JPH0714083B2 - エキシマレ−ザ装置 - Google Patents
エキシマレ−ザ装置Info
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- JPH0714083B2 JPH0714083B2 JP9262785A JP9262785A JPH0714083B2 JP H0714083 B2 JPH0714083 B2 JP H0714083B2 JP 9262785 A JP9262785 A JP 9262785A JP 9262785 A JP9262785 A JP 9262785A JP H0714083 B2 JPH0714083 B2 JP H0714083B2
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- laser
- halogen
- laser medium
- medium
- gas
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- 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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は気体レーザに属するエキシマレーザ装置に関す
るものである。
るものである。
一般にエキシマレーザはパルス発振を重ねるにつれて、
レーザパルスエネルギーが除々に減少してゆき、例えば
XeClエキシマレーザでは、約106回のパルス発振を行う
とレーザパルスエネルギーは初期値の半分近くにまで下
ることが知られている。
レーザパルスエネルギーが除々に減少してゆき、例えば
XeClエキシマレーザでは、約106回のパルス発振を行う
とレーザパルスエネルギーは初期値の半分近くにまで下
ることが知られている。
その主な原因はレーザ媒質の１つであるハロゲンが、レ
ーザ筐体構成材料や励起用放電によって生ずるスパッタ
金属などと反応し減少してしまうことである。
ーザ筐体構成材料や励起用放電によって生ずるスパッタ
金属などと反応し減少してしまうことである。
従来の市販の装置では、この対策として、第５図に示す
ような方法がとられていた。図において、（１）はレー
ザ筐体、（５）はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、
（９）は二次圧調整器、（16）は制御系、（57）はレー
ザビーム、（58）はビームスプリッター、（59）はレー
ザビームの一部、（60）はレーザ出力検出器、（61）は
流量制御系である。まず、レーザビーム（57）の１部を
ビームスプリッター（58）によってレーザビームの一部
（59）として取り出し、その出力をレーザ出力検出器
（60）で測定する。同測定値が所定値以下に減少する
と、制御系（16）を介して、流量制御系（61）が作動
し、レーザ出力が回復するまで、バッファ希釈ハロゲン
ガスボンベ（５）から二次圧調整器（９）を通してハロ
ゲンの供給が行われる。
ような方法がとられていた。図において、（１）はレー
ザ筐体、（５）はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、
（９）は二次圧調整器、（16）は制御系、（57）はレー
ザビーム、（58）はビームスプリッター、（59）はレー
ザビームの一部、（60）はレーザ出力検出器、（61）は
流量制御系である。まず、レーザビーム（57）の１部を
ビームスプリッター（58）によってレーザビームの一部
（59）として取り出し、その出力をレーザ出力検出器
（60）で測定する。同測定値が所定値以下に減少する
と、制御系（16）を介して、流量制御系（61）が作動
し、レーザ出力が回復するまで、バッファ希釈ハロゲン
ガスボンベ（５）から二次圧調整器（９）を通してハロ
ゲンの供給が行われる。
しかし、レーザ出力の変化には上記のハロゲン濃度の減
少の他に、電源電圧の変動や励起放電の不安定性、さら
にはレーザパルス取出し窓の汚れ等も影響するため、直
接ハロゲン濃度変化に対応していないことは明らかであ
