WO2015016739A1 - Разрядная система эксимерного лазера - Google Patents

Разрядная система эксимерного лазера Download PDF

Info

Publication number
WO2015016739A1
WO2015016739A1 PCT/RU2014/000087 RU2014000087W WO2015016739A1 WO 2015016739 A1 WO2015016739 A1 WO 2015016739A1 RU 2014000087 W RU2014000087 W RU 2014000087W WO 2015016739 A1 WO2015016739 A1 WO 2015016739A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
dielectric plate
extended
discharge
laser
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000087
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Олег Борисович ХРИСТОФОРОВ
Original Assignee
Khristoforov Oleg Borisovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Khristoforov Oleg Borisovich filed Critical Khristoforov Oleg Borisovich
Publication of WO2015016739A1 publication Critical patent/WO2015016739A1/ru

Links

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

Definitions

  • the invention relates to a device for powerful pulse-periodic gas-discharge excimer lasers and laser systems with UV preionization.
  • 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 , HC1 at high ⁇ 1 MW / cm 3 pump power density.
  • inert gases Na, He, Xe, Kr, Ar
  • halogen-containing molecules F 2 , HC1 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the CP formation system integrated into the laser gas flow circulation system has large transverse dimensions, which increases the cost of pumping gas.
  • 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 discharge ⁇ 3 mm wide between the first and second electrodes and limits the possibility of obtaining high (over ⁇ 0.1 J / pulse) values of the laser output energy when generated by ecimer molecules.
  • 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.
  • the technical result of the invention is to minimize the inductance of the discharge system, increase the generation energy, the average radiation power of the excimer laser at high efficiency and reduce the cost of operating the laser.
  • an excimer laser discharge system 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 pre-ionization unit, comprising, a uniform complete sliding discharge (CP) formation system including an extended dielectric plate igniting an electrode, is installed inventive on the front surface of the dielectric plate therealong and extended initiating electrode adjacent to the back surface of the dielectric plate, wherein
  • CP uniform complete sliding discharge
  • the extended dielectric plate of the CP forming system has a curved shape in cross section
  • the extended portion of the back surface of the dielectric plate is cylindrical.
  • 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.
  • the front and back surfaces of the curved dielectric plate are cylindrical.
  • At least a portion of the surface of the curved dielectric plate aligned with the surface of the initiating electrode is circularly cylindrical.
  • 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.
  • two identical preionization units are located on the sides of either the first solid electrode or the second solid electrode.
  • the CP formation system comprises at least one extended additional electrode.
  • the additional electrode is connected to the initiating electrode.
  • the front surface of the curved dielectric plate is convex.
  • either sapphire or ceramics, in particular Al 2 0z, is used as the material of the curved dielectric plate.
  • the initiating electrode is made either cooled by a gas stream or a liquid coolant.
  • 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.
  • the front surface of the curved dielectric plate is concave.
  • 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.
  • the curved dielectric plate is made in the form of a cylindrical thin-walled dielectric tube with a longitudinal section.
  • 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.
  • the CP forming system comprises, as a curved dielectric plate, a solid dielectric tube, within which an initiating electrode is placed, and an additional electrode is placed on the outer surface of the whole dielectric tube.
  • the additional electrode is connected to the initiating electrode through the end face of the dielectric tube.
  • either an ignition electrode or an additional electrode is connected to either the first electrode or the second electrode.
  • an ignition electrode or an additional electrode is combined with either the first electrode or the second electrode.
  • 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.
  • a ceramic insulator with a ⁇ -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.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a discharge system of an excimer laser in various particular cases of the present invention.
  • the excimer laser discharge system comprises 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 perpendicular to the plane FIG. 1 are parallel to each other.
  • the discharge system also comprises a preionization unit 5 with a uniform complete sliding discharge (CP) formation system.
  • the CP formation system includes an extended dielectric plate 6, igniting (as we call it) an electrode 7 mounted on the front surface 8 of the dielectric plate 6 along it, and an extended initiating (as we call it) electrode 9 adjacent to the reverse dielectric surface 10 plates 6.
  • the extended dielectric plate 6 has a curved cross section and at least a portion of the reverse surface 10 of the dielectric plate 6 adjacent to the extended initiating electrode 9 is cylindrical.
  • the CP zone is located between the ignition and initiating electrodes 7, 9 on the surface or surfaces of the curved dielectric plate 6. At least a large part of the CP zone is located on that part of the front surface 8 of the curved dielectric plate 6 the surface of which is adjacent to the initiating electrode 9.
  • the excimer laser discharge system also contains a set of capacitors
  • the switching power supply 11 is connected to the preionization unit 5 through additional capacitors 13 designed to provide automatic preionization when they are pulsed charging through the CP of the preionization unit 5.
  • the uniformity of CP required for highly efficient highly stable laser operation is achieved when the interelectrode distance on the surface of the dielectric plate 6 is not less than a certain characteristic value of several units of centimeters.
  • the use of a curved dielectric plate in the CP formation system provides a compact 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 an increase in the pulse repetition rate and an increase in 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 curved dielectric plate 6 and simplifies the combination of its reverse surface 10 with the surface of the extended initiating electrode 9, which is necessary for high uniformity of the CP.
  • the CP forming system is installed so that the generatrices of the cylindrical surface 10 of the curved dielectric plate 6 are parallel to the longitudinal axes of the first and second electrodes 2, 3.
  • the CP zone is parallel to the volume discharge zone 4. This ensures a uniform level of preionization along the entire length zones of volume discharge 4 and, accordingly, its high uniformity and resistance to acoustic disturbances in the regime with a high pulse repetition rate.
  • the preionization unit 5 is installed near the second electrode 3. Moreover, in accordance with one embodiment of the invention, the initiating electrode 9 of the CP formation system is connected to the second laser electrode 3. This ensures the compactness of the device, reduces the inductance of the discharge circuit of the laser, increasing its efficiency.
  • the curved dielectric plate 6 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. This simplifies the manufacture of a curved dielectric plate 6.
  • the front 8 and back 10 of the surface of the curved dielectric plate 6 are circularly cylindrical. This provides further simplification of the manufacture of a curved dielectric plate 6 when using a round-cylindrical dielectric tube as a blank.
  • the device comprises two identical preionization units 5 located on the sides of a solid either the first electrode 2 or the second electrode 3.
  • a gas discharge excimer laser or molecular fluorine laser the cross section of which is shown in FIG. 2 comprises a laser chamber 1 filled with a gas mixture.
  • the laser chamber 1 is made on the basis of a ceramic tube, in which are located spaced apart from each other extended first electrode 2 located on the side of the wall of the laser chamber 1, and the second electrode 3.
  • Two identical preionization blocks 5 are located on the sides of the second electrode 3, made solid, which ensures the relative simplicity of the electrode, its high reliability and long life.
  • the placement of CP formation systems near the second electrode 3 allows minimizing the inductance of the discharge circuit, which increases the efficiency of a high-energy excimer laser.
  • the CP formation system comprises one extended additional (as we call it) electrode 14 located on the dielectric plate 6 (Fig. 2).
  • a CP is formed on the surface of the curved dielectric plate 6 between the ignition electrode 7 and the additional electrode 14.
  • the extended massive initiating electrode 9 can be made of relatively cheap material, preferably with high thermal conductivity, for example, from A1.
  • the additional electrode 14, to which the main current of the completed CP is closed, is made of erosion-resistant metal, for example, Ni, Cu-W, etc.
  • the additional electrode 14 of the CP formation system is aligned with the second laser electrode 3 (FIG. .2), either with the first electrode 2.
  • the additional electrode 14 is connected to the second electrode 3, or with the first electrode 2.
  • the additional electrode 14 is connected to the initiating electrode 9 (Fig. 2). All this simplifies the electrical circuit of the CP formation system.
  • a set of capacitors 12 connected to the first and second electrodes 2, 3 through busbars connected to the plates of the capacitors, current leads 15, 16 of the laser chamber 1 and gas-permeable return conductors 17 located in the laser chamber 1 on either side of electrodes 2, 3.
  • a pulse power supply 11 is connected to the capacitors 12. Also, a pulse power supply And is connected to the preionization unit 5 through additional current leads 18 of the laser chamber 1 and gas-permeable additional reverse t pipelines 19.
  • a gas circulation system containing a diametrical fan 20, water-cooled tubes 21 a heat exchanger, two extended spoilers 22 made in the ceramic embodiment of the invention, and extended guide vanes 23 for forming a gas stream (Fig. 2).
  • 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.
  • the front surface 8 of the curved dielectric plate 6 is convex.
  • a highly efficient preionization unit 5 into the gas circulation system in such a way that the ignition and additional electrodes 7, 14 of the CP formation system do not prevent the formation of a high-speed gas flow in the zone of volume discharge 4.
  • each point of the volume discharge zone 4 is located in the zone direct visibility of at least part of the discharge gap on the surface of the curved dielectric plate 6 used to form the SR.
