TW463429B - Discharge-pumped excimer laser device - Google Patents

Description

4 63 42 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1 ) [發明背景] 發明領域 本發明係有關於放電激勵受激準分子雷射裝置，其所 具有之交叉流動式風扇的可轉動軸是由磁性軸承支撐，而 特別是有關於放電激勵受激準分子雷射裝置，該裝置具有 改良式設計之磁性軸承及改良式保護軸承。 相關技藝之說明 第1圖係顯示傳統的受激準分子雷射裝置之相關圖 示β如第1圖中所顯示，傳統的受激準分子雷射裝置具有 充滿雷射氣體之盒子101，放在盒子101内用於預先將雷 射氣體萍子化之前置離子化電極（未顯示），和放置在盒子 101内珣於產生可使雷射光束振動之放電的主放電極對 102。在盒子101内亦放置有用於在主放電極對102間產生 高速氣流.之交又流動_式風扇_{cross-fl+ow fan)103+» 交又流動式風扇103具有可轉動軸104，該可勳轉軸 係從風扇103之相對立末端突出且是藉由放置在盒子 對側之複數個徑向磁性轴承（radial ma.gnetic bearings) 106、107和放置在徑向磁性軸承Γ06附近的軸向磁性軸承 (axial magnetic bearing)108以非接觸方式可轉動支撐。可 藉由連接至靠近放置射狀磁性軸承1 07之末端的感應馬達 109而轉動可轉動軸1〇4。盒子101在其相對立之盒面上具 有一對的窗口 105用於使雷射光束放射出盒子1〇1。 當徑向磁性軸承106、.107在未運.轉.時，可轉動.軸1〇4 的疋分別由放置在靠近馬達109之軸端和在靠近徑向磁性 mm (cns)a4 χ ------------- 1 311471 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .衮-------Ί 訂--------- , 463429 A7 五、發明說明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 軸承106之軸端的保護軸承110、ill支撐。為了預防雷射 氣體受到巧染，保護軸承110、U1不能使用一般的潤滑 劑。保護軸承110、ηι的形式為滚動軸承，分別包含具有 间度抗腐蝕性之特殊自我潤滑球及不錄鋼之内部和外部滾 動軸承奪。 當在主放電極1〇2之間提供高電塵時，間會發生放電 以便產生雷射光束。所產生之雷射光束經由窗口 1〇5而放 射至盒子101之外。當發生放電時，會使在主放電極1〇2 間之雷射光束惡化且會使放電特性減弱至不可能重複放電 激勵之程度」為了避免此缺點，啟動交叉流動式風扇103 以便使在盒子101内之雷射氣髏循環，且因而可在主放電 極102 P4產生高速雷射氣流〇尤甚者，每次在其間發生放 電時均需置換在主放電極102間之雷射氣體以便可執行穩 定的重複激勵。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 可是在上述傳统的受激準分子雷射裝置中，交叉流動 式風扇103在運轉期間之振動非常大，易於導致受激卑分 子雷射裝置之光學元件（来顯示）的光軸易位’因而對雷射 光束之性質產生不利的影響β尤其是’當受激準分子雷射 裝置在運.轉中，盆手1 〇 1中之雷射氣.體在.交叉流動.式.風扇 103轉動時會加壓蓋1至3 kg/ffi2之壓力範圍。因此，交叉 流動式風扇103需要較大的驅動電力，且因此需要較大尺 寸之馬達109 β馬達109提供旋轉式驅動電力給交叉流動 式風扇103，且產生徑向磁吸力’該磁吸力因為轉子和定 子間之組裝誤差和配對誤差所引起之偏心位置誤差而產生 311471 度適用ϋ準格(210 x 297 ㈤ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 463429 A7 一 一 B7 五、發明說明（3 ) 振動。.因為徑向磁吸力是隨著馬達.109之轉子表面積而變 大，所以由徑向磁吸力所引起之振動亦隨著馬達1〇9之尺 寸變大而增加。 在最近幾年，要求放電激勵受激準分子雷射裝置籍由 高度地重複激勵而產生高雷射光東輸出。為了實現此高度 地重複激勵，需要在很短的時間内置換在主放電極.102間 之雷射氣艘，且因此由交又流動式風扇103所產生之雷射 氣體流之速度需較高。所以需要較大尺寸之馬達1〇9以使 以較高之速度轉動交叉流動式風扇103。假如馬達1〇9之 尺寸變大，則由馬達109所產生之徑向磁吸力的振幅亦變 大。因牝’放電激勵受激準分子雷射裝置不能執行穩定的 高度重複激勵。 保護轴承110、111是放置在轉軸之末端，發生在運轉 期間盒子101中所產生之灰塵粒子是很難到達這裡，否則 此灰塵粒子會進入保護抽承110、111之轉動表面而阻擾其 轉動。可是當徑向磁性軸承10 6、10 7不是在運轉中，也就 是說’當放電激勵受激準分子雷射裝置不是在運轉中或是 正在運送中’而交叉流動式風扇103之可轉動軸！〇4是由 保護軸承1 10、11 1支撐時，利用將保護軸承1 1〇、1〗1放 置在軸端之祝置可使保護軸承110、111間之内部軸承間之 跨度或間距較當可轉動軸104是由徑向磁性軸承1〇6、1〇7 支撐時之跨度或間距長。 因此將增加由保護_抽承11〇_、ill支撐之可轉動軸 104的靜態傣向。因此，需增加環繞在可轉動軸1〇4上之 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裝-------，Ί訂---------線 \ Λ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 3 311471 A7 463429 五、發明說明（4 ) 氣隙以便可避免使在徑向磁性軸承1〇6、1〇7和馬達1〇9 上之可轉動軸104之外侧周邊表面與盒子内側表面相接 觸。隨著增加氣隙而引起之問題為降低徑.向磁性轴承 106、107作用力。尤其是’隨著氣隙變大，需要較大的磁 性軸承。因為磁性軸承之作用力通常是與氣隙之平方成正 比’所以假如氣隙增加兩倍則需要將磁性軸承之尺寸增加 四倍。 假如可轉動軸104因徑向磁性軸承1〇6、1〇7失效而需 由保護軸承Π0、111支撐，則因為内部軸承間之跨度變得 較當可轉動轴104是由徑向磁性轴承1〇6、1〇7支稽時長所 以可轉動軸104之臨界速度降低。因此，當可轉動耗 是由保護轴承110、U1支推時，在轉動時其遭遇強烈的振 動，因而使放電激勵受激準分子雷射裝置之光學元件之光 軸易位。所以為了重新啟動此放電激勵受激準分子雷射震 置’需.重新調整光軸。因此無法快速啟動此放電激勵受:激 準分子雷射裝置。 保護軸承110、111之自我潤滑滾球因為本身機械強度 之問題所以具有相當低之可容許速度和可容許負載、假如 交叉流動式風扇103以較高的速度轉動及馬達1〇9因尺寸 變大而使得可轉動軸104之尺寸變大時，保護轴承11〇、 111將因機械強度不夠所以無法使用。 第2圖係顯示傳統的交又流動式風扇1 03之相關.圖 示。如第2圖中所顯示，傳:統的交叉流動式風扇中包 含有複數個平行葉片l〇3a、一對附著在葉片103a相對立 本紙張尺度適用中國南"^標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 4 3114? Τ Γ ί:裝---1-----訂---------線ο-· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製