る。例えば、電源電圧の低下によってレーザパルスエネ
ルギーが低下すると、制御系はハロゲン濃度低下と見な
し、ハロゲンの注入を行うため、ハロゲン濃度が過剰に
なる。ハロゲンは放電を不安定にするので励起放電が不
安定となって、さらにレーザ出力は低下し、これに伴っ
てさらに過剰のハロゲンを注入するという悪循環をくり
返す。そしてついにはレーザ動作そのものが停止するの
みでなく、励起放電がアークに移行するため電極がダメ
ージを受けるなどの問題点があった。
少の他に、電源電圧の変動や励起放電の不安定性、さら
にはレーザパルス取出し窓の汚れ等も影響するため、直
接ハロゲン濃度変化に対応していないことは明らかであ
る。例えば、電源電圧の低下によってレーザパルスエネ
ルギーが低下すると、制御系はハロゲン濃度低下と見な
し、ハロゲンの注入を行うため、ハロゲン濃度が過剰に
なる。ハロゲンは放電を不安定にするので励起放電が不
安定となって、さらにレーザ出力は低下し、これに伴っ
てさらに過剰のハロゲンを注入するという悪循環をくり
返す。そしてついにはレーザ動作そのものが停止するの
みでなく、励起放電がアークに移行するため電極がダメ
ージを受けるなどの問題点があった。
この発明は、上記問題点を解決するためのもので、制御
系の発散やハロゲンの過剰消費をなくすことができるエ
キシマレーザ装置を得ることを目的とする。
系の発散やハロゲンの過剰消費をなくすことができるエ
キシマレーザ装置を得ることを目的とする。
本発明に係るエキシマレーザ装置は、希ガス、ハロゲン
およびバッファガスをレーザ媒質とするエキシマレーザ
装置において、レーザ媒質中のハロゲン濃度を測定し、
その測定信号によりレーザ媒質の再生工程を制御するよ
うにしたエキシマレーザ装置である。
およびバッファガスをレーザ媒質とするエキシマレーザ
装置において、レーザ媒質中のハロゲン濃度を測定し、
その測定信号によりレーザ媒質の再生工程を制御するよ
うにしたエキシマレーザ装置である。
本発明のエキシマレーザ装置においては、レーザ媒質中
のハロゲン濃度を測定し、同測定結果に対応して、レー
ザ媒質の再生工程を制御する。この結果、レーザ媒質中
のハロゲン濃度に１対１に対応したレーザ媒質の再生が
可能となり、従来のような制御系の発散やハロゲンの過
剰消費をなくすことができる。
のハロゲン濃度を測定し、同測定結果に対応して、レー
ザ媒質の再生工程を制御する。この結果、レーザ媒質中
のハロゲン濃度に１対１に対応したレーザ媒質の再生が
可能となり、従来のような制御系の発散やハロゲンの過
剰消費をなくすことができる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。第１図
は本発明の一実施例を示す構成図である。図において、
（１）はレーザ筐体、（２）はこのレーザ筐体に接続す
るハロゲン濃度測定系で、レーザ筐体（１）から被測定
レーザ媒質（３）を導く流路（3a）および測定済レーザ
媒質（４）をレーザ筐体（１）に戻す流路（4a）を有し
ている。（５）はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、
（６）はバッファ希釈希ガスボンベで、それぞれレーザ
筐体（１）に接続する流路（5a），（6a）に電磁バルブ
（７），（８）、二次圧調整器（９），（10）およびオ
リフィス（11），（12）を有している。レーザ筐体
（１）に接続する排気流路（1a）はオリフィス（13）お
よびポンプ（14）を有し、排気ガス（15）を排出するよ
うになっている。（16）は制御系で、ハロゲン濃度測定
系（２）からの測定信号（17）により制御信号（18），
（19）を電磁バルブ（７），（８）およびポンプ（14）
に送り制御するようになっている。（20）はボンベ
（５）から送られるバッファ希釈ハロゲンガス、（21）
はボンベ（６）から送られるバッファ希釈希ガスであ
る。
は本発明の一実施例を示す構成図である。図において、
（１）はレーザ筐体、（２）はこのレーザ筐体に接続す
るハロゲン濃度測定系で、レーザ筐体（１）から被測定
レーザ媒質（３）を導く流路（3a）および測定済レーザ
媒質（４）をレーザ筐体（１）に戻す流路（4a）を有し