  • the curved dielectric plates 6 of the two preionization units 5 must be installed so that the tangent to the surface of the first second electrode 3, perpendicular to the plane including the longitudinal axes of the first and second electrodes 2, 3, touches or intersects a part of the surface of each curved dielectric plate 6 used to ignite the CP.
  • 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.
  • erosion-resistant and halogen-resistant dielectrics are preferably used: either sapphire or ceramics, in particular A1 2 0 3 , which provide a long life time of the dielectric plate in the preionization unit , as well as the long lifetime of the laser gas mixture containing extremely chemically active components of F 2 or HC1.
  • the initiating electrode 9 and the adjacent curved dielectric plate 6 heated by the CP are cooled, at least in part, by heat transfer from the massive metal guide vane 23, in turn cooled by the gas stream circulating in the laser camera 1.
  • the initiating electrode 9 may be a cooled liquid coolant.
  • the initiating electrode may either have a channel for circulation of the coolant.
  • the initiating electrode 9 may be a cooled portion of the gas stream circulating in the laser chamber 1, having fins or pins of the radiator on the rear side of the initiating electrode 9.
  • each preionization unit 5 is located on the reverse surface 10 of the curved dielectric plate 6.
  • Installing an additional electrode 14 on the reverse surface 10 of the curved dielectric plate 6 at a small distance from its edge can further reduce the transverse size of the system the formation of a homogeneous SR. Due to this, the compactness of the discharge system and its low inductance are achieved, which increases the efficiency of a high-energy wide-aperture excimer laser.
  • the additional electrode 14 is combined with the initiating electrode 9, which in some cases simplifies the CP formation system and the laser discharge system as a whole.
  • the ignition electrode 7 is aligned with the first electrode 2 (Fig. 3).
  • the discharge system (FIG. 3) made in accordance with the present invention is applicable to high-power excimer lasers of various designs, including the laser design shown in FIG. 2.
  • the laser chamber 1 made predominantly metal, contains extended ceramic containers 24 mounted near the first electrode 2.
  • the end parts of each ceramic container 24 are hermetically attached to the ends of the laser chamber 1.
  • capacitors 12 which are inductively coupled little to the first and second electrodes 2, 3 through current leads 15, 16 and gas-permeable return current conductors 17.
  • the power supply 1 1 is connected inductively to the capacitors 12 through high-voltage current leads 25 and grounded current leads 27, as well as through high-voltage and grounded current leads 15, 16 of each ceramic container 24.
  • Such a low-inductance feed The distance of the power supply 1 1 to the capacitors 12 provides high slew rates electric field and electric field strength in the region of discharge 4 at the stage of breakdown. This improves the uniformity of the volumetric discharge of the laser and increases the stability of the uniform shape of the discharge to acoustic disturbances arising in the laser chamber at a high pulse repetition rate. The result is an increase in laser efficiency.
  • two identical preionization units 5 are installed, each of which contains a CP formation system on the surface of a curved dielectric plate 6, made in the form of an extended part of a round-cylindrical thin-walled tube enclosed between its two longitudinal sections.
  • the ignition electrode 7 of the CP formation system mounted on the convex front surface of the curved dielectric plate 6 is connected to the first electrode 2, and the additional electrode 14 is connected to the initiating electrode 9 adjacent to the reverse surface of the curved dielectric plate 6.
  • additional capacitors 13 are placed in ceramic containers 24, the capacitance of which is many times smaller than the capacitance of capacitors 12, and they occupy a small part of the volume of containers 24. Additional capacitors 13 are connected to the preionization unit 5, namely, they are connected to an additional electrode 14 CP formation systems via additional current leads 18.
  • each ceramic container 24 has the shape of a rectangular tube, which ensures the compactness of ceramic containers 24 with a high degree of filling with ceramic capacitors 12 used for high-power gas-discharge lasers. As a result, a small inductance of the discharge circuit and an increase in the laser efficiency are achieved.
  • the capacitors 12 are as close as possible to the discharge zone 4.
  • extended ceramic containers 24 are placed on the side of the discharge zone 4, forming their surfaces facing the discharge zone 4, located upstream and downstream of the zone discharge 4 guides of the gas stream or spoilers, significantly changing the direction of the gas stream during the passage of the discharge zone 4.
  • This geometry of the gas stream can be effective because it eliminates the unwanted ny the effect of separation of the gas stream from the second electrode 3 after the discharge zone 4 passes through the stream.
  • the use of ceramic containers with capacitors placed in them optimizes the geometry of the gas stream, discharge circuit, and excimer laser discharge system in a wider range compared to known analogues.
  • the capacitors 12 located therein can be as close as possible to the discharge zone 4.
  • the container wall may be thinner than the wall of the ceramic discharge chamber of lasers known from US6757315 and used in the powerful VYPER double-beam laser system, Coherent Inc. Excimer Lasers & UV Optical Systems Product Catalog 2013. Accordingly, the discharge circuit inductance can be reduced.
  • the preionization level is higher than in the above analogues using corona discharge preionization. All this provides the possibility of increasing the stability of the output characteristics of the excimer laser, as well as the possibility of increasing the aperture of the volume discharge, energy and power of laser radiation at high laser efficiency.
  • the front surface 8 of the curved dielectric plate 6 is concave.
  • the curved dielectric plate 6 is preferably made in the form of an extended part of a circular cylindrical thin-walled tube, enclosed between two sections of the tube parallel to its longitudinal axis.
  • the reverse surface 10 of the curved dielectric plate 6 made of ceramic or sapphire is part of the outer surface of the round cylindrical tube, which facilitates the possibility of its processing with high accuracy during rotation of the workpiece tube.
  • the extended surface of the initiating electrode adjacent to the reverse surface of the dielectric plate 6 is concave round-cylindrical, which also facilitates the possibility of its precise machining with a milling tool. All this simplifies the manufacturing technology of the CP formation system with the exact combination of the surfaces of the curved dielectric plate 6 and the extended initiating electrode 9. B As a result, highly efficient operation of the preionization unit 5 is achieved by ensuring high uniformity of CP and effective cooling of the curved dielectric plate 6 by means of an initiating electrode 9.
  • a portion of the curved dielectric plate that is not used to form 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.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment of the invention with two identical preionization units 5 mounted on the sides of the second electrode 3.
  • the laser chamber 1 is predominantly ceramic.
  • a switching power supply 11 is connected to each preionization unit 5 through additional capacitors 13, additional current leads 18 of the laser chamber, gas-permeable additional return conductors 19 and current leads 28 provided with ceramic insulators.
  • a low inductance of the discharge circuit is achieved, including by placing part of the curved dielectric plate 6 on the back side of either the first electrode 2 (Fig. 5) or the second electrode 3 (Fig . 6).
  • the discharge system comprises two identical CP formation systems 5 installed on the side of the second electrode 3.
  • the CP formation system is characterized by
  • - curved dielectric plate 6 is made in the form of a cylindrical thin-walled dielectric tube 6 with a longitudinal section 29,
  • the initiating electrode 9 is placed inside the dielectric tube 6 and the additional electrode 14 is connected to the initiating electrode 9 through a longitudinal section 29 of the dielectric tube 6,
  • each preionization unit 5 is connected to the second electrode 3.
  • 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.
  • the implementation of the curved dielectric plate 6 in the form of a ceramic tube with a longitudinal section 29, along with the compactness of the preionization unit, provides the relative simplicity of the manufacturing technology of the formation system of the CP.
  • the implementation of the tube thin-walled that is, with a value of its thickness not exceeding a certain upper boundary, provides at the stage of ignition CP a high electric field strength on the surface discharge gap, necessary to obtain high uniformity of the completed SR.
  • the characteristic dimensions of the thin-walled tube 6 may be as follows: diameter 15 mm, thickness 1.3 mm.
  • FIG. 8 illustrating a discharge system comprising a high-power high-energy excimer laser
  • identical preionization units 5 with curved dielectric plates 6 in the form of a tube with a longitudinal section are located on both sides of the first electrode 2 in the laser chamber 1 made on the basis of a ceramic tube.
  • the simplicity and compactness of the discharge circuit of the CP formation system is achieved by connecting or combining the ignition electrode 7 with the first electrode of the laser 2 and connecting the additional electrode 14 with additional capacitors 13 through additional current leads 18 installed in the wall of the laser chamber 1 along its length (without the use of gas-permeable additional return conductors 19, as in the schemes of Fig. 2 and Fig. 6.
  • the CP formation system of each preionization unit 5 comprises, as a curved dielectric plate 6, an integral cylindrical thin-walled dielectric tube, inside which an initiating electrode 9 is placed, and an additional electrode 14 is placed on the outer surface of the whole dielectric tube (Fig. 9).
  • a curved dielectric plate 6 an integral cylindrical thin-walled dielectric tube, inside which an initiating electrode 9 is placed, and an additional electrode 14 is placed on the outer surface of the whole dielectric tube (Fig. 9).
  • two identical preionization units 5 are located on the sides of the second electrode 3.
  • an additional electrode preferably, although not necessarily, is connected to the initiating electrode through the end of the dielectric tube, which increases the electric field strength in the plasma CP at the stage of its ignition and improves the uniformity of the completed CP.
  • 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.
  • the preionization unit 5 is placed on the back side of the partially transparent electrode, while the CP formation system is symmetrical with respect to the plane 30, including the longitudinal axis 31, 32 of the first and second electrodes 2, 3, perpendicular to the plane of the drawing (Fig. 10).
  • the CP formation system contains two CP zones symmetrically located on both sides of the indicated plane 30. Each CP zone is located on the surface of a curved dielectric plate between the ignition electrode 7 and the additional electrode 14 or the initiating electrode 9 in the absence of an additional electrode 14.
  • two zones CP occupy the entire front surface 8 of the curved dielectric plate 6 located on the sides of the igniting electric ode 7.
  • a part of the front surface of the partially transparent electrode adjacent to the zone of volume discharge 4 is made thin-walled, profiled on the front side and made with slotted holes 33.
  • the curved dielectric plate 6 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.
  • the front surface of the curved dielectric plate 6 is convex and faces the partially transparent first electrode 2.
  • a part of the surface of the extended initiating electrode 9 is adjacent to the back surface of the curved dielectric plate 6, and the other part of the surface of the initiating electrode 9 is connected to or combined with an additional electrode 14.
  • the ignition electrode 7 of the CP formation system is mounted on the convex cylindrical surface of the curved dielectric plate 6 and connected to a partially transparent first electrode 2 by conductors 34 installed along the length of the ignition electrode 7, acting as fasteners burning electrode 7 and practically not reducing, due to high transparency, the level of preionization in the discharge zone 4.
  • the partially transparent electrode 2 (Fig. 10) has an extended niche 35 on the reverse side, in which, at least partially, an extended preionization unit 5 is placed. This ensures the compactness of the electrode assembly and increases the efficiency of the preionization unit 5 by placing it in close proximity from discharge zone 4.
  • an extended ceramic insulator 36 with ⁇ -shaped (Fig. 10) or U-shaped (not shown) cross-section is placed in an extended niche 35 of a partially transparent electrode 2 (Fig. 10).
  • the preionization unit 5 is at least partially placed in an extended ceramic insulator 36 on the back side of the partially transparent electrode 2 (Fig. 10).
  • the maximum compactness of the electrode assembly and the laser discharge system as a whole is achieved by eliminating parasitic breakdowns between the partially transparent electrode and the preionization unit using an extended ceramic insulator 36.
  • a discharge system made in accordance with the present invention is applicable to high-power excimer lasers of various designs.
  • FIG. 11 shows a discharge system made in accordance with an embodiment of the present invention as applied to a high-power excimer laser, in which the laser chamber 1, made mainly of metal, contains extended ceramic containers 24 mounted near the partially transparent first electrode 2.
  • the ceramic containers 24 the end parts of which are hermetically fixed to the ends of the laser chamber 1, capacitors 12 are placed, which are inductively connected to the first and second electrodes 2, 3 through current leads 15, 16 installed in this embodiment of the invention in ceramic containers 24, and through gas-permeable return current conductors 17.
  • the source Tanya 11 is connected to a low-inductance capacitors 12 through ceramic insulators 26 provided with high-voltage current leads 25 of the laser chamber 1 and the grounded conductors 27 and also grounded through the high voltage and current leads 15, 16 of each ceramic container 24.
  • additional capacitors 13, providing automatic preionization are connected to the preionization unit 5 through additional current leads 18 installed in the ceramic container 24 along their length.
  • the preionization unit 5 is partially placed in an extended niche 35 on the back side of the partially transparent first electrode 2 (Fig. 1 1). Moreover, the CP formation system is made symmetrical with respect to the plane, including the longitudinal axis of the first and second electrodes 2, 3, and includes two CP zones symmetrically located on both sides of the specified plane.
  • the ignition electrode 7 mounted on the convex cylindrical surface of the curved dielectric plate 6 is connected to the partially transparent first electrode 2 by current conductors 34.
  • the curved dielectric plate 6 can be made as a part of a round-cylindrical thin-walled dielectric tube with a longitudinal section.
  • the system for forming a uniform extended CP is as compact as possible, which minimizes the transverse dimensions of the partially transparent electrode, on the back of which a preionization unit 5 is installed, and reduces the inductance of the discharge circuit.
  • each ceramic container 24 is in the form of either a round or a rectangular pipe (Fig. 1 1). In the latter case provides a large compact ceramic containers 24 with a high degree of filling their volume with ceramic capacitors 12. As a result, a small inductance of the discharge circuit and an increase in laser efficiency are achieved.
  • each ceramic container 24 facing the discharge zone 4 1 parts of the surface of each ceramic container 24 facing the discharge zone 4 are mounted flush with the first electrode 2, forming gas flow guides located upstream and downstream near it. This allows you to generate a high-speed gas flow in the discharge zone 4.
  • 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.
  • An additional factor contributing to a decrease in the inductance of the discharge circuit is that during the preionization through the partially transparent first electrode 2, the insulating surfaces of the ceramic containers 24 facing the discharge zone 4 are not exposed to UV radiation by the preionization unit 5, which makes the discharge circuit as compact as possible.
  • the additional electrode 14 connected to the initiating electrode 9 is preferably provided with a cooled gas stream.
  • the curved dielectric plate 6 is made in the form of a solid dielectric tube, on the front outer surface of which a burning electrode 7 and an additional electrode 14 are diametrically opposed along it.
  • FIG. . 12 is a diagram of this embodiment of the invention with the first electrode 2 made partially transparent.
  • an additional electrode 14 is connected to the initiating electrode 9 located inside the dielectric tube through the end face of the dielectric tube, for example, by means of an electric conductor 37 (Fig. 12).
  • the initiating electrode 9 can be made in the form of a thin metal plate rolled into a tube with a diameter equal to the inner diameter of the dielectric tube (Fig. 12), and the electrical conductor 37 may be part of a thin metal plate (foil).
  • FIG. 13 illustrates an embodiment of the invention with a second electrode 3 made partially transparent as part of an excimer laser with a laser tube 1 based on a ceramic tube.
  • An embodiment of the invention using a second electrode made partially transparent provides a minimum inductance of the discharge circuit. This is achieved due to the fact that the preionization unit 5 and the current circuit CP are located outside the discharge circuit of the main volume discharge, which minimizes its inductance.
  • Fig. 10-13 is characterized by a small (close to unity) coefficient of gas change K in the discharge zone 4, which allows to increase the generation energy and power of the excimer laser while ensuring its high efficiency.
  • the initiating electrode 9 may be made of a cooled liquid heat carrier.
  • the initiating electrode may either have a channel 38 for circulation of the coolant (Fig. 13).
  • the discharge system of an excimer laser operates as follows.
  • the voltage begins to increase.
  • the voltage also begins to increase.
  • an ionization wave develops on the front surface 8 of that part of the curved dielectric plate 6, to the reverse surface 10 of which is a cylindrical adjacent extended initiating electrode 9, an ionization wave develops.
  • the distributed electric capacitance of the curved dielectric plate 6 is charged to a voltage of approximately equal to the voltage of the ignition electrode 7.
  • a completed sliding discharge is ignited between them, the current of which is limited by the charging current of the additional capacitors 13.
  • the electric capacitance of the additional capacitors 13 is selected many times smaller than the capacitance of the capacitors 12 connected to the first and the second electrodes 2, 3, the longitudinal axes of which are parallel to each other.
  • a curved dielectric plate 6 in comparison with a flat one ensures the compactness of the CP formation system and the laser discharge system as a whole, which reduces the inductance of the discharge circuit, makes it possible to increase the pulse repetition rate and increase the average laser radiation power at high laser efficiency.
  • the execution of at least a portion of the dielectric plate adjacent to the initiating electrode, cylindrical provides relative ease of manufacture of the curved dielectric plate 6. Due to the fact that the generators of the cylindrical surface 10 of the curved dielectric plate 6 are parallel to the longitudinal axes of the first and second electrodes 2, 3 , the CP zone is parallel to the zone of volume discharge 4, providing a uniform level of preionization over the entire length of the extended zone of volume discharge 4. This provides a high single odnost volume discharge laser and its resistance to acoustic disturbances in a mode with high pulse repetition frequency.
  • CP is carried out on the surface of a curved dielectric plate 6 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. It simplifies the manufacture of a curved dielectric plate 6.
  • the front 8 and the reverse 10 of which surface are preferably circularly cylindrical on the surface of the curved dielectric plate 6.
  • connection in embodiments of the invention of the initiating electrode 9 of the CP formation system with the second laser electrode 3 ensures the compactness of the device, simplifies it and reduces the inductance of the discharge circuit of the laser, increasing its efficiency.
  • a gas circulation system in the laser chamber 1 When working with a high pulse repetition rate, a gas circulation system in the laser chamber 1 is used. The device cycle is repeated when the high-speed gas flow cooled by the tubes of the heat exchanger 21 is provided by a diametrical fan 20 and gas flow guides, which include spoilers 22 and guide vanes 23, will change the gas in the zone of volume discharge 4 between the electrodes 2, 3 after the next laser pulse (Fig. 2).
  • preionization is carried out simultaneously by two identical preionization units 5 located on the sides of a solid either the first electrode 2 (Fig. 2, 4, 8) or the second electrode 3 (Fig. 3, 5-7 , 9).
  • preionization is carried out by preionization units 5, so that each point of the discharge zone 4 is in the line of sight of at least part of the surface of the curved dielectric plate 6 used to form the CP.
  • the execution of the first and second electrode continuous provides their relative simplicity, high reliability and long life.
  • the current of each CP flows along a circuit including, along with pulse-charged additional capacitors 13, additional current leads 18 of the laser chamber 1 made in embodiments of the invention (Figs. 2, 6, 8) based on a ceramic pipe , and gas-permeable additional return conductors 19, allowing the circulation of gas in the laser chamber 1.
  • a completed CP current flows between the ignition electrode and at least one extended supplemental electrode 14 (FIGS. 2-13), preferably connected to the initiating electrode 9, which simplifies the preionization unit 5.
  • the additional electrode 14 of the CP formation system is connected or combined with the second electrode 3 (Fig. 2), or with the first electrode (these options are not shown for simplicity). All this simplifies the electrical circuit of the CP formation system.
  • CP is ignited not only on the front surface 8 of the curved dielectric plate 6, but also on its extended lateral edge (Figs. 1, 3-6) and in some embodiments (Fig. 3) along a small part of the reverse surface 10. This allows further reduce the size of the CP formation system.
  • the current of the main volume discharge flows along a low-inductance discharge circuit, which includes capacitors 12, current leads 15, 16, gas-permeable return current conductors 17, first and second electrodes 2, 3.
  • a relatively small electric energy stored during the pulsed energy is invested in the main discharge charging in additional capacitors 13, which is partially allocated in SR.
  • the devices ensure the absence of spurious breakdowns between the high-voltage first electrode 2 and the grounded current leads 16 due to their placement at a certain distance from each other.
  • the placement of CP formation systems near the second electrode 3 allows minimizing the discharge circuit inductance due to the closest possible approach to the first electrode 2 of the current leads 16 due to the absence of preionization blocks 5 near the first electrode 2 (Fig. 2), which increases the efficiency of the high-energy excimer laser .
  • the electrodes 7, 9, 14 of the CP formation system are removed from the discharge zone 4 (Fig. 2).
  • erosion-resistant and halogen-resistant dielectrics are preferably used as the material of the curved dielectric plate 6: either sapphire or ceramics, in particular, A1 2 0.
  • the initiating electrode 9 and the adjacent curved dielectric plate 6 heated by the CP are cooled during operation, at least in part by heat transfer from the massive metal guide vane 23, which in turn is cooled by a gas stream, circulating in the laser chamber 1.
  • the initiating electrode 9 or the additional electrode 14 may have radiator pins or radiator fins on the rear side perpendicular to the longitudinal axes of the first and second electrodes.
  • the initiating electrode 9 is cooled by a liquid coolant, for this the initiating electrode 9 has a channel 38 for circulation of the coolant (Fig. 13).
  • the capacitors 12 are charged via a low-inductance electric circuit, which includes sealed high-voltage current leads 25 with ceramic insulators 26 mounted on the side of the first electrode 2 in the metal wall of the laser chamber 1 along it.
  • the low-inductance charging circuit of the capacitors 12 also includes current leads 15, 16 installed along the ceramic containers 24, and extended inside the laser chamber 1 on both sides of the ceramic containers 24, long grounded conductors 27 connected to a metal the wall of the laser chamber 1.
  • auxiliary capacitors 13 are also charged, also located in ceramic containers 24.
  • the auxiliary capacitors 13 are charged via an electric circuit that includes additional current leads 18 and an extended surface discharge gap between the ignition and additional electrodes 7, 14 of the preionization unit 5
  • the optimized value of the capacitance of the auxiliary capacitors 13 is many times less than the capacitance of the capacitors 12, which determines relatively A small energy input into the auxiliary sliding discharge of the preionization unit 5.
  • the UV radiation of the auxiliary completed sliding discharge over the surface of the extended sapphire plate 6 carries out preionization of the gas in the discharge zone 4. When the breakdown voltage at the electrodes 2, 3 is reached, a volume gas discharge is ignited between them .
  • the energy stored in the capacitors 12 is invested in a discharge along a low-inductance discharge circuit, including high-voltage and grounded current leads 15, 16 and gas-permeable return conductors 17 located on both sides of the first and second electrodes 2, 3.
  • the discharge provides excitation of the gas mixture in the discharge zone 4, which makes it possible to obtain laser beam generation.
  • gas circulation system containing a diametrical fan 20, water-cooled heat exchanger tubes 21, gas flow guides, which include spoilers 22, guide vanes or vanes 23, and surface portions of ceramic containers 24 facing the discharge zone, will change gas in the zone discharge 4, the laser cycle is repeated.
  • the placement of capacitors 12 in ceramic containers 24 allows for a low inductance of the discharge circuit and to increase the efficiency of the laser.
  • the extended parts of the containers 24 facing the discharge zone, forming gas flow guides located upstream and downstream near it can efficiently generate a high-speed gas flow between the laser electrodes, which makes it possible to realize a highly efficient laser operation with a high average radiation power.
  • CP is ignited on the surface of a curved dielectric plate 6, the front surface of which is concave (Fg. 5, 6). Moreover, in embodiments of the invention, the CP is ignited in two identical units preionization 5 located on the sides of either the first electrode 2 (Fig. 5) or the second electrode 3 (Fig.6).
  • the flow path CP may include current leads 28 provided with ceramic insulators (FIG. 6).
  • the curved dielectric plate 6 is preferably made in the form of an extended part of a circular cylindrical thin-walled tube, enclosed between two sections of the tube parallel to its longitudinal axis.
  • the surface treatment of the curved dielectric plate 6, more precisely the outer surface of the workpiece tube, compatible with the surface of the initiating electrode 9, is facilitated.
  • a portion of the curved dielectric plate not used to form the CP can be located on the back of either the first electrode 2 (FIG. 5) or the second electrode 3 (FIG. 6).
  • a low inductance of the discharge circuit is achieved, including by placing part of the curved dielectric plate 6 on the back side of either the first electrode 2 (Fig. 5) or the second electrode 3 (Fig . 6).
  • preionization is carried out on the side of either the first or second electrode (Fig. 7, 8) by two identical CP forming systems 5 on the surface of a curved dielectric plate 6 made in the form of a cylindrical thin-walled dielectric tube with a longitudinal section 29.
  • the initiating electrode 9 placed inside the dielectric tube 6, and an additional electrode 14 is connected to the initiating electrode 9 through a longitudinal section 29 of the dielectric tube 6.
  • the greatest compactness of the CP formation system is achieved and the discharge inductance is reduced system, which allows to increase the efficiency of a wide-aperture high-energy excimer laser.
  • the implementation of the curved dielectric plate 6 in the form of a ceramic tube with a longitudinal section 29, along with the compactness of the preionization unit, provides the relative simplicity of the manufacturing technology of the formation system of the CP.
  • CPs are ignited on the surface of a curved dielectric plate 6, which is used as a solid dielectric tube, inside which an initiating electrode 9 is placed, with an additional electrode 14 placed on the outer surface of the whole dielectric tube.
  • the additional electrode 14 is preferably connected to the initiating electrode through the end of the dielectric tube, for example, by an electric conductor 37.
  • a slight difference in the operation of the preionization unit is that at the incomplete CP stage, the capacitance of the curved dielectric plate 6 is carried out along the electric circuit including an electrical conductor 37 connecting the additional electrode 14 to the initiating electrode 9 through the end face of the dielectric cutting.
  • 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.
  • a preionization unit located on the back side of the partially transparent electrode.
  • CP are lit on both sides of the ignition electrode 7 mounted on the convex cylindrical surface of the curved dielectric plate 6 and connected to a partially transparent first electrode 2 by conductors 34 (Fig. 10-13).
  • CP is ignited in the immediate vicinity of the discharge zone 4 due to at least partial placement of the preionization unit 5 in an extended niche 35 made on the back side of the partially transparent electrode (Fig. 10-13 )
  • parasitic breakdowns between the preionization unit 5 and the partially transparent electrode are prevented due to at least partial placement of an extended ceramic insulator 36 with a T-shaped (Fig. 10), or ⁇ - a shaped cross section (not shown) in an extended niche 35 of a partially transparent electrode.
  • the preionization unit 5 is at least partially placed in an extended ceramic insulator 36 on the back side of the partially transparent electrode 2 (Fig. 10).
  • the maximum compactness of the electrode assembly and the discharge system of the laser as a whole is achieved.
  • 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.
  • 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 a factor of ⁇ by folding the plate into the tube.
  • the implementation of the CP 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.
  • minimizing the size of the highly efficient preionization unit based on a uniform extended CP 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.
  • 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.
  • 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 long CP 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 a high-energy wide-aperture excimer laser and reduces operating costs.
  • 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.
  • 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.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Изобретение направлено на увеличение энергии и мощности эксимерных лазеров и уменьшение затрат на получение энергии генерации. Указанный результат достигается за счет того, что в разрядной системе эксимерного лазера, включающей в себя расположенную в лазерной камере (1) зону объемного разряда (4) между первым и вторым электродами (2), (3), продольные оси которых параллельны друг другу, каждый блок предыонизации (5) содержит систему формирования однородного завершенного скользящего разряда (СР) по поверхности протяженной диэлектрической пластины (6), имеющей в поперечном сечении изогнутую форму. В вариантах изобретения изогнутая диэлектрическая пластина (6) выполнена в виде цельной диэлектрической трубки, либо ее протяженной части, выполненной из сапфира или керамики, в частности, из Аl2О3. Блоки предыонизаци (5) расположены сбоку первого (2) или второго электрода (3), либо блок предыонизации (5) размещен с обратной стороны частично прозрачного электрода.