463429 五、發明說明（5 ) 兩末端上之環形薄板l〇3b、和一對在環形薄板i〇3b間沿 著可轉動軸104之軸方向距離固定間隔放置之環形薄板 103c。環形薄板1 〇3c在靠近其外側周圍邊緣處具有用於固 疋葉片103a之附著孔或凹處。在葉片1〇3a雙侧之環形薄 板103b在其外側周園邊緣處具有用於固定葉片1〇3a之附 著孔或凹處且在其内側周圍邊緣具有用於固定可轉動轴 104之圓形突出物。為了組裝交又流動式風扇1〇3，經由附 著孔或凹處沿著可轉動轴104之軸向插入葉片1〇3a，且屋 接於所有環形薄板103b、103c之外侧周圍邊緣以便將葉片 l〇3a固定在適當的位置。 安裝可轉動軸104以便可轉動支撐交又流動式風扇 103及將旋轉式骚動能傳至交又流動式風扇1〇3<1可轉動軸 104沿著交叉流動式風扇·ι〇3之袖_向延伸且從位於另一末 端之環.形薄板103b往外突出。磁性軸承之位移感測器指標 和電磁體指標、及馬違轉子是固定在可轉動軸1〇4之突出 端。因為由葉月103a和環形薄板i〇3b、l〇3c所構成之籠 形結構具有較低之機械強度’且當將位移感測器指標和電 磁體指標、及馬逹轉子安裝在交又流動式風扇1〇3之對側 末端時會使交叉流動式風扇1 〇3變形，所以使可轉動軸丨〇4 沿著交叉流動式風扇103之軸向延伸。 藉由沿著軸向使可轉動軸104穿過交又流動式風扇 103可將交叉流動式風扇103和可轉動軸1〇4組裝在一起 且藉由固定螺絲釘130d可將環形薄板103t)之固定用圓形 突出物固定在可轉動軸104。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-------Ί 訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 5 311471 4 6 3 4 2 9 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 第2圖所顯示之交又流.動式.風扇.1 〇3是有問題.的，因 為固定螺絲釘130d容易因為放電激勵受激準分子雷射裝 置在運轉中或運送中所產生之振動而鬆動。假如交又流動 式風扇103是由鋁製成的，則當可轉動軸ι〇4在放電激勵 期間經屋溫度週期以便增加溫度時，固定螺絲釘13〇d亦有 可能鬆動。如果固定螺絲釘130d鬆動，則會使交又流動式 風扇10 3 .發生轴向易位，因而導.致無.法在.主放電:極1 〇.2.間' 產生所需要的氣流-假如沒有產生所需氣.流，則放電激勵 受激準分子雷射裝置無法穩定的放電激勵0可轉動轴1〇4 亦可能在介於可轉動軸104本身和附著用圓形突出物間之 氣隙中齊生徑向易位，以致於改變在可轉動轴1 〇4上之不 平衡力。當在可轉動轴104上之不平衡力改變時，將產生 更大的振動致使放電激勵受激準分子雷射裝置之光學件的 光軸易位’進而對雷射光束之輸出產生不良的影響。 [發明夂概說] 因此本發明之目的為提供一放電激勵受激準分子雷射 裝置’此裝置可解決傳統放電激勵受激準分子雷射裝置之 問題且所具有之交叉流動式風扇所引起之振動相當小且可 以高速轉動。 為達上述目的，依據本發明而設.置之放電激勵受激準 分子雷射裝置包含有充滿雷射氣體之盒子、放置在盒子中 產生用於放電以便可放電激勵雷射氣體雨使其發射雷射光 束之主電極對、用於在主電極對間產生高速雷射氣體流之 交叉流動式風扇’此交叉流動式風扇具有從其對立末端突 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------—..1 訂------—線 I. 463429 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 出之可轉動轴、可利用軸承以非接觸方式可轉動支撐此可 轉動轴之磁性軸承、當該磁性轴承處於未運轉中時甩於支 撐可轉動軸之保護轴承、和用於啟動交又流動式風扇之馬 達’其中此磁性軸承包含有放置在交叉流動式風扇對立兩 端之徑向磁性軸承’此馬達係放置在可轉動軸靠近其中一 徑向磁性軸承的那一端’此一徑向磁性軸承所具有之軸承 剛性大於放置在距馬達較遠處的那一個徑向磁性軸承之轴 承剛性。 利用上述的配置’因為靠近馬違的那個徑向磁性軸承 的輛承剛性大於距馬違較遠處的那一個徑向磁性轴承之軸 承剛性.，所以可藉由放置在馬達附近的那個徑向磁性轴承 有效地抑制由馬達之放射性磁吸力所引之振動，亦可藉由 使轴承剛性大於另一個徑向磁性軸承之轴承剛性的徑向磁 性軸承而抑制由可轉動軸之轉動中心和可轉動軸之重心間 之對準不當所引起之不平穩狀態而導致的振動。因此，交 叉流動式風扇所引起之振動可降低且可以高速轉動，並因 而使放電激.勵受激準分子雷射裝置能.夠重覆放電激勵及放 射具穩定特性之雷射光束。 徑向磁性軸承分別所具有之電磁體擁有其專屬之磁 芯，其中一徑向磁性軸承之電磁體之磁芯所具有之截面積 大於放.置在距馬達較.遠處之.徑向磁性轴承之電磁體之磁 芯’因此這個徑向磁性軸承之軸承剛性大於距馬達較遠處 的那一個徑向磁性軸承之轴承剛性。 徑向磁性轴承具有個別的電磁體和個別的電磁體指 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-------Ί訂---- 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7 311471 463429 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 Β7 五、發明說明（8 ) 標，且此一.徑向磁性軸承之電磁體和電磁體指標間之氣隙 間隔小於距馬達較遠處之徑.向磁性轴承之電磁體和電磁體 指標間之氣隙間隔，因此這個徑向磁性轴承之轴承剛性大 於距馬達較遠處的那一個徑向磁性軸承之軸承种丨性。 各徑向磁性軸承所具有之電磁體包含有個別的磁<， 且此徑向磁性軸承之電磁體的磁芯線圈數大於距馬達較遠 處之徑向磁性軸承之電磁體的磁芯線圈數，因此這個徑向 磁性軸承之軸承剛性大於距馬達較遠處的那一個徑向磁性 軸承之軸承剛性》 此磁性軸承包含有放置在馬達軸端的另一個徑向磁性 袖承。

I 可轉動軸是由放置在交叉流動式風扇對立端之徑向磁 性轴承和放置在馬達軸端之徑向磁性軸承可轉動支樓。此 馬達是由介於放置在交叉流動式風扇之對立端之徑向磁性 軸承間之跨度而向外放置，且提供旋轉式驅動能給交叉流 動式風扇。利用具如此配置之馬達，可藉由放置在馬達轴 端之徑向磁性轴承而抑制由馬達之徑向磁吸力所引起之振 動。可降低由交又流動式風扇所引起之振動且可高速轉動 此父叉流動式風扇，所以此放電激勵受激準分子雷射裝置 能夠重覆放電激勵且可發射具穩定特性之雷射光束。 依據本發明’在此所設置之放電激勳受激準分子雷射 裝置包含有充滿雷射氣體之盒子、放置在盒子中產生用於 放電以便可放電激勵雷射氣體而使其發射雷射光束之主電 極對、用於在主電極對間產生高速雷射氣體流之交叉流動 不狀㈣辭國國象標準（CNS)A4規格⑽χ挪公愛） 311471 Λ -, : 1 I* 裝· — — 1.訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁》 463 429 A7

五、發明說明（9 ) 式風扇’此交又流動式風扇具有從其對立末端突出之可轉 動轴、可利用軸承以非接觸方式可轉動支撐此可轉動轴之 磁性轴承，此磁性軸承包含有放置在交叉流動式風扇對立 兩端之徑向磁性軸承、當磁性軸承處於未運轉中時用於支 撐可轉動軸之保護軸承、用於啟動交又流動式風扇之馬 達、和甩於將雷射氣體從交叉流動式風扇導離之雷射氣體 進出口，在此可將進入轴端之灰塵粒子移離放置在交叉流 動式風扇兩側末端和馬達上之徑向磁性軸承，或放置在連 接盒子和磁性軸承之氣流路經間的差壓產生機構，其中此 保護軸承包含有分别放置在交又流動式風扇之兩側靠近徑 向磁性辨承之保護軸承、 利用上述之配置’因為設置用於將雷射氣體從交叉流 動式風扇導離之雷射氣體進出口，在此可將進入軸端之灰 麈粒子移離放置在交叉流動式風扇兩側末端和馬連上之徑 向磁性軸承’或放置在連接盒子和磁性軸承之氣流路經間 的差塵產生機構’所以當放電激勵受激準分子雷射裝置是 在運轉令時，盒子中所產生之灰塵粒子並不會進入磁性軸 承或馬達。因此’不需要將保護軸承放置在可轉動軸之末. 端，而是可放置在徑向磁性軸承之附近。當可轉動軸是由 徑向磁性軸承支撐時’其轴承間跨度很明顯地相等於當可 轉動轴是由保護軸承支撐時之軸承間跨度，且因此很明顯 地不管可轉動軸是由徑向磁性軸承或由保護軸承支撐，此 可轉動軸之靜態偏向是相同的。因此，可降低在徑向磁性 韩承及馬達之外側周蜀表面和盒子内側表面間之氣隙。所 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ¥-------_.f 訂--------- ||!8..淨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐〉 9 311471 463429 A7 五、發明說明（10 ) 以可降低磔性軸承和馬達之又寸。 就算因為徑向磁性轴承失效致使需由保護軸承支撐可 轉動軸時亦不需大量地改變可轉動轴之臨界速度，且可降 低轉動‘時可轉動軸之振動。因此，放電激勵受激準分子雷 射裝置之其他元件和周邊裝置不會因為此振動而有不良的 影響，且因此可快速重新啟動放電激勵受激準分子雷射裝 置。 保讓轴承包含有多數滾動軸承，各滾動軸承分別包含 有滾動.件、内側轴承套和外側轴承套，雨滾動件、内側轴 承套和外側轴承套中至少有__種是由氧化鋁瓷或氧化錯瓷 t成的·： 製成滾動件、内侧轴承套和外側軸承杳其中之一的氧 化銘究或氧化錯·曼對雷射_氣體為抗腐蚀，性的且具有較大.的 機械強度由氧化銘宪或氧化锆瓷製成之保護軸承具有較 長之使用壽命且更換期較長。就算.因為交又流動式風扇之 轉動速.度較高或馬達之尺寸較大而在保護軸承上造成較大 的負載時’保護軸承亦可有效地操作。 保護軸承包含有可由氧化銘瓷、氧化鍅瓷、聚四氣乙 | 烯或前述材料之合成材料等製成之滑動軸承。 由氧化銘瓷、氧化锆瓷、聚四氟乙稀或前述材料之合 成材料等製成之滑動軸承之結構具有較少的氣體陷阱且其 製作成本相當低。 本發明之上述及其他的目的、特性、和優點可因下列 說明及用於說明本發明最佳實施例之伴隨圖示而變得更加 *本紙張尺度適用τ _家標準（CNS)A4規格咖χ挪公楚> 經 濟 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 311471 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 展 ----Ί 訂---------^Λν. Λ

MJ 463429 A7 五、發明說明（11 ) 地顯而易見f [圖示 < 簡要說明] 第1圖係顯示傳統放電激勵受激準分； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) T雷射裝置之轴 向截面積； 第2圖係顯示在第1圖所顯示傳統放 寸地夜電激勵受激準分 子雷射裝置中使用之交叉流動式風扇之透视圖. 第3圖係顯示依據本發明最佳實施伽 例<玫電激勵受激 準分子雷射裝置之軸向截面積； 第4A圖係顯示在放電激勵受激準分不 τ 1T射裝置之不 具可轉動軸之交叉流動式風扇中雷射氣體流動_ . 第.4B圖係顯示在放電激勵受激準分子 τ霄射裝置之具 可轉動軸之交叉流動式風扇中雷射氣體流動_ . 第5圖係顯示依據本發明之放電激勸受激準分子雷射 裝置之軸承外殼和鄰近元件之摘要截面圖； 第6圖係顯示在鎳鐵合金上執行之用於抵抗氟腐姓.測 試的結果圖； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第7圖係顯示依據本發明之放電激勵受激準分子雷射 裝置馬達外殼及鄰近元件之摘要截面圖； 第8圓係顯示依據本發明另一實施利之放電激勵受激 準分子雷射裝置之軸向截面圖； 第9圖係顯示依據本發明又一實施利之放電激勵受激 準分子雷射裝置之軸向截面圖； * 第10圖係顯示依據本發明在一實施利之放電激勵受 激準分子雷射裝置之輔向截面圖； 參紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311471 463429 A7 ----- R7 五、發明說明（12 > 第11圖係顯示在第1()爾所顯示放電激勵受激準分子 雷射裝置中由區域A所包圍之部份的放大摘要截面圖； 第12圖係顯示在第1〇圖所顯示放電激勵受激準分子 雷射裝置中由區域B所包圍之部份的放大摘要截面圖； 第13 .圖係顯示在依據本發明之放電激勵受激準分子 雷射裝置中使用之交叉流動式風扇之透視圖β [最佳實施例之詳細說明] 在下文中將參考第3圖說明依據本發明實施例之放電 激勵受，激準分子雷射裝置^依據本發明實施例之放電激勵 受激準分子雷射裝置包含有充滿雷射氣體之盒子丨、放置 在盒子.1中用於預先將雷射氣體離子化之前置離子化電極 (未顯示）、和放置在盒子1中用於產生放電使雷射氣體振 盪之主電極對2。盒子1内亦放置有用於在主電極2間產 生高速氣體流之交叉流動式風扇3。 當在主電極2間提供高電壓時，在主電極2間之雷射 氣體放電激勵以便使雷射光束振盪。所產生之雷射光束經 由安裝在盒子1中相對立面之窗口 5而發射到盒子1之 外。當放電激勵雷射氣體時，會使主電極2間之雷射氣體. 惡化且將其放電特性降低至無法執行重複放電激勵。因 此’使交又流動式風扇3運轉以便在每個放電遇期内為了 穩定地重覆放電激勵可循環在盒子1中之雷射氣體因而置 換主電極2間之雷射氣體。 主電極2間互相分離之距離大約為20mm，且所.具有 之全部長度大，約為600mm。交叉流動式風.扇3的整體+長产. (請先閲讀背面之注*11^項再填寫本頁) ^ ,Μ.---------1--------- , 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12 311471 463429 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -----------B7._____ 五、發明說明（13 ) 稍微小於主電極2之長度’故可以在主電極2之整個長度 上產生均勻的氣流。交又流動式風扇之旋轉速度大約從 2500至3500 Tpm ’故可在主電極2間產生所需之氣流。 父又流動式風扇所具有之可轉動轴4係延伸經過此風 扇之軸心且從相對立之軸端突出。可轉動軸4是利用複數 個徑向磁性軸承8，9，10和軸向磁性釉承η以非揍觸方 式支撐，這些磁性軸承是放置於安裝在盒子1之對立端之 圓柱狀轴承機架6和圓柱狀馬達機架7中。可藉由放置在 馬達機架7中之馬達12而轉動可轉動軸4。 為了以2500至3500rpm範園内之速度穩定轉動交又流 動式風扇3 ’將可轉動轴4之臨界速度設定在高於可轉動 軸在運轉中之旋轉速度。舉例而言’通常將可轉動轴4之 臨界速.度設疋在大約40_00rpm。增.加可.轉動抽4之剛..性或 降低可轉動軸之内部軸承間跨度可增加臨界速度β尤其 是’降低可轉動軸之内部軸承間跨度更有效。為了降低可 轉動轴之内部轴承間跨度，徑向磁性軸承8，9最好分別玫 置在交又流動式風扇3之對立端因為交叉流動式風扇3 之全部長度為600mm或更多，所以徑向磁性軸承8，9間 可轉動軸之内部軸承間跨度大約為800mm。 因為可轉動轴4是放置在盒子1中，所以應該由具有 較大揚式模量之材料製成以便可增加其鋼量及具有抵抗雷 射氣體之抗腐蝕性。在此實施例中，可轉動軸4是由奥氏 體不銹鋼（austenitic stainless steel)製成的。可轉動軸4可 包含有具用於高剛性之大直徑中空轉軸p可是，因為雷射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311471 ^ Γ fv、展 ----—訂 ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 463429 Λ7 B7 和年利允修正補充 五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 氣體是以第4A和4B圖中箭頭所標示方向而流經交叉流動 式風扇3，所以在交叉流動式風扇3中之可轉動轴4會對 雷射氣體流產生阻力，傾向於降低交叉流動式風扇3之性 能。因此，希望可轉動軸4能夠薄到可將臨界速度保持在 大約400 0rpm。在本實施例中，可轉動軸4所具有之外侧 直徑大約為30mm。 第4A圖係顯示雷射氣體如何流經不具可轉動軸之交 叉流動式風扇。第4B圖係顯示雷射氣體如何流經具有可 轉動軸之交叉流動式風扇。 為了降低在徑向磁性軸承8 ’ 9間可轉動軸之内部軸承 間跨度’所以將馬達12放置在徑向磁性轴承9之表面上。 因此可轉動軸4之重心軸向位置朝馬達12之方向易位。因 此，放置在交叉流動式風扇3和馬達12間之徑向磁性軸承 9比放置在交叉流動式風扇3對立端之徑向磁性軸承§具 有較大的軸承剛性。可依據從重心至徑向磁性軸承8，9 之距離選擇徑向磁性軸承8，9之軸承剛性間的比率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 控向磁性軸承9具有電磁體9b且徑向磁性軸承8具有 電磁體8b。電磁體9b所具有的磁心長度γ較電磁體8b 之磁心長度X長。因為磁心長度γ較磁心長度X長，所 以由電磁體9b所產生之磁力比由電磁體8b所產生之磁力 大Y/X倍。因此’可增加徑向磁性軸承9之軸承剛性。再 者’因為徑向磁性軸承9之電磁體指標9d尺寸亦增加，所 以徑向磁性轴承9之軸承負載亦增加。因為由徑向磁性軸 承9本身之剛性所引起之不穩定性报明顯地依舊相同，所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14 (修正頁）311471 463429 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（I5 )

以徑向磁性軸承9之控制特性不會減弱D 在放電激勵受激準分子雷射裝置操作期間，由馬達12 提供旋轉驅動力給交叉流動式風扇3之可轉動轴4，且產 生徑向磁吸力，此徑向磁吸力因為在轉子和定子間之組裝 誤差和配對誤差所引起之偏心位置誤差而將振動傳達至交 叉流動式風扇3。為了控.制.此振動徑.向磁性軸承:.1 〇.是.放 置在馬違12之軸端。理論上，由馬達12之徑向磁吸力所 引起之振動振幅在馬達12之拍端是最大的。藉由將徑向磁 性轴承1 〇放置在可轉動軸4以最大振幅振動之位置，可有 效控制交叉流動式風扇3.之可轉動轴4之振動， 因為如此放置徑向磁性軸承10，所以可轉動軸4之重 心的轴向位置比未安置徑向磁性軸承10更向馬達12偏 移。如上所述，可增加徑向磁性軸承9之軸承剛性以便抗 衡可轉動軸4之重心位移、可是將可轉動軸4之重心的軸 向位置放在徑向磁性軸承8，9之間是必須的。 因為可轉動軸4是由徑向磁性軸承8，9支禮，所以不 會在徑向磁性軸承10上產生軸承負載。因此，徑向磁性軸 承1 〇僅需具有足以控制.在馬.達12中.所產_.生之徑向.磁吸力. 的動態剛性。尤其是’因為徑向磁性軸承8，9將接受導因 於可轉動軸4之重量的穩定外力，所以可依據來自徑向磁 性軸承8’9之位移感測器8a，9a之輸出訊號藉由以PID(比 率積分微分)控制電路81控制電磁體8b，9b而穩定操作徑 尚磁性軸承8 ’ 9。因此不會有穩定的外力作用在徑向磁性 軸承10上’所以可依據來自徑向磁性軸承10之位移感測 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ¥----“----.— 訂----- 5·. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4$格（210 X 297公楚> 15 311471 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

463429 A7 ____ B7 _ 五、發明說明（16 ) 器10a之輸出訊號利用PD(比率微分）控制電路82控制電 磁體10b而穩定操作徑向磁性軸承ι〇β依據上述的軸承控 制計畫’在可轉動轴4上不會產生不必要的彎曲應力，因 此可避免干擾其他的徑向磁性韩承8，9。 並沒有將軸向磁性軸承11限制在特定的位置。在此實 施例中’軸向磁性軸承11是放置在轴承機架6中之轴端 上’在此處可轉動軸4會接受較少的振動且在此可輕易組 裝軸向磁性軸承11。所以可依據來自軸向磁性軸承 位移感測器11 a之輸出訊號利用pID控制電路8丨控制電 磁體lib’ 11<?而穩定操作軸向磁性軸承u。 當#向磁性轴承8, 9, 10均不是在運轉中，可轉動軸 4是由放置在靠近徑向磁性軸承8, 9, 10之保護軸承13, 14, 15所支撐的·>利用如此放置之保護軸承13, μ，15， 由保護軸承13’ 14，15所支撐之可轉動軸4之内部軸承間 的跨度很明顯地等於由徑向磁性抽承8，9，10和袖向磁性 軸承11所支撐之可轉動轴4之内部軸承間的跨度。因此， 可轉動軸4之臨界速度很明顯地依舊未改變，不管可轉動 軸4是由徑向磁性軸承8，9，10和軸向磁性轴承11所支 撐或由保護軸承13，14，15所支撐。因此，舉例而言’就 算可轉動軸4因為徑向磁性軸承8, 9，10失效而必須由保 護軸承13，14，15支撐，可轉動軸4仍可穩定轉動。 軸承機架6和馬達機架7在靠近盒子1處具有螺'纹迷 宮16、17用於避免灰塵粒子進入軸承機架6和馬達機架 7。因此可避免在盒子1中所產生的灰塵粒子進入軸承機架 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "------.—1訂|