ている。（５）はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、
（６）はバッファ希釈希ガスボンベで、それぞれレーザ
筐体（１）に接続する流路（5a），（6a）に電磁バルブ
（７），（８）、二次圧調整器（９），（10）およびオ
リフィス（11），（12）を有している。レーザ筐体
（１）に接続する排気流路（1a）はオリフィス（13）お
よびポンプ（14）を有し、排気ガス（15）を排出するよ
うになっている。（16）は制御系で、ハロゲン濃度測定
系（２）からの測定信号（17）により制御信号（18），
（19）を電磁バルブ（７），（８）およびポンプ（14）
に送り制御するようになっている。（20）はボンベ
（５）から送られるバッファ希釈ハロゲンガス、（21）
はボンベ（６）から送られるバッファ希釈希ガスであ
る。
第２図は制御系（16）の一例としてのオンオフ制御系を
示す接続図である。図において、（22）は測定信号入力
用端子で、OPアンプ（23）の−端子に接続している。OP
アンプ（23）の＋端子には可変抵抗（24）および抵抗
（25）が接続し、その接続点とQPアンプ（23）の出力端
子間には可変抵抗（26）および抵抗（27）が接続してい
る。（28）はツェナーダイオードである。OPアンプ（2
3）の出力端子はダイオード（29）を介してトランジス
タ（30）のベースに接続している。（31）は電磁バルブ
駆動用電源入力端子、（32）は電磁バルブ駆動用の電磁
コイルで、トランジスタ（30）のコレクタに接続し、
（33）はコンデンサで、トランジスタ（30）のベース、
エミッタ間に接続している。
示す接続図である。図において、（22）は測定信号入力
用端子で、OPアンプ（23）の−端子に接続している。OP
アンプ（23）の＋端子には可変抵抗（24）および抵抗
（25）が接続し、その接続点とQPアンプ（23）の出力端
子間には可変抵抗（26）および抵抗（27）が接続してい
る。（28）はツェナーダイオードである。OPアンプ（2
3）の出力端子はダイオード（29）を介してトランジス
タ（30）のベースに接続している。（31）は電磁バルブ
駆動用電源入力端子、（32）は電磁バルブ駆動用の電磁
コイルで、トランジスタ（30）のコレクタに接続し、
（33）はコンデンサで、トランジスタ（30）のベース、
エミッタ間に接続している。
第３図はハロゲン濃度測定系（２）の一例として光学式
測定器を示す構成図であり、図において、（34）は測定
セル、（35）は標準セルで、光源（36）から出た光がそ
れぞれミラー（37），（38）で反射して通過し、このと
き光はモータ（39）によって回転するチョッパ（40）に
よってON,OFFされ、通過した光はミラー（41），（42）
に反射して検出器（43）に入り測定されるようになって
いる。
測定器を示す構成図であり、図において、（34）は測定
セル、（35）は標準セルで、光源（36）から出た光がそ
れぞれミラー（37），（38）で反射して通過し、このと
き光はモータ（39）によって回転するチョッパ（40）に
よってON,OFFされ、通過した光はミラー（41），（42）
に反射して検出器（43）に入り測定されるようになって
いる。
第４図はハロゲン濃度測定系（２）の一例としての感熱
抵抗体を用いた測定器を示す構成図であり、図におい
て、（44），（45）は抵抗、（46），（47）は感熱抵抗
で、これらはブリッジ回路を形成している。感熱抵抗
（46）は測定セル（48）内に設けられ、感熱抵抗（47）
は標準セル（49）内に設けられている。測定セル（4
8）、標準セル（49）はそれぞれレーザ筐体（１）に連
絡する循環流路（48a），（49a）を有している。循環流
路（48a）は二方弁（50）を有し、三方弁（51）によっ
て標準セル（49）と連絡している。循環流路（49a）は
二方弁（52）およびハロゲン除去器（53）を有してい
る。（54）はハロゲンを除去したレーザ媒質のガス流、
（55）は電源、（56）はハロゲンガスである。
抵抗体を用いた測定器を示す構成図であり、図におい
て、（44），（45）は抵抗、（46），（47）は感熱抵抗
で、これらはブリッジ回路を形成している。感熱抵抗
（46）は測定セル（48）内に設けられ、感熱抵抗（47）
は標準セル（49）内に設けられている。測定セル（4
8）、標準セル（49）はそれぞれレーザ筐体（１）に連
絡する循環流路（48a），（49a）を有している。循環流
路（48a）は二方弁（50）を有し、三方弁（51）によっ
て標準セル（49）と連絡している。循環流路（49a）は
二方弁（52）およびハロゲン除去器（53）を有してい
る。（54）はハロゲンを除去したレーザ媒質のガス流、
（55）は電源、（56）はハロゲンガスである。
次に動作について説明する。
第１図において、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質の１
部が被測定レーザ媒質（３）としてハロゲン濃度測定系
（２）に導入され、その後測定済レーザ媒質（４）とし
て再びレーザ筐体（１）内に返還される。一方、ハロゲ
ン濃度測定系（２）からの測定信号（17）は制御系（1
6）に伝達され、制御信号（18）によって電磁バルブ
（７）および（８）の開閉が行われる。電磁バルフ
（７）および（８）が開く際にはこれに伴って制御系
（16）からの制御信号（19）によりポンプ（14）が一定
時間駆動し、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質の１部が
オリフィス（13）を介して排気ガス（15）として捨てら
れる。この際、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質は通常
大気圧以上の一定値になるように充填されているので、
流量抵抗としてオリフィス（13）を排気系に入れること
により、ポンプ（14）の代りに電磁バルブを設置し、こ
れを時間制御で開閉するだけでも一定量のレーザ媒質を
排気することが可能である。
部が被測定レーザ媒質（３）としてハロゲン濃度測定系
（２）に導入され、その後測定済レーザ媒質（４）とし
て再びレーザ筐体（１）内に返還される。一方、ハロゲ
ン濃度測定系（２）からの測定信号（17）は制御系（1
6）に伝達され、制御信号（18）によって電磁バルブ
（７）および（８）の開閉が行われる。電磁バルフ
（７）および（８）が開く際にはこれに伴って制御系
（16）からの制御信号（19）によりポンプ（14）が一定
時間駆動し、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質の１部が
オリフィス（13）を介して排気ガス（15）として捨てら
れる。この際、レーザ筐体（１）内のレーザ媒質は通常
大気圧以上の一定値になるように充填されているので、
流量抵抗としてオリフィス（13）を排気系に入れること
により、ポンプ（14）の代りに電磁バルブを設置し、こ
れを時間制御で開閉するだけでも一定量のレーザ媒質を
排気することが可能である。
その後、電磁バルブ（７），（８）が開となり、バッフ
ァ希釈ハロゲンガス（20）およびバッファ希釈希ガス
（21）がレーザ筐体（１）内に導入されるが、このとき
二次圧調整器（９），（10）およびオリフィス（11），
（12）の働きにより、電磁バルブ（７），（８）の開い
ている時間を制御するだけで上記のガスの導入量を正確
にコントロールできる。この場合バッファ希釈ハロゲン
ガスボンベ（５）中のハロゲン濃度と、バッファ希釈希
ガスボンベ（６）中の希ガス濃度は、両者が混合された
際に所定の値となるようにあらかじめ調整しておく。
ァ希釈ハロゲンガス（20）およびバッファ希釈希ガス
（21）がレーザ筐体（１）内に導入されるが、このとき
二次圧調整器（９），（10）およびオリフィス（11），
（12）の働きにより、電磁バルブ（７），（８）の開い
ている時間を制御するだけで上記のガスの導入量を正確
にコントロールできる。この場合バッファ希釈ハロゲン
ガスボンベ（５）中のハロゲン濃度と、バッファ希釈希
ガスボンベ（６）中の希ガス濃度は、両者が混合された
際に所定の値となるようにあらかじめ調整しておく。
第２図の制御系（16）においては、定電圧電源からの＋
15Vをツェナーダイオード（28）でさらに安定化し、こ
れを可変抵抗（24）および抵抗（25）で分割して、OPア
ンプ（23）の＋端子に一定の電圧を設定しておく。測定
信号入力用端子（22）に入る測定信号（17）の電圧が上
記＋端子の設定電圧を超えると、OPアンプ（23）の出力
電圧は＋側に飽和し、トランジスタ（30）にベース電流
が流れ、トランジスタ（30）がONすることにより、電磁
バルブ駆動用の電磁コイル（32）に電流が流れ、電磁バ
ルブ（７），（８）が開くことになる。レーザ筐体
（１）内のハロゲン濃度が所定値になると、測定信号
（17）の電圧はOPアンプ（23）の＋端子の電圧より低く
なり、電磁バルブ（７），（８）は閉じることになる。
抵抗（25），（27）および可変抵抗（26）は正帰還回路
であって、トランジスタ（30）のON,OFF動作を確実にす
るためのものである。ダイオード（29）は逆方向の過大
な信号をトランジスタ（30）に加えないための保護用に
設けられている。コンデンサ（33）は電磁コイル（32）
に発生する逆起電力を小さくなるために設けられてい
る。
15Vをツェナーダイオード（28）でさらに安定化し、こ
れを可変抵抗（24）および抵抗（25）で分割して、OPア
ンプ（23）の＋端子に一定の電圧を設定しておく。測定
信号入力用端子（22）に入る測定信号（17）の電圧が上
記＋端子の設定電圧を超えると、OPアンプ（23）の出力
電圧は＋側に飽和し、トランジスタ（30）にベース電流
が流れ、トランジスタ（30）がONすることにより、電磁
バルブ駆動用の電磁コイル（32）に電流が流れ、電磁バ
ルブ（７），（８）が開くことになる。レーザ筐体
（１）内のハロゲン濃度が所定値になると、測定信号
（17）の電圧はOPアンプ（23）の＋端子の電圧より低く
なり、電磁バルブ（７），（８）は閉じることになる。
抵抗（25），（27）および可変抵抗（26）は正帰還回路
であって、トランジスタ（30）のON,OFF動作を確実にす
るためのものである。ダイオード（29）は逆方向の過大
な信号をトランジスタ（30）に加えないための保護用に
設けられている。コンデンサ（33）は電磁コイル（32）
に発生する逆起電力を小さくなるために設けられてい
る。
第３図の測定器においては、光源（36）からの光はそれ
ぞれミラー（37），（38）により反射され、測定セル
（34）および標準セル（35）を通り、再びミラー（4
1），（42）によって反射され検出器（43）に入る。２
つの光はモータ（39）で回転しているチョッパ（40）に
よってON,OFFされ、交互に検出器（43）に入るようにな
っている。標準セル（35）内には、レーザ筐体（１）内
のレーザ媒質の初期組成と同一組成の混合ガスが入れて
あり、測定セル（34）内には被測定レーザ媒質（３）が
導入され、この結果ハロゲンの減少量に対応した電圧が
検出器（43）に交流信号となって検知される。
ぞれミラー（37），（38）により反射され、測定セル
（34）および標準セル（35）を通り、再びミラー（4
1），（42）によって反射され検出器（43）に入る。２
つの光はモータ（39）で回転しているチョッパ（40）に
よってON,OFFされ、交互に検出器（43）に入るようにな
っている。標準セル（35）内には、レーザ筐体（１）内
のレーザ媒質の初期組成と同一組成の混合ガスが入れて
あり、測定セル（34）内には被測定レーザ媒質（３）が
導入され、この結果ハロゲンの減少量に対応した電圧が
検出器（43）に交流信号となって検知される。
ここで同光学式測定に用いる吸収スペクトルとしては、
フッ素ガスに対しては例えば化学便覧、基礎編II、P129
5（丸善、1975年）に示されている290nmに吸収極大をも
つ連続吸収スペクトルが、また塩化水素ガスに対しては
例えばJ.A.Myer;J.chem.phys.vol.52 No1.266（1970）
に報告されている100〜220nmにわたる紫外吸収スペクト
ル、またはG.M.バロウ著島田章訳、The structure of m
olecules化学同人P83（1965年）に示されている振動ス
ペクトル2886cm-1（Ｖ＝０→Ｖ＝１）、5668cm-1（Ｖ＝
０→Ｖ＝２）、8374cm-1（Ｖ＝０→Ｖ＝３）、10923cm
-1（Ｖ＝０→Ｖ