Description

РАЗРЯДНАЯ СИСТЕМА Э СИМЕРНОГО ЛАЗЕРА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.
Изобретение относится к устройству мощных импульсно-периодических газоразрядных эксимерных лазеров и лазерных систем с УФ предыонизацией.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В мощных эксимерных лазерах возбуждение активной среды осуществляется импульсно- периодическим объемным разрядом высокого (2,5- 5 атм) давления в смесях инертных газов (Ne, Не, Хе, Кг, Аг) с галогеносодержащими молекулами F2, НС1 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.
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.
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.
Известна разрядная система эксимерного лазера в которой УФ предыонизация осуществляется зажигаемыми сбоку от высоковольтного электрода коронными разрядами, патент US6757315, публикация 06.29.2004. 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.
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, V. Borisov et al., Journal "Quantum Electronics ", 28 no. 2, 119-122. 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.
Частично этих недостатков лишена разрядная система эксимерного лазера с предыонизацией, осуществляемой через частично прозрачный электрод УФ излучением завершенного скользящего разряда (CP) по поверхности плоской диэлектрической пластины, V. Borisov, I. Bragin. High-Energy Lasers. In Excimer Laser Technology. Ed. by D.Basting, G.Marowsky. Springer- Verglas Berlin Heidelberg (2005). 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 ХеС1 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. 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, поджигающий электрод, установленный на лицевой поверхности диэлектрической пластины вдоль нее, и протяженный инициирующий электрод, примыкающий к обратной поверхности диэлектрической пластины, патент ЕР 1525646В 1, опубликовано 12.23.2009. 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.
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 < Змм, 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.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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. Техническим результатом изобретения является минимизация индуктивности разрядной системы, повышение энергии генерации, средней мощности излучения эксимерного лазера при высоком КПД и снижение затрат на эксплуатацию лазера.
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), включающую в себя протяженную диэлектрическую пластину, поджигающий электрод, установленный на лицевой поверхности диэлектрической пластины вдоль нее, и протяженный инициирующий электрод, примыкающий к обратной поверхности диэлектрической пластины, при этом
протяженная диэлектрическая пластина системы формирования CP имеет в поперечном сечении изогнутую форму, и
по меньшей мере, примыкающая к инициирующему электроду протяженная часть обратной поверхности диэлектрической пластины является цилиндрической.
В вариантах изобретения система формирования CP установлена так, чтобы образующие цилиндрической поверхности изогнутой диэлектрической пластины были параллельны продольным осям первого и второго электродов.
В вариантах изобретения лицевая и обратная поверхности изогнутой диэлектрической пластины являются цилиндрическими.
В вариантах изобретения, по меньшей мере, часть поверхности изогнутой диэлектрической пластины, совмещенная с поверхностью инициирующего электрода, является кругло- цилиндрической.
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.
В вариантах изобретения два идентичных блока предионизации расположены по бокам либо первого электрода, выполненного сплошным, либо второго электрода, выполненного сплошным.
В вариантах система формирования CP содержит, по меньшей мере, один протяженный дополнительный электрод. Предпочтительно, что дополнительный электрод соединен с инициирующим электродом.
В вариантах изобретения лицевая поверхность изогнутой диэлектрической пластины выпуклая.
В вариантах изобретения в качестве материала изогнутой диэлектрической пластины используется либо сапфир, либо керамика, в частности, А120з.
В вариантах изобретения инициирующий электрод выполнен охлаждаемым либо потоком газа, либо жидким теплоносителем.
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.
В вариантах изобретения лицевая поверхность изогнутой диэлектрической пластины вогнутая.
В вариантах изобретения часть изогнутой диэлектрической пластины, не используемая для формирования CP, расположена с обратной стороны либо первого электрода, либо второго электрода.
В вариантах изобретения изогнутая диэлектрическая пластина выполнена в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом.
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.
В вариантах изобретения система формирования CP содержит в качестве изогнутой диэлектрической пластины цельную диэлектрическую трубку, внутри которой, размещен инициирующий электрод, при этом на наружной поверхности цельной диэлектрической трубки размещен дополнительный электрод.
При этом предпочтительно, что дополнительный электрод, подсоединен к инициирующему электроду через торец диэлектрической трубки.
В вариантах изобретения либо поджигающий электрод, либо дополнительный электрод, соединен либо с первым электродом, либо со вторым электродом.
В вариантах изобретения поджигающий электрод, либо дополнительный электрод совмещен либо с первым электродом, либо со вторым электродом. 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.
При этом предпочтительно, что в протяженной нише, по меньшей мере, частично, размещен керамический изолятор с π - образным, либо П - образным поперечным сечением, и система формирования CP, по меньшей мере, частично размещена в протяженном керамическом изоляторе.
Вышеупомянутые и другие объекты, аспекты, особенности и преимущества изобретения станут более очевидными из последующего описания и формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежами, на которых Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 6, Фиг. 7, Фиг. 8, Фиг. 9, Фиг. 10, Фиг. 11, Фиг. 12, Фиг. 13 представляют схематичное изображение разрядной системы эксимерного лазера в различных частных случаях осуществления настоящих изобретений.
На чертежах совпадающие элементы устройства обозначены одинаковыми номерами позиций.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ.
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, и протяженный инициирующий (как мы его называем) электрод 9, примыкающий к обратной поверхности 10 диэлектрической пластины 6. 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. В варианте изобретения (Фиг. 1) зона CP расположена между поджигающим и инициирующим электродами 7, 9 на поверхности или поверхностях изогнутой диэлектрической пластины 6. По меньшей мере, большая часть зоны CP расположена на той части лицевой поверхности 8 изогнутой диэлектрической пластины 6, к обратной поверхности которой примыкает инициирующий электрод 9.
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.
Необходимая для высокоэффективной высокостабильной работы лазера однородность CP достигается, когда межэлектродное расстояние на поверхности диэлектрической пластины 6 не меньше определенного характерного значения, составляющего несколько единиц сантиметров. В связи с этим использование изогнутой диэлектрической пластины в системе формирования CP обеспечивает компактность разрядной системы лазера, что обусловливает уменьшение индуктивности разрядного контура и возможность высокоэффективного повышения энергии генерации, а также 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. В предпочтительных вариантах изобретения система формирования CP установлена так, чтобы образующие цилиндрической поверхности 10 изогнутой диэлектрической пластины 6 были параллельны продольным осям первого и второго электродов 2, 3. При этом зона CP 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.
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 CP соединен со вторым электродом 3 лазера. Это обеспечивает компактность устройства, уменьшает индуктивность разрядного контура лазера, повышая его эффективность.
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.
В вариантах изобретения (Фиг.1) лицевая 8 и обратная 10 поверхности 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.
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.
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. 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.
Как правило, размещение систем формирования CP вблизи второго электрода 3 позволяет минимизировать индуктивность разрядного контура, что повышает КПД высокоэнергетичного эксимерного лазера.
В соответствии с вариантом изобретения в каждом блоке предыонизации 5 система формирования CP содержит один протяженный дополнительный (как мы его называем) электрод 14, расположенный на диэлектрической пластине 6 (Фиг. 2). При этом CP формируется на поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6 между поджигающим электродом 7 и дополнительным электродом 14. В этом варианте 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.
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, токовводы 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 И связан с блоком предыонизации 5 через дополнительные токовводы 18 лазерной камеры 1 и газопроницаемые дополнительные обратные токопроводы 19.
Для обновления газа в зоне объемного разряда 4 между очередными разрядными импульсами в лазерной камере 1 размещена система циркуляции газа, содержащая 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).
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.
В вариантах изобретения (Фиг 1, Фиг. 2) лицевая поверхность 8 изогнутой диэлектрической пластины 6 выпуклая. В отличие от известного из патента ЕР 1525646В 1 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 CP не препятствуют формированию высокоскоростного потока газа в зоне объемного разряда 4.
Кроме этого, в отличие от известной из разрядной системы с плоской диэлектрической пластиной системы формирования CP, 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 CP 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.
Выполнение протяженной диэлектрической пластины изогнутой в поперечном сечении, в частности, с выпуклой лицевой поверхностью позволяет удалять электроды 7, 9, 14 систем формирования CP 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.
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, А1203, 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 НС1.
В варианте изобретения (Фиг. 2) инициирующий электрод 9 и примыкающая к нему изогнутая диэлектрическая пластина 6, нагреваемая CP 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.
В вариантах изобретения инициирующий электрод 9 может быть охлаждаемым жидким теплоносителем. Для этого инициирующий электрод может либо иметь канал для циркуляции охлаждающей жидкости.
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.
Возможности достижения максимальной мощности лазерного УФ излучения в лазерах и лазерных системах с использованием лазерных камер, выполненных на основе керамической трубы, подробнее рассмотрено в заявке PCT/RU 2013/000562.
В вариантах изобретения, иллюстрируемых Фиг. 3 два идентичных блока предыонизации 5 расположены по бокам первого электрода 2. Как правило, такое размещение систем формирования CP упрощает систему токопроводов в лазерной камере 1. В вариантах изобретения (Фиг. 3) в каждом блоке предыонизации 5 дополнительный электрод 14 установлен с обратной поверхности 10 изогнутой диэлектрической пластины 6. Установка дополнительного электрода 14 с обратной поверхности 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.
В вариантах изобретения дополнительного электрод 14 совмещен с инициирующим электродом 9, что в ряде случаев упрощает систему формирования CP и разрядную систему лазера в целом. С этой же целью в вариантах изобретения поджигающий электрод 7 совмещен с первым электродом 2 (Фиг. 3).
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.
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 мало индуктивно 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 1 1 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 1 1 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.
По обе стороны от первого электрода 2, выполненного сплошным, установлены два идентичных блока предыонизации 5, каждый из которых содержит систему формирования CP 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 CP, 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 поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6.
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 CP через дополнительные токовводы 18.
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.
В вариантах изобретения, иллюстрируемых Фиг. 4, с целью уменьшения индуктивности разрядного контура конденсаторы 12 максимально приближены к зоне разряда 4. В этих вариантах изобретения протяженные керамические контейнеры 24 размещены сбоку от зоны разряда 4, образуя своими поверхностями, обращенными к зоне разряда 4, расположенные вверх и вниз по потоку от зоны разряда 4 направляющие газового потока или спойлеры, значительно изменяющие направление газового потока при прохождении зоны разряда 4. Такая геометрия газового потока может быть эффективна, поскольку она устраняет нежелательный эффект отрыва газового потока от второго электрода 3 после прохождения потоком зоны разряда 4. Как это более подробно рассмотрено в заявке PCT/RU 2013/000561 , 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 зоны разряда 4, расположенные в них конденсаторы 12 могут быть максимально приближены к зоне разряда 4. При этом в предложенном изобретении стенка контейнера может быть тоньше, чем стенка керамической разрядной камеры лазеров, известных из патента US6757315 и применяемых в мощной двулучевой лазерной системе VYPER, Coherent Inc. Excimer Lasers &UV Optical Systems Product Catalog 2013. 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 указанных аналогах, 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.
