RU2557325C2 - Discharge system for excimer laser (versions) - Google Patents
Discharge system for excimer laser (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557325C2 RU2557325C2 RU2013136118/28A RU2013136118A RU2557325C2 RU 2557325 C2 RU2557325 C2 RU 2557325C2 RU 2013136118/28 A RU2013136118/28 A RU 2013136118/28A RU 2013136118 A RU2013136118 A RU 2013136118A RU 2557325 C2 RU2557325 C2 RU 2557325C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- dielectric plate
- extended
- laser
- discharge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0977—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser having auxiliary ionisation means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
- H01S3/0384—Auxiliary electrodes, e.g. for pre-ionisation or triggering, or particular adaptations therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.FIELD OF TECHNOLOGY.
Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к импульсно-периодическим эксимерным лазерам с УФ предыонизацией скользящим разрядом и может быть использовано при проектировании и изготовлении эксимерных лазеров и лазерных систем с высокой средней мощностью излучения.The invention relates to quantum electronics, in particular to repetitively pulsed excimer lasers with UV preionisation by a sliding discharge, and can be used in the design and manufacture of excimer lasers and laser systems with high average radiation power.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
В мощных эксимерных лазерах возбуждение активной среды осуществляется импульсно-периодическим объемным разрядом высокого (2,5-5 атм) давления в смесях инертных газов (Ne, He, Xe, Kr, Ar) с галогеносодержащими молекулами F2, HCl при высокой ~1 МВт/см3 плотности мощности накачки. Такой разряд принципиально неустойчив, и время сохранения объемным разрядом однородной формы обычно не превышает нескольких десятков наносекунд. При этом обеспечение оптимального уровня предыонизации активной среды, подверженной ряду изменений в процессе долговременной непрерывной работы, относится к основным факторам, определяющим достижение высоких выходных характеристик эксимерных лазеров. Кроме этого, конфигурация блока УФ предыонизации в многом определяет геометрию разрядной системы лазера и, соответственно, условия накачки активной среды.In high-power excimer lasers, the active medium is excited by a periodically pulsed volume discharge of high (2.5-5 atm) pressure in mixtures of inert gases (Ne, He, Xe, Kr, Ar) with halogen-containing molecules F 2 , HCl at high ~ 1 MW / cm 3 pump power density. Such a discharge is fundamentally unstable, and the storage time by a volume discharge of a uniform shape usually does not exceed several tens of nanoseconds. Moreover, ensuring the optimal level of preionization of the active medium, which is subject to a number of changes during long-term continuous operation, is one of the main factors determining the achievement of high output characteristics of excimer lasers. In addition, the configuration of the UV preionization unit largely determines the geometry of the laser discharge system and, accordingly, the pumping conditions of the active medium.
В соответствии с потребностями современных высокопроизводительных технологий с использованием эксимерных лазеров их мощность постоянно возрастает. Однако повышение энергии и средней мощности излучения газоразрядных эксимерных лазеров имеет фундаментальные физические ограничения, которые при превышении оптимальных значений энергии генерации и частоты повторения импульсов обусловливают уменьшение эффективности лазера, снижение надежности и стабильности его работы и, в конечном счете, увеличение затрат на эксплуатацию лазера.In accordance with the needs of modern high-performance technologies using excimer lasers, their power is constantly increasing. However, an increase in the energy and average radiation power of gas-discharge excimer lasers has fundamental physical limitations, which, when the optimum values of the generation energy and pulse repetition rate are exceeded, cause a decrease in the laser efficiency, a decrease in the reliability and stability of its operation, and, ultimately, an increase in the cost of operating the laser.
Все это определяет актуальность поиска решений, позволяющих оптимизировать конструкцию и метод работы эксимерных лазеров, повысить их мощность и стабильность работы, снизить затраты на получение энергии генерации.All this determines the relevance of finding solutions to optimize the design and method of operation of excimer lasers, increase their power and stability, reduce the cost of generating lasing energy.
Известна разрядная система эксимерного лазера [1], в которой УФ предыонизация осуществляется зажигаемыми сбоку от высоковольтного электрода коронными разрядами. При использовании в эксимерном лазере разрядная система позволяет эффективно получать энергию генерации при высокой частоте следования импульсов. Недостатком указанного устройства является малый уровень предыонизации, ограничивающий возможность увеличения апертуры основного разряда, повышения энергии генерации и средней мощности лазера.A known excimer laser discharge system [1], in which UV preionization is carried out by corona discharges ignited on the side of the high-voltage electrode. When used in an excimer laser, the discharge system makes it possible to efficiently obtain the generation energy at a high pulse repetition rate. The disadvantage of this device is the low level of preionization, limiting the possibility of increasing the aperture of the main discharge, increasing the generation energy and average laser power.
Этого недостатка лишена разрядная система эксимерного лазера с УФ предыонизацией, осуществляемой излучением от двух рядов искр, автоматически зажигаемых при зарядке импульсных конденсаторов сбоку от высоковольтного электрода, расположенного со стороны стенки лазерной камеры [2]. Данная система обеспечила достижение высокой (600 Вт) средней мощности лазерного УФ излучения в эксимерном KrF лазере. Недостатком электродной системы с УФ предыонизатором в виде рядов отдельных искровых промежутков является пространственная неоднородность предыонизации по длине электродов, что уменьшает КПД лазера, и ее сложность из-за необходимости герметизировать десятки токовводов предыонизатора. Кроме того, искровые промежутки обусловливают повышенное поступление в газ продуктов эрозии электродов блока предыонизации, что уменьшает время жизни газовой смеси лазера.The discharge system of an excimer laser with UV preionization, emitted by radiation from two rows of sparks, automatically ignited when charging pulsed capacitors to the side of the high-voltage electrode located on the side of the wall of the laser chamber, is deprived of this drawback [2]. This system ensured the achievement of a high (600 W) average power of laser UV radiation in an excimer KrF laser. The disadvantage of an electrode system with a UV preionizer in the form of rows of separate spark gaps is the spatial heterogeneity of the preionization along the length of the electrodes, which reduces the laser efficiency and its complexity due to the need to seal dozens of current leads of the preionizer. In addition, spark gaps cause an increased entry into the gas of erosion products of the electrodes of the preionization unit, which reduces the lifetime of the laser gas mixture.
Частично этих недостатков лишена разрядная система эксимерного лазера с предыонизацией, осуществляемой через частично прозрачный электрод УФ излучением завершенного скользящего разряда (СР) по поверхности плоской диэлектрической. пластины [3]. В данной электродной системе обеспечивается высокий уровень и пространственная однородность предыонизации разрядной зоны между высоковольтным и заземленным электродами лазера. Достигается возможность повышения энергии генерации и средней мощности излучения лазера. При этом реализуется возможность в несколько раз уменьшить прокачиваемую через блок предыонизации энергию, что, в свою очередь, повышает время жизни газовой смеси. При генерации на XeCl средняя мощность эксимерного лазера с данной электродной системой достигала более 1 кВт. Однако частично прозрачный электрод с блоком предыонизации, расположенным с его обратной стороны, имеет относительно большие поперечные размеры, что повышает индуктивность разрядного контура. Этот фактор ограничивает получение высокоэффективной генерации в эксимерных лазерах на фторидах инертных газов (KrF, ArF), для которых наблюдается резкая зависимость эффективности лазера от индуктивности разрядного контура. Кроме этого, частично прозрачные электроды сложны и дороги в изготовлении.Partially these drawbacks are deprived of a discharge system of an excimer laser with preionization, which is carried out through a partially transparent electrode by UV radiation of a complete sliding discharge (SR) over a plane dielectric surface. plates [3]. This electrode system provides a high level and spatial uniformity of the preionization of the discharge zone between the high-voltage and grounded laser electrodes. The possibility of increasing the generation energy and average laser radiation power is achieved. At the same time, it is possible to reduce the energy pumped through the preionization unit several times, which, in turn, increases the lifetime of the gas mixture. When generating on XeCl, the average power of an excimer laser with this electrode system reached more than 1 kW. However, a partially transparent electrode with a preionization unit located on its reverse side has relatively large transverse dimensions, which increases the inductance of the discharge circuit. This factor limits the obtaining of highly efficient generation in excimer inert gas fluoride (KrF, ArF) lasers, for which a sharp dependence of the laser efficiency on the discharge circuit inductance is observed. In addition, partially transparent electrodes are complex and expensive to manufacture.
Частично этих недостатков лишена разрядная система эксимерного лазера, содержащая расположенные в лазерной камере протяженные первый электрод, установленный со стороны стенки лазерной камеры, второй электрод, зону объемного разряда между первым и вторым электродами, продольные оси которых параллельны друг другу, блок предыонизации, содержащий, систему формирования однородного завершенного скользящего разряда (CP), включающую в себя диэлектрическую пластину, Partially these drawbacks are deprived of the excimer laser discharge system, containing an extended first electrode located on the side of the laser chamber wall located in the laser chamber, a second electrode, a volume discharge zone between the first and second electrodes, the longitudinal axes of which are parallel to each other, a preionization unit containing forming a uniform complete sliding discharge (CP) including a dielectric plate,
поджигающий электрод, установленный на лицевой поверхности диэлектрической пластины вдоль нее, и протяженный инициирующий электрод, примыкающий к обратной стороне диэлектрической пластины [4]. Система формирования CP по поверхности протяженной диэлектрической (сапфировой) пластины расположена сбоку от второго электрода, выполненного сплошным. УФ предыонизация от скользящего разряда обеспечивает пространственно однородную предыонизацию зоны разряда между электродами лазера оптимально высокой интенсивности, при относительно малом энерговкладе в скользящий разряд. Все это позволяет получать высокоэффективную генерацию лазера с высокой (до 5 кГц) частотой следования импульсов при большом времени жизни газовой смеси.a firing electrode mounted on the front surface of the dielectric plate along it, and a long initiating electrode adjacent to the reverse side of the dielectric plate [4]. The CP formation system over the surface of an extended dielectric (sapphire) plate is located on the side of the second solid electrode. UV preionization from a sliding discharge provides a spatially uniform preionization of the discharge zone between the laser electrodes of optimally high intensity, with a relatively small energy input into the sliding discharge. All this makes it possible to obtain highly efficient laser generation with a high (up to 5 kHz) pulse repetition rate with a long lifetime of the gas mixture.
Однако, система формирования CP, интегрированная в систему циркуляции газового потока лазера, обладает большими поперечными размерами, что увеличивает затраты на прокачку газа. Кроме этого, не вся зона основного разряда, примыкающая ко второму электроду, соединенному с инициирующим электродом, оптически связана с частью поверхности плоской пластины, используемой для зажигания CP, осуществляющего УФ предыонизацию. Это обусловливает возможность получения лишь относительно узкого, шириной £ 3мм, разряда между первым и вторым электродами и ограничивает возможности получения высоких (свыше ~0,1 Дж/импульс) значений выходной энергии лазера при генерации на экимерных молекулах.However, the CP formation system integrated into the laser gas flow circulation system has large transverse dimensions, which increases the cost of pumping gas. In addition, not all of the main discharge zone adjacent to the second electrode connected to the initiating electrode is optically connected to a part of the surface of the flat plate used to ignite the CP, which performs UV preionization. This makes it possible to obtain only a relatively narrow, £ 3 mm wide, discharge between the first and second electrodes and limits the possibility of obtaining high (over ~ 0.1 J / pulse) laser output energy when generated by ecimer molecules.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей изобретения является создание разрядных систем, интегрируемых в наиболее мощные эксимерные лазеры и лазерные системы различных конфигураций с целью высокоэффективного повышения энергии генерации и средней мощности лазерного УФ излучения.The objective of the invention is the creation of discharge systems that are integrated into the most powerful excimer lasers and laser systems of various configurations with the aim of highly efficiently increasing the generation energy and average power of laser UV radiation.
Техническим результатом изобретения является улучшение разрядной системы эксимерного лазера, повышение энергии генерации, средней мощности излучения при высоком КПД лазера и снижение эксплуатационных затрат.The technical result of the invention is to improve the discharge system of an excimer laser, increase the generation energy, average radiation power at high laser efficiency and reduce operating costs.
Для решения указанных задач предлагается разрядная система эксимерного лазера, включающая в себя расположенные в лазерной камере протяженные первый электрод, установленный со стороны стенки лазерной камеры и второй электрод, зону объемного разряда между первым и вторым электродами, продольные оси которых параллельны друг другу, по меньшей мере, один блок предыонизации, содержащий систему формирования однородного завершенного скользящего разряда (CP) между расположенными на поверхности протяженной диэлектрической пластины протяженными поджигающим электродом и либо инициирующим электродом, либо дополнительным электродом, соединенным с инициирующим электродом, при этом протяженная диэлектрическая пластина имеет в поперечном сечении изогнутую форму, поджигающий электрод установлен на лицевой поверхности изогнутой диэлектрической пластины вдоль нее, протяженный инициирующий электрод примыкает к обратной поверхности To solve these problems, an excimer laser discharge system is proposed that includes an extended first electrode located in the laser chamber mounted on the side of the laser chamber wall and a second electrode, a volume discharge zone between the first and second electrodes, the longitudinal axes of which are parallel to each other, at least , one preionization unit containing a system for generating a uniform complete sliding discharge (CP) between extended extended dielectric plates located on the surface with an igniting electrode and either an initiating electrode or an additional electrode connected to the initiating electrode, the extended dielectric plate has a curved cross section, the igniting electrode is mounted on the front surface of the curved dielectric plate along it, the extended initiating electrode is adjacent to the reverse surface
диэлектрической пластины и, по меньшей мере, примыкающая к инициирующему электроду протяженная часть обратной поверхности изогнутой диэлектрической пластины является цилиндрической.dielectric plate and at least adjacent to the initiating electrode, the extended portion of the reverse surface of the curved dielectric plate is cylindrical.
В вариантах изобретения система формирования CP установлена так, чтобы образующие цилиндрической поверхности изогнутой диэлектрической пластины были параллельны продольным осям первого и второго электродов.In embodiments of the invention, the CP forming system is mounted so that the generatrixes of the cylindrical surface of the curved dielectric plate are parallel to the longitudinal axes of the first and second electrodes.
В вариантах изобретения лицевая и обратная стороны изогнутой диэлектрической пластины являются цилиндрическими.In embodiments of the invention, the front and back sides of the curved dielectric plate are cylindrical.
В вариантах изобретения, по меньшей мере, часть поверхности изогнутой диэлектрической пластины, совмещенная с поверхностью инициирующего электрода, является кругло- цилиндрической.In embodiments of the invention, at least a portion of the surface of the curved dielectric plate aligned with the surface of the initiating electrode is circularly cylindrical.
В вариантах изобретения изогнутая диэлектрическая пластина выполнена в виде протяженной части цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки, заключенной между двумя продольными сечениями трубки, параллельными ее продольной оси.In embodiments of the invention, the curved dielectric plate is made in the form of an extended part of a cylindrical thin-walled dielectric tube enclosed between two longitudinal sections of the tube parallel to its longitudinal axis.
В вариантах изобретения два идентичных блока предионизации расположены по бокам либо первого электрода, выполненного сплошным, либо второго электрода, выполненного сплошным.In embodiments of the invention, two identical preionization units are located on the sides of either the first solid electrode or the second solid electrode.
В вариантах изобретения лицевая поверхность изогнутой диэлектрической пластины выпуклая.In embodiments of the invention, the front surface of the curved dielectric plate is convex.
В вариантах изобретения в качестве материала изогнутой диэлектрической пластины используется либо сапфир, либо керамика, в частности, Al2O3.In embodiments of the invention, either sapphire or ceramic, in particular Al 2 O 3, is used as the material of the curved dielectric plate.
В вариантах изобретения инициирующий электрод выполнен охлаждаемым либо потоком газа, либо жидким теплоносителем.In embodiments of the invention, the initiating electrode is made either cooled by a gas stream or a liquid coolant.
В вариантах изобретения каждая точка зоны разряда между первым и вторым электродами находится в зоне прямой видимости, по меньшей мере, части поверхностности изогнутой диэлектрической пластины, используемой для формирования СР.In embodiments of the invention, each point of the discharge zone between the first and second electrodes is in the line of sight of at least a portion of the surface of the curved dielectric plate used to form the CP.
В вариантах изобретения лицевая поверхность изогнутой диэлектрической пластины вогнутая.In embodiments of the invention, the front surface of the curved dielectric plate is concave.
В вариантах изобретения часть изогнутой диэлектрической пластины, не используемая для формирования CP, расположена с обратной стороны либо первого электрода, либо второго электрода.In embodiments of the invention, a portion of the curved dielectric plate not used to form the CP is located on the back of either the first electrode or the second electrode.
В вариантах изобретения изогнутая диэлектрическая пластина выполнена в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом.In embodiments of the invention, the curved dielectric plate is made in the form of a cylindrical thin-walled dielectric tube with a longitudinal section.
В вариантах изобретения изогнутая диэлектрическая пластина выполнена в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом, инициирующий электрод размещен внутри диэлектрической трубки, и дополнительный электрод соединен с инициирующим электродом через продольный разрез диэлектрической трубки.In embodiments of the invention, the curved dielectric plate is made in the form of a cylindrical thin-walled dielectric tube with a longitudinal section, the initiating electrode is placed inside the dielectric tube, and an additional electrode is connected to the initiating electrode through a longitudinal section of the dielectric tube.
В вариантах изобретения система формирования CP содержит в качестве изогнутой диэлектрической пластины цельную диэлектрическую трубку, внутри которой, размещен In embodiments of the invention, the CP forming system comprises, as a curved dielectric plate, a solid dielectric tube inside which is placed
инициирующий электрод, при этом на наружной поверхности цельной диэлектрической трубки размещен дополнительный электрод.the initiating electrode, while on the outer surface of the solid dielectric tube an additional electrode is placed.
При этом предпочтительно, что дополнительный электрод, подсоединен к инициирующему электроду через торец диэлектрической трубки.It is preferable that the additional electrode is connected to the initiating electrode through the end face of the dielectric tube.
В вариантах изобретения либо поджигающий электрод, либо дополнительный электрод, соединен либо с первым электродом, либо со вторым электродом.In embodiments of the invention, either an ignition electrode or an additional electrode is connected to either the first electrode or the second electrode.
В вариантах изобретения поджигающий электрод, либо дополнительный электрод совмещен либо с первым электродом, либо со вторым электродом.In embodiments of the invention, an ignition electrode or an additional electrode is combined with either the first electrode or the second electrode.
В вариантах изобретения либо первый электрод, либо второй электрод выполнен частично прозрачным, имеющим с обратной стороны протяженную нишу, в которой, по меньшей мере, частично, размещен протяженный блок предыонизации, при этом в блоке предыонизации система формирования CP выполнена симметричной относительно плоскости, включающей в себя продольные оси первого и второго электродов, и содержит две зоны CP, симметрично расположенные по обе стороны указанной плоскости.In embodiments of the invention, either the first electrode or the second electrode is made partially transparent, having an extended niche on the back side, in which at least partially an extended preionization unit is placed, while in the preionization unit the CP formation system is made symmetrical with respect to a plane including itself along the longitudinal axis of the first and second electrodes, and contains two CP zones symmetrically located on both sides of the indicated plane.
При этом предпочтительно, что в протяженной нише, по меньшей мере, частично, размещен керамический изолятор с п-образным, либо П-образным поперечным сечением, и система формирования CP, по меньшей мере, частично размещена в протяженном керамическом изоляторе.In this case, it is preferable that a ceramic insulator with a p-shaped or U-shaped cross-section is placed at least partially in the extended niche, and the CP formation system is at least partially placed in the extended ceramic insulator.
В другом аспекте изобретение относится к разрядной системе эксимерного лазера, включающей в себя расположенные в лазерной камере протяженные первый электрод, установленный со стороны стенки лазерной камеры, второй электрод, зону объемного разряда между первым и вторым электродами, продольные оси которых параллельны друг другу, и, по меньшей мере, один блок предыонизации, при этом каждый блок предыонизации содержит систему формирования однородного завершенного CP на поверхности цельной диэлектрической трубки между протяженными поджигающим электродом и дополнительным электродом, установленными на лицевой поверхности диэлектрической трубки вдоль нее, причем внутри диэлектрической трубки размещен протяженный инициирующий электрод, примыкающий к обратной поверхности диэлектрической трубки.In another aspect, the invention relates to an excimer laser discharge system including an extended first electrode located in the laser chamber mounted on the side of the laser chamber wall, a second electrode, a volume discharge zone between the first and second electrodes, the longitudinal axes of which are parallel to each other, and, at least one preionization unit, wherein each preionization unit contains a system for forming a uniform complete CP on the surface of a solid dielectric tube between extended ignitions a feeding electrode and an additional electrode mounted on the front surface of the dielectric tube along it, and inside the dielectric tube there is an extended initiating electrode adjacent to the reverse surface of the dielectric tube.
Предпочтительно, что дополнительный электрод подсоединен к инициирующему электроду через торец диэлектрической трубки.Preferably, the additional electrode is connected to the initiating electrode through the end face of the dielectric tube.
В вариантах изобретения на лицевой поверхности цельной диэлектрической трубки вдоль нее диаметрально противоположно размещены поджигающий электрод и дополнительный электрод.In embodiments of the invention, a firing electrode and an additional electrode are placed diametrically opposite on the front surface of a solid dielectric tube.
Вышеупомянутые и другие объекты, аспекты, особенности и преимущества изобретения станут более очевидными из последующего описания и формулы изобретения.The above and other objects, aspects, features and advantages of the invention will become more apparent from the following description and claims.
Описание дается в виде, достаточном для понимания принципов изобретения специалистами в области лазерной техники. Детальное описание компонент экимерных газоразрядных лазеров можно найти в [1-3, 5].The description is given in a form sufficient to understand the principles of the invention by specialists in the field of laser technology. A detailed description of the components of excimer gas-discharge lasers can be found in [1-3, 5].
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Существо изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, которые представлены в виде достаточном для понимания принципов изобретения и ни в коей мере не ограничивают объема настоящего изобретения.The invention is illustrated by the accompanying drawings, which are presented in a form sufficient to understand the principles of the invention and in no way limit the scope of the present invention.
Фиг.1 - схема разрядной системы с одним блоком предыонизации.Figure 1 - diagram of a discharge system with one block preionization.
Фиг.2 - схема лазера с разрядной системой, включающей два блока предыонизации, установленные по бокам второго электрода.Figure 2 is a diagram of a laser with a discharge system comprising two preionization units mounted on the sides of the second electrode.
Фиг.3 - схема разрядной системы с двумя блоками предыонизации, установленными по бокам первого электрода.Figure 3 is a diagram of a discharge system with two preionization units mounted on the sides of the first electrode.
Фиг.4 - схема лазера с разрядной системой, включающей два блока предыонизации, установленные по бокам первого электрода.Figure 4 is a diagram of a laser with a discharge system comprising two preionization units mounted on the sides of the first electrode.
Фиг.5 - схема разрядной системы с блоками предыонизации, включающими систему формирования СР по вогнутой поверхности диэлектрика.5 is a diagram of a discharge system with preionization blocks, including a system for the formation of SR on a concave surface of the dielectric.
Фиг.6 - схема лазера с предыонизацией излучением СР на вогнутой поверхности диэлектрика.6 is a diagram of a laser with preionization radiation SR on the concave surface of the dielectric.
Фиг.7 - схема разрядной системы с блоками предыонизации, включающими систему формирования СР по поверхности диэлектрической трубки с продольным разрезом.7 is a diagram of a discharge system with preionization units, including a system for the formation of SR on the surface of a dielectric tube with a longitudinal section.
Фиг.8 - схема лазера с блоками предыонизации, включающими систему формирования СР по поверхности диэлектрической трубки с продольным разрезом.Fig. 8 is a diagram of a laser with preionization units including a CP forming system along the surface of a dielectric tube with a longitudinal section.
Фиг.9 - схема разрядной системы с двумя блоками предыонизации, включающими систему формирования СР по поверхности цельной диэлектрической трубки.Fig.9 is a diagram of a discharge system with two blocks preionization, including a system for the formation of SR on the surface of a solid dielectric tube.
Фиг.10 - схема разрядной системы с предыонизацией через частично прозрачный первый электрод.Figure 10 is a diagram of a discharge system with preionization through a partially transparent first electrode.
Фиг.11 - схема лазера с предыонизацией через частично прозрачный первый электрод.11 is a diagram of a laser with preionization through a partially transparent first electrode.
Фиг.12 - схема разрядной системы с частично прозрачным первым электродом и системой формирования СР по поверхности цельной диэлектрической трубки.12 is a diagram of a discharge system with a partially transparent first electrode and a CP forming system over the surface of a solid dielectric tube.
Фиг.13 - схема лазера с частично прозрачным первым электродом и системой формирования СР по поверхности цельной диэлектрической трубки.13 is a diagram of a laser with a partially transparent first electrode and a CP forming system over the surface of a solid dielectric tube.
На чертежах совпадающие элементы устройства обозначены одинаковыми номерами позиций.In the drawings, matching device elements are denoted by the same reference numbers.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
В соответствии с изобретением разрядная система эксимерного лазера содержит расположенные в лазерной камере 1 протяженные первый электрод 2, установленный со стороны стенки лазерной камеры 1, второй электрод 3, зону объемного разряда 4 между первым и вторым электродами 2, 3, продольные оси которых, перпендикулярные плоскости Фиг. 1, параллельны друг другу. Разрядная система также содержит блок предыонизации 5 с системой формирования однородного завершенного скользящего разряда (CP). Система формирования CP включает в себя протяженную диэлектрическую пластину 6, поджигающий (как мы его называем) электрод 7, установленный на лицевой поверхности 8 диэлектрической пластины 6 вдоль нее, протяженный инициирующий (как мы его называем) электрод 9, примыкающий к обратной стороне 10 диэлектрической пластины 6 и расположенный на поверхности диэлектрической пластины протяженный дополнительный (как мы его называем) электрод 14, который либо соединен, либо совмещен (Фиг. 1) с инициирующим электродом 9. Необходимая для высокоэффективной высокостабильной работы лазера однородность завершенного CP достигается, когда межэлектродное расстояние l системы формирования CP на поверхности диэлектрической пластины (6) между поджигающим электродом (7) и дополнительным электродом (14) не меньше определенного характерного значения: l≥1,5 см. При этом протяженная диэлектрическая пластина 6 имеет в поперечном сечении изогнутую форму и, по меньшей мере, часть обратной поверхности 10 диэлектрической пластины 6, примыкающая к протяженному инициирующему электроду 9, является цилиндрической.In accordance with the invention, the excimer laser discharge system comprises an extended
Разрядная система эксимерного лазера также содержит набор конденсаторов 12, подсоединенных к первому и второму электродам 2, 3, и импульсный источник питания 11, подключенный к конденсаторам 12 и предназначенный для их импульсной зарядки до напряжения пробоя, обеспечивающего газовый разряд между первым и вторым электродами 2, 3 для возбуждения газовой смеси лазера и генерации луча лазера с помощью резонатора (не показан). Предпочтительно, что импульсный источник питания 11 связан с блоком предыонизации 5 через дополнительные конденсаторы 13, предназначенные для обеспечения автоматической предыонизации при их импульсной зарядке через CP блока предыонизации 5.The excimer laser discharge system also contains a set of
Использование изогнутой диэлектрической пластины в системе формирования завершенного скользящего разряда обеспечивает компактность разрядной системы лазера, что обусловливает уменьшение индуктивности разрядного контура и возможность высокоэффективного повышения энергии генерации, а такжеThe use of a curved dielectric plate in a complete sliding discharge formation system ensures the compactness of the laser discharge system, which leads to a decrease in the discharge circuit inductance and the possibility of a highly efficient increase in the generation energy, as well as
увеличения частоты следования импульсов и повышения средней мощности излучения лазера. Выполнение, по меньшей мере, части диэлектрической пластины, примыкающей к инициирующему электроду, цилиндрической обеспечивает относительную простоту изготовления изогнутой диэлектрической пластины 6 и упрощает совмещение ее обратной поверхности 10 с поверхностью протяженного инициирующего электрода 9, что необходимо для высокой однородности СР.increasing the pulse repetition rate and increasing the average laser radiation power. The execution of at least a portion of the dielectric plate adjacent to the initiating electrode is cylindrical provides the relative ease of manufacture of the
В предпочтительных вариантах изобретения система формирования СР установлена так, чтобы образующие цилиндрической поверхности 10 изогнутой диэлектрической пластины 6 были параллельны продольным осям первого и второго электродов 2, 3. При этом зона СР параллельна зоне объемного разряда 4. Это обеспечивает однородный уровень предыонизации по всей длине протяженной зоны объемного разряда 4 и, соответственно, его высокую однородность и устойчивость к акустическим возмущениям в режиме с высокой частотой следования импульсов.In preferred embodiments of the invention, the CP forming system is installed so that the generatrices of the
В варианте изобретения (Фиг.1) блок предыонизации 5 установлен вблизи второго электрода 3. При этом в соответствии с одним из вариантов изобретения инициирующий электрод 9 системы формирования СР соединен со вторым электродом 3 лазера. Это обеспечивает компактность устройства, уменьшает индуктивность разрядного контура лазера, повышая его эффективность.In the embodiment of the invention (FIG. 1), the
В вариантах изобретения (Фиг 1) изогнутая диэлектрическая пластина 6 выполнена в виде протяженной части цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки, заключенной между двумя продольными сечениями трубки, параллельными ее продольной оси. Это упрощает изготовление изогнутой диэлектрической пластины 6.In embodiments of the invention (Fig 1), the
В вариантах изобретения (Фиг.1) лицевая 8 и обратная 10 стороны изогнутой диэлектрической пластины 6 являются кругло цилиндрическими. Это обеспечивает дальнейшее упрощение изготовления изогнутой диэлектрической пластины 6 при использовании в качестве заготовки кругло-цилиндрической диэлектрической трубки.In the embodiments of the invention (FIG. 1), the
Для повышения энергии генерации и мощности лазера в вариантах изобретения (Фиг.2-9) устройство содержит два идентичных блока предионизации 5, расположенные по бокам выполненного сплошным либо первого электрода 2, либо второго электрода 3.To increase the generation energy and laser power in embodiments of the invention (FIGS. 2-9), the device comprises two
Особенности и преимущества разрядной системы более наглядно иллюстрируются при ее рассмотрении в составе эксимерного лазера. Газоразрядный эксимерный лазер или лазер на молекулярном фторе, поперечное сечение которого показано на Фиг.2, содержит лазерную камеру 1, заполненную газовой смесью. В примере реализации изобретения (Фиг.2) лазерная камера 1 выполнена на основе керамической трубы, в которой размещены отстоящие друг от друга протяженные первый электрод 2, расположенный со стороны стенки лазерной камеры 1, и второй электрод 3.The features and advantages of the discharge system are more clearly illustrated when it is considered as part of an excimer laser. A gas-discharge excimer laser or a molecular fluorine laser, the cross section of which is shown in FIG. 2, contains a
Два идентичных блока предионизации 5 расположены по бокам второго электрода 3, выполненного сплошным, что обеспечивает относительную простоту электрода, его высокую надежность и большое время жизни.Two identical preionization blocks 5 are located on the sides of the
Как правило, размещение систем формирования CP вблизи второго электрода 3 позволяет минимизировать индуктивность разрядного контура, что повышает КПД высокоэнергетичного эксимерного лазера.As a rule, the placement of CP formation systems near the
В каждом блоке предыонизации 5 завершенный CP формируется на поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6 между поджигающим электродом 7 и дополнительным электродом 14. При этом на инициирующий электрод 9 замыкается только ток зарядки емкости части диэлектрической пластины, на которой зажигают СР. В связи с этим протяженный массивный инициирующий электрод 9 может быть изготовлен из относительно дешевого материала, предпочтительно с высокой теплопроводностью, например, из А1. Дополнительный электрод 14, на который замыкается основной ток завершенного CP выполняется из эрозионно-стойкого металла, например, из Ni, Cu-W и др. В связи с этим в вариантах изобретения дополнительный электрод 14 системы формирования CP совмещен со вторым электродом 3 лазера (Фиг. 2), либо с первым электродом 2. В вариантах изобретения дополнительный электрод 14 соединен со вторым электродом 3, либо с первым электродом 2 В предпочтительных вариантах изобретения дополнительный электрод 14 соединен с инициирующим электродом 9 (Фиг 2). Все это упрощает электрическую цепь системы формирования СР.In each
Вне лазерной камеры 1 вдоль нее расположен набор конденсаторов 12, подсоединенных к первому и второму электродам 2, 3 через подсоединенные к обкладкам конденсаторов токоведущие шины, электрические вводы 15, 16 лазерной камеры 1 и газопроницаемые обратные токопроводы 17, расположенные в лазерной камере 1 по обе стороны от электродов 2, 3. К конденсаторам 12 подключен импульсный источник питания 11. Также импульсный источник питания 11 связан с блоком предыонизации 5 через дополнительные электрические вводы 18 лазерной камеры 1 и газопроницаемые дополнительные обратные токопроводы 19.Outside the
Для обновления газа в зоне объемного разряда 4 между очередными разрядными импульсами в лазерной камере 1 размещена система циркуляции газа, содержащаяTo update the gas in the zone of
диаметральный вентилятор 20, охлаждаемые водой трубки 21 теплообменника, два протяженных спойлера 22, выполненных в варианте изобретения керамическими, и протяженные направляющие лопасти 23 для формирования газового потока (Фиг.2).a
Для генерации луча лазера снаружи лазерной камеры 1 размещен резонатор (для упрощения не показан). Лазерная камера также может содержать фильтр (не показан), в частности, электростатический для чистки газовой смеси лазера от продуктов эрозии элементов лазерной камеры.To generate a laser beam, a resonator is placed outside the laser chamber 1 (not shown for simplicity). The laser chamber may also contain a filter (not shown), in particular, electrostatic for cleaning the laser gas mixture from the erosion products of the elements of the laser chamber.
В вариантах изобретения (Фиг 1, Фиг.2) лицевая поверхность 8 изогнутой диэлектрической пластины 6 выпуклая. В отличие от известного из [4] использования плоской диэлектрической пластины реализуется возможность интеграции высокоэффективного блока предыонизации 5 в систему циркуляции газа таким образом, что поджигающий и дополнительный электроды 7, 14 системы формирования СР не препятствуют формированию высокоскоростного потока газа в зоне объемного разряда 4.In embodiments of the invention (FIG. 1, FIG. 2), the
Кроме этого, в отличие от известной из [4] разрядной системы с плоской диэлектрической пластиной системы формирования СР, устраняются неосвещаемые области зоны объемного разряда 4 вблизи второго электрода 3. Для реализации возможности высокоэффективного повышения энергии генерации лазера в вариантах изобретения каждая точка зоны объемного разряда 4 находится в зоне прямой видимости, по меньшей мере, части разрядного промежутка на поверхностности изогнутой диэлектрической пластины 6, используемой для формирования СР. Для этого изогнутые диэлектрические пластины 6 двух блоков предыонизации 5 должны быть установлены так, чтобы касательная к поверхности первого второго электрода 3, перпендикулярная плоскости, включающей в себя продольные оси первого и второго электродов 2, 3, касалась или пересекала часть поверхностности каждой изогнутой диэлектрической пластины 6, используемой для зажигания СР. Высокий однородный уровень предыонизация зоны объемного разряда 4, обеспечиваемый УФ излучением двух СР улучшает однородность и устойчивость объемного разряда, обеспечивает повышение стабильности выходных характеристик лазера, а также возможность увеличения апертуры лазерного пучка, энергии генерации и средней мощности излучения лазера.In addition, in contrast to the discharge system with a flat dielectric plate, known from [4], for the formation of superlattices, the dark areas of the zone of
Выполнение протяженной диэлектрической пластины изогнутой в поперечном сечении, в частности, с выпуклой лицевой поверхностью позволяет удалять электроды 7, 9, 14 систем формирования СР от зоны объемного разряда 4 (Фиг.2). Это минимизирует искажения, вносимые блоками предыонизации 5 в распределение напряженности электрического поля в зоне объемного разряда 4, обеспечивая однородность объемного разряда и устойчивость его однородной формы к акустическим возмущениям в режиме с высокой частотой следования импульсов. В результате достигается высокая стабильность энергии лазерного излучения от импульса к импульсу и высокое качество лазерного луча.The implementation of an extended dielectric plate curved in cross section, in particular, with a convex front surface allows you to remove the
Для эксимерных лазеров газ, заполняющий лазерную камеру при характерном давлении в диапазоне от 2,5 до 5 атм представляет собой смесь инертных газов с донорами галогенов. В связи с этим в вариантах изобретения в качестве материала изогнутой диэлектрической пластины 6 каждого блока предыонизации 5 предпочтительно используются эрозионностойкие и галогеностойкие диэлектрики: либо сапфир, либо керамику, в частности, Al2O3, которые обеспечивают большое время жизни диэлектрической пластины в составе блока предыонизации, а также большое время жизни газовой смеси лазера, содержащей чрезвычайно химически активные компоненты F2 или HCl.For excimer lasers, the gas filling the laser chamber at a characteristic pressure in the range from 2.5 to 5 atm is a mixture of inert gases with halogen donors. In this regard, in embodiments of the invention, as the material of the
В варианте изобретения (Фиг.2) инициирующий электрод 9 и примыкающая к нему изогнутая диэлектрическая пластина 6, нагреваемая СР охлаждаются, по меньшей мере, частично за счет передачи тепла массивной металлической протяженной направляющей лопасти 23, в свою очередь охлаждаемой газовым потоком, циркулирующим в лазерной камере 1.In the embodiment of the invention (FIG. 2), the initiating
В вариантах изобретения инициирующий электрод 9 может быть охлаждаемым жидким теплоносителем. Для этого инициирующий электрод может либо иметь канал для циркуляции охлаждающей жидкости.In embodiments of the invention, the initiating
В вариантах изобретения инициирующий электрод 9 может быть охлаждаемым частью потока газа, циркулирующего в лазерной камере 1, имея с тыльной стороны инициирующего электрода 9 ребра или штыри радиатора.In embodiments of the invention, the initiating
Возможности достижения максимальной мощности лазерного УФ излучения в лазерах и лазерных системах с использованием лазерных камер, выполненных на основе керамической трубы, подробнее рассмотрено в [6].The possibilities of achieving the maximum power of laser UV radiation in lasers and laser systems using laser chambers made on the basis of a ceramic tube are considered in more detail in [6].
В вариантах изобретения, иллюстрируемых Фиг.3 два идентичных блока предыонизации 5 расположены по бокам первого электрода 2. Как правило, такое размещение систем формирования СР упрощает систему токопроводов в лазерной камере 1.In the embodiments of the invention illustrated in FIG. 3, two
В вариантах изобретения (Фиг.3) в каждом блоке предыонизации 5 дополнительный электрод 14 установлен с обратной стороны 10 изогнутой диэлектрической пластины 6. Установка дополнительного электрода 14 с обратной стороны 10 изогнутой диэлектрической пластины 6 на небольшом расстоянии от ее края позволяет дополнительно уменьшить поперечный размер системы формирования однородного СР. За счет этого достигается компактность разрядной системы и ее малая индуктивность, что повышает КПД высокоэнергетичного широкоапертурного эксимерного лазера.In the embodiments of the invention (FIG. 3), in each
В вариантах изобретения дополнительного электрод 14 совмещен с инициирующим электродом 9, что в ряде случаев упрощает систему формирования СР и разрядную систему лазера в целом. С этой же целью в вариантах изобретения поджигающий электрод 7 совмещен с первым электродом 2 (Фиг.3).In embodiments of the invention, the
Разрядная система (Фиг.3), выполненная в соответствии с настоящим изобретением, применима для мощных эксимерных лазеров различных конструкций, в том числе, для конструкции лазера, представленной на Фиг.2.The discharge system (Figure 3), made in accordance with the present invention, is applicable to high-power excimer lasers of various designs, including the laser design shown in Figure 2.
Для иллюстрации на Фиг.4 показана разрядная система, выполненная в соответствии с вариантом настоящего изобретения, применительно к мощному эксимерному лазера с конструкцией, отличной от рассмотренной ранее. Для этого варианта изобретения лазерная камера 1, выполненная преимущественно металлической, содержит протяженные керамические контейнеры 24, установленные вблизи первого электрода 2. Концевые части каждого керамического контейнера 24 герметично закреплены на торцах лазерной камеры 1. В керамических контейнерах 24 размещены конденсаторы 12 малоиндуктивно подсоединенные к первому и второму электродам 2, 3 через токовводы 15, 16 и газопроницаемые обратные токопроводы 17. Со стороны первого электрода 2 в металлической стенке лазерной камеры 1 вдоль нее установлены герметичные высоковольтные токовводы 25, каждый из которых снабжен керамическим изолятором 26. Внутри лазерной камеры 1 по обе стороны керамических контейнеров 24 размещены протяженные заземленные токопроводы 27, соединенные с металлической стенкой лазерной камеры 1. При этом источник питания 11 малоиндуктивно подключен к конденсаторам 12 через высоковольтные токовводы 25 и заземленные токопроводы 27, а также через высоковольтные и заземленные токовводы 15, 16 каждого керамического контейнера 24. Такое малоиндуктивное подсоединение источника питания 11 к конденсаторам 12 обеспечивает высокие значения скорости нарастания электрического поля и величины напряженности электрического поля в области разряда 4 на стадии пробоя. Это улучшает однородность объемного разряда лазера и повышает устойчивость однородной формы разряда к акустическим возмущениям, возникающих в лазерной камере при высокой частоте повторения разрядных импульсов. В результате достигается увеличение КПД лазера.To illustrate, FIG. 4 shows a discharge system made in accordance with an embodiment of the present invention with respect to a high-power excimer laser with a design different from that previously discussed. For this embodiment of the invention, the
По обе стороны от первого электрода 2, выполненного сплошным, установлены два идентичных блока предыонизации 5, каждый из которых содержит систему формирования СР по поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, выполненной в виде протяженной части кругло-цилиндрической тонкостенной трубки, заключенной между ее двумя продольными сечениями. При этом в каждом блоке предыонизации 5 поджигающий электрод 7 системы формирования СР, установленный на выпуклой лицевой поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6 соединен с первым электродом 2, а дополнительный электрод 14 соединен с инициирующим электродом 9, примыкающим к обратной стороне изогнутой диэлектрической пластины 6.On both sides of the first
Для автоматической предыонизации, упрощающей эксплуатацию лазера, в керамических контейнерах 24 размещены дополнительные конденсаторы 13, емкость которых многократно меньше емкости конденсаторов 12, и они занимают незначительную часть объема контейнеров 24. Дополнительные конденсаторы 13 связаны с блоком предыонизации 5, а именно соединены с дополнительным электродом 14 системы формирования СР через дополнительные токовводы 18.For automatic preionization, which simplifies the operation of the laser,
На Фиг.4 каждый керамический контейнер 24 имеет форму прямоугольной трубы, что обеспечивает компактность керамических контейнеров 24 с высокой степенью их заполнения керамическими конденсаторами 12, используемыми для мощных газоразрядных лазеров. В результате достигается малая индуктивность разрядного контура и повышение КПД лазера.In Fig. 4, each
В вариантах изобретения, иллюстрируемых Фиг.4, с целью уменьшения индуктивности разрядного контура конденсаторы 12 максимально приближены к области разряда 4. В этих вариантах изобретения протяженные керамические контейнеры 24 размещены сбоку от области разряда 4, образуя своими поверхностями, обращенными к зоне разряда 4, расположенные вверх и вниз по потоку от области разряда 4 направляющие газового потока или спойлеры, значительно изменяющие направление газового потока при прохождении области разряда 4. Такая геометрия газового потока может быть эффективна, поскольку она устраняет нежелательный эффект отрыва газового потока от второго электрода 3 после прохождения потоком области разряда 4. Как это более подробно рассмотрено в [7], использование керамических контейнеров с размещенными в них конденсаторами позволяет оптимизировать геометрию газового потока, разрядного контура и разрядной системы эксимерного лазера в более широких по сравнению с известными аналогами пределах. Наряду с этим, за счет размещения керамических контейнеров 24 по бокам области разряда 4, расположенные в них конденсаторы 12 могут быть максимально приближены к области разряда 4. При этом в предложенном изобретении стенка контейнера может быть тоньше, чем стенка керамической разрядной камеры лазеров, известных из [1] и применяемых в мощной двулучевой лазерной системе VYPER [8]. Соответственно, индуктивность разрядного контура может быть уменьшена. Кроме этого, за счет применения блоков предыонизации 5, выполненных в соответствии с настоящим изобретением (Фиг.4) уровень предыонизации выше, чем в аналогах [1, 7], использующих предыонизацию коронным разрядом. Все это обеспечивает возможность повышения стабильности выходных характеристик эксимерного лазера, а также возможность увеличения апертуры объемного разряда, энергии и мощности лазерного излучения при высоком КПД лазера.In the embodiments of the invention illustrated in FIG. 4, in order to reduce the inductance of the discharge circuit, the
В вариантах реализации изобретения (Фиг.5) в двух идентичных блоках предыонизации 5, расположенных по бокам первого электрода 2, лицевая поверхность 8 изогнутой диэлектрической пластины 6 вогнутая. Изогнутая диэлектрическая пластина 6 предпочтительно выполнена в виде протяженной части кругло-цилиндрической тонкостенной трубки, заключенной между двумя сечениями трубки, параллельными ее продольной оси. При этом обратная поверхность 10 изогнутой диэлектрической пластины 6, выполненной из керамики или сапфира, является частью наружной поверхности кругло цилиндрической трубки, что облегчает возможность ее обработки с высокой точностью при вращении трубки-заготовки. Наряду с этим протяженная поверхность инициирующего электрода, примыкающая к обратной стороне диэлектрической пластины 6 является вогнутой кругло-цилиндрической, что также облегчает возможность ее точной обработки фрезерным инструментом. Все это упрощает технологию изготовления системы формирования СР с точным совмещением поверхностей изогнутой диэлектрической пластины 6 и протяженного инициирующего электрода 9. В результате достигается высокоэффективная работа блока предыонизации 5 за счет обеспечения высокой однородности СР и эффективного охлаждения изогнутой диэлектрической пластины 6 посредством инициирующего электрода 9.In embodiments of the invention (Figure 5), in two
В соответствии с вариантами изобретении часть изогнутой диэлектрической пластины, не используемая для формирования СР, расположена с обратной стороны либо первого электрода 2 (Фиг.5), либо второго электрода 3 (Фиг.6), что также обеспечивает компактность разрядного контура лазера.In accordance with embodiments of the invention, a portion of the curved dielectric plate that is not used to form a CP is located on the back of either the first electrode 2 (FIG. 5) or the second electrode 3 (FIG. 6), which also ensures compactness of the laser discharge circuit.
Фиг.6 иллюстрирует вариант реализации изобретения с двумя идентичными блоками предыонизации 5, установленными по бокам второго электрода 3. В варианте изобретения (Фиг.6) лазерная камера 1 выполнена преимущественно керамической. Для автоматической предыонизации импульсный источник питания 11 связан с каждым блоком предыонизации 5 через дополнительные конденсаторы 13, дополнительные токовводы 18 лазерной камеры, дополнительные газопроницаемые обратные токопроводы 19 и токовводы 28, снабженные керамическими изоляторами.FIG. 6 illustrates an embodiment of the invention with two
В данных вариантах реализации изобретения наряду с упрощением технологии изготовления системы формирования СР достигается малая индуктивность разрядного контура, в том числе, за счет размещения части изогнутой диэлектрической пластины 6 с обратной стороны либо первого электрода 2 (Фиг.5), либо второго электрода 3 (Фиг.6).In these embodiments of the invention, along with the simplification of the manufacturing technology of the CP formation system, a small inductance of the discharge circuit is achieved, including by placing part of the
В вариантах изобретения, иллюстрируемых Фиг.7, разрядная система содержит две идентичные системы 5 формирования СР, установленные со стороны второго электрода 3. В каждом из двух блоков предыонизации 5 система формирования СР характеризуется следующим:In the embodiments of the invention illustrated in FIG. 7, the discharge system comprises two identical
- изогнутая диэлектрическая пластина 6 выполнена в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом 29,- curved
- инициирующий электрод 14 размещен внутри диэлектрической трубки 6 и соединен с инициирующим электродом 9 через продольный разрез 29 диэлектрической трубки 6,- the initiating
- дополнительный электрод 14 каждого блока предыонизации 5 соединен со вторым электродом 3.- an
Здесь разрез означает, что его поперечный размер много меньше диаметра трубки и близок по величине толщине тонкостенной диэлектрической трубки.Here, the section means that its transverse dimension is much smaller than the diameter of the tube and close in magnitude to the thickness of the thin-walled dielectric tube.
При выполнении устройства в указанном виде также достигается улучшение компактности системы формирования СР и снижение индуктивности разрядной системы, что позволяет повысить КПД широкоапертурного высокоэнергетичного эксимерного лазера. Выполнение изогнутой диэлектрической пластины 6 в виде керамической трубки с продольным разрезом 29, наряду с компактностью блока предыонизации, обеспечивает относительную простоту технологии изготовления системы формирования СР. Выполнение трубки тонкостенной, то есть при значении ее толщины, не превышающем определенной верхней границы, обеспечивает на стадии зажигания СР высокую напряженность электрического поля на поверхностном разрядном промежутке, необходимую для получения высокой однородности завершенного СР. Характерные размеры тонкостенной трубки 6 могут быть следующими: диаметр 15 мм толщина 1,3 мм.When the device is executed in the indicated form, an improvement in the compactness of the SL formation system and a decrease in the inductance of the discharge system are also achieved, which makes it possible to increase the efficiency of a wide-aperture high-energy excimer laser. The implementation of the
На Фиг.8, иллюстрирующем разрядную систему в составе мощного высокоэнергетичного эксимерного лазера, идентичные блоки предыонизации 5 с изогнутыми диэлектрическими пластинами 6 в виде трубки с продольным разрезом расположены по обе стороны от первого электрода 2 в лазерной камере 1, выполненной на основе керамической трубы. В этом варианте достигается простота и компактность разрядного контура системы формировании СР за счет соединения либо совмещения поджигающего электрода 7 с первым электродом лазера 2 и соединения дополнительного электрода 14 с дополнительными конденсаторами 13 через дополнительные токовводы 18, установленные в стенке лазерной камеры 1 вдоль ее длины (без использования дополнительных газопроницаемых обратных токопроводов 19, как в схемах Фиг.2 и Фиг.6).In Fig. 8, illustrating a discharge system comprising a high-power high-energy excimer laser,
В других вариантах изобретения система формирования СР каждого блока предыонизации 5 содержит в качестве изогнутой диэлектрической пластины 6 цельную цилиндрическую тонкостенную диэлектрическую трубку, внутри которой размещен инициирующий электрод 9, при этом на наружной поверхности цельной диэлектрической трубки размещен дополнительный электрод 14 (Фиг.9). В варианте изобретения (Фиг.9) два идентичных блока предыонизации 5 расположены по бокам второго электрода 3. Эти варианты изобретения позволяют наряду с обеспечением компактности блоков предыонизации 5 позволяют еще более упростить изогнутую диэлектрическую пластину системы формирования СР. При этом в вариантах изобретения дополнительный электрод, предпочтительно, хотя не обязательно, подсоединен к инициирующему электроду через торец диэлектрической трубки, что повышает напряженность электрического поля в плазме СР на стадии его зажигания и улучшает однородность завершенного СР.In other embodiments of the invention, the CP formation system of each
Эти варианты изобретения позволяют минимизировать размеры разрядной системы с предыонизацией УФ излучением СР и позволяет повысить энергию генерации и мощность лазерного излучения при использовании простых и надежных сплошных электродов лазера, что в целом упрощает разрядную систему эксимерного лазера.These variants of the invention make it possible to minimize the size of the discharge system with preionization by UV radiation of the superlattice and to increase the generation energy and laser power when using simple and reliable solid laser electrodes, which generally simplifies the discharge system of the excimer laser.
Дальнейшее повышение энергии генерации и/или мощности эксимерного лазера возможно при использовании в разрядной системе частично прозрачного электрода.A further increase in the generation energy and / or excimer laser power is possible when a partially transparent electrode is used in the discharge system.
В связи с этим в вариантах изобретения либо первый электрод (Фиг.10-12), либо второй электрод (Фиг.13) выполнен частично прозрачным, блок предыонизации 5 размещен с обратной стороны частично прозрачного электрода, при этом система формирования СР выполнена симметричной относительно плоскости 30, включающей в себя продольные оси 31, 32 первого и второго электродов 2, 3, перпендикулярные плоскости чертежа (Фиг.10). При этом система формирования СР содержит две зоны СР, симметрично расположенные по обе стороны указанной плоскости 30. Каждая зона СР расположена на поверхности изогнутой диэлектрической пластины между поджигающим электродом 7 и дополнительным электродом 14 или инициирующим электродом 9 при отсутствии дополнительного электрода 14. За исключением двух концевых частей протяженной изогнутой диэлектрической пластины 6 две зоны СР занимают всю лицевую поверхность 8 изогнутой диэлектрической пластины 6, расположенную по бокам поджигающего электрода 7. В вариантах изобретения часть лицевой поверхности частично прозрачного электрода, примыкающая к зоне объемного разряда 4, изготовлена тонкостенной, профилирована с лицевой стороны и выполнена с щелевыми отверстиями 33.In this regard, in embodiments of the invention, either the first electrode (Fig. 10-12) or the second electrode (Fig. 13) is partially transparent, the
В варианте изобретения (Фиг.10) изогнутая диэлектрическая пластина 6 выполнена в виде протяженной части цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки, заключенной между двумя продольными сечениями трубки, параллельными ее продольной оси. При этом лицевая поверхность изогнутой диэлектрической пластины 6 выпуклая и обращена к частично прозрачному первому электроду 2. Часть поверхности протяженного инициирующего электрода 9 примыкает к обратной стороне изогнутой диэлектрической пластины 6, а другая часть поверхности инициирующего электрода 9 соединена, либо совмещена с дополнительным электродом 14. Поджигающий электрод 7 системы формирования СР установлен на выпуклой цилиндрической поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6 и соединен с частично прозрачным первым электродом 2 токопроводами 34, установленными вдоль длины поджигающего электрода 7, выполняющими роль креплений поджигающего электрода 7 и практически не снижающими, благодаря высокой прозрачности, уровень предыонизации в зоне разряда 4.In the embodiment of the invention (Figure 10), the
Частично прозрачный электрод 2 (Фиг.10) имеет с обратной стороны протяженную нишу 35, в которой, по меньшей мере, частично, размещен протяженный блок предыонизации 5. Это обеспечивает компактность электродного узла и повышает эффективность блока предыонизации 5 за счет его размещения в непосредственной близости от зоны разряда 4.The partially transparent electrode 2 (Fig. 10) has an extended
В вариантах изобретения в протяженной нише 35 частично прозрачного электрода 2 (Фиг.10), по меньшей мере, частично размещен протяженный керамический изолятор 36 с π-образным (Фиг.10), либо п-образным (не показано) поперечным сечением. При этом блок предыонизации 5, по меньшей мере, частично размещен в протяженном керамическом изоляторе 36 с обратной стороны частично прозрачного электрода 2 (Фиг.10). В этих вариантах изобретения достигается максимальная компактность электродного узла и разрядной системы лазера в целом при устранении с помощью протяженного керамического изолятора 36 паразитных пробоев между частично прозрачным электродом и блоком предыонизации 5. Для устранения паразитных пробоев между токовводами 16 и 18 они предпочтительно должны располагаться в различных поперечных сечениях разрядной системы или другими словами в шахматном порядке при виде сверху. При этом закрылки π-образного сечения протяженного керамического изолятора 36 предотвращают паразитный пробой с токоввода 18 на кромку частично прозрачного электрода 2 (Фиг.10).In embodiments of the invention, in an
Разрядная система, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, применима для мощных эксимерных лазеров различных конструкций. Для иллюстрации на Фиг.11 показана разрядная система, выполненная в соответствии с вариантом настоящего изобретения, применительно к мощному эксимерному лазеру, в котором лазерная камера 1, выполненная преимущественно металлической, содержит протяженные керамические контейнеры 24, установленные вблизи частично прозрачного первого электрода 2. В керамических контейнерах 24, концевые части которых герметично закреплены на торцах лазерной камеры 1, размещены конденсаторы 12, малоиндуктивно подсоединенные к первому и второму электродам 2, 3 через токовводы 15, 16, установленные в данном варианте изобретения в керамических контейнерах 24, и через газопроницаемые обратные токопроводы 17. При этом источник питания 11 малоиндуктивно подключен к конденсаторам 12 через снабженные керамическими изоляторами 26 высоковольтные токовводы 25 лазерной камеры 1 и заземленные токопроводы 27, а также через высоковольтные и заземленные токовводы 15, 16 каждого керамического контейнера 24.A discharge system made in accordance with the present invention is applicable to high-power excimer lasers of various designs. To illustrate, Fig. 11 shows a discharge system made in accordance with an embodiment of the present invention with respect to a high-power excimer laser, in which the
Размещенные в керамических контейнерах 24 дополнительные конденсаторы 13, обеспечивающие автоматическую предыонизацию, связаны с блоком предыонизации 5 через дополнительные токовводы 18, установленные в керамических контейнера 24 по их длине.Placed in
Блок предыонизации 5 частично размещен в протяженной нише 35 с обратной стороны частично прозрачного первого электрода 2 (Фиг.11). При этом система формирования СР выполнена симметричной относительно плоскости, включающей в себя продольные оси первого и второго электродов 2, 3 и включает две зоны СР, симметрично расположенные по обе стороны указанной плоскости. Поджигающий электрод 7, установленный на выпуклой цилиндрической поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, соединен с частично прозрачным первым электродом 2 токопроводами 34. Изогнутая диэлектрическая пластина 6 может быть выполнен в виде части кругло-цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом. При этом инициирующий электрод 9 размещен внутри диэлектрической трубки, и дополнительный электрод 14 соединен с инициирующим электродом 9 через продольный разрез диэлектрической трубки. За счет выполнении в указанном виде система формирования однородного протяженного СР максимально компактна, что позволяет минимизировать поперечные размеры частично прозрачного электрода, с обратной стороны которого установлен блок предыонизации 5, и уменьшить индуктивность разрядного контура.The
В вариантах изобретения каждый керамический контейнер 24 имеет форму либо круглой, либо прямоугольной трубы (Фиг.11). В последнем случае обеспечивается большая компактность керамических контейнеров 24 с высокой степенью заполнения их объема керамическими конденсаторами 12. В результате достигается малая индуктивность разрядного контура и повышение КПД лазера.In embodiments of the invention, each
На Фиг.11 части поверхности каждого керамического контейнера 10, обращенные к области разряда 4, установлены заподлицо с первым электродом 2, образуя вблизи него расположенные верх и вниз по потоку направляющие газового потока. Это позволяет формировать высокоскоростной поток газа в области разряда 4.11, surface parts of each
За счет использования частично прозрачного электрода снижается минимальный, достаточный для поддержания максимального КПД лазера, коэффициент К смены газа в разрядном объеме при высокой частоте повторения импульсов. Вследствие этого реализуется возможность увеличения частоты следования разрядных импульсов, повышения средней мощности излучения при высоком КПД лазера и снижения эксплуатационных расходов.By using a partially transparent electrode, the minimum coefficient K of gas change in the discharge volume at a high pulse repetition rate, which is sufficient to maintain maximum laser efficiency, is reduced. As a result of this, it is possible to increase the repetition rate of discharge pulses, increase the average radiation power at high laser efficiency and reduce operating costs.
Дополнительным фактором, способствующим снижению индуктивности разрядного контура является то, что при осуществлении предыонизация через частично прозрачный первый электрод 2 обращенные к области разряда 4 изолирующие поверхности керамических контейнеров 24 не подвержены УФ облучению блоком предыонизации 5, что позволяет сделать разрядный контур максимально компактным.An additional factor contributing to a decrease in the inductance of the discharge circuit is that during the preionization through the partially transparent
Для работы с высокой частотой следования импульсов дополнительный электрод 14, соединенный с инициирующим электродом 9 предпочтительно выполнен охлаждаемым потоком газа.For operation with a high pulse repetition rate, the
В вариантах изобретения (Фиг.12, 13), направленных на дальнейшее упрощение системы формирования СР, изогнутая диэлектрическая пластина 6 выполнена в виде цельной диэлектрической трубки, на лицевой наружной поверхности которой вдоль нее диаметрально противоположно размещены поджигающий электрод 7 и дополнительный электрод 14, На Фиг.12 представлена схема данного варианта изобретения с первым электродом 2, выполненным частично прозрачным, В вариантах изобретения дополнительный электрод 14 подсоединен, к инициирующему электроду 9, размещенному внутри диэлектрической трубки, через торец диэлектрической трубки, например, посредством электрического проводника 37 (Фиг.12). При этом инициирующий электрод 9 может быть выполнен в виде тонкой металлической пластины, свернутой в трубку с диаметром, равным внутреннему диаметру диэлектрической трубки (Фиг.12), а электрический проводник 37 может быть частью тонкой металлической пластины (фольги).In embodiments of the invention (Figs. 12, 13), aimed at further simplifying the system for forming a CP, the
Фиг.13 иллюстрирует вариант изобретения со вторым электродом 3, выполненным частично прозрачным в составе эксимерного лазера с лазерной камерой 1 на основе керамической трубы. Вариант изобретения с применением второго электрода, выполненного частично прозрачным, обеспечивает минимальную индуктивность разрядного контура. Это достигается за счет того блок предыонизации 5 и токовый контур СР расположены снаружи разрядного контура основного объемного разряда, что позволяет минимизировать его индуктивность.13 illustrates an embodiment of the invention with a
Разрядная система с предыонизацией через частично прозрачный электрод (Фиг.10-13) характеризуется малым (близким к единице) коэффициентом смены газа К в зоне разряда 4, что позволяет повысить энергию генерации и мощность эксимерного лазера при обеспечении его высокой эффективности.A discharge system with preionization through a partially transparent electrode (Figure 10-13) is characterized by a small (close to unity) gas change coefficient K in the
В соответствии с вариантом изобретения инициирующий электрод 9 может быть выполнен охлаждаемым жидким теплоносителем. Для этого инициирующий электрод может либо иметь канал 38 для циркуляции охлаждающей жидкости (Фиг.13).In accordance with an embodiment of the invention, the initiating
Разрядная система эксимерного лазера работает следующим образом. При включении источника питания 11 между первым 2 и вторым 3 электродами лазера, а также на подключенных к ним конденсаторах 12 начинает нарастать напряжение. Потенциал высоковольтного первого электрода 2, расположенного со стороны стенки газонаполненной лазерной камеры 1, через дополнительные конденсаторы 13, связывающие источник питания 11 с блоком предыонизации 5, расположенным сбоку от второго электрода 3 (Фиг.1), передается на протяженный поджигающий электрод 7, установленный вдоль лицевой поверхности 8 протяженной диэлектрической пластины 6, имеющей в поперечном сечении изогнутую форму. Между поджигающим электродом 7 и инициирующим электродом 9 системы формирования СР, соединенным с заземленным вторым электродом 3 лазера, также начинает нарастать напряжение. На лицевой поверхности 8 той части изогнутой диэлектрической пластины 6, к обратной поверхности 10 которой, являющейся цилиндрической, примыкает протяженный инициирующий электрод 9, развивается волна ионизации. В процессе пробега волны ионизации от поджигающего электрода 7 к инициирующему электроду 9 происходит зарядка распределенной электрической емкости изогнутой диэлектрической пластины 6 до напряжения, приблизительно равного напряжению поджигающего электрода 7. После пробега волны ионизации от поджигающего электрода 7 к инициирующему электроду 9 между ними зажигается завершенный скользящий разряд, ток которого ограничен током зарядки дополнительных конденсаторов 13. Электрическая емкость дополнительных конденсаторов 13 выбирается многократно меньше емкости конденсаторов 12, подключенных к первому и второму электродам 2, 3, продольные оси которых параллельны друг другу. УФ излучение СР на поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, образующие цилиндрической поверхности 10 которой параллельны продольным осям первого и второго электродов 2, 3, осуществляет предыонизацию зоны разряда 4 между первым и вторым электродами 2, 3. Предыонизация осуществляется со стороны второго электрода 3 (Фиг.1). После того, как напряжение между первым и вторым электродами - 3, 4 достигает значения пробивного напряжения, происходит основной объемный разряд между ними. Энергия, запасенная в конденсаторах 12 вкладывается в объемный разряд между первым и вторым электродами 2, 3, что с помощью резонатора (не показан) позволяет получить энергию генерации лазера.The discharge system of an excimer laser operates as follows. When you turn on the
Использование изогнутой диэлектрической пластины 6 по сравнению с плоской обеспечивает компактность системы формирования СР и разрядной системы лазера в целом, что уменьшает индуктивность разрядного контура, обеспечивает возможность повышения частоты следования импульсов и увеличения средней мощности лазерного излучения при высоком КПД лазера. При этом выполнение, по меньшей мере, части диэлектрической пластины, примыкающей к инициирующему электроду, цилиндрической обеспечивает относительную простоту изготовления изогнутой диэлектрической пластины 6. За счет того, что образующие цилиндрической поверхности 10 изогнутой диэлектрической пластины 6 параллельны продольным осям первого и второго электродов 2, 3, зона СР параллельна зоне объемного разряда 4, обеспечивая однородный уровень предыонизации по всей длине протяженной зоны объемного разряда 4. Это обеспечивает высокую однородность объемного разряда лазера и его устойчивость к акустическим возмущениям в режиме с высокой частотой следования импульсов.The use of a
В вариантах изобретения (Фиг.1) СР осуществляют по поверхности изогнутой диэлектрическая пластина 6 выполненной в виде протяженной части цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки, заключенной между двумя продольными сечениями трубки, параллельными ее продольной оси. Это упрощает изготовление изогнутой диэлектрической пластины 6. В вариантах изобретения для дальнейшего упрощения устройства СР осуществляют по поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6 лицевая 8 и обратная 10 стороны которой предпочтительно являются кругло-цилиндрическими.In embodiments of the invention (FIG. 1), a CP is implemented on the surface of a
Соединение в вариантах изобретения инициирующего электрода 9 системы формирования СР со вторым электродом 3 лазера (Фиг 1) обеспечивает компактность устройства, упрощает его и уменьшает индуктивность разрядного контура лазера, повышая его эффективность.The connection in embodiments of the invention of the initiating
При осуществлении работы с высокой частотой повторения импульсов используют систему циркуляции газа в лазерной камере 1. Цикл работы устройства повторяют, когда охлаждаемый трубками теплообменника 21 высокоскоростной поток газа, обеспечиваемый диаметральным вентилятором 20 и направляющими газового потока, к которым относятся спойлеры 22 и направляющие лопасти 23, сменит газ в области разряда 4 между электродами 2, 3 после очередного лазерного импульса (Фиг.2).When working with a high pulse repetition rate, a gas circulation system in the
В вариантах изобретения для повышения энергии генерации и мощности лазера предыонизацию осуществляют одновременно двумя идентичными блоками предионизации 5, расположенными по бокам выполненного сплошным либо первого электрода 2 (Фиг.2, 4, 8), либо второго электрода 3 (Фиг.3, 5-7, 9). С этой целью предыонизацию осуществляют блоками предыонизации 5, установленными так, что каждая точка зоны разряда 4 находится в зоне прямой видимости, по меньшей мере, части поверхностности изогнутой диэлектрической пластины 6, используемой для формирования СР. Выполнение первого и второго электрода сплошными обеспечивает их относительную простоту, высокую надежность и большое время жизни.In embodiments of the invention, to increase the generation energy and laser power, preionization is carried out simultaneously by two
В вариантах изобретения (Фиг.2) ток каждого СР протекает по контуру, включающему в себя наряду с импульсно заряжаемыми дополнительными конденсаторами 13, дополнительные электрические вводы 18 лазерной камеры 1, выполненной в вариантах изобретения (Фиг.2, 6, 8) на основе керамической трубы, и газопроницаемые дополнительные обратные токопроводы 19, обеспечивающие возможность циркуляции газа в лазерной камере 1.In the embodiments of the invention (FIG. 2), the current of each CP flows along a circuit including, in addition to pulse-charged
В вариантах изобретения ток завершенного СР протекает между поджигающим электродом и, по меньшей мере, одним протяженным дополнительным электродом 14 (Фиг.2-13), предпочтительно соединенным с инициирующим электродом 9, что упрощает блок предыонизации 5. В вариантах изобретения дополнительный электрод 14 системы формирования СР соединен или совмещен со вторым электродом 3 (Фиг.2), либо с первым электродом (эти варианты для упрощения не показаны). Все это упрощает электрическую цепь системы формирования СР.In embodiments of the invention, a complete CP current flows between the ignition electrode and at least one extended additional electrode 14 (FIGS. 2-13), preferably connected to the initiating
В вариантах изобретения СР зажигают не только на лицевой поверхности 8 изогнутой диэлектрической пластины 6, но также на ее протяженной боковой кромке (Фиг.1, 3-6) и в некоторых вариантах (Фиг.3) по малой части обратной поверхности 10. Это позволяет дополнительно уменьшить размер системы формирования СР.In embodiments of the invention, the CPs are lit not only on the
Ток основного объемного разряда протекает по малоиндуктивному разрядному контуру, включающему в себя конденсаторы 12, токовводы корпуса лазера 15, 16, газопроницаемые обратные токопроводы 17, первый и второй электроды 2, 3. Кроме этого, в основной разряд вкладывается сравнительно малая электрическая энергия, запасенная за время импульсной зарядки в дополнительных конденсаторах 13, которая частично выделяется в СР.The current of the main volume discharge flows along a low-inductance discharge circuit, which includes
В процессе работы устройства обеспечивают отсутствие паразитных пробоев между высоковольтным первым электродом 2 и заземленными токовводами 16 за счет их размещения на определенном удалении друг от друга. В некоторых вариантах изобретения размещение систем формирования СР вблизи второго электрода 3 позволяет минимизировать индуктивность разрядного контура благодаря максимально возможному приближению к первому электроду 2 токовводов 16 из-за отсутствия блоков предыонизации 5 вблизи первого электрода 2 (Фиг.2), что повышает КПД высокоэнергетичного эксимерного лазера.In the process, the devices ensure the absence of spurious breakdowns between the high-voltage
В процессе работы устройства за счет применения выпуклой лицевой поверхности 8 каждой изогнутой диэлектрической пластины 6 блоки предыонизации 5, обеспечивающие высокий однородный уровень предыонизации в каждой точке зоны разряда 4, не препятствуют формированию высокоскоростного потока газа между первым и вторым электродами 2, 3 (Фиг.2). Это улучшает однородность и устойчивость объемного разряда, обеспечивает повышение стабильности выходных характеристик лазера, а также возможность увеличения апертуры лазерного пучка, энергии генерации и средней мощности излучения лазера. Кроме этого электроды 7, 9, 14 системы формирования СР удалены от зоны разряда 4 (Фиг.2). Это минимизирует искажения, вносимые блоками предыонизации 5 в распределение напряженности электрического поля в зоне объемного разряда 4, обеспечивая однородность объемного разряда и устойчивость его однородной формы в режиме с высокой частотой следования импульсов. В результате достигается высокая стабильность энергии лазерного излучения от импульса к импульсу и высокое качество лазерного луча.In the process of operation of the device due to the use of the convex
Для обеспечения большого времени жизни изогнутой диэлектрической пластины 6 в составе блока предыонизации 5, а также большого времени жизни газовой смеси лазера, содержащей чрезвычайно химически активные компоненты F2 или HCl в вариантах изобретения в качестве материала изогнутой диэлектрической пластины 6 предпочтительно используются эрозионностойкие и галогеностойкие диэлектрики: либо сапфир, либо керамику, в частности, Al2O3.To ensure a long life time of the
В варианте изобретения (Фиг.2) инициирующий электрод 9 и примыкающая к нему изогнутая диэлектрическая пластина 6, нагреваемая СР охлаждаются в процессе работы, по меньшей мере, частично за счет передачи тепла массивной металлической протяженной направляющей лопасти 23, в свою очередь охлаждаемой газовым потоком, циркулирующим в лазерной камере 1.In the embodiment of the invention (FIG. 2), the initiating
Для эффективного охлаждения системы формирования СР в вариантах изобретения инициирующий электрод 9 или дополнительный электрод 14 могут иметь с тыльной стороны штыри радиатора или ребра радиатора, перпендикулярные продольным осям первого и второго электродов,.For effective cooling of the CP formation system in embodiments of the invention, the initiating
В вариантах изобретения инициирующий электрод 9 охлаждают жидким теплоносителем, для этого инициирующий электрод 9 имеет канал 38 для циркуляции охлаждающей жидкости (Фиг.13).In embodiments of the invention, the initiating
В примерах реализации изобретения, иллюстрируемых Фиг.4 и Фиг.11 с помощью источника питания 11 осуществляют импульсную зарядку конденсаторов 12 и дополнительных конденсаторов 13, размещенных в двух керамических контейнерах 24, расположенным, по меньшей мере, частично по бокам зоны разряда 4 (Фиг.4), либо по бокам первого электрода 2 (Фиг.11). Зарядку конденсаторов 12 осуществляют по малоиндуктивной электрической цепи, включающей в себя герметичные высоковольтные токовводы 25 с керамическими изоляторами 26, установленные со стороны первого электрода 2 в металлической стенке лазерной камеры 1 вдоль нее. Малоиндуктивный контур зарядки конденсаторов 12 также включает токовводы 15, 16 установленные вдоль керамических контейнеров 24 и размещенные внутри лазерной камеры 1 по обе стороны керамических контейнеров 24 протяженные заземленные токопроводы 27, соединенные с металлической стенкой лазерной камеры 1. Одновременно осуществляют зарядку вспомогательных конденсаторов 13, также размещенных в керамических контейнерах 24. Зарядку вспомогательных конденсаторов 13 осуществляют по электрической цепи, включающей в себя дополнительные токковводы 18 и протяженный поверхностный разрядный промежуток между поджигающим и дополнительным электродами 7, 14 блока предыонизации 5. При этом оптимизированная величина емкости вспомогательных конденсаторов 13 во много раз меньше емкости конденсаторов 12, что определяет относительно малый энерговклад во вспомогательный скользящий разряд блока предыонизации 5. В каждом блоке предыонизации 5 УФ излучение вспомогательного завершенного скользящего разряда по поверхности протяженной сапфировой пластины 7 осуществляет предыионизацию газа в области разряда 4. При достижении напряжения пробоя на электродах 2, 3 между ними зажигается объемный газовый разряд. Энергия, запасенная в конденсаторах 12, вкладывается в разряд по малоиндуктивному разрядному контуру, включающему в себя высоковольтные и заземленные токовводы 15, 16 и газопроницаемые обратные токопроводы 17, расположенные по обе по обе стороны первого и второго электродов 2, 3. Разряд обеспечивает возбуждение газовой смеси в области разряда 4, что позволяет получить генерацию луча лазера. Когда с помощью системы циркуляции газа, содержащей диаметральный вентилятор 20, охлаждаемые водой трубки 21 теплообменника, направляющие газового потока, к которым относятся спойлеры 22, направляющие лопасти или лопасть 23, и части поверхности керамических контейнеров 24, обращенные к зоне разряда, сменит газ в области разряда 4, цикл работы лазера повторяется.In the example embodiments of FIGS. 4 and 11, using a
В этих примерах реализации изобретения (Фиг.4, 11) размещение конденсаторов 12 в керамических контейнерах 24 позволяет обеспечить малую индуктивность разрядного контура и повысить КПД лазера. Кроме этого, протяженные части контейнеров 24, обращенные к зоне разряда, образуя вблизи нее расположенные верх и вниз по потоку направляющие газового потока, позволяют эффективно формировать высокоскоростной поток газа между электродами лазера, что позволяет реализовать высокоэффективный режим работы лазера с высокой средней мощностью излучения.In these embodiments of the invention (Figs. 4, 11), the placement of
В вариантах изобретения СР зажигают на поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, лицевая поверхность которой вогнутая (Фг.5, 6). При этом в вариантах изобретения СР зажигают в двух идентичных блоках предыонизации 5, расположенных по бокам либо первого электрода 2 (Фиг.5), либо второго электрода 3 (Фиг.6). В вариантах изобретения контур протекания СР может включать токовводы 28, снабженные керамическими изоляторами (Фиг.6). Изогнутая диэлектрическая пластина 6 предпочтительно выполнена в виде протяженной части кругло-цилиндрической тонкостенной трубки, заключенной между двумя сечениями трубки, параллельными ее продольной оси. В данных вариантах изобретения облегчается обработка поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, точнее наружной поверхности трубки-заготовки, совмещаемой с поверхностью инициирующего электрода 9. Это упрощает технологию изготовления системы формирования СР с точным совмещением поверхностей изогнутой диэлектрической пластины 6 и протяженного инициирующего электрода 9. В результате достигается высокоэффективная работа блока предыонизации 5 за счет обеспечения высокой однородности СР и эффективного охлаждения изогнутой диэлектрической пластины 6 посредством инициирующего электрода 9.In embodiments of the invention, the CP is ignited on the surface of a
В соответствии с вариантами изобретении часть изогнутой диэлектрической пластины, не используемая для формирования СР, может быть расположена с обратной стороны либо первого электрода 2 (Фиг.5), либо второго электрода 3 (Фиг.6).In accordance with embodiments of the invention, a portion of the curved dielectric plate not used to form a CP may be located on the back of either the first electrode 2 (FIG. 5) or the second electrode 3 (FIG. 6).
В данных вариантах реализации изобретения наряду с упрощением технологии изготовления системы формирования СР достигается малая индуктивность разрядного контура, в том числе, за счет размещения части изогнутой диэлектрической пластины 6 с обратной стороны либо первого электрода 2 (Фиг.5), либо второго электрода 3 (Фиг.6).In these embodiments of the invention, along with the simplification of the manufacturing technology of the CP formation system, a small inductance of the discharge circuit is achieved, including by placing part of the
В вариантах изобретения предыонизацию осуществляют со стороны либо первого, либо второго электрода (Фиг.7, 8) двумя идентичными системами 5 формирования СР по поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, выполненной в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом 29. При этом инициирующий электрод 14 размещен внутри диэлектрической трубки 6, и дополнительный электрод 14 соединен с инициирующим электродом 9 через продольный разрез 29 диэлектрической трубки 6.In embodiments of the invention, preionization is carried out from the side of either the first or second electrode (Figs. 7, 8) by two
При выполнении устройства в указанном виде достигается наибольшая компактность системы формирования СР и снижение индуктивности разрядной системы, что позволяет повысить КПД широкоапертурного высокоэнергетичного эксимерного лазера.When the device is executed in the indicated form, the greatest compactness of the SL formation system and a decrease in the inductance of the discharge system are achieved, which makes it possible to increase the efficiency of a wide-aperture high-energy excimer laser.
Выполнение изогнутой диэлектрической пластины 6 в виде керамической трубки с продольным разрезом 29, наряду с компактностью блока предыонизации, обеспечивает относительную простоту технологии изготовления системы формирования СР.The implementation of the
В вариантах изобретения (Фиг.9, 12, 13) СР зажигают на поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, в качестве которой используют цельную диэлектрическую трубку, внутри которой, размещен инициирующий электрод 9, при этом дополнительный электрод 14 размещен на наружной поверхности цельной диэлектрической трубки. В вариантах изобретения дополнительный электрод 14 предпочтительно подсоединен к инициирующему электроду через торец диэлектрической трубки, например электрическим проводником 37. В этих вариантах изобретения небольшое отличие в работе блока предыонизации состоит в том, что на стадии незавершенного СР зарядка емкости изогнутой диэлектрической пластины 6 осуществляется по электрическому контуру, включающему в себя электрический проводник 37, соединяющий дополнительный электрод 14 с инициирующим электродом 7 через торец диэлектрической трубки. При выполнении в указанном виде обеспечивается простота конструкции изогнутой диэлектрической пластины, ее компактность, а также малая индуктивность разрядной системы, что повышает КПД высокоэнергетичного широкоапертурного эксимерного лазера.In embodiments of the invention (Figs. 9, 12, 13), the CPs are ignited on the surface of a
В вариантах изобретения предыонизацию осуществляют через частично прозрачный либо первый электрод 2 (Фиг.10-12), либо второй электрод 3 (Фиг.13) блоком предыонизации, размещенным с обратной стороны частично прозрачного электрода. В этих вариантах изобретения с системой формирования СР, выполненной симметричной относительно плоскости 30, включающей в себя продольные оси 31, 32 первого и второго электродов 2, 3, СР зажигают по обе стороны поджигающего электрода 7, установленного на выпуклой цилиндрической поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6 и соединенного с частично прозрачным первым электродом 2 токопроводами 34 (Фиг.10-13). Для обеспечения компактности электродного узла и повышения эффективности блока предыонизации 5 СР зажигают в непосредственной близости от зоны разряда 4 за счет, по меньшей мере, частичного размещения блока предыонизации 5 в протяженной нише 35, выполненной на обратной стороне частично прозрачного электрода (Фиг.10-13).In embodiments of the invention, the preionization is carried out through a partially transparent either the first electrode 2 (Fig. 10-12) or the second electrode 3 (Fig. 13) by a preionization unit located on the back side of the partially transparent electrode. In these embodiments of the invention, with a CP forming system symmetrical with respect to a
Для обеспечения большей компактности электродного узла в вариантах изобретения в процессе работы устройства предотвращают паразитные пробои между блоком предыонизации 5 и частично прозрачным электродом за счет, по меньшей мере, частичного, размещения протяженного керамического изолятора 36 с π-образным (Фиг.10), либо п-образным поперечным сечением (не показано) в протяженной нише 35 частично прозрачного электрода.. При этом блок предыонизации 5, по меньшей мере, частично размещают в протяженном керамическом изоляторе 36 с обратной стороны частично прозрачного электрода 2 (Фиг.10). В этих вариантах изобретения достигается максимальная компактность электродного узла и разрядной системы лазера в целом.To ensure greater compactness of the electrode assembly in embodiments of the invention, during the operation of the device, parasitic breakdowns between the
Выполнение системы зажигания скользящего разряда в предложенном виде обеспечивает компактность предыонизатора, размещаемого в непосредственной близости от частично прозрачного электрода. По сравнению с аналогами, в котором для зажигания скользящего разряда используется плоская диэлектрическая пластина, использование изогнутой диэлектрической пластины в виде керамической трубки или ее протяженной части значительно, до в я раз, уменьшает поперечный размер диэлектрической пластины за счет свертывании пластины в трубку. Кроме этого, выполнение системы зажигания СР в предложенном виде позволяет избежать паразитных пробоев между частично прозрачным электродом и предыонизатором. Все это позволяет значительно, до 2-х раз, уменьшить поперечный размер частично прозрачного электрода. При использовании высокоэнергетичных эксимерных лазеров с частично прозрачным электродом минимизация размеров высокоэффективного блока предыонизации на основе однородного протяженного СР, интегрированного в электродный узел, позволяет уменьшить поперечные размеры частично прозрачного электрода, повысить энергию генерации и мощность лазера при его высоком КПД. Кроме этого, уменьшение поперечных размеров частично прозрачного электрода упрощает конструкцию и технологию его изготовления, повышает надежность и время жизни частично прозрачного электрода, снижает расходы на получение энергии генерации в процессе эксплуатации высокоэнергетичного эксимерного лазера.The implementation of the ignition system of the sliding discharge in the proposed form ensures the compactness of the preionizer located in the immediate vicinity of the partially transparent electrode. Compared with analogues, in which a flat dielectric plate is used to ignite a sliding discharge, the use of a curved dielectric plate in the form of a ceramic tube or its extended part significantly reduces the transverse size of the dielectric plate by up to a factor of seven due to the folding of the plate into the tube. In addition, the implementation of the SR ignition system in the proposed form avoids spurious breakdowns between the partially transparent electrode and the preionizer. All this allows to significantly, up to 2 times, reduce the transverse size of the partially transparent electrode. When using high-energy excimer lasers with a partially transparent electrode, minimizing the size of the highly efficient preionization unit based on a uniform extended SR integrated into the electrode assembly allows one to reduce the transverse dimensions of the partially transparent electrode and increase the generation energy and laser power at its high efficiency. In addition, reducing the transverse dimensions of the partially transparent electrode simplifies the design and technology of its manufacture, increases the reliability and lifetime of the partially transparent electrode, reduces the cost of generating energy during operation of a high-energy excimer laser.
Выполнение разрядной системы эксимерного лазера в соответствии с изобретением позволяет уменьшить поперечный размер высокоэффективного блока предыонизации с однородным протяженным СР в виде плазменного листа. За счет этого достигается компактность разрядной системы и ее малая индуктивность, что повышает КПД высокоэнергетичного широкоапертурного эксимерного лазера и уменьшает эксплуатационные расходы.The implementation of the discharge system of an excimer laser in accordance with the invention allows to reduce the transverse dimension of a highly efficient preionization unit with a uniform extended SR in the form of a plasma sheet. Due to this, the compactness of the discharge system and its low inductance are achieved, which increases the efficiency of the high-energy wide-aperture excimer laser and reduces operating costs.
В целом, выполнение разрядной системы эксимерного лазера в соответствии с изобретением позволяет минимизировать индуктивность разрядного контура при обеспечении высокоскоростного потока газа между электродами и малого коэффициента К смены газа между электродами, что позволяет повысить энергию генерации и мощность экимерного лазера при снижении затрат на получение лазерного излучения.In General, the implementation of the discharge system of the excimer laser in accordance with the invention allows to minimize the inductance of the discharge circuit while providing a high-speed gas flow between the electrodes and a small coefficient K of gas change between the electrodes, which allows to increase the generation energy and power of the excimer laser while reducing the cost of obtaining laser radiation.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
Изобретение позволяет создать наиболее высокоэнергетичные, мощные и высокоэффективные эксимерные лазеры и лазерные системы с различными сочетаниями длины волны излучения (от 157 до 351 нм), энергии генерации (от ~0.01 до более 2 Дж/импульс) и частоты следования импульсов (от ~300 Гц до ~6000 Гц) для крупных промышленных производств, научных исследований и других применений. К ним относятся: производство плоских LCD и OLED дисплеев методом лазерного отжига, модификация и упрочнение поверхности, 3D-микрообработка материалов, производство высокотемпературных сверхпроводников методом импульсной лазерной абляции, экологический мониторинг с использованием мощных УФ лидаров, производство интегральных схем методом лазерной ВУФ литографии и др.The invention allows to create the most high-energy, powerful and highly efficient excimer lasers and laser systems with various combinations of radiation wavelength (from 157 to 351 nm), generation energy (from ~ 0.01 to more than 2 J / pulse) and pulse repetition rate (from ~ 300 Hz up to ~ 6000 Hz) for large industrial enterprises, scientific research and other applications. These include: the production of flat LCD and OLED displays by laser annealing, surface modification and hardening, 3D microprocessing of materials, the production of high-temperature superconductors by pulsed laser ablation, environmental monitoring using powerful UV lidars, the production of integrated circuits using laser VUV lithography, etc.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Patent US 6757315.1. Patent US 6757315.
2. V M Borisov, D Basting, U Stamm, et al, "Compact 600-W KrF laser", Quantum Electron, 1998, 28 (2), pp.119-122.2. VM M Borisov, D Basting, U Stamm, et al, "Compact 600-W KrF laser", Quantum Electron, 1998, 28 (2), pp. 119-122.
ОбозначенияDesignations
1. лазерная камера1. laser camera
2. первый электрод2. first electrode
3. второй электрод3. second electrode
4. зона объемного разряда4. volume discharge zone
5. блок предыонизации5. block preionization
6. диэлектрическая пластина6. dielectric plate
7. поджигающий электрод7. ignition electrode
8. лицевая поверхность диэлектрической пластины8. the front surface of the dielectric plate
9. инициирующий электрод9. initiating electrode
10. обратная поверхность диэлектрической пластины10. the reverse surface of the dielectric plate
11. источник питания11. power supply
12. конденсаторы12. capacitors
13. дополнительные конденсаторы13. additional capacitors
14. дополнительный электрод14. additional electrode
15, 16 высоковольтные и заземленные токовводы15, 16 high-voltage and grounded current leads
17. обратные токопроводы17. reverse current leads
18. дополнительные токовводы18. additional current leads
19. дополнительные обратные токопроводы19. additional return current leads
20. диаметральный вентилятор20. diametrical fan
21. трубки теплообменника21. heat exchanger tubes
22. спойлеры22. spoilers
23. направляющие лопасти23. guide vanes
24. керамические контейнеры24. ceramic containers
25. высоковольтные токовводы25. high voltage current leads
26. керамические изоляторы26. ceramic insulators
27. протяженные заземленные токопроводы27. long grounded conductors
28. токовводы28. current leads
29. продольный разрез диэлектрической трубки29. longitudinal section of the dielectric tube
30. плоскость, включающая продольные оси первого и второго электродов30. a plane including the longitudinal axis of the first and second electrodes
31, 32 продольные оси первого и второго электродов31, 32 longitudinal axis of the first and second electrodes
33. щелевые отверстия частично прозрачного электрода33. slotted holes of a partially transparent electrode
34. токопроводы34. conductors
35. протяженная ниша на обратной стороне частично прозрачного электрода35. an extended niche on the back of a partially transparent electrode
36. протяженный керамический изолятор36. long ceramic insulator
37. электрический проводник37. electrical conductor
38. канал для циркуляции охлаждающей жидкости38. channel for the circulation of the coolant
3. V. Borisov, I. Bragin. High-Energy Lasers. In Excimer Laser Technology. Ed. by D. Basting, G. Marowsky. Springer-Verglas Berlin Heidelberg (2005).3. V. Borisov, I. Bragin. High-Energy Lasers. In Excimer Laser Technology. Ed. by D. Basting, G. Marowsky. Springer-Verglas Berlin Heidelberg (2005).
4. Patent EP 1525646 В1.4.
5. Patent US 20030118072.5. Patent US20030118072.
6. Патентная заявка RU 2012131330.6. Patent application RU 2012131330.
7. Патентная заявка RU 2012131348.7. Patent application RU 2012131348.
8. Coherent Inc. Excimer & UV Optical Systems Product Catalog 2012.8. Coherent Inc. Excimer & UV Optical Systems Product Catalog 2012.
Claims (21)
систему формирования однородного завершенного скользящего разряда (CP) между расположенными на поверхности протяженной диэлектрической пластины (6) протяженными поджигающим электродом (7) и либо инициирующим электродом (9), либо дополнительным электродом (14), соединенным с инициирующим электродом (9),
при этом протяженная диэлектрическая пластина (6) имеет в поперечном сечении изогнутую форму,
поджигающий электрод (7) установлен на лицевой поверхности (8) изогнутой диэлектрической пластины (6) вдоль нее,
протяженный инициирующий электрод (9) примыкает к обратной поверхности (10) диэлектрической пластины (6) и, по меньшей мере, примыкающая к инициирующему электроду (9) протяженная часть обратной поверхности (10) изогнутой диэлектрической пластины (6) является цилиндрической.1. A discharge system of an excimer laser, including an extended first electrode (2) located in the laser chamber (1), mounted on the side of the laser chamber wall (1), a second electrode (3), a volume discharge zone (4) between the first and second electrodes (2), (3), the longitudinal axes of which are parallel to each other, at least one preionization unit (5), containing
a system for generating a uniform complete sliding discharge (CP) between the extended ignition electrode (7) located on the surface of the extended dielectric plate (6) and either the initiating electrode (9) or an additional electrode (14) connected to the initiating electrode (9),
wherein the extended dielectric plate (6) has a curved shape in cross section,
a firing electrode (7) is mounted on the front surface (8) of the curved dielectric plate (6) along it,
an extended initiating electrode (9) is adjacent to the reverse surface (10) of the dielectric plate (6) and at least adjacent to the initiating electrode (9), the extended portion of the reverse surface (10) of the curved dielectric plate (6) is cylindrical.
размещен протяженный керамический изолятор (36) с п-образным, либо П-образным поперечным сечением, и система формирования CP, по меньшей мере, частично размещенная в протяженном керамическом изоляторе (36), содержит две зоны CP, симметрично расположенные по обе стороны плоскости (30), включающей в себя продольные оси (31), (32) первого и второго электродов (2), (3).17. The device according to any one of paragraphs. 1-5, 7-9, 12, 13, 15, in which either the first electrode (2) or the second electrode (3) is made partially transparent, having on the back side an extended niche (35), in which at least partially
an extended ceramic insulator (36) with a U-shaped or U-shaped cross section is placed, and the CP formation system, at least partially located in the extended ceramic insulator (36), contains two CP zones symmetrically located on both sides of the plane ( 30), which includes the longitudinal axis (31), (32) of the first and second electrodes (2), (3).
каждый блок предыонизации (5) содержит систему формирования однородного завершенного CP на поверхности цельной диэлектрической трубки (6) между протяженными поджигающим электродом (7) и дополнительным электродом (14), установленными на лицевой поверхности диэлектрической трубки (6) вдоль нее, причем внутри диэлектрической трубки размещен протяженный инициирующий электрод (9), примыкающий к обратной поверхности (10) диэлектрической трубки (6).18. The discharge system of an excimer laser, including an extended first electrode (2) located in the laser chamber (1), mounted on the side of the laser chamber wall (1), a second electrode (3), a volume discharge zone (4) between the first and second electrodes (2), (3), the longitudinal axes of which are parallel to each other, and at least one preionization unit (5), while
each preionization unit (5) contains a system for forming a uniform complete CP on the surface of the whole dielectric tube (6) between the extended ignition electrode (7) and the additional electrode (14) installed on the front surface of the dielectric tube (6) along it, inside the dielectric tube a long initiating electrode (9) is placed adjacent to the back surface (10) of the dielectric tube (6).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136118/28A RU2557325C2 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Discharge system for excimer laser (versions) |
PCT/RU2014/000087 WO2015016739A1 (en) | 2013-08-01 | 2014-02-11 | Discharge system for excimer laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136118/28A RU2557325C2 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Discharge system for excimer laser (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013136118A RU2013136118A (en) | 2015-02-10 |
RU2557325C2 true RU2557325C2 (en) | 2015-07-20 |
Family
ID=52432146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013136118/28A RU2557325C2 (en) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Discharge system for excimer laser (versions) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2557325C2 (en) |
WO (1) | WO2015016739A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08316550A (en) * | 1995-05-16 | 1996-11-29 | N D C Kk | Exciting method of pulse gas laser and pulse gas laser device |
JP2001177173A (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Meidensha Corp | Gas laser oscillator |
EP1525646A2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-04-27 | Lambda Physik AG | Gas discharge laser |
JP2009111313A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Gigaphoton Inc | Cooling mechanism of preliminary ionization mechanism in discharge-excited gas laser apparatus |
RU2446530C1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-03-27 | Владимир Михайлович Борисов | Pulse-periodic gas-discharge laser |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63228777A (en) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Toshiba Corp | Gas laser device |
US7756184B2 (en) * | 2007-02-27 | 2010-07-13 | Coherent, Inc. | Electrodes for generating a stable discharge in gas laser system |
-
2013
- 2013-08-01 RU RU2013136118/28A patent/RU2557325C2/en active
-
2014
- 2014-02-11 WO PCT/RU2014/000087 patent/WO2015016739A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08316550A (en) * | 1995-05-16 | 1996-11-29 | N D C Kk | Exciting method of pulse gas laser and pulse gas laser device |
JP2001177173A (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Meidensha Corp | Gas laser oscillator |
EP1525646A2 (en) * | 2002-07-31 | 2005-04-27 | Lambda Physik AG | Gas discharge laser |
JP2009111313A (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-21 | Gigaphoton Inc | Cooling mechanism of preliminary ionization mechanism in discharge-excited gas laser apparatus |
RU2446530C1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-03-27 | Владимир Михайлович Борисов | Pulse-periodic gas-discharge laser |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013136118A (en) | 2015-02-10 |
WO2015016739A1 (en) | 2015-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5875207A (en) | Discharge arrangement for pulsed gas lasers | |
US4393505A (en) | Gas discharge laser having a buffer gas of neon | |
EP0463815B1 (en) | Vacuum ultraviolet light source | |
EP0798823B1 (en) | Low cost corona pre-ionizer for a laser | |
US4381564A (en) | Waveguide laser having a capacitively coupled discharge | |
RU2557327C2 (en) | Gas-discharge excimer laser (versions) | |
RU2557325C2 (en) | Discharge system for excimer laser (versions) | |
RU2507654C1 (en) | Gas discharge laser, laser system and method of radiation generation | |
RU2517796C1 (en) | Apparatus for generating volumetric self-sustained discharge | |
RU2029423C1 (en) | Method of generation in gas electric discharge laser and gas electric discharge laser | |
Cirkel et al. | Excimer lasers with large discharge cross section | |
RU2510110C1 (en) | Gas discharge laser | |
RU2519867C2 (en) | Gas-discharge laser | |
RU2503104C1 (en) | Gas-discharge laser | |
RU2506671C1 (en) | Gas-discharge laser and method of generating radiation | |
RU2548240C1 (en) | Discharge system of high-efficiency gas laser | |
RU2559029C2 (en) | Gas laser discharge system | |
RU2321119C2 (en) | Excimer laser and method for stimulating its lasing | |
Andramanov et al. | Scaling of pulsed-periodical electric-discharge wide-aperture lasers | |
US20080019411A1 (en) | Compact sealed-off excimer laser | |
RU2510109C1 (en) | Gas discharge laser and method of radiation generation | |
RU2507653C1 (en) | Gas discharge laser | |
RU2357339C1 (en) | Excimer laser | |
RU2598142C2 (en) | Powerful pulse-periodic excimer laser for technological applications | |
RU2559172C2 (en) | Laser discharge system with partially translucent electrode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant |