TW201334333A - 根據電性引入使用多預照放射放電之氣體放電雷射裝置中之預照放射設備 - Google Patents

Abstract

一種預照放射系統及方法可用於一氣體放電雷射裝置中，以對連接至該雷射裝置之一氣體放電室中之每一電性饋通件提供複數次紫外線(ultraviolet；UV)預照放射放電。一或多個高電壓電性饋通件電性連接至一或多個高電壓電極，該一或多個高電壓電極提供多個放電路徑至一電流回流電極，以因應經由饋通件所施加之高電壓脈波而容許每一饋通件之多次預照放射放電。該等放電路徑可包含穿過一絕緣子之火花隙放電路徑及/或漏電流(tracking)放電路徑。在某些實施例中，多個放電路徑形成於位於一高電壓電極及/或一電流回流電極上之相應漏電流定位器(tracking locator)之間。在其他實施例中，多個放電路徑形成於位於一絕緣子所圍繞之一高電壓電極上之相應放電位置之間，該等放電位置對一電流回流電極進行火花放電或漏電流放電。

Description

根據電性引入使用多預照放射放電之氣體放電雷射裝置中之預 照放射設備 【相關申請案】

本申請案主張於2011年12月20日提出申請之美國臨時專利申請案第61/577,955號之優先權，該美國臨時專利申請案係以引用之方式全文併入本文中。

本發明係關於具有橫向放電之氣體雷射裝置，更具體而言，係關於利用每一電性饋通件之多次預照放射放電而於一氣體雷射裝置中對一氣態媒體進行預照放射。

例如準分子或複合受激態雷射(exciplex laser)及放大器等氣體雷射裝置使用一氣體或一氣體混合物作為一增益媒體來放大光及/或提供雷射輸出。一橫向激發之脈波式氣體雷射裝置通常係在存在氣態增益媒體之條件下由橫向放電進行激發。此一雷射裝置可包含一密封式放電室，該密封式放電室包含氣態增益媒體及主放電電極。可在施加主放電電壓之前預照放射該等電極間之一主放電區域以使氣體分子電離，俾以一恆定之擊穿電壓發生一突崩輝光放電(avalanche glow discharge)且該突崩輝光放電不會轉變成一電弧或包含一過量之流注(streamer)放電或分支放電。若在放電區域中缺少充分電離之氣體，則無論是因雜質所致還是因雷射容器之不良設計所致，皆可導致穿過媒體之光具有非最佳之增益或甚至遭受能量損失。

一種用於在商業複合受激態雷射中形成電子及離子之必要種子 群體(seed population)之常見預照放射方法使用深紫外(deep ultraviolet(UV))光。紫外光可藉由形成高電流密度電弧或表面放電而產生，該等高電流密度電弧或表面放電可為連續的或呈陣列形式並且相對於主放電電極之一側或二側偏移。該等高電流密度預照放射放電產生高能量紫外線光子，該等高能量紫外線光子傳播至位於主放電電極間之氣體中並使一足夠部分之雷射氣體分子光電離(photo-ionize)以容許產生一突崩輝光放電而激發氣體媒體。

應使用紫外線均勻地預照放射一氣體雷射或放大器之電極間存在之放電區域，以確保此放電之強度均勻並將該放電限制於該等電極間之空間。預照放射設備之設計可直接影響輸出效率之可重複性(repeatability)。對於許多工業應用而言，改良輸出效率之可重複性可提高產品產量並使得製程調整及後製程檢查(post-process inspection)更少地依賴於操作員干預。若輸出效率之可重複性程度不高，則某些應用甚至無法達成。

用於達成放電之預照放射之現有方法包括使用火花隙以及漏電流(tracking)(或滑動(sliding))方法。火花隙一般係由若干銷狀電極(pin electrode)在主放電即將發生前在自由空間中對一陽極銷(anode pin)或陽極板放電而形成。預照放射之均勻性可依賴於每一電極銷皆具有相同擊穿電壓並載有相同電流。銷擊穿電壓一般取決於銷電極之特性(例如形狀及陽極與陰極間之距離)以及雷射氣體之特性(例如每一成分之分壓力以及氣體之總壓力/溫度)。

