JPH1168196A - Gas laser device - Google Patents
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- JPH1168196A JPH1168196A JP24462897A JP24462897A JPH1168196A JP H1168196 A JPH1168196 A JP H1168196A JP 24462897 A JP24462897 A JP 24462897A JP 24462897 A JP24462897 A JP 24462897A JP H1168196 A JPH1168196 A JP H1168196A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ光軸に沿
って相対向して配置された一対の主電極を有する横方向
放電励起形のガスレーザ装置、典型的には同形のエキシ
マレーザ装置や炭酸ガスレーザ装置に関し、より具体的
には、レーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法
の長期安定性を向上させる電極構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lateral discharge excitation type gas laser device having a pair of main electrodes arranged opposite to each other along a laser optical axis, typically an excimer laser device of the same shape, More specifically, the present invention relates to an electrode structure for improving long-term stability of a beam profile and a beam size of a laser beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のガスレーザ装置の従来例を図１
０に示す。このガスレーザ装置は、紙面の表裏方向に伸
びるレーザ光軸に沿って互いに平行に、かつ互いに一定
の間隙をあけて相対向するように配置されていて、互い
の間のガス空間４で主放電６を発生させてレーザ光８を
発生させる半円柱状をした一対の金属製の主電極２、２
を有している。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional example of this type of gas laser device.
0 is shown. The gas laser devices are arranged in parallel with each other along a laser optical axis extending in the front-back direction of the drawing and facing each other with a certain gap therebetween. And a pair of semi-cylindrical metal main electrodes 2 and 2 for generating laser light 8
have.
【０００３】両主電極２、２は図示しないレーザ管内に
収納されており、かつ両主電極２、２間のガス空間４に
はレーザガスが供給される。レーザガスは、例えば、希
ガス（例えばＫr 、Ａr 等）、ハロゲンガス（例えばＦ
2 、Ｃl2等）およびバッファガス（例えばＨe 、Ｎe
等）を所定割合で混合したガスである（エキシマレーザ
の場合）。また、両主電極２、２間には、図示しない高
電圧パルス電源から、パルス状の高電圧（例えば数十ｋ
Ｖ程度）が供給される。なお、通常は、ガス空間４のレ
ーザガスを主放電に先立って予備電離する予備電離器が
設けられているが、ここではその図示を省略している。The main electrodes 2 and 2 are housed in a laser tube (not shown), and a laser gas is supplied to a gas space 4 between the main electrodes 2 and 2. The laser gas is, for example, a rare gas (for example, Kr, Ar, etc.), a halogen gas (for example, F
2 , Cl 2 etc.) and buffer gases (eg He, Ne)
Etc.) at a predetermined ratio (in the case of an excimer laser). A high-voltage pulse power supply (not shown) supplies a pulse-like high voltage (for example, several tens k
V). Usually, a preionizer for preionizing the laser gas in the gas space 4 prior to the main discharge is provided, but is not shown here.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなガスレー
ザ装置は、例えば微細加工等に使用されるが、このよう
なガスレーザ装置には、照射光学系でのレーザ光を有効
利用するために、レーザ光８のビームプロファイル（ビ
ーム強度分布）およびビーム寸法の長期安定性が強く求
められている。The above-described gas laser device is used for, for example, microfabrication, etc. Such a gas laser device is provided with a laser in order to make effective use of laser light in an irradiation optical system. There is a strong need for long-term stability of the beam profile (beam intensity distribution) and beam size of the light 8.
【０００５】しかし、上記のような従来のガスレーザ装
置では、レーザ光８のビームプロファイルやビーム寸法
は、装置を長期間使用すると大きく変化し、実用上大き
な問題となっている。これは、チャン形電極（これは簡
単に言えば、連続的に曲率を異ならせた電極である）に
代表されるように、主電極２、２間の電界強度を平等化
するために、図１０に示すように、主電極２のガス空間
４側の表面に凸状の曲率を持たせているために生じる現
象である。However, in the above-described conventional gas laser device, the beam profile and beam size of the laser beam 8 change greatly when the device is used for a long period of time, which is a serious problem in practical use. In order to equalize the electric field strength between the main electrodes 2 and 2 as represented by a Chang-shaped electrode (this is simply an electrode having continuously different curvatures), this is shown in FIG. As shown in FIG. 10, this phenomenon occurs because the surface of the main electrode 2 on the gas space 4 side has a convex curvature.
