазмы и перемещают фокус лазерного пучка (7) снизу вверх, и сфокусированным лазерным пучком (7), в непрерывном режиме формируют область излучающей плазмы (5) вне разрядного промежутка (34) вблизи верхней стенки (11) камеры (1).
24. Способ генерации излучения по п.23, при котором сфокусированный лазерный пучок (7) направляют в камеру (1) вдоль вертикальной оси (13) симметрии сечения стенок (10), (11) камеры (1) и формируют область излучающей плазмы (5) на оптимально малом расстоянии от верхней стенки (11) камеры (1), при котором близость плазмы к верхней стенке (11) камеры (1) не оказывает заметного влияния на время жизни источника света.
25. Способ генерации излучения по п.23, при котором охлаждают камеру (1) потоком (40) защитного газа, направленным на верхнюю стенку (11) камеры (1).
26. Способ генерации излучения по п.23, при котором предварительно задают требуемое значение мощности излучения источника света с лазерной накачкой и в процессе долговременной работы с помощью автоматизированной системы управления (46, 47, 49) обеспечивают поддержание заданной мощности излучения источника света с лазерной накачкой.
RU2013116408/07A 2013-04-11 2013-04-11 Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения RU2534223C1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116408/07A RU2534223C1 (ru) 2013-04-11 2013-04-11 Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения
PCT/RU2014/000257 WO2014168519A1 (ru) 2013-04-11 2014-04-08 Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения
EP14782714.1A EP2985781B1 (en) 2013-04-11 2014-04-08 Light source with laser pumping and method for generating radiation
US14/782,644 US9357627B2 (en) 2013-04-11 2014-04-08 Light source with laser pumping and method for generating radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013116408/07A RU2534223C1 (ru) 2013-04-11 2013-04-11 Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013116408A true RU2013116408A (ru) 2014-10-20
RU2534223C1 RU2534223C1 (ru) 2014-11-27

Family

ID=51689817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013116408/07A RU2534223C1 (ru) 2013-04-11 2013-04-11 Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9357627B2 (ru)
EP (1) EP2985781B1 (ru)
RU (1) RU2534223C1 (ru)
WO (1) WO2014168519A1 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112014005518T5 (de) 2013-12-06 2016-08-18 Hamamatsu Photonics K.K. Lichtquellenvorrichtung
US9723703B2 (en) * 2014-04-01 2017-08-01 Kla-Tencor Corporation System and method for transverse pumping of laser-sustained plasma
US10008378B2 (en) * 2015-05-14 2018-06-26 Excelitas Technologies Corp. Laser driven sealed beam lamp with improved stability
US10257918B2 (en) 2015-09-28 2019-04-09 Kla-Tencor Corporation System and method for laser-sustained plasma illumination
US10880979B2 (en) 2015-11-10 2020-12-29 Kla Corporation Droplet generation for a laser produced plasma light source
US10021773B2 (en) 2015-11-16 2018-07-10 Kla-Tencor Corporation Laser produced plasma light source having a target material coated on a cylindrically-symmetric element
US9918375B2 (en) 2015-11-16 2018-03-13 Kla-Tencor Corporation Plasma based light source having a target material coated on a cylindrically-symmetric element
RU2727350C1 (ru) * 2019-12-13 2020-07-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" Способ генерации стабилизированного квазимонохроматического инфракрасного излучения высокой интенсивности
JP6885636B1 (ja) 2020-03-05 2021-06-16 アールアンドディー−イーサン，リミテッド レーザ励起プラズマ光源およびプラズマ点火方法
RU2732999C1 (ru) * 2020-03-05 2020-09-28 Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН" Источник света с лазерной накачкой и способ зажигания плазмы
RU2738461C1 (ru) * 2020-06-08 2020-12-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Устройство и способ устранения колебаний оптического разряда
RU2734074C1 (ru) * 2020-06-08 2020-10-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Приспособление и способ стабилизации излучения оптического разряда
RU2735947C1 (ru) * 2020-06-08 2020-11-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Устройство и способ подавления колебаний оптического разряда
RU2735948C1 (ru) * 2020-06-08 2020-11-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Способ подавления неустойчивостей оптического разряда
RU2734026C1 (ru) * 2020-06-08 2020-10-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Устройство и способ избавления от колебаний оптического разряда
RU2734162C1 (ru) * 2020-06-08 2020-10-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Устройство и способ стабилизации излучения оптического разряда
RU2734112C1 (ru) * 2020-06-08 2020-10-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) Устройство и способ избавления от неустойчивостей оптического разряда
RU2752778C1 (ru) * 2020-08-06 2021-08-03 Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН" Плазменный источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения
RU2754150C1 (ru) * 2020-08-06 2021-08-30 Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН" Высокояркостный плазменный источник света с лазерной накачкой
KR20230044314A (ko) * 2020-08-06 2023-04-03 아이에스티이큐 비.브이. 고휘도 레이저 펌핑 플라즈마 광원 및 수차 감소 방법
US11862922B2 (en) * 2020-12-21 2024-01-02 Energetiq Technology, Inc. Light emitting sealed body and light source device
KR20240073985A (ko) * 2021-10-08 2024-05-27 아이에스티이큐 비.브이. 광대역 레이저 펌핑 플라즈마 광원