儘管此一火花隙系統之初始設置能提供一最佳化且非常均勻之擊穿電壓並因此提供一均勻之放電，然而該系統在雷射容器之壽命期間會快速劣化。火花放電(sparking)會加速陰極之腐蝕，進而使陰極與陽極間之距離在各該銷之間頻繁地發生不均勻變化，且各銷狀電極之形狀會在雷射容器之壽命期間發生變化。此導致擊穿電壓改變及/或不均勻以及放電區域受到不均勻之預照放射。擊穿時間取決於擊穿電壓之大小。相較於具有一較低擊穿電壓之銷電極，需要一較大擊穿電壓之一銷電極將會延遲放電，進而導致時間上之不均勻性。此外，銷狀電極材料在雷射容器內之腐蝕會造成碎屑，該等碎屑可促使擊穿電壓發生變化或可沈積於雷射視窗或反射鏡上並對雷射效率、脈波穩定性及壽命具有一直接之負面影響。

預照放射之表面漏電流或滑動方法係為火花隙技術之一種改良形式。在此種方法中，在電極銷之間放置一絕緣子，俾使放電發生於該絕緣子之一表面上，並且在雷射容器之整個壽命期間達成均勻性得到改良之預照放射，而劣化速率及污染速率極大降低。該絕緣子界定一表面路徑以使電流在電極銷之間流動，且該絕緣子常常延伸超過電極銷之端部，俾隨著該等銷腐蝕及間隙增大而繼續界定漏電流路徑。漏電流表面能減小預照放射系統之擊穿電壓，且係為一種較火花隙更高效之預照放射電離源。此外，漏電流放電使電極表面處之電流密度減小，此可使銷之損耗減小且組件壽命更長。預照放射之增加之均勻性會提高放電效率、提高雷射放電之均勻性並減小雷射放電之電弧作用，此直接使得氣體壽命相較於火花隙方法更長。漏電流方法更詳細地進一步描述於例 如美國專利第5,081,637號以及第6,456,643號中，該等美國專利以引用之方式全文併入本文中。

儘管漏電流/滑動方法能提供優於火花隙方法之許多優點，然而每一漏電流位置皆需要一單獨之電極以及連接至雷射放電容器中之單獨之貫穿件或饋通件，此可增加製造成本並需要更高之製造精度。每一貫穿件必須使用一O型環進行密封，且每一貫穿件皆係為一潛在之污染源，進而使雷射效率降低及組件壽命變短之機率增大。因此，該等現有之預照放射技術需要在電極數量與降低複雜性及減少貫穿件之間作出折衷。儘管降低高電壓貫穿件或饋通件之數目能提供某些優點，然而電極之減少也會造成預照放射之放電均勻性之損失。

根據本發明實施例之一種預照放射系統及方法可用於一氣體放電雷射裝置中以對連接至雷射裝置之一氣體放電室中之每一電性饋通件提供多次紫外線(ultraviolet；UV)預照放射放電。一或多個高電壓電性饋通件電性連接至一或多個高電壓電極，該一或多個高電壓電極提供對一電流回流電極之多個放電路徑，以因應經由該一或多個饋通件所施加之高電壓脈波而達成每一饋通件之多次預照放射放電。該等放電路徑可包含火花隙放電路徑及/或穿過一絕緣子之漏電流(tracking)放電路徑。在某些實施例中，多個放電路徑形成於位於一高電壓電極及/或一電流回流電極上之相應 漏電流定位器(tracking locator)之間。在其他實施例中，多個放電路徑形成於位於由一絕緣子所圍繞之一高電壓電極上之相應放電位置之間，該等放電位置對一電流回流電極進行火花放電或漏電流放電。

氣體放電雷射裝置可包含一複合受激態氣體雷射或放大器，該複合受激態氣體雷射或放大器包含容納於一容器或氣體放電室內之主電極，該容器或氣體放電室包含稀有鹵化物氣體或鹵化物氣體之一混合物，其中由一放電激發電極間之氣態增益媒體。稀有鹵化物氣體可包括例如ArF、KrF、XeCl及XF，並且鹵化物可包括例如F₂或HCl。一緩衝氣體構成氣體成分之大多數，用於稀釋該等氣體。緩衝氣體可包括Ne或He。

本文中所述之「預照放射」係指在主放電之前離子化紫外線輻射於主放電電極間之雷射或放大器之主放電區域內之分佈。如本文中所述之「預照放射放電」係指在主放電之前於主放電電極之間發生以提供紫外線預照放射之放電，並且「放電路徑」係指位於電極間或電極上之位置間之一離散路徑，電流於一預照放射放電期間即沿此路徑流動。如本文中所述之「電性饋通件」係指貫穿至或進入氣體雷射或放大器之一氣體放電室中並到達位於該放電室中之一預照放射子系統(例如，以供應一高電壓脈波)之一導電元件，並且「每一電性饋通件之多次預照放射放電」係指由電性饋通件上之高電壓引起且實質上同時發生之多次預照放射放電。

參照第1圖，根據本發明實施例之用於對每一饋通件提供多次 預照放射放電之一預照放射子系統110可與一氣體放電雷射裝置100(例如一氣體雷射或一氣體光學放大器)一起使用。氣體放電雷射裝置100一般包含：一密封之氣體放電室102，用以容置一或多種氣體；主放電電極104a、104b，位於放電室102中並用以於一氣體放電區域105中放電；以及一高電壓電路114，高電壓電路114電性連接至電極104a至少其中之一並用以藉由橫向放電而電性激發氣態增益媒體。當被輸入之能量足夠且放電媒體處於一最佳狀態時，在電極104a、104b間之放電區域105中橫向發生氣體擊穿(gas breakdown)。放電係為氣態增益媒體被激發至雷射上態(upper state)以產生淨增益之方式。氣體雷射裝置100亦可包含一氣體循環系統101以用於使氣體於氣體放電室中循環。

預照放射子系統110亦利用一或多個高電壓電性饋通件112而電性連接至高電壓電路114，該一或多個高電壓電性饋通件112貫穿並穿過放電室102，俾使高電壓電路114對預照放射子系統110供電以提供預照放射放電。各該電性饋通件112可提供高電壓脈波以沿主電極104a之一側對每一饋通件產生多次預照放射放電，如下文所更詳細闡述。另一預照放射子系統110可位於主電極104a之另一側上，如圖所示。預照放射子系統110亦可於一側或二側上鄰近另一電極104b定位(圖未示出)。高電壓電路114可包含一高電壓電源以及能夠形成高電壓脈波之一脈波形成網路，該等高電壓脈波可根據應用而以一所界定之強度、持續時間、及重複率施加至主電極104a及預照放射子系統110。

如第2A圖所示，一氣體放電雷射100'包含共振器光學元件(例 如一反射鏡或反射器106以及一部分反射器107)，以用於在氣體放電區域105中形成一共振器腔。在氣體雷射中，主放電通常具有充足之持續時間，以使腔內光子在沿腔之長度循環多次之同時強度增大並自腔之前部射出。複合受激態氣體雷射可使用稀有氣體與鹵化物氣體混合物或鹵素氣體連同一緩衝氣體以於紫外線區域中發射光。

如第2B圖所示，一氣體放大器100"包含前視窗及後視窗或透明區域108、109並容許光穿過氣體放電區域105以進行放大。在光學放大器中，入射光子在單遍或多遍地經過受激發媒體之同時被放大。

如第2A圖與第2B圖二者所示，主放電電極104a、104b沿氣體放電室102縱向延伸，並由氣體放電區域105隔開。預照放射子系統110大體沿主放電電極104a及氣體放電區域105之長度延伸，儘管預照放射子系統110可僅沿氣體放電區域105之一部分延伸。預照放射子系統110可包含一或多個電性饋通件112以及電性連接至各該電性饋通件112之複數個放電路徑114，該等放電路徑114係在放電區域105中縱向地間隔開並鄰近主放電電極104a。放電路徑114可包含火花隙放電路徑及/或漏電流放電路徑。

在第2A圖所示之實施例中，一個電性饋通件112電性連接至沿主電極104a之長度延伸之一組放電路徑114。在第2B圖所示之實施例中，二電性饋通件112電性連接至單獨之二組放電路徑114。亦可設置其他饋通件及對應之各組放電路徑。電性連接至一單一電性饋通件之各組放電路徑亦可包含更少或更大數目之放電路 徑。

當預照放射子系統110設置於電極104a之每一側上(如第1圖所示)時，各該子系統110所提供之放電路徑114可橫跨放電區域105之寬度而彼此相對地對稱定位。作為另外一種選擇，放電路徑114可被定位成使橫跨放電區域105之相對二側上之位置不直接相對。放電路徑114之數目及幾何形狀亦可沿放電區域105之長度及橫跨放電區域105之寬度而變化。