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 поверхности диэлектрической пластины 6 является вогнутой кругло- цилиндрической, что также облегчает возможность ее точной обработки фрезерным инструментом. Все это упрощает технологию изготовления системы формирования CP 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 CP и эффективного охлаждения изогнутой диэлектрической пластины 6 посредством инициирующего электрода 9.
В соответствии с вариантами изобретении часть изогнутой диэлектрической пластины, не используемая для формирования CP, расположена с обратной стороны либо первого электрода 2 (Фиг. 5), либо второго электрода 3 (Фиг. 6), что также обеспечивает компактность разрядного контура лазера.
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, газопроницаемые дополнительные обратные токопроводы 19 и токовводы 28, снабженные керамическими изоляторами.
В данных вариантах реализации изобретения наряду с упрощением технологии изготовления системы формирования CP 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).
В вариантах изобретения, иллюстрируемых Фиг. 7, разрядная система содержит две идентичные системы 5 формирования CP, установленные со стороны второго электрода 3. В каждом из двух блоков предыонизации 5 система формирования CP характеризуется следующим:
- изогнутая диэлектрическая пластина 6 выполнена в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки 6 с продольным разрезом 29,
— инициирующий электрод 9 размещен внутри диэлектрической трубки 6 и дополнительный электрод 14 соединен с инициирующим электродом 9 через продольный разрез 29 диэлектрической трубки 6,
- дополнительный электрод 14 каждого блока предыонизации 5 соединен со вторым электродом 3. Здесь разрез означает, что его поперечный размер много меньше диаметра трубки и близок по величине толщине тонкостенной диэлектрической трубки.
При выполнении устройства в указанном виде также достигается улучшение компактности системы формирования CP 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 CP 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.
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 CP 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 газопроницаемых дополнительных обратных токопроводов 19, как в схемах Фиг. 2 и Фиг. 6.
В других вариантах изобретения система формирования CP 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 CP на стадии его зажигания и улучшает однородность завершенного СР.
Эти варианты изобретения позволяют минимизировать размеры разрядной системы с предыонизацией УФ излучением CP 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.
Дальнейшее повышение энергии генерации и/или мощности эксимерного лазера возможно при использовании в разрядной системе частично прозрачного электрода.
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 CP 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 CP содержит две зоны CP, симметрично расположенные по обе стороны указанной плоскости 30. Каждая зона CP 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 CP 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.
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 поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, а другая часть поверхности инициирующего электрода 9 соединена, либо совмещена с дополнительным электродом 14. Поджигающий электрод 7 системы формирования CP 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.
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.
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 тт- образного сечения протяженного керамического изолятора 36 предотвращают паразитный пробой с токоввода 18 на кромку частично прозрачного первого электрода 2 (Фиг. 10).
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.
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.
Блок предыонизации 5 частично размещен в протяженной нише 35 с обратной стороны частично прозрачного первого электрода 2 (Фиг. 1 1). При этом система формирования CP выполнена симметричной относительно плоскости, включающей в себя продольные оси первого и второго электродов 2, 3 и включает две зоны CP, 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 CP максимально компактна, что позволяет минимизировать поперечные размеры частично прозрачного электрода, с обратной стороны которого установлен блок предыонизации 5, и уменьшить индуктивность разрядного контура.
В вариантах изобретения каждый керамический контейнер 24 имеет форму либо круглой, либо прямоугольной трубы (Фиг. 1 1 ). 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.
На Фиг. 1 1 части поверхности каждого керамического контейнера 24, обращенные к зоне 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 зоне разряда 4.
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.
Дополнительным фактором, способствующим снижению индуктивности разрядного контура является то, что при осуществлении предыонизация через частично прозрачный первый электрод 2 обращенные к зоне разряда 4 изолирующие поверхности керамических контейнеров 24 не подвержены УФ облучению блоком предыонизации 5, что позволяет сделать разрядный контур максимально компактным.
Для работы с высокой частотой следования импульсов дополнительный электрод 14, соединенный с инициирующим электродом 9 предпочтительно выполнен охлаждаемым потоком газа.
В вариантах изобретения (Фиг. 12, 13), направленных на дальнейшее упрощение системы формирования CP, 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).
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 CP расположены снаружи разрядного контура основного объемного разряда, что позволяет минимизировать его индуктивность.
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.
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).
Разрядная система эксимерного лазера работает следующим образом. При включении источника питания 1 1 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 И 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 CP, 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 CP на поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, образующие цилиндрической поверхности 10 которой параллельны продольным осям первого и второго электродов 2, 3, осуществляет предыонизацию зоны объемного 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.
Использование изогнутой диэлектрической пластины 6 по сравнению с плоской обеспечивает компактность системы формирования CP 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 CP 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.
В вариантах изобретения (Фиг. 1) CP 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 CP осуществляют по поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6 лицевая 8 и обратная 10 поверхности которой предпочтительно являются кругло- цилиндрическими.
Соединение в вариантах изобретения инициирующего электрода 9 системы формирования CP со вторым электродом 3 лазера (Фиг 1) обеспечивает компактность устройства, упрощает его и уменьшает индуктивность разрядного контура лазера, повышая его эффективность.
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 зоне объемного разряда 4 между электродами 2, 3 после очередного лазерного импульса (Фиг. 2).
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.
В вариантах изобретения (Фиг. 2) ток каждого CP протекает по контуру, включающему в себя наряду с импульсно заряжаемыми дополнительными конденсаторами 13, дополнительные токовводы 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.
В вариантах изобретения ток завершенного CP 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 CP 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.
В вариантах изобретения CP 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.
Ток основного объемного разряда протекает по малоиндуктивному разрядному контуру, включающему в себя конденсаторы 12, токовводы 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.
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 CP 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.
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 CP 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.
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 НС1 в вариантах изобретения в качестве материала изогнутой диэлектрической пластины 6 предпочтительно используются эрозионностойкие и галогеностойкие диэлектрики: либо сапфир, либо керамику, в частности, А120 .
В варианте изобретения (Фиг. 2) инициирующий электрод 9 и примыкающая к нему изогнутая диэлектрическая пластина 6, нагреваемая CP 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.
Для эффективного охлаждения системы формирования CP 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,.
В вариантах изобретения инициирующий электрод 9 охлаждают жидким теплоносителем, для этого инициирующий электрод 9 имеет канал 38 для циркуляции охлаждающей жидкости (Фиг. 13).
В примерах реализации изобретения, иллюстрируемых Фиг. 4 и Фиг. 1 1 с помощью источника питания И 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 6 осуществляет предыионизацию газа в зоне 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 зоне 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 зоне разряда 4, цикл работы лазера повторяется.
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.
В вариантах изобретения CP зажигают на поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, лицевая поверхность которой вогнутая (Фг. 5, 6). При этом в вариантах изобретения CP 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 CP 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 CP 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 CP и эффективного охлаждения изогнутой диэлектрической пластины 6 посредством инициирующего электрода 9.
В соответствии с вариантами изобретении часть изогнутой диэлектрической пластины, не используемая для формирования CP, может быть расположена с обратной стороны либо первого электрода 2 (Фиг. 5), либо второго электрода 3 (Фиг. 6).
В данных вариантах реализации изобретения наряду с упрощением технологии изготовления системы формирования CP 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).
В вариантах изобретения предыонизацию осуществляют со стороны либо первого, либо второго электрода (Фиг. 7, 8) двумя идентичными системами 5 формирования CP по поверхности изогнутой диэлектрической пластины 6, выполненной в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом 29. При этом инициирующий электрод 9 размещен внутри диэлектрической трубки 6, и дополнительный электрод 14 соединен с инициирующим электродом 9 через продольный разрез 29 диэлектрической трубки 6.
При выполнении устройства в указанном виде достигается наибольшая компактность системы формирования CP 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.
В вариантах изобретения (Фиг. 9, 12, 13) CP 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 CP зарядка емкости изогнутой диэлектрической пластины 6 осуществляется по электрическому контуру, включающему в себя электрический проводник 37, соединяющий дополнительный электрод 14 с инициирующим электродом 9 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.
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 CP, выполненной симметричной относительно плоскости 30, включающей в себя продольные оси 31, 32 первого и второго электродов 2, 3, CP 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 CP 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). 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 тг - 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.
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 π раз, уменьшает поперечный размер диэлектрической пластины за счет свертывании пластины в трубку. Кроме этого, выполнение системы зажигания CP 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 CP, 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.
Выполнение разрядной системы эксимерного лазера в соответствии с изобретением позволяет уменьшить поперечный размер высокоэффективного блока предыонизации с однородным протяженным CP 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.
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.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
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.
ОБОЗНАЧЕНИЯ
1. лазерная камера laser chamber
2. первый электрод first electrode
3. второй электрод second electrode
4. зона объемного разряда the volume discharge zone
5. блок предыонизации preionization unit
6. диэлектрическая пластина dielectric plate
7. поджигающий электрод ignition electrode
8. лицевая поверхность диэлектрической front surface of the dielectric plate пластины
9. инициирующий электрод initiation electrode
10. обратная поверхность диэлектрической back surface of the dielectric plate пластины
1 1. источник питания power supply
12. конденсаторы capacitors
13. дополнительные конденсаторы auxiliary capacitors
14. дополнительный электрод additional electrode
15, 16 высоковольтные и заземленные токовводы high- voltage and grounded токовводы electrical feedthroughs
17. обратные токопроводы current returns
18. дополнительные токовводы auxiliary feedthroughs
19. дополнительные обратные токопроводы auxiliary current returns
20. диаметральный вентилятор crossflow fan
21. трубки теплообменника heat exchanger tubes
22. спойлеры spoilers
23. направляющие лопасти guide vanes
24. керамические контейнер ceramic container
25. высоковольтные токовводы high- voltage feedthroughs
26. керамические изоляторы ceramic insulators
27. заземленные токопроводы grounded conductor rails
28. токовводы feedthroughs
29. продольный разрез диэлектрической lengthwise cut of dielectric tube трубки 30. плоскость, включающая продольные оси plane including the longitudinal электродов axis of the electrodes 2, 3
31, 32 продольные оси электродов longitudinal axis of the electrodes 2,
3
33. щелевые отверстия slotted openings
34. токопроводы electrical conductors
35. протяженная ниша на обратной стороне elongated niche in the back side of частично прозрачного электрода semi-transparent electrode
36. протяженный керамический изолятор elongated ceramic insulator
37. электрический проводник electrical conductor
38. канал для циркуляции охлаждающей channel for the circulation of жидкости cooling fluid

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Разрядная система эксимерного лазера, включающая в себя расположенные в лазерной камере (1) протяженные первый электрод (2), установленный со стороны стенки лазерной камеры (1) и второй электрод (3), зону объемного разряда (4) между первым и вторым электродами (2), (3), продольные оси которых параллельны друг другу, по меньшей мере, один блок предыонизации (5), содержащий, систему формирования однородного завершенного скользящего разряда (CP), включающую в себя протяженную диэлектрическую пластину (6), поджигающий электрод (7), установленный на лицевой поверхности (8) диэлектрической пластины (6) вдоль нее, и протяженный инициирующий электрод (9), примыкающий к обратной поверхности (10) диэлектрической пластины (6), при этом
протяженная диэлектрическая пластина (6) системы формирования CP имеет в поперечном сечении изогнутую форму, и
по меньшей мере, примыкающая к инициирующему электроду (9) протяженная часть обратной поверхности (10) диэлектрической пластины (6) является цилиндрической.
2. Устройство по п. 1, в котором система формирования CP установлена так, чтобы образующие цилиндрической поверхности изогнутой диэлектрической пластины (6) были параллельны продольным осям первого и второго электродов (2), (3).
3. Устройство по п. 1, в котором, лицевая и обратная стороны (8), (10) изогнутой диэлектрической пластины (6) являются цилиндрическими.
4. Устройство по п. 1, в котором, по меньшей мере, часть поверхности изогнутой диэлектрической пластины (6), совмещенная с поверхностью инициирующего электрода (9), является кругло- цилиндрической.
5. Устройство по п. 1, в котором изогнутая диэлектрическая пластина (6) выполнена в виде протяженной части цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки, заключенной между двумя продольными сечениями трубки, параллельными ее продольной оси.
6. Устройство по п. 1, в котором два идентичных блока предыонизации (5) расположены по бокам либо первого электрода (20, выполненного сплошным, либо второго электрода (3), выполненного сплошным.
7. Устройство по п. 1, в котором, система формирования CP содержит, по меньшей мере, один протяженный дополнительный электрод (14).
8. Устройство по п. 7, в котором дополнительный электрод (14) соединен с инициирующим электродом (9).
9. Устройство по п. 1, в котором лицевая поверхность (8) изогнутой диэлектрической пластины (6) выпуклая.
10. Устройство по п. 1, в котором в качестве материала изогнутой диэлектрической пластины (6) используется либо сапфир, либо керамика, в частности, А1203.
11. Устройство по п. 1, в котором инициирующий электрод (9) выполнен охлаждаемым либо потоком газа, либо жидким теплоносителем.
12. Устройство по п. 1, в котором каждая точка зоны разряда (4) между первым и вторым электродами (2), (3) находится в зоне прямой видимости, по меньшей мере, части поверхностности изогнутой диэлектрической пластины (6), используемой для формирования СР.
13. Устройство по п. 1, в котором лицевая поверхность (8) изогнутой диэлектрической пластины (6) вогнутая.
14. Устройство по п. 1, в котором часть изогнутой диэлектрической пластины (6), не используемая для формирования CP, расположена с обратной стороны либо первого электрода (2), либо второго электрода (3).
15. Устройство по п. 1, в котором изогнутая диэлектрическая пластина (6) выполнена в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом (29).
16. Устройство по п. 1, в котором изогнутая диэлектрическая пластина (6) выполнена в виде цилиндрической тонкостенной диэлектрической трубки с продольным разрезом (29), инициирующий электрод (9) размещен внутри диэлектрической трубки, и дополнительный электрод (14) соединен с инициирующим электродом (9) через продольный разрез (29) диэлектрической трубки.
17. Устройство по п. 1, в котором система формирования CP содержит в качестве изогнутой диэлектрической пластины (6) цельную диэлектрическую трубку, внутри которой, размещен инициирующий электрод (9), при этом на наружной поверхности цельной диэлектрической трубки размещен дополнительный электрод (14).
18. Устройство по п. 1, в котором система формирования CP содержит в качестве изогнутой диэлектрической пластины (6) цельную диэлектрическую трубку, внутри которой, размещен инициирующий электрод (9), при этом на наружной поверхности цельной диэлектрической трубки размещен дополнительный электрод (14), подсоединенный к инициирующему электроду (9) через торец диэлектрической трубки.
19. Устройство по п. 1, в котором либо поджигающий электрод (7), либо дополнительный электрод (14), соединен либо с первым электродом (2), либо со вторым электродом (3).
20. Устройство по п. 1, в котором поджигающий электрод (7), либо дополнительный электрод (14) совмещен либо с первым электродом (2), либо со вторым электродом (3).
21. Устройство по любому из пп. 1-5, 7, 9-1 1, 15, 16, 19, в котором либо первый электрод (2), либо второй электрод (3) выполнен частично прозрачным, имеющим с обратной стороны протяженную нишу (35), в которой, по меньшей мере, частично, размещен протяженный блок предыонизации (5), при этом в блоке предыонизации (5) система формирования CP выполнена симметричной относительно плоскости (30), включающей в себя продольные оси (31), (32) первого и второго электродов (2), (3), и содержит две зоны CP, симметрично расположенные по обе стороны указанной плоскости (30).
22. Устройство по любому из пп. 1-5, 7, 9-11, 15, 16, 19, в котором либо первый электрод (2), либо второй электрод (3) выполнен частично прозрачным, имеющим с обратной стороны протяженную нишу (35), в которой, по меньшей мере, частично, размещен протяженный керамический изолятор (36) с тг - 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).
PCT/RU2014/000087 2013-08-01 2014-02-11 Разрядная система эксимерного лазера WO2015016739A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013136118 2013-08-01
RU2013136118/28A RU2557325C2 (ru) 2013-08-01 2013-08-01 Разрядная система эксимерного лазера (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015016739A1 true WO2015016739A1 (ru) 2015-02-05

Family

ID=52432146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000087 WO2015016739A1 (ru) 2013-08-01 2014-02-11 Разрядная система эксимерного лазера

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2557325C2 (ru)
WO (1) WO2015016739A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63228777A (ja) * 1987-03-18 1988-09-22 Toshiba Corp ガスレ−ザ装置
JPH08316550A (ja) * 1995-05-16 1996-11-29 N D C Kk パルスガスレーザーの励起方法及びパルスガスレーザー装置
JP2001177173A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Meidensha Corp ガスレーザ発振器
JP2009111313A (ja) * 2007-11-01 2009-05-21 Gigaphoton Inc 放電励起ガスレーザ装置における予備電離機構の冷却機構
EP1525646B1 (de) * 2002-07-31 2009-12-23 Coherent GmbH Gasentladungslaser
US20100239748A1 (en) * 2007-02-27 2010-09-23 Coherent, Inc. Electrodes for generating a stable discharge in gas laser systems

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446530C1 (ru) * 2011-01-28 2012-03-27 Владимир Михайлович Борисов Импульсно-периодический газоразрядный лазер

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63228777A (ja) * 1987-03-18 1988-09-22 Toshiba Corp ガスレ−ザ装置
JPH08316550A (ja) * 1995-05-16 1996-11-29 N D C Kk パルスガスレーザーの励起方法及びパルスガスレーザー装置
JP2001177173A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Meidensha Corp ガスレーザ発振器
EP1525646B1 (de) * 2002-07-31 2009-12-23 Coherent GmbH Gasentladungslaser
US20100239748A1 (en) * 2007-02-27 2010-09-23 Coherent, Inc. Electrodes for generating a stable discharge in gas laser systems
JP2009111313A (ja) * 2007-11-01 2009-05-21 Gigaphoton Inc 放電励起ガスレーザ装置における予備電離機構の冷却機構

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013136118A (ru) 2015-02-10
RU2557325C2 (ru) 2015-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5875207A (en) Discharge arrangement for pulsed gas lasers
US9252557B2 (en) Single cavity dual-electrode discharge cavity and excimer laser
US4393505A (en) Gas discharge laser having a buffer gas of neon
US6414978B2 (en) Discharge unit for a high repetition rate excimer or molecular fluorine laser
EP0463815B1 (en) Vacuum ultraviolet light source
RU2446530C1 (ru) Импульсно-периодический газоразрядный лазер
KR100271013B1 (ko) 저비용의 레이저용 코로나 예비-이온화기
US5467362A (en) Pulsed gas discharge Xray laser
US4381564A (en) Waveguide laser having a capacitively coupled discharge
KR950013054B1 (ko) 방전여기가스레이저장치
RU2557327C2 (ru) Газоразрядный эксимерный лазер (варианты)
RU2507654C1 (ru) Газоразрядный лазер, лазерная система и способ генерации излучения
RU2557325C2 (ru) Разрядная система эксимерного лазера (варианты)
RU2517796C1 (ru) Устройство для формирования объемного самостоятельного разряда
Cirkel et al. Excimer lasers with large discharge cross section
NL8203305A (nl) Inrichting voor het voortbrengen van een laser-actieve toestand in een snelle sub-sonische stroming.
RU2029423C1 (ru) Способ получения генерации в газовом электроразрядном лазере и газовый электроразрядный лазер
RU2510110C1 (ru) Газоразрядный лазер
RU2519867C2 (ru) Газоразрядный лазер
RU2503104C1 (ru) Газоразрядный лазер
US4894838A (en) Electron beam preionization of a high pressure self-sustaining gas laser
RU2506671C1 (ru) Газоразрядный лазер и способ генерации излучения
RU2510109C1 (ru) Газоразрядный лазер и способ генерации излучения
Panchenko et al. Ultraviolet KrCl excilamps pumped by a pulsed longitudinal discharge
Andramanov et al. Scaling of pulsed-periodical electric-discharge wide-aperture lasers

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14831590

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14831590

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1