I 1 I» I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 311471 463429 A7 五、發明說明（Η ) ό和馬達機架7及影_ # 等保護軸承13, 14之滚動表面。再者， 盒子1具有氣體進出口 ^ ^ 由此進出口雷射氣體可流進雷 射氣體導入室19。可巍ώ 田 轉由放置在雷射氣體導入室19中之 灰塵移除瀘'清器20而腺$人 阳將包含在雷射氣體中之灰塵粒子 除。之後，將雷射氣體姆a &祕^ 礼趣經由氣體進出通道21而導入軸承 架6和馬達機架7之軸姓 .,ra 飛 轴端。利用以箭頭所指之方向循環雷 射氣體可避免灰塵粒子逸λ紅A灿〜 々卞進入輛承.機架6和馬達機架7。 第5圖係顯示轴承 取機架6及其附近元件之放大圖。如 第5圖中所顯巾#承機架6包含有安裝在盒子1側牆上 之韩承機架主體6a。軸承機架6亦包含有附著在轴承機架 主體6a，之右側電磁體機架讣，附著在右侧電磁體機架讣 上之左側電磁體機架6c，及附著在左側電磁體機架6^上 之抽承覆蓋物6d。利用各附著面定義密封槽29 , 31，33， 35 ’而也、封件30 ’ 32 ’ 34 , 36則安裝在各密封槽29，31 , 33’35上用於密封雷.射氣體。密封件3〇，32，34，36最 好是由如不鎮鋼或铭等金屬材料製成，這些金屬材料發射 較少會污染雷射氣體之包含有濕氣之氣體。 徑向磁性軸承8之位移感測器8a和電磁體8b是利用 定位架22和側板23而依序放置且收容在軸承機架主體6& 中。在輙承機架主體6a中插入薄的柱狀容器且使其沿著輛 承機架主體6a之内部周園踏而放置，且使其對立端焊接或 固定在軸承機架主體6a上。藉由此結構，因為位移感測器 8a和電磁體8b包含有鋼薄板及銅線圈所以對雷射氣體具 有較小的抗腐敍性故使其不與雷射氣體相接觸。 f靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 人,、.坡 il'-if 訂i ! 經.濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17 311471 4 63 429 A7 _ __ ___B7 五、發明說明（π ) 軸向磁性軸承11之電磁體lib、lie是以互相面對面 之位置關係而焊接或固定在右側和左側電磁體機架⑪、心 上。電磁體線圈（未顧示）係插入位於電磁體llb、llc之磁 心中的各磁心槽，且將環形薄板容器27焊接或固定在可預 防雷射氣體與線圈接觸之位置。軸向磁性轴承u具有放置 在轴承覆蓋物6d内之軸向位置感測器lla，及焊接或固定 在軸承覆蓋物表面上且與雷射氣锻相接觸之環形薄板 容器28 ’因此可將軸向位置感測器lla放置在轴承機架6 内氣密宝間之外。 因為電磁體11 b、〗]c係固定在與雷射氣體相接觸之位 置’所私磁心是由錄鐵合金（包含有3 0至8 0 %之錄的鐵一 鎳合金）所製成的’此鎳鐵合金對包含在雷射氣體中之氟有 高抗腐#性1 第0圖係顯示在鎳鐵合金中所執行對氟之抗腐餘性測 試結果。如第6圖中所顯示，包含有80%之鎳（JISC2531) 之PC鏵鐵合金較奥氏體不銹鋼SUS316L呈現較佳之抗腐 蝕性。包含有40%之鍊QISC2531)之PB錄鐵合金對氟之抗 腐蝕性約為奥氏體不锈鋼SUS304之一半且較PC鎳鐵合金 差。可是，因為PB鎳鐵合金在所有的鎳鐵合金具有最大 的飽和磁通量密度且適合用於作為電磁體材料，所以可藉 由在PB鎳鐵合金之表面上放置抗腐蚀性層，例，電鍍Ni 層而使用此具有電鍍Ni層之PB鎳鐵合金所呈現之抗腐钱 性與PC鎳鐵合金相同。 容器24、27、28可以由奥氏體不銹鋼或耐蝕錄基合金 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '^—-——訂---------Mlyn. 酵 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規柊（210 X 297公釐） 18 311471 463429 A7

五、發明說明（19 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (鎳-鉻-钥合金）製成用於保護其抵抗雷射氣體之腐蝕性。因 為容器24、27、28與盒子1相通而形成氣密空間，所以其 牆的厚度需要能夠承受充滿雷射氣體之壓力（1至3 kg/cm2)。製成容器24、27、28之上述材料具有較高的機 械強度’且因此可將容器24、27、28做得較薄。因為上述 材料為不會阻擾由磁性轴承所產生之磁力線的非磁性材 料’所以可有效操作此磁性軸承。 徑向磁性轴承8具有固定安裝在可轉動軸4上且利用 轉動定位架25、26而依序放置之位移感測器指標gc和電 磁體指樣8d〇軸向磁性軸承11具有固定安裝在可轉動抽4 上且放鞏在與盒子1相通.之氣密式空間中之位移感測器指 標11 d和電磁體指標11 e。 位移感測器指標8c、電磁體指標8d、位移感測器.指標 lid和電.磁體指標lie是.由.錄鐵合.金（包含有3〇/至80.%之 錄的鐵-鎳合金）所製成的，此錦鐵合金對在雷射氣體中之 氟具有.高抗腐蝕性。 位移感測器指標8 c和電磁體指標8 d遭受可轉動軸.4 轉動時所產生之磁場改變而引起之渦電流損失。位移感測. 器指標8c和電磁體指標8d通常具有以薄板堆疊而成之結 構故能降低渦電流損。可是’假如在所堆疊之薄板中產生 氣體陷.牌而污染雷射氣體’或假如因·為所堆疊之薄.板.是如 由PB鎳鐵合金所製成所以無法在所堆疊薄板表面上電鍍 具高黏附性之均勻Ni層，則位移感測器指標8c和電磁禮 指標8d可由錄鐵合金之固體材料製成。因為其磁場在可轉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装-!'1---—訂 —-----. 0T. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 19 311471 4 6 3 4 2 9 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（20 ) 動軸4轉動時不會改變’所以輪向磁性軸承11之位移感測 器指欉lid和電磁體指標lie可由鎳鐵合金之固體材料製 成。 保護軸承13包含有滾動軸承，此軸承具有由氧化銘篆 製成之滾動件13a和由如SUS440G等不銹鋼製成之内部和 外部滚動軸承套131)、13 c。因為保護轴承丨3是放置在與 盒子1相_通之氣密式空間中’所以.滚動件:.13 a和.部滚動.韩 承套13b、13c是由對雷射氣體具防腐银性之材料製成。因 此，保護韩承13不會因雷射氣體而惡化。因為滾動件Ua 是由氧化銘瓷製成的’所以保護轴承13具有較大的可容許 轉動速度及較適當的可容許負載。另，方面，滚動件1 $ a 亦可由氧化.錯.变製成’.且内.部和外部滾.動軸承套‘ I.%、. 13.c 亦可由氧化鋁瓷或氧化錄瓷製成。 内部和外部滾動軸承套13b、13c之表面塗有聚四農乙 烯（PTF.E)之固態潤滑劑。因為PTFE之固態潤滑劑對雷射 氣體而言是穩定的且具有高潤滑能力所以不會惡化雷射氣 體。再者，固態潤滑劑可有效地使軸承之使用壽命較未使 用潤滑劑時更長。因此，可以經過很長的時間後再置換保 護轴承13。另一方面可在内部和外部滾動軸承套13b、13〇 之滾動表面塗敷包含有錯或含鉛合金之固態潤滑劑。 第7圖係顯示馬達機架7和及其附近元件之放大圖。 如第7圖所顯示，馬達機架7包含有安裝在盒子τ側牆上 之馬達機架主體7a。馬達機架7亦包含有附著在馬達機架 主體7a上之軸承蓋7b利用各附著面定義密封槽52、54, 私紙&尺度適用令國國家標準（CNS>A4規格咖x 297公笼r 20 311471 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝！ III 訂---------

P 463 429 A7 五、發明說明（21 ) 而密封件53、55則安裝在各密封槽52、54上用於密封雷 射氣體'密封件53、55最好是由如不銹鋼或鋁等金屬材料 製成，這些金屬枒料發射較少會污染雷射氣鱧之包含有濕 氣之氣體。 徑向磁性轴承9之位移感測器9a和電磁體91)、馬達 12之定子12a、和徑向磁性軸承1〇之位移感測器1〇a和| 磁體i〇b是安裝在馬違機架主體7a上且利用定位架41、 42、43和側板44而依序放置β在馬達機架7中插入薄柱 狀容器45且使其沿著馬壌機架7之内部周園牆邊放置，且 使其對立端焊接或固定在馬達機架7上9藉由此結構，因 為位移感測器9a、電磁體9b、位移感測器1〇a、電磁體1〇b 和馬達定子12a包含有對雷射氣體具有較小的抗腐蝕性之 發鋼片及銅線圈所以使其不與雷射氣體相接觸。 沿著馬達機架主體7a放置用於吸收由馬達12所產生 之幾百瓦熱摒失之防水護套56。使馬達定子12a之線圈包 含有用，於增_加線圈和防.水護套5 6.間之熱.傳導性之絕緣材 料。防水護套56和包含有絕緣體之材料可有效防止馬達 12燃燒且可防止盒子1過度加熱。 徑向磁性軸承9之位移感测器指標9c、馬達轉子12b、 和徑向磁性軸承10之位移感測器指標1〇c和電磁體指標 l〇d是固定安裝在可轉動軸4上且利用轉動定位架46、47、 48、49而互相依序放置且放置在與盒子1相通之氣密式空 間中β位移感測器指標9(?、10c和電磁體指標9d、10d是 由與製成徑向磁性軸承8之位移感測器指標8c和電磁體指 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐）

-n n _ ' 装----.----tr----------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) n

n n n n ϋ f ϋ I

Li. — 311471 4 63 42 9 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（p ) 標8d相同之鎳鐵合金（包含有3〇至8〇%之鎳的鐵-錄合金） 所製成的。 馬達轉子12b是由矽鋼片和鋁堆疊而成之合成材料製 成的，故因此無法為其均勻塗敷用於防腐姓之具高黏附性 Ni電鍍層。容器50是安裝在馬達轉子12b之外側周圍表 面上Jl·將其對面之軸端焊接或固定至側邊平板51上，此側 邊平板51又焊接或固定至可轉動轴4，產生收容馬達轉子 12b之氣密式空間以便避免馬達轉子j 2b與雷射氣艘相接 觸。容器50是由奥氏體不銹鋼或耐蝕鎳基合金（鎳_鉻·鉬 合金）製成用於抵抗雷射氣體之腐蚀。 如同在軸承機架6中之保護抽承13，保護軸承14、15 包含有.滾_動辆承’此軸承具有由氧化銘竟製成之滚.動件 14a、15a和由如SUS440C等不鱗鋼製成之内部和外部滾 動轴承套14b、15b和14c、15c。 第8圖係顯示依據本發明另一實施例之放電激勵受激 準分子.雷射裝置。第8圖中所顯示放電激勵受激準分子雷 射裝置的那些與第3圖中所顯示放電激勵受激準分子雷射 裝置中相同的元件是以相同的或相對應的參考數字表示， 且在下文中不會詳細描述之。 當操作第8圖中之放電激勵受激準分子雷射裝置以便 振動雷射光束時，關閉兩個連接至雷射氣翘供給裝置71 之流動路徑開啟/關閉單元72，且開啟放置在氣體進出通 道21的兩個流動路徑開啟/關閉單元73以便將雷射氣體導 引進入磁性軸承和馬達，由此可將灰塵粒子穩定移離。為 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) \装-------.—訂---- '"'|,坩 Μ 5·. 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） 22 311471 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4. 6 3 429 A7 --B7 五、發明說明（23 ) 了再補充雷射氣體，關閉放置在氣體進出通道21之流動路 徑開啟/關閉單元73且開啟流動路徑開啟/關閉單元72以 便提供來自雷射氣體供給裝置71之新鮮的雷射氣體，所以 可經由磁性軸承和馬達將新鮮的雷射氣體提供給盒子】， 為了完全置換雷射氣體，將所有的流動路徑開啟/關閉 單元72、73關閉，且將舊的雷射氣體從盒子i移除。在將 舊的雷射氣體從盒子1移除後，僅將流動路徑開啟/關閉單 元72開啟以便從雷射氣體供給裝置71供應新鮮的雷:射氣 艎。當以此方式供應新鮮的雷射氣體時，固為並沒有產生 從盒子1至磁性軸承和馬達之雷射氣體流，所以可有效地 避免在衾子1中所出現的灰塵粒子進入磁性軸承和馬達。 第9圖係顯示依據本發b月又一實施例之放電激勵受激 準分子雷射裝置。第9圖中所顯示放電激勵受激準分子雷 射裝置的那些與第3圖中所顯示放電激勵受激準分子雷射 裝置中相同的元件是以相同的或相對應的參考數字表示， 且在下文中不會詳細描述之。.第9圖中所顯示放電激勵受 激準分子雷射裝置與第3圖中所顯示放電激勵受激準分子 雷射裝黑的不同處在於保.護.抽承。 第9圖中所顯示放電激勵受激準分子雷射裝置具有保 護軸承61、62、63，此轴承包含有當磁性轴承不在運轉中 時用於支樓可轉動軸4之滑動軸承。保護軸承61、62、63 是放置在靠近徑向磁性軸承8、9、10之處。利用如此放置 之保護軸承61、62、63，由保護轴承61、62、63所支樓 之可轉動轴4的内部軸承間跨度很a月顯地等於由徑向磁性 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---------訂-----

Mi 本紙張尺度it用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 23 311471 4 63 429 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（24 ) 軸承8、9、10所支撐之可轉動軸4的内部軸承間跨度。因 此，不管可轉動轴4是由徑向磁性軸承8、9、10所支撐或 由保護軸承61、62、63所支撐，可轉動抽4之臨界速度依 舊相同。因此，舉例而言’就算可轉動軸4因為徑向磁性 轴承8、9、10失效所以需要由保護軸承61、62、63支撐 時，可轉動輛4亦可樣定地轉動。 保護軸承61、62、63包含有由氧化銘瓷製成之環形 件。因此’保護軸承61、62、63之結?構具有較少之氣體陷 阱且製造成本相當低。假如徑向磁性軸承8、9、1 0和軸向 磁性軸承11具有緊急電源供應裝置64且可轉動軸4在保 護軸承.61、62、63上之轉動頻率相當低，則具有此種配置 之保護軸承61、62、63是有特殊的優點。 另一方面，保護軸承61、62、63之環形件亦可由氧化 鋁瓷、氧化錯瓷（Zr〇2)、聚四氟乙晞(pTFE)、或這些材料 之合成材料等製成。 亦可在第3或8圖所顯示之放電激勵受激準分子雷射 裝置中使用緊急電源供應裝置64 «假如將緊急電源供應裝 置64聱合在第3或8圖所顯示之放電激勵受激準分子雷射 裝置中’則可將需置換保護.轴.承支期間.大大地延長:。再.者.， 保護轴承可以是不同形式，也就是說放置在徑向磁性軸承 8、9附近的那些軸承可包含有滾動件而放置在靠近徑向磁 性軸承10附近的那些轴承可包含有滑動件。 在第1、6和7圖中所顯示之放電激勵受激準分子雷射 裝置具有三個徑向磁性軸承，在各徑向磁性軸承附近放 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁)

.裝-----— II 訂---I I 4 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 24 311471 4 6 3 4 2 9 A7 B7 五、發明說明（25 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有保護.轴承。可是，並不需要在所有的徑向磁性軸承附近 均配置保護軸承，而是至少需在位於交又流動式風扇3對 立端之徑向磁性軸承8、9上提供兩値保護軸承、 第10圖係顯示依據本發明再一實施例之放電激勵受 激準分子雷射裝置。第10圖中所顯示放電激勵受激準分子 雷射裝置的那些與第3圖甲所顯示放電激勵受激準分子雷 射裝置中相同的元件是以相同的或相對應的參考數字表 示，且在下文中不會詳細描述之i第10圖中所顯示放電激 勵受激準分子雷射裝置與第3圖中所顯示放電激勵受激準 分子雷射嚴置的不同處為其不具有放置在第1圖中所顯示 馬達12.輔端之徑向磁性軸承10。+放置在第1圖中所顯示 馬達12軚端之徑向磁性拍承1〇可有效降低由馬達12所引 起之振動，因此假如馬達12具有較大的尺寸且因而產生較 大的振動時亦可使馬達12穩定轉動《因此，假如馬達12 尺寸較小且所產生之振動較小時，如第10圖所顯示不需要 在馬達12之轴端放置徑向磁性軸承。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述放電激勵受激準分子雷射裝置中，為了使放置 在靠近馬達12之徑向磁性軸承9之鋼性大於距離馬達12 較遠處之徑向磁性軸承8之鋼性，徑向磁性轴承9之電磁 體磁心之截面積大於徑向磁性軸承8之電磁體磁心之截面 積。可是，亦可使用其他的配置方式使放置在靠近馬達12 之徑向磁性韩承9之鋼性大於距離馬達12較遠處之徑向磁 性轴承8之鋼性。舉例而言，使徑向磁性軸承9之電磁體 9b和電磁體指標9d間之間隙尺寸小於徑向磁性軸承8之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 25 311471 63429

五、發明說明（26 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電磁體8b和電磁體指標8d間之間隙尺寸。另一方面或額 外地’可使徑向磁性轴承9之電磁體9b之線圈匝數大於徑 向磁性軸承8之電磁體8b之線圈匝數。 第.11圖係顯示.在第.1.0 _.圖.所顯示放.電：激勵受.激準.分.子 雷射裝置中由區域A所包圍之部份的放大摘要載面圖，及 第12闺係顯示在第圖所顯示放電激勵受激準分子雷射 裝置中由區域B所包園之部份的放大摘要戴面圖。可籍由 增加由磁性軸承之電磁體所產生之磁吸力F而增加磁性軸 承之軸承鋼性。磁吸力F係正比於磁通密度B和磁心截面 積S之平方，磁通密度b係正比於線圈匝數N和線圈電流 i »且與.氟陈大小χ成.反比.。_因此，.為了1增加磁吸力F，.可 增加磁心截面積S、可增加線圈Ε數Ν、可增加線圈電流[， 或降低氣隙大小X » 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在第11和12圖中’馬達12附近之電磁體9b具有線 圈9b-2 ’雨距馬達12較遠處之電磁體.8b具有線圈.,81)-2.， 其_線圈.9b-2包含有:.沿.著電_磁避磁.心9b-1纏繞ς層::d·行 (線圈區數.._ c.X d)之銅線’._線圈8 b_-2.包.含有沿著.電磁體磁 心8b-l缠繞a層b行（線圈匝數:a X b)之鋼線。因此，為 了增加靠近馬達12之徑向磁性軸承9之軸承鋼性，可使線 圈E數：c X d大於線圈E數：a X b ’且可使徑向磁性轴承 9之電磁體_ 9b和電磁體.指標.9d_間之_間..隙尺寸X1小於徑向.. 磁性轴.承8之.電磁體8.b和電.磁體指標8 d間之間.隙.尺寸 X2(XKX2) 〇 第13圖係顯示在依據本發明之放電激勵受激準分子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 26 311471 463429

五、發明說明（27 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雷射裝置中所使用之交叉流動式風扇3。如第13圖中所顯 示’交叉流動式風扇3包含有複數個平衧葉片33和複數個 環形薄板3b 〇在可轉動軸4之軸向以相距特定間隔而放置 環形薄板3b。環形薄板3b在靠近其外側周圍邊緣處具有 用於固定葉片3a之附著孔或凹處，且在其内侧周圍邊緣具 有用於固定可轉動轴1 〇4之圓+形突..出..物.。 為了組裝交叉流動式風扇3，首先將在交叉流動式風 扇3末端上之其中一環形薄板3b擠壓安裝在可轉動轴4 上’且.然後將葉片3a插入在擠壓安裝式環形薄板3b内之 附著孔或凹處》之後’在葉片3a的導引卞將下一個環形薄 板3b辑壓安裝在可轉動軸4上，但小心勿扭曲葉片3a。 重複上述的安裝步驟直到將所有的環形薄板3b擠壓安裝 在可轉動韩4上。最後，.捲曲外側周園邊緣上之所有的環 形薄板3b以便固定葉片3a和環形薄板3b。 藉由以上述方法建構之交·叉流動式風扇3，可將可轉 動轴4和環形薄板3互相固定而不會有互相搖晃之危險。 因此’此交又流動式風扇3不會有上述傳統交叉流動式.風 扇之問題。假如可轉動軸4和環形薄板3是由相同的材料 製成’如SUS316L等之奥氏體不銹鋼，則不管交又流動式 風扇3經歷何種的溫度週期可轉動軸4和環形薄板3依舊 可固定在一起。因此’因為當放電激勵受激準分子雷射裝 置在運轉中或運送中時可轉動軸4在轉動時所產生之不平 衡力依舊未改變，所以在操作期間所引起之振動不會改 變。籍由在放電激勵受激準分子雷射裝置製造時進行平衡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 27 311471 {請先閱讀背面之注項再填寫本頁} -rk .----訂----- t 463429 A7 _B7___ 五、發明說明（28 ) 調整可降低可轉動軸4上之不平衡力，放電激勵受激準分 子雷射裝置可長時間經歷低振動。 雖然已洋細顯示和描述本發明之特定最佳實施例，很 明顯地可對本發明進行各種的改變和修正均不會偏離所附 申請專利範圍之目標。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .0衰——^——r訂---- ----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28 311471

Claims (1)

1. 463429 -J 9>年1月[Μ修正 Η3 ^ 圈 第89109988號專利申請案 申請專利範圍修正本 (90年9月！2曰： h —種放電激勵受激準分子雷射裝置，包含有： 充滿雷射氣體之盒子; 放置在盒子令產生用於放電以便可放電激勵雷射 教1體而使其發射雷射光束之主電極對； 用於在前述主電極對間產生高速雷射氣體流之交 又流動式風扇’前述交叉流動式風扇具有從其對立末端 突岀之可轉動軸； 磁性軸承，係利用軸承以非接觸方式可轉動地支撐 前逑可轉動軸； 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 保護軸承，當前述磁性軸承處於未運轉時用於支撐 前述可轉動軸；和用於啟動交叉流動式風扇之馬達；及 前述磁性軸承包含有放置在前述交叉流動式風扇 對立兩端之徑向磁性軸承，前述馬達係放置在前述可轉 動轴靠近其中之一前述徑向磁性轴承的那一端，此一前 述徑向磁性軸承所具有之軸承剛性大於放置在距前述 馬達較遠處的那一個徑向磁性轴承之袖承剛性。 2.如申請專利範圍第1項之放電激勵受激準分子雷射裝 置’其中’前述徑向磁性軸承分別所具有之電磁體擁有 其專屬之磁怒’前述其中一徑向磁性轴承之電磁體之磁 域所具有之截面積大於放置在距前述馬達較遠處之徑 向磁性軸承之電磁體之磁愁’因此前述此徑向磁性轴承 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（210X297公资） 1 311471 463429 之軸承剛性大於距前述馬達較遠處的那一個徑向磁性 軸承之抽承剛性β 3-如申請專利範園第丨項之放電激勵受激準分子雷射裝 置，其中，前述徑向磁性軸承中之一個具有個別的電磁 體和個別的電磁體指標’且前述徑向磁性軸承之電磁體 和電磁體指標間之氣隙間隔小於距前述馬達較遠處之 径向磁性軸承之電磁體和電磁體指標間之氣隙間隔，因 此前述徑向磁性軸承之軸承剛性大於距前述馬達較遠 處的那一個徑向磁性軸承之轴承剛性。 4. 如申請專利範圍第1項之放電激勵受激準分子雷射裝 置，其中，前述各徑向磁性軸承各具有包含有個別的磁 芯之電磁體’且前述的徑向磁性軸承中之一個之電磁體 的磁芯線圈數大於距前述馬達較遠處之徑向磁性軸承 之電磁體的磁芯之線圈數，因此前述徑向磁性軸承中之 一個之軸承剛性大於距前述馬達較遠處的那一個徑向 磁性軸承之軸承剛性。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 5. 如申請專利範圍第1項之放電激勵受激準分子雷射裝 置’其前述的磁性軸承包含有放置在前述馬達軸端 之另一個徑向磁性軸承。 6. —種放電激勵受激準分子雷射裝置，包含有： 充滿雷射氣體之盒子； 放置在盒子中產生用於放電以便可放電激勵雷射 氣體而使其發射雷射光束之主電極對； 用於在前述主電極對間產生高速雷射氣體流之交 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公瘦) 2 311471 463429 又流動式風屬’前述交叉流動式風扇具有由其對面末端 突起之可轉動軸； 磁性轴承’係利用前述轴承以非接觸方式可轉動地 支樓此刚述可轉動軸’前述磁性軸承包含有放置在前述 交叉流動式風扇對立兩端之徑向磁性軸承； 當前述磁性軸承處於未運轉時用於支撐前述可轉 動軸之保護軸承； 用於啟動前述交又流動式風扇之馬達；及 用於將雷射氣體從前述交又流動式風扇導離之雷 射氣體進出口 ’在此可將進入軸端之灰塵粒子移離放置 在前述交又流動式風扇兩側末端和前述馬達上之前述 徑向磁性軸承； 前述保護軸承包含有分別放置在前述交叉流動式 風扇之兩側靠近徑向磁性軸承之保護軸承。 7. —種放電激勵受激準分子雷射裝置，包含有： 充滿雷射氣體之盒子； 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 放置在盒子中產生用於放電以便可放電激勵雷射 氣體而使其發射雷射光束之主電極對； 用於在前述主電極對間產生高速雷射氣體流之交 又流動式風扇，前述交叉流動式風扇具有由其對面末端 突起之可轉動軸； 磁性軸承，係利用前述軸承以非接觸方式可轉動地 支撐此前述可轉動軸，前述磁性軸承包含有放置在前述 交叉流動式風扇對立兩端之徑向磁性袖承； 本紙張尺度適用中國國家擦準（CNS )A4规格（210 X 297公楚) 3 311471 463429 ------ Η3 當前述磁性軸承處於未運轉時用於支撐前述可轉 動轴之保護軸承； 用於啟動前述交又流動式風扇之馬達；及 放置在連接前述盒子和前述磁性軸承之氣流路經 間的差壓產生機構； 前述保護軸承包含有分別放置在前述交又流動式 風扇之兩側靠近徑向磁性軸承之保護軸承β 8，如申請專利範園第1、6、或7項之放電激勵受激準分 子雷射裝置，其中，前述保護軸承包含有滾動軸承，此 滾動軸承分別包含有滚動件、内側軸承套和外侧軸承 套’而前述滾動件、前述内側軸承套和前述外側軸承套 中至少有一種是由氧化鋁瓷或氧化锆瓷製成的。 9. 如申請專利範圍第1、6、或7項之放電激勘受激準分 子雷射裝置，其中，前述保護軸承包含有可以由氧化鋁 瓷、氧化锆瓷、聚四氟乙烯或前述材料之合成材料等製 成之滑動轴承。 10. —種放電激勵受激準分子雷射裝置，包含有： 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 充滿雷射氣體之盒子； 放置在盒子中產生用於放電以便可放電激勵雷射 氣體而使其發射雷射光束之主電極對； 用於在前述主電極對間產生高速雷射氣體流之交 又流動式風扇，前述交又流動式風扇具有由其對面末端 突起之可轉動軸； 磁性軸承，係利用前述軸承以非接觸方式可轉動地 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )Α4規格（210 X 297公楚) --- 4 311471 463429 ______H3 支撐此前述可轉動軸’前述磁性轴承包含有放置在前述 交又流動式風扇對立兩端之徑向磁性軸承； 當前述磁性軸承處於未運轉時用於支撐前述可轉 動軸之保護軸承；及 用於啟動前述交又流動式風扇之馬違； 其中前述交叉流動式風扇包含有複數個平行葉片 和複數個環形薄板，且環形薄板和可轉動軸4是以相同 的材料製成故可緊緊地固定在一起。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )A4規格（210 X 297公楚) 5 311471