由於每一高電壓饋通件具有多個放電路徑，每一雷射或放大器之貫穿件更少並同時維持預照放射之一均勻性恆定或優於其他預照放射技術。減少貫穿件及電力饋通位置能降低製造成本、零件總數及複雜性。減少饋通件所需密封件之數目並降低污染之可能性亦能改良雷射效能，藉此提供優於現有技術之一商業維護、成本及效能優點。如第3A圖所示，舉例而言，可使用多個電極及預照放射放電314沿一主電極304在一放電區域中達成一實質上均勻之預照放射316，但各該電極及預照放射放電314皆需要使用高電壓電性饋通件312。儘管如第3B圖所示減少高電壓電性饋通件312之數目能提供某些優點，然而電極及預照放射放電314之減少亦會造成預照放射316之放電均勻性損失。相比之下，根據本發明實施例之一預照放射子系統如第4圖所示對每一電性饋通件412提供多次預照放射放電414，此會減少貫穿件之數目並同時沿一主電極404在一放電區域中保持一實質上均勻之預照放射416。如下文所更詳細闡述，可利用具有多個漏電流位置(即橫跨絕緣子)之一分佈式高電壓漏電流器(tracker)或每一電性饋通 件利用多個火花隙(即不利用絕緣子)來提供該多次預照放射放電414。

第5A圖及第5B圖所示一預照放射系統510之一實施例包含高電壓電性饋通件512，高電壓電性饋通件512電性連接至具有多個漏電流定位器(tracking locator)522之高電壓電極520，漏電流定位器522自高電壓電極520突出並對一單一電流回流電極530進行漏電流放電。各該高電壓漏電流定位器522皆橫跨一絕緣子540而定位一到達電流回流電極530之放電路徑514。高電壓電極520與電流回流電極530間隔開，俾使漏電流定位器522沿放電路徑514對電流回流電極530放電。

第6A圖及第6B圖所示一預照放射子系統610之另一實施例包含電性連接至高電壓電極620之高電壓電性饋通件612，高電壓電極620對自一電流回流電極630突出之多個漏電流定位器632進行火花放電或漏電流放電。各該電流回流漏電流定位器632橫跨一絕緣子640而定位一始自高電壓電極620之放電路徑614。高電壓電極620與電流回流電極630間隔開，俾使高電壓電極620沿放電路徑614對電流回流電極530上之漏電流定位器632放電。

高電壓饋通件512、612可電性連接至一高電壓電路以用於接收高電壓脈波，且電流回流電極530、630可電性連接至一電流回流電路。高電壓電極520、620可為陰極且電流回流電極530、630可為陽極，俾使預照放射放電自陰極或陰極位置到達陽極或陽極位置。漏電流定位器522、632可為自電極520、630突出一足夠距離之導電墊(conductive pad)，俾自或對漏電流定位器522、632 而非電極520、630上之其他位置發生預照放射放電。因此，漏電流定位器522、632有效地形成與絕緣子540、640接觸之多個單獨電極。絕緣子540、640可由具有一相對大介電常數之一介電材料製成且可具有各種配置形式，如下文所更詳細闡述。

在上述二實施例中，漏電流定位器使高電壓脈波及所產生之預照放射放電分佈於高電壓電極與電流回流電極之間，進而容許每一電性饋通件之多次預照放射放電。在每一電極位置處在高電壓電極與電流回流電極間之距離可被設置成(例如，藉由調整絕緣子之厚度及/或定位器墊之高度)使主放電之擊穿電壓、電流及時間在各脈波之間更均勻一致。

絕緣子或電極幾何形狀亦可被設置成使每一預照放射放電之擊穿皆以一統一之時間、電壓及電流發生。可利用絕緣子幾何形狀來使擊穿位置在空間位置中更均勻且對預照放射過程最有利。漏電流錶面可被成型為例如一平面、凸面或凹面，以最大化或增大主放電區域暴露於預照放射之暴露量。

在第7A圖及第7B圖所示之一實施例中，複數個高電壓電極722電性連接至一單一電性饋通件712，且由介電材料製成之絕緣子740圍繞各該電極722。高電壓電極722係與一電流回流電極730間隔開，俾使該等高電壓電極經由相應之放電路徑714對電流回流電極730放電。絕緣子740在高電壓電極722之端部處形成暴露之放電位置，由此將放電路徑714限制於高電壓電極722之一最佳區域並防止對其他電極或電流回流位置錯誤地產生電弧。

在第8A圖至第8C圖所示之其他實施例中，複數個高電壓電極 822電性連接至一單一電性饋通件812，且由介電材料製成之一絕緣子840位於高電壓電極822與一電流回流電極830之間。高電壓電極822係與電流回流電極830間隔開，俾使該等高電壓電極經由相應之放電路徑814對電流回流電極830放電。絕緣子840提供一漏電流錶面並將放電路徑814限制於高電壓電極822之一最佳表面。第8A圖至第8C圖所示之絕緣子配置形式可用於第5A圖至第6B圖所示預照放射子系統510、610之實施例中。