【０００６】即ち、従来は、主電極２、２間の電界強度
分布をできるだけ均一化して所要のレーザ発振パターン
を得るために、主電極２、２間の電界計算を行い、主電
極２の曲率を最適化している。しかしながら、装置使用
の初期では、主電極２の形状は設定値通りの曲率を保っ
ているので、所定のビームプロファイルおよびビーム寸
法が得られるけれども、レーザ発振のショットを重ねて
いくと、主放電６によって、例えば図１１に示すよう
に、主電極２の表面が消耗し、初期の曲率を保てなくな
る。その結果、主放電６の領域が当初予定したものから
広がり、主電極２、２間の電界強度分布も変化し、ひい
てはレーザ光８のビームプロファイルやビーム寸法が変
化してしまう。That is, conventionally, in order to make the electric field intensity distribution between the main electrodes 2 and 2 as uniform as possible and obtain a required laser oscillation pattern, the electric field between the main electrodes 2 and 2 is calculated and the curvature of the main electrode 2 is calculated. Has been optimized. However, in the early stage of use of the apparatus, the shape of the main electrode 2 keeps the curvature as set, so that a predetermined beam profile and beam size can be obtained. As a result, for example, as shown in FIG. 11, the surface of the main electrode 2 is consumed, and the initial curvature cannot be maintained. As a result, the area of the main discharge 6 expands from the originally planned one, the electric field intensity distribution between the main electrodes 2 and 2 changes, and the beam profile and beam size of the laser beam 8 change.
【０００７】そこでこの発明は、主電極が消耗してもレ
ーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法が殆ど変
化しないようにして、ビームプロファイルおよびビーム
寸法の長期安定性を向上させることを主たる目的とす
る。Accordingly, an object of the present invention is to improve the long-term stability of the beam profile and the beam size by making the beam profile and the beam size of the laser beam hardly change even when the main electrode is worn.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明のガスレーザ装
置は、前記各主電極のガス空間に面する放電面を平面に
し、この各主電極の放電面の左右両側に近接かつ沿わせ
て誘電体をそれぞれ配置し、かつこの各誘電体を、主電
極の放電面と同一面にある平面部を経て（請求項１）、
または放電面の端部から始まる斜面部を経て（請求項
２）、ガス空間側へせり出していることを特徴としてい
る。According to the gas laser apparatus of the present invention, the discharge surface of each of the main electrodes facing the gas space is made flat, and the dielectric material is placed close to and along the left and right sides of the discharge surface of each of the main electrodes. And each of the dielectrics is passed through a plane portion on the same plane as the discharge surface of the main electrode (Claim 1).
Alternatively, it is characterized in that it protrudes to the gas space side through a slope portion starting from the end of the discharge surface (claim 2).
【０００９】主電極のガス空間に面する放電面を平面に
しただけでは、有限寸法の平面では端部が存在してそこ
に電界が集中するので、二つの主電極の放電面間におい
て均一な電界強度分布を得ることはできない。If the discharge surface facing the gas space of the main electrode is simply made flat, an end is present on a plane having a finite dimension and an electric field is concentrated there. An electric field intensity distribution cannot be obtained.
【００１０】これに対して、この発明のように、主電極
の放電面の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体を配置す
ると、レーザ発振に通常使われる立ち上りの速いパルス
電圧波形に対しては、誘電体は金属に近い働きをするの
で、有限寸法の放電面であってもその端部への電界集中
を緩和して、放電面間の電界強度分布を均一に近づける
ことができる。On the other hand, when a dielectric material is arranged close to and along the left and right sides of the discharge surface of the main electrode as in the present invention, a fast rising pulse voltage waveform usually used for laser oscillation can be prevented. Since the dielectric functions like a metal, the concentration of the electric field at the end of the discharge surface having a finite dimension can be reduced, and the electric field intensity distribution between the discharge surfaces can be made uniform.
【００１１】しかし、僅かではあるが、誘電体内へ電界
が染み込む。そのために、単に主電極の放電面と誘電体
の表面を同一平面にしただけでは、放電面と誘電体の境
界線付近で電界が誘電体内へ引き込まれ、境界線付近の
電界強度が他よりも強くなる。これに対して、この発明
のように、誘電体を上記のような平面部または斜面部を
経てガス空間側へ幾分せり出すことにより、境界線付近
で電界が誘電体内へ引き込まれる度合いを緩和すること
ができるので、境界線付近においても電界強度分布を均
一化することができる。その結果、二つの主電極の放電
面間において理想に近い均一な電界強度分布を得ること
ができる。However, although slightly, an electric field permeates into the dielectric. Therefore, if the discharge surface of the main electrode and the surface of the dielectric are simply made the same plane, an electric field is drawn into the dielectric near the boundary between the discharge surface and the dielectric, and the electric field strength near the boundary is higher than the others. Become stronger. On the other hand, as in the present invention, the extent to which the electric field is drawn into the dielectric near the boundary line is reduced by slightly projecting the dielectric toward the gas space side through the above-mentioned plane portion or slope portion. Therefore, the electric field intensity distribution can be made uniform even near the boundary line. As a result, a nearly ideal uniform electric field intensity distribution can be obtained between the discharge surfaces of the two main electrodes.
【００１２】しかも、レーザ発振のための主放電は、導
体である主電極の放電面間のみで起こり、誘電体にはこ
の主放電の電流は流れないので、レーザ発振のショット
を重ねることによる電極の消耗は放電面のみで起こる。
ところがこの放電面は平面であるので、曲率を持つ従来
の電極と違って、放電面全体が一様に消耗する。従っ
て、レーザ発振のショットを重ねて主電極が消耗して
も、放電面間の電界強度分布は殆ど変化しないので、レ
ーザ光のビームプロファイルおよびビーム寸法は殆ど変
化しない。その結果、ビームプロファイルおよびビーム
寸法の長期安定性を向上させることができる。Moreover, the main discharge for laser oscillation occurs only between the discharge surfaces of the main electrodes, which are conductors, and the current of the main discharge does not flow through the dielectric. Consumption occurs only on the discharge surface.
However, since the discharge surface is flat, the entire discharge surface is uniformly consumed unlike a conventional electrode having a curvature. Therefore, even if the main electrode is consumed by overlapping laser oscillation shots, the electric field intensity distribution between the discharge surfaces hardly changes, so that the beam profile and beam size of the laser light hardly change. As a result, the long-term stability of the beam profile and beam dimensions can be improved.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るガスレー
ザ装置の主電極周りの一例を示す断面図である。この図
は、図１０の場合と同様に、紙面の表裏方向に伸びる主
電極１２、誘電体１６等を、レーザ光８の光軸に直角方
向に切断した断面図である。図１０の従来例と同一また
は相当する部分には同一符号を付し、以下においては当
該従来例との相違点を主に説明する。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the vicinity of a main electrode of a gas laser device according to the present invention. This figure is a cross-sectional view in which the main electrode 12, the dielectric 16, and the like extending in the front and back directions on the paper surface are cut in a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam 8, as in the case of FIG. 10. Parts that are the same as or correspond to those in the conventional example of FIG.
【００１４】この実施例では、前述した従来の主電極２
に相当する二つの金属製の主電極１２、１２を有してお
り、この各主電極１２のガス空間４に面する放電面１４
を平面にしている。即ち、各主電極１２は、この実施例
では、中央部にガス空間４に面する凸条部を有してお
り、この凸条部の先端面を平面にして放電面１４にして
いる。In this embodiment, the conventional main electrode 2 described above is used.
, And two main electrodes 12, 12 made of metal, and a discharge surface 14 facing the gas space 4 of each main electrode 12.
Is a plane. That is, in this embodiment, each main electrode 12 has a convex portion facing the gas space 4 at the center portion, and the distal end surface of the convex portion serves as a flat surface to form the discharge surface 14.
【００１５】そして、この各主電極１２の放電面１４の
左右両側に近接かつ沿わせて、誘電体１６をそれぞれ配
置している。即ち、この実施例では、各主電極１２の前
記凸条部を左右両側から挟むように、柱状の誘電体１６
を配置している。各誘電体１６の外側の角部は、無用な
電界集中を避ける等のために、図示例のように、曲面状
にしておくのが好ましい。The dielectrics 16 are arranged close to and along the left and right sides of the discharge surface 14 of each main electrode 12, respectively. That is, in this embodiment, the columnar dielectric 16 is sandwiched so that the ridges of each main electrode 12 are sandwiched from both left and right sides.
Has been arranged. The outer corners of the respective dielectrics 16 are preferably formed in a curved shape as in the illustrated example in order to avoid unnecessary electric field concentration.
【００１６】各誘電体１６は、図１の実施例では、主電
極１２の放電面１４と同一面にある平面部１８を経て、
ガス空間４側へ段状に幾分せり出している。２０は、そ
の平面部１８（即ち放電面１４）からのせり出し部であ
る。但し各誘電体１６は、図２の実施例のように、主電
極１２の放電面１４の端部から始まる（広がる）斜面部
２２を経てガス空間４側へ幾分せり出しても良い。斜面
部２２は、図示例のように平面状でも良いし、上または
下に凸の曲面状でも良い。In the embodiment shown in FIG. 1, each dielectric 16 passes through a plane portion 18 which is flush with the discharge surface 14 of the main electrode 12, and
It slightly protrudes in a stepped manner toward the gas space 4 side. Reference numeral 20 denotes a protruding portion from the flat portion 18 (that is, the discharge surface 14). However, as in the embodiment of FIG. 2, each of the dielectrics 16 may protrude somewhat toward the gas space 4 via the slope 22 which starts (spreads) from the end of the discharge surface 14 of the main electrode 12. The slope portion 22 may be flat as shown in the illustrated example, or may be a curved surface that is convex upward or downward.
【００１７】誘電体１６の材料には、使用するレーザガ
スに対して腐食しない材料であり、かつ比誘電率が５以
上の材料を用いるのが好ましい。５以上の比誘電率が好
ましいのは、それよりも比誘電率が小さいと、電気的に
は誘電体１６を設ける意味が殆どなくなり、前述した放
電面１４の端部への電界集中を緩和する作用が失われる
からである。The material of the dielectric 16 is preferably a material which does not corrode with the laser gas used and has a relative dielectric constant of 5 or more. The relative permittivity of 5 or more is preferable. If the relative permittivity is smaller than that, there is almost no point in providing the dielectric 16 electrically, and the above-described concentration of the electric field on the end of the discharge surface 14 is reduced. The effect is lost.
【００１８】エキシマレーザ装置の場合は、誘電体１６
の材料には、代表例として、アルミナ（Ａl2Ｏ3 ）、酸
化シリコン（ＳiＯ2 ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）等が挙げられる。この実施例では、純度９９．５
％以上のアルミナを用いた。炭酸ガスレーザ装置の場合
は、使用するレーザガスの成分はＣＯ2 、Ｎ2 およびＨ
2 であってエキシマレーザガスのような腐食性はないの
で、誘電体１６の材料には、比誘電率が５以上の誘電体
であれば全て使用することができる。その代表例とし
て、アルミナ（Ａl2Ｏ3 ）、酸化シリコン（Ｓi
Ｏ2 ）、酸化ジルコニウム（ＺrＯ2 ）、窒化シリコン
（Ｓi3Ｎ4 ）、炭化シリコン（ＳiＣ）、ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。In the case of an excimer laser device, the dielectric 16
Examples of typical materials include alumina (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), and polyvinylidene fluoride (PV).
DF) and the like. In this example, the purity is 99.5.
% Or more of alumina was used. In the case of a carbon dioxide laser device, the components of the laser gas used are CO 2 , N 2 and H
Since it is 2 and does not have the corrosive property of excimer laser gas, any dielectric material having a relative dielectric constant of 5 or more can be used as the material of the dielectric 16. Typical examples are alumina (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (Si
O 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), polyvinylidene fluoride (PVDF) and the like.
【００１９】上記誘電体１６の図３（これは図１の実施
例に相当）および図４（これは図２の実施例に相当）に
示す各部の寸法は、次式の範囲内に設定するのが好まし
く、そのようにすれば、二つの主電極１２の放電面１４
間の距離Ｄの寸法が様々な装置においても、前述した目
的を達成できることが実験および計算で確認されてい
る。The dimensions of each part of the dielectric 16 shown in FIG. 3 (this corresponds to the embodiment of FIG. 1) and FIG. 4 (this corresponds to the embodiment of FIG. 2) are set within the range of the following equation. Preferably, the discharge surfaces 14 of the two main electrodes 12
Experiments and calculations have confirmed that the above-described object can be achieved even in devices having various dimensions of the distance D between them.
【００２０】符号の意味は次のとおりである。 Ｄ：主電極１２の放電面１４間の距離 Ｔ：誘電体１６の全体の厚さ ｔ：誘電体１６のせり出し部２０の厚さ Ｗ１：誘電体１６の平面部１８または斜面部２２の幅 Ｗ２：誘電体１６のせり出し部２０の幅The meanings of the symbols are as follows. D: distance between the discharge surfaces 14 of the main electrode 12 T: total thickness of the dielectric 16 t: thickness of the protruding portion 20 of the dielectric 16 W1: width of the flat portion 18 or the inclined portion 22 of the dielectric 16 W2 : Width of protrusion 20 of dielectric 16
【００２１】[0021]
【数１】０．０３Ｄ≦Ｔ≦０．３Ｄ ０．０１Ｄ≦ｔ≦０．１Ｄ ０．０３Ｄ≦Ｗ１≦０．３Ｄ ０．１５Ｄ≦Ｗ２## EQU1 ## 0.03D ≦ T ≦ 0.3D 0.01D ≦ t ≦ 0.1D 0.03D ≦ W1 ≦ 0.3D 0.15D ≦ W2
【００２２】上記のように主電極１２の放電面１４の左
右両側に誘電体１６を配置すると、レーザ発振に通常使
われる立ち上りの速い（例えば立ち上り時間が０．１〜
０．５μｓ程度の）パルス電圧波形に対しては、誘電体
１６は金属に近い働きをするので、有限寸法の放電面１
４であってもその端部への電界集中を緩和して、放電面
１４、１４間の電界強度分布を均一に近づけることがで
きる。When the dielectrics 16 are arranged on the left and right sides of the discharge surface 14 of the main electrode 12 as described above, the rise usually used for laser oscillation is fast (for example, the rise time is 0.1 to 10 minutes).
For a pulse voltage waveform (of the order of 0.5 μs), the dielectric 16 acts like a metal, so that the discharge surface 1
Even with 4, the electric field concentration at the end can be reduced, and the electric field intensity distribution between the discharge surfaces 14 can be made uniform.
【００２３】しかし、僅か（例えば全電界の数％以下）
ではあるが、誘電体１６内へ電界が染み込む。そのため
に、単に主電極１２の放電面１４と誘電体１６の表面を
同一平面にしただけでは、例えば図５に示すように、放
電面１４と誘電体１６の境界線２４付近で電界が誘電体
１６内へ引き込まれ、境界線２４付近で等電位面２６の
間隔が狭くなって、境界線２４付近の電界強度が他より
も強くなる。However, only a small amount (for example, several percent or less of the total electric field)
However, the electric field penetrates into the dielectric 16. For this reason, simply making the discharge surface 14 of the main electrode 12 and the surface of the dielectric 16 coplanar causes an electric field to be generated near the boundary 24 between the discharge surface 14 and the dielectric 16 as shown in FIG. 16, the distance between the equipotential surfaces 26 near the boundary line 24 becomes narrower, and the electric field intensity near the boundary line 24 becomes stronger than the others.
【００２４】これに対して、上記実施例のように、誘電
体１６を上記のような平面部１８または斜面部２２を経
てガス空間４側へ幾分せり出すことにより、例えば図６
に示すように、境界線２４付近で電界が誘電体１６内へ
引き込まれる度合いを緩和することができる。これは、
簡単に言えば、誘電体１６のせり出し部２０が、その付
近の等電位面２６を幾分上へ持ち上げる働きをするから
である。従って、境界線２４付近においても電界強度分
布を均一化することができる。その結果、二つの主電極
１２の放電面１４間において理想に近い均一な電界強度
分布を得ることができる。On the other hand, as in the above-described embodiment, the dielectric 16 is slightly protruded toward the gas space 4 through the above-described flat portion 18 or the inclined portion 22, thereby obtaining, for example, the structure shown in FIG.
As shown in (1), the degree to which the electric field is drawn into the dielectric 16 near the boundary line 24 can be reduced. this is,
In brief, the protruding portion 20 of the dielectric 16 functions to slightly lift the equipotential surface 26 in the vicinity thereof. Therefore, the electric field intensity distribution can be made uniform near the boundary line 24 as well. As a result, a nearly ideal uniform electric field intensity distribution between the discharge surfaces 14 of the two main electrodes 12 can be obtained.
【００２５】図７に、主電極１２の放電面１４付近の電
界強度分布の計算結果の一例を示す。カーブＡは図５に
示すように単に放電面１４と誘電体１６とが同一平面の
場合を示し、カーブＢは図１に示した実施例の場合を示
し、カーブＣは図２に示した実施例の場合を示す。距離
Ｘの取り方は図３に示すとおりである。カーブＡでは、
境界線２４付近の電界強度が放電面中心付近の約１．１
倍になっているのに対して、カーブＢおよびＣでは、放
電面上の全域で電界強度がほぼ均一になっている。FIG. 7 shows an example of a calculation result of the electric field intensity distribution near the discharge surface 14 of the main electrode 12. Curve A shows the case where the discharge surface 14 and the dielectric 16 are simply on the same plane as shown in FIG. 5, curve B shows the case of the embodiment shown in FIG. 1, and curve C shows the embodiment shown in FIG. Here is an example. How to take the distance X is as shown in FIG. On curve A,
The electric field strength near the boundary 24 is about 1.1 around the center of the discharge surface.
On the other hand, in the curves B and C, the electric field intensity is almost uniform over the entire area on the discharge surface.
【００２６】上記各実施例のような構造でレーザ発振の
ための主放電６を主電極１２、１２間で起こさせると、
主放電６は導体である主電極１２の放電面１４、１４間
のみで起こり、誘電体１６にはこの主放電の電流は流れ
ないので、レーザ発振のショットを重ねることによる電
極の消耗は放電面１４のみで起こる。ところがこの放電
面１４は平面であるので、曲率を持つ従来の電極２と違
って、放電面１４の全体が一様に消耗する。従って、レ
ーザ発振のショットを重ねて主電極１２が消耗しても、
放電面１４、１４間の電界強度分布は殆ど変化しないの
で、レーザ光８のビームプロファイルおよびビーム寸法
は殆ど変化しない。その結果、レーザ光８のビームプロ
ファイルおよびビーム寸法の長期安定性を向上させるこ
とができる。しかも、放電面１４、１４間の電界強度分
布が理想に近い均一分布であるので、当初（即ち消耗
前）からのビームプロファイルも極めて均一性の良いも
のが得られる。When the main discharge 6 for laser oscillation is generated between the main electrodes 12 in the structure as in each of the above embodiments,
The main discharge 6 occurs only between the discharge surfaces 14 and 14 of the main electrode 12 which is a conductor, and the current of the main discharge does not flow through the dielectric 16. It only happens at 14. However, since the discharge surface 14 is flat, the entire discharge surface 14 is uniformly consumed unlike the conventional electrode 2 having a curvature. Therefore, even if the main electrode 12 is consumed by repeating the laser oscillation shots,
Since the electric field intensity distribution between the discharge surfaces 14, 14 hardly changes, the beam profile and beam size of the laser beam 8 hardly change. As a result, the long-term stability of the beam profile and beam size of the laser beam 8 can be improved. In addition, since the electric field intensity distribution between the discharge surfaces 14 and 14 is a uniform distribution that is close to ideal, a beam profile from the beginning (that is, before consumption) can have extremely excellent uniformity.
【００２７】なお、主電極１２の放電面１４と誘電体１
６とは必ずしも接している必要はなく、図８に示す例の
ように、両者間に小さい隙間２８があっても良い。この
隙間２８の間隙ｇが上記距離Ｄに対して十分に小さけれ
ば電界は隙間２８に入り込めないので電界は乱れないか
らである。また、放電面１４の端部を、図９に示す例の
ように、上記距離Ｄに対して十分に小さい半径ｒで曲面
にしても良い。The discharge surface 14 of the main electrode 12 and the dielectric 1
It is not always necessary to be in contact with 6, and a small gap 28 may be provided between them as in the example shown in FIG. This is because if the gap g of the gap 28 is sufficiently smaller than the distance D, the electric field cannot enter the gap 28 and the electric field is not disturbed. Further, the end of the discharge surface 14 may be a curved surface with a radius r sufficiently smaller than the distance D as in the example shown in FIG.
【００２８】上記のように隙間２８を設けると、主放電
６は誘電体１６よりも内側で生じる。また主電極１４の
端部を曲面にしても、端部での電界が少し弱まるので、
主放電６は端部よりも少し内側で生じる。従っていずれ
の場合も、主放電６が誘電体１６に直接触れなくなり、
誘電体１６を主放電６から保護してその長寿命化を図る
ことができる。もちろん、隙間２８を設けることと放電
面１４の端部を曲面にすることとを併用しても良い。When the gap 28 is provided as described above, the main discharge 6 is generated inside the dielectric 16. Even if the end of the main electrode 14 is curved, the electric field at the end is slightly weakened.
The main discharge 6 is generated slightly inside the end. Therefore, in any case, the main discharge 6 does not directly touch the dielectric 16,
The dielectric 16 can be protected from the main discharge 6 to extend its life. Of course, providing the gap 28 and making the end of the discharge surface 14 a curved surface may be used in combination.
【００２９】上記間隙ｇおよび半径ｒは、次式の範囲内
に設定するのが好ましく、そのようにすれば、前述した
放電面１４、１４間の電界強度分布の均一化を損なうこ
となく、誘電体１６の長寿命化を図ることができる。な
お、次式においてｒ＝０は、放電面１４の端部が直角で
あることを意味している。It is preferable that the gap g and the radius r are set within the following ranges. In this case, the dielectric strength can be maintained without impairing the uniformity of the electric field intensity distribution between the discharge surfaces 14 and 14 described above. The life of the body 16 can be extended. In the following equation, r = 0 means that the end of the discharge surface 14 is a right angle.
【００３０】[0030]
【数２】０≦ｇ≦０．１Ｄ ０≦ｒ≦０．１Ｄ2 ≦ 0 ≦ g ≦ 0.1D 0 ≦ r ≦ 0.1D
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、二つの
主電極の放電面間において均一な電界強度分布を得るこ
とができるので、均一性の高いビームプロファイルを装
置使用の当初から得ることができる。しかも、レーザ発
振のショットを重ねても、元々平面である放電面の全体
が一様に消耗するので、放電面間の電界強度分布は殆ど
変化しない。従って、レーザ光のビームプロファイルお
よびビーム寸法も殆ど変化しないので、ビームプロファ
イルおよびビーム寸法の長期安定性を向上させることが
できる。As described above, according to the present invention, a uniform electric field intensity distribution can be obtained between the discharge surfaces of the two main electrodes, so that a highly uniform beam profile can be obtained from the beginning of use of the apparatus. Can be. Moreover, even if laser oscillation shots are overlapped, the entire discharge surface, which is originally a flat surface, is uniformly consumed, so that the electric field intensity distribution between the discharge surfaces hardly changes. Therefore, since the beam profile and the beam size of the laser beam hardly change, the long-term stability of the beam profile and the beam size can be improved.
【図１】この発明に係るガスレーザ装置の主電極周りの
一例を示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面図
である。FIG. 1 is a diagram showing an example around a main electrode of a gas laser device according to the present invention, and is a cross-sectional view in a direction perpendicular to a laser optical axis.
【図２】この発明に係るガスレーザ装置の主電極周りの
他の例を示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面
図である。FIG. 2 is a view showing another example around the main electrode of the gas laser device according to the present invention, and is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the laser optical axis.
【図３】図１の装置の寸法を示す図である。FIG. 3 shows the dimensions of the device of FIG. 1;
【図４】図２の装置の寸法を示す図である。FIG. 4 shows the dimensions of the device of FIG. 2;
【図５】主電極の放電面と誘電体の表面とが単に同一平
面の場合の境界線付近の等電位面の概略を拡大して示す
図である。FIG. 5 is an enlarged view showing an outline of an equipotential surface near a boundary when a discharge surface of a main electrode and a surface of a dielectric are simply on the same plane.
【図６】図１の実施例の場合の境界線付近の等電位面の
概略を拡大して示す図である。FIG. 6 is an enlarged view schematically showing an equipotential surface near a boundary line in the case of the embodiment of FIG. 1;
【図７】主電極の放電面付近の電界強度分布の計算結果
の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a calculation result of an electric field intensity distribution near a discharge surface of a main electrode.
【図８】主電極の放電面と誘電体間に隙間がある場合の
例を拡大して示す断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which there is a gap between a discharge surface of a main electrode and a dielectric.
【図９】主電極の放電面の端部を曲面にした場合の例を
拡大して示す断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing an example in which an end of a discharge surface of a main electrode is curved.
【図１０】従来のガスレーザ装置の主電極周りの一例を
示す図であって、レーザ光軸に直角方向の断面図であ
る。FIG. 10 is a view showing an example around a main electrode of a conventional gas laser device, and is a cross-sectional view in a direction perpendicular to a laser optical axis.
【図１１】図１０の装置における主電極の消耗状況の一
例を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing an example of a state of consumption of a main electrode in the apparatus of FIG.
４ ガス空間 ６ 主放電 ８ レーザ光 １２ 主電極 １４ 放電面 １６ 誘電体 １８ 平面部 ２０ せり出し部 ２２ 斜面部 Reference Signs List 4 gas space 6 main discharge 8 laser beam 12 main electrode 14 discharge surface 16 dielectric 18 flat portion 20 protrusion portion 22 slope portion
Claims (2)
ていて互いの間のガス空間で主放電を発生させてレーザ
光を発生させる一対の金属製の主電極を有する横方向放
電励起形のガスレーザ装置において、前記各主電極のガ
ス空間に面する放電面を平面にし、この各主電極の放電
面の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体をそれぞれ配置
し、かつこの各誘電体を、主電極の放電面と同一面にあ
る平面部を経てガス空間側へせり出していることを特徴
とするガスレーザ装置。1. A lateral discharge excitation having a pair of metal main electrodes disposed opposite to each other along a laser optical axis to generate a main discharge in a gas space between each other and generate a laser beam. In the gas laser device of the shape, the discharge surface facing the gas space of each of the main electrodes is made flat, and dielectrics are respectively arranged close to and along the left and right sides of the discharge surface of each of the main electrodes, and A laser beam protruding toward the gas space side through a flat portion coplanar with the discharge surface of the main electrode.
ていて互いの間のガス空間で主放電を発生させてレーザ
光を発生させる一対の金属製の主電極を有する横方向放
電励起形のガスレーザ装置において、前記各主電極のガ
ス空間に面する放電面を平面にし、この各主電極の放電
面の左右両側に近接かつ沿わせて誘電体をそれぞれ配置
し、かつこの各誘電体を、主電極の放電面の端部から始
まる斜面部を経てガス空間側へせり出していることを特
徴とするガスレーザ装置。2. A lateral discharge excitation having a pair of metal main electrodes arranged opposite to each other along a laser optical axis to generate a laser beam by generating a main discharge in a gas space between each other. In the gas laser device of the shape, the discharge surface facing the gas space of each of the main electrodes is made flat, and dielectrics are respectively arranged close to and along the left and right sides of the discharge surface of each of the main electrodes, and Laser gas protruding toward a gas space side through a slope portion starting from an end of a discharge surface of a main electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24462897A JPH1168196A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Gas laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24462897A JPH1168196A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Gas laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168196A true JPH1168196A (en) | 1999-03-09 |
Family
ID=17121590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24462897A Pending JPH1168196A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Gas laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1168196A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503946A (en) * | 2000-06-09 | 2004-02-05 | サイマー， インコーポレイテッド | Long life electrode for gas discharge laser |
| EP1436866A2 (en) * | 2001-09-13 | 2004-07-14 | Cymer, Inc. | High rep-rate laser with improved electrodes |
| JP2014504028A (en) * | 2011-01-26 | 2014-02-13 | ロフィン−ジナール レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Slab type laser |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP24462897A patent/JPH1168196A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004503946A (en) * | 2000-06-09 | 2004-02-05 | サイマー， インコーポレイテッド | Long life electrode for gas discharge laser |
| EP1436866A2 (en) * | 2001-09-13 | 2004-07-14 | Cymer, Inc. | High rep-rate laser with improved electrodes |
| EP1436866A4 (en) * | 2001-09-13 | 2009-10-28 | Cymer Inc | High rep-rate laser with improved electrodes |
| JP2014504028A (en) * | 2011-01-26 | 2014-02-13 | ロフィン−ジナール レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Slab type laser |
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