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2159976C2 (ru) * 1999-02-02 2000-11-27 Автономная некоммерческая организация Институт нанотехнологий Международного фонда конверсии Способ генерирования излучения и устройство для его осуществления
US7989786B2 (en) * 2006-03-31 2011-08-02 Energetiq Technology, Inc. Laser-driven light source
JP5322217B2 (ja) * 2008-12-27 2013-10-23 ウシオ電機株式会社 光源装置
JP5252586B2 (ja) * 2009-04-15 2013-07-31 ウシオ電機株式会社 レーザー駆動光源
JP2013519211A (ja) 2010-02-09 2013-05-23 エナジェティック・テクノロジー・インコーポレーテッド レーザー駆動の光源
US8658967B2 (en) 2011-06-29 2014-02-25 Kla-Tencor Corporation Optically pumping to sustain plasma

Also Published As

Publication number Publication date
EP2985781B1 (en) 2016-11-30
RU2534223C1 (ru) 2014-11-27
US9357627B2 (en) 2016-05-31
US20160044774A1 (en) 2016-02-11
EP2985781A1 (en) 2016-02-17
WO2014168519A1 (ru) 2014-10-16
EP2985781A4 (en) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013116408A (ru) Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения
Vincenti et al. Attosecond lighthouses: how to use spatiotemporally coupled light fields to generate isolated attosecond pulses
US20210022233A1 (en) High Efficiency Laser-Sustained Plasma Light Source
JP6707467B2 (ja) レーザ駆動シールドビームランプ
US20150034838A1 (en) Method and System for Controlling Convection within a Plasma Cell
RU2012154354A (ru) Источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения
US20190141315A1 (en) Real space 3d image generation system
US9723703B2 (en) System and method for transverse pumping of laser-sustained plasma
DE112014001747T5 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Konvektionsströmung in einem lichtgestützten Plasma
Hernández-García et al. Signature of the transversal coherence length in high-order harmonic generation
Zimakov et al. Bistable behavior of a continuous optical discharge as a laser beam propagation effect
JP2017514271A5 (ru)
CN209503250U (zh) 一种用于激光切割头的光入射口的水冷却系统
US9839110B2 (en) Plasma light source apparatus and light source system including the same
CN107611755B (zh) 间距可调的双等离子体产生高强度太赫兹波的系统和方法
RU2680143C2 (ru) Способ генерации широкополосного оптического излучения с высокой яркостью
KR101401241B1 (ko) 빔 정렬을 구현하는 극자외선 발생장치
RU188876U1 (ru) Пространственный фильтр для мощных многокаскадных лазерных усилителей
Alejo et al. Characterisation of the stability and long-term evolution of the properties of a 45TW laser operating at 10Hz
Schubert et al. Dual-scale turbulence in filamenting laser beams at high average power
RU2752778C1 (ru) Плазменный источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения
Vanda et al. Advanced LIDT testing station in the frame of the HiLASE Project
JP2021068661A (ja) 紫外線照射装置
WO2016148608A1 (ru) Источник широкополосного оптического излучения с высокой яркостью
Klas et al. Separation of High Average Power Driving Lasers from Higher Order Har-monics Using an Annular Beam