如第8B圖所示，一單一絕緣子840可朝高電壓電極822彎曲。絕緣子840之彎曲之幾何形狀使總成具有一緊湊之佔用面積(footprint)並使漏電流錶面距離對絕緣子體積之比最大化。如第8C圖所示，可使用二或更多個絕緣子840，其中第一絕緣子840位於電極822、830間且沿電流回流電極830延伸，第二絕緣子842則沿高電壓電極822之一方向延伸。絕緣子840、842間之一足夠小之間隙將確保使放電路徑814被限制於電極822之一最佳表面。此種多個絕緣子840、842之配置形式容許針對多種雷射/放大器配置形式而設計不同之電極距離及幾何形狀、並同時在所有配置形式中保持一等效實作方式，與針對不同雷射/放大器配置形式而具有不同形狀之絕緣子相比，此可更具成本效益。亦可將幾何形狀製作成緊湊的，俾提供小的預照放射佔用面積。

一預照放射子系統之另一實施例可包含具有一所界定之介電常數之一表面或體積，該表面或體積夾置於導電電極與漏電流錶面之間以為預照放射電路提供一增強之電容性組件，進而改良橫跨所有預照放射位置之均勻性。該介電表面或體積可對於每一電極 皆相同或因電極而異，此係根據放電體積之均勻預照放射之需要加以確定。

如第9A圖及第9B圖所示一預照放射子系統910之再一實施例包含一單一高電壓電極920，高電壓電極920電性連接至每一高電壓饋通件912，其中一絕緣子940圍繞高電壓電極920。絕緣子940在高電壓電極920上界定複數個暴露之放電位置922，放電位置922沿多個放電路徑914對一單一電流回流電極930進行火花放電或漏電流放電。在一個實例中，單一高電壓電極920係為棒形的，且絕緣子940係為管形的並圍繞棒形電極920。管形絕緣子940包含一系列開孔942，以暴露出絕緣子940內位於高電壓電極920上之暴露之放電位置922。因此，預照放射放電離開絕緣子940並經由絕緣子940而到達電流回流電極930，俾界定放電路徑914且防止在非最佳位置處發生漏電流。

管形絕緣子940之弓形表面可有助於朝一氣體雷射裝置中之氣體放電區域引導預照放射。沿管形絕緣子940之中心線所容納之棒形高電壓電極920亦可沿其長度旋轉及/或重新定位，以在電極表面劣化之情況下向漏電流開孔呈現新的表面。儘管管形絕緣子940及棒形電極920被顯示為圓柱形的，然而亦可採用其他形狀及配置形式。所例示之實施例顯示二電性饋通件912，該二電性饋通件912連接至相應之二高電壓電極920；然而，亦可採用其他數目之饋通件及電極。

根據本文所述實施例之預照放射子系統亦可提供使經由該多個放電路徑之火花或漏電流放電達到均衡之機會，以確保預照放射 之最佳均勻性。由一高電壓電極、放電路徑及電流回流電極形成之每一放電電路皆具有一固有電阻、電容及電感，該等固有電阻、電容及電感可單獨地或相組合地使用以確保均勻之預照放射。在預照放射子系統910中，舉例而言，管形絕緣子940在棒形高電壓電極920與電流回流電極930之間提供電容性耦合。管形絕緣子940中之開孔942之陣列提供電阻均衡與電感均衡。電漿在開孔942之壁處之淬火會增加各該放電電路之串聯電阻，且開孔942之長度對直徑之比率會增加各該放電電路之串聯電感。開孔間距及最佳介電壁厚、開孔尺寸及開孔幾何形狀可因不同實施方式而異。

各開孔942可在幾何形狀上進行設置以改變等效串聯電感及阻抗，以使各預照放射放電維持一致之擊穿電壓、電流及時間，藉此提供預照放射之均勻性。舉例而言，各開孔可朝內或朝外呈錐形或可具有一變化之錐度。各開孔亦可具有圓形、矩形、橢圓形或其他幾何形狀之橫截面。

因此，根據本文所述實施例之用於對每一電性饋通件提供多次預照放射放電之預照放射系統及方法能夠於一氣體雷射裝置中提供均勻之預照放射並同時減少或最小化連接至一氣體放電室中之貫穿件之數目。可使用電極及絕緣子之各種幾何形狀及配置形式來控制放電路徑，此使得能夠達成每一饋通件之多次預照放射放電以及均勻之預照放射。

根據一實施例，一氣體雷射裝置包含用以容置一氣體之一氣體放電室以及複數個主放電電極，該等主放電電極位於該氣體放電 室中並沿該氣體放電室縱向延伸，並由一氣體放電區域隔開。該氣體雷射裝置亦包含一預照放射子系統，該預照放射子系統用以對每一電性饋通件提供複數次預照放射放電。該預照放射子系統包含至少一個電性饋通件以及電性連接至該電性饋通件之複數個放電路徑，俾因應經由該電性饋通件所遞送之高電壓脈波而分別於該等放電路徑上發生預照放射放電。該等放電路徑係在該放電區域中縱向地間隔開並鄰近該等主放電電極至少其中之一。該氣體雷射裝置亦包含一高電壓電路，該高電壓電路電性連接至該等主放電電極並經由該至少一個電性饋通件而電性連接至該預照放射子系統。該高電壓電路用以供應該等高電壓脈波至該預照放射子系統以及該等主放電電極。該預照放射子系統用以因應每一高電壓電流脈波而於該等放電路徑上產生預照放射放電，以使該雷射氣體電離。該等主放電電極用以在該等預照放射放電之後，因應各該高電壓電流脈波而於該等主放電電極間之該氣體放電區域中產生一主放電，藉此形成一氣態增益媒體。

根據另一實施例，一預照放射系統對一氣體放電雷射裝置中之每一電性饋通件提供複數次預照放射放電。該預照放射系統包含至少一個電性饋通件、電性連接至該電性饋通件之至少一個高電壓電極、以及一電流回流電極，該電流回流電極係與該高電壓電極間隔開並形成複數個放電路徑，俾因應經由該電性饋通件所遞送之高電壓脈波而分別經由該等放電路徑發生預照放射放電。

根據再一實施例，提供一種於一氣體雷射裝置之一氣體放電室中預照放射一氣態增益媒體之方法。該方法包含：在該氣體放電 室中設置一氣態增益媒體；以及在至少一個電性饋通件上遞送至少一個高電壓脈波至該氣體放電室中，以因應該高電壓脈波而於電性連接至該一個電性饋通件之多個放電路徑上引起多次預照放射放電，藉此預照放射該放電室中之該增益媒體。

儘管已在本文中對本發明之原理進行了說明，然而熟習此技術者應理解，本說明係僅作為舉例說明而非用以限制本發明之範圍。除本文中所示及所述之實例性實施例外，亦可在本發明之範圍內設想出其他實施例。一般技術者所作之修改及替換應被視為涵蓋於本發明之範圍內，本發明之範圍僅由以下申請專利範圍限制。

100‧‧‧氣體放電雷射裝置

100'‧‧‧氣體放電雷射

100"‧‧‧氣體放大器

101‧‧‧氣體循環系統

102‧‧‧氣體放電室

104a‧‧‧主放電電極

104b‧‧‧主放電電極

105‧‧‧氣體放電區域

106‧‧‧反射鏡或反射器

107‧‧‧部分反射器

108‧‧‧前視窗或透明區域

109‧‧‧後視窗或透明區域

110‧‧‧預照放射子系統

112‧‧‧高電壓電性饋通件

114‧‧‧高電壓電路

304‧‧‧主電極

312‧‧‧高電壓電性饋通件

314‧‧‧預照放射放電

316‧‧‧預照放射

404‧‧‧主電極

412‧‧‧電性饋通件

414‧‧‧預照放射放電

416‧‧‧預照放射

510‧‧‧預照放射子系統

512‧‧‧高電壓電性饋通件

514‧‧‧放電路徑

520‧‧‧高電壓電極

522‧‧‧漏電流定位器

530‧‧‧電流回流電極

540‧‧‧絕緣子

610‧‧‧預照放射子系統

612‧‧‧高電壓電性饋通件

614‧‧‧放電路徑

620‧‧‧高電壓電極

630‧‧‧電流回流電極

632‧‧‧漏電流定位器

640‧‧‧絕緣子

712‧‧‧電性饋通件

714‧‧‧放電路徑

722‧‧‧高電壓電極

730‧‧‧電流回流電極

740‧‧‧絕緣子

812‧‧‧電性饋通件

814‧‧‧放電路徑

822‧‧‧高電壓電極

830‧‧‧電流回流電極

840‧‧‧第一絕緣子

842‧‧‧第二絕緣子

910‧‧‧預照放射子系統

912‧‧‧高電壓饋通件

914‧‧‧放電路徑

920‧‧‧高電壓電極

922‧‧‧暴露之放電位置

930‧‧‧電流回流電極

940‧‧‧絕緣子

942‧‧‧開孔

藉由參照附圖閱讀以下詳細說明，將更好地理解此等及其他特徵及優點，在附圖中：第1圖係為根據本發明實施例之一氣體放電雷射裝置之示意性端視圖，該氣體放電雷射裝置使用每一電性饋通件之多個預照放射放電路徑進行預照放射。

第2A圖係為根據本發明實施例之一複合受激態雷射之示意性側視圖，該複合受激態雷射使用每一電性饋通件之多個預照放射放電路徑進行預照放射。

第2B圖係為根據本發明實施例之一氣體放大器之示意性側視圖，該氣體放大器使用每一電性饋通件之多個預照放射放電路徑進行預照放射。

第3A圖及第3B圖係為對每一預照放射放電使用單獨之電性饋通件而進行之預照放射之示意圖，其例示當饋通件及放電之數目減少時在一主放電區域中放電均勻性之縱向變化。

第4圖係為根據本發明實施例使用每一電性饋通件之多次預照放射放電而進行之預照放射之示意圖，其例示主放電區域中在縱向之放電均勻性。

第5A圖及第5B圖係為根據本發明一實施例之一預照放射子系統之示意性側視圖及端視圖，該預照放射子系統於一高電壓電極上具有複數個漏電流定位器以對每一電性饋通件提供多個漏電流放電路徑。

第6A圖及第6B圖係為根據本發明另一實施例之一預照放射子系統之示意性側視圖及端視圖，該預照放射子系統於一電流回流電極上具有複數個漏電流定位器以對每一電性饋通件提供多個漏電流放電路徑。

第7A圖及第7B圖係為根據本發明又一實施例之一絕緣子配置形式之示意性側視圖及端視圖，該絕緣子配置形式可用於一預照放射子系統中以對一預照放射子系統中之每一電性饋通件提供多個漏電流放電路徑。

第8A圖至第8C圖係為根據本發明又一實施例之其他絕緣子配置形式之示意性側視圖及端視圖，該等絕緣子配置形式可用於一預照放射子系統中以對一預照放射子系統中之每一電性饋通件提供多個漏電流放電路徑。

第9A圖及第9B圖係為根據本發明再一實施例之位於一單一高電壓電極上之另一絕緣子配置形式之示意性端視圖及側視圖，該絕緣子配置形式用於對一預照放射子系統中之每一電性饋通件提供多個漏電流放電路徑。

100‧‧‧氣體放電雷射裝置

101‧‧‧氣體循環系統

102‧‧‧氣體放電室

104a‧‧‧主放電電極

104b‧‧‧主放電電極

105‧‧‧氣體放電區域

110‧‧‧預照放射子系統

112‧‧‧高電壓電性饋通件

114‧‧‧高電壓電路

Claims (20)

1. 一種氣體雷射裝置，包含：一氣體放電室，用以容置一氣體；複數個主放電電極，位於該氣體放電室中並沿該氣體放電室縱向延伸，並由一氣體放電區域隔開；一預照放射子系統，用以對每一電性饋通件提供複數次預照放射放電，該預照放射子系統包含至少一個電性饋通件以及電性連接至該電性饋通件之複數個放電路徑，俾因應經由該電性饋通件所遞送之高電壓脈波而分別於該等放電路徑上發生預照放射放電，該等放電路徑係在該放電區域中縱向地間隔開並鄰近該等主放電電極至少其中之一；以及一高電壓電路，電性連接至該等主放電電極並經由該至少一個電性饋通件而電性連接至該預照放射子系統，該高電壓電路用以供應該等高電壓脈波至該預照放射子系統以及該等主放電電極，其中該預照放射子系統用以因應每一高電壓電流脈波而於該等放電路徑上產生預照放射放電，以使該雷射氣體電離，且其中該等主放電電極用以在該等預照放射放電之後，因應各該高電壓電流脈波而於該等主放電電極間之該氣體放電區域中產生一主放電，藉此形成一氣態增益媒體。
2. 如請求項1所述之氣體雷射裝置，其中該等放電路徑包含複數個火花放電路徑。
3. 如請求項1所述之氣體雷射裝置，其中該等放電路徑包含複數個漏電流(tracking)放電路徑。
4. 如請求項1所述之氣體雷射裝置，其中該預照放射子系統包 含：複數個高電壓電極，電性連接至該電性饋通件；以及一電流回流電極，與該等高電壓電極間隔開，俾使該等高電壓電極經由該等放電路徑對該電流回流電極放電。
5. 如請求項4所述之氣體雷射裝置，其中該預照放射子系統更包含至少一個絕緣子(insulator)，該至少一個絕緣子位於該等高電壓電極與該電流回流電極之間，俾自該等高電壓電極之端部形成該等放電路徑。
6. 如請求項5所述之氣體雷射裝置，其中該絕緣子係朝該等高電壓電極彎曲，以防止自該等高電壓電極上之其他位置放電。
7. 如請求項1所述之氣體雷射裝置，其中該預照放射子系統包含：至少一個高電壓電極，電性連接至該至少一個電性饋通件，該高電壓電極包含自該高電壓電極突出之複數個漏電流定位器(tracking locator)；以及一電流回流電極，與該高電壓電極間隔開，俾使該等漏電流定位器經由該等放電路徑而對該電流回流電極放電。
8. 如請求項1所述之氣體雷射裝置，其中預照放射子系統包含：至少一個高電壓電極，電性連接至該至少一個電性饋通件；以及一電流回流電極，包含自該電流回流電極突出之複數個漏電流定位器，其中該電流回流電極係與該高電壓電極間隔開，俾使該高電壓電極沿該等放電路徑對該電流回流電極上之該等漏電流定位器放電。
9. 如請求項1所述之氣體雷射裝置，其中該預照放射子系統包含：至少一個高電壓電極，電性連接至該至少一個電性饋通件；至少一個絕緣子，圍繞該高電壓電極之至少一部分，以在該高電壓電極上形成複數個暴露之放電位置；以及一電流回流電極，與該高電壓電極間隔開，俾使該高電壓電極上之該等暴露之放電位置沿該等放電路徑對該電流回流電極放電。
10. 如請求項9所述之氣體雷射裝置，其中該高電壓電極係為棒形的，其中該絕緣子係為管形的並圍繞該棒形高電壓電極，且其中該管形絕緣子界定複數個漏電流開孔(tracking aperture)以暴露出該等暴露之放電位置並容許該等預照放射放電離開該絕緣子並經由該絕緣子而到達該電流回流電極。
11. 如請求項10所述之氣體雷射裝置，其中該絕緣子提供一弓形外部漏電流表面。
12. 如請求項9所述之氣體雷射裝置，其中該至少一個高電壓電極包含電性連接至該高電壓饋通件之複數個高電壓電極，且其中該至少一個絕緣子包含複數個絕緣子，該等絕緣子分別圍繞該等高電壓電極而分別在該等高電壓電極之端部處形成該等暴露之放電位置。
13. 如請求項1所述之氣體雷射裝置，其中該預照放射子系統包含複數個電性饋通件，其中各該電性饋通件電性連接至一組放電路徑。
14. 一種預照放射系統，用於對一氣體放電雷射裝置中之每一電性饋通件提供複數次預照放射放電，該預照放射系統包含：至少一個電性饋通件；至少一個高電壓電極，電性連接至該電性饋通件；以及一電流回流電極，與該高電壓電極間隔開並形成複數個放電路徑，俾因應經由該電性饋通件所遞送之高電壓脈波而分別經由該等放電路徑發生預照放射放電。
15. 如請求項14所述之預照放射系統，更包含複數個漏電流定位器，該等漏電流定位器自該高電壓電極與該電流回流電極至少其中之一延伸，其中該等放電路徑自該等漏電流定位器延伸或延伸至該等漏電流定位器。
16. 如請求項14所述之預照放射系統，更包含至少一個絕緣子，該至少一個絕緣子位於該高電壓電極與該電流回流電極之間，俾穿過該絕緣子而形成該等放電路徑。
17. 如請求項14所述之預照放射系統，更包含至少一個絕緣子，該至少一個絕緣子圍繞該高電壓電極之至少一部分，以在該高電壓電極上形成複數個暴露之放電位置，其中該等放電路徑自該高電壓電極上之該等暴露之放電位置延伸至該電流回流電極。
18. 一種於一氣體雷射裝置之一氣體放電室中預照放射一氣態增益媒體之方法，該方法包含：在該氣體放電室中設置一氣態增益媒體；以及在至少一個電性饋通件上遞送至少一個高電壓脈波至該氣體放電室中，以因應該高電壓脈波而於電性連接至該一個 電性饋通件之多個放電路徑上引起多次預照放射放電，藉此預照放射該放電室中之該增益媒體。
19. 如請求項18所述之方法，其中遞送至少一個高電壓脈波包含遞送一系列高電壓脈波，以便以一所界定之強度、持續時間、及重複率而電性激發該氣態增益媒體。
20. 如請求項18所述之方法，其中該等預照放射放電係沿位於至少一個高電壓電極與至少一個電流回流電極間之一絕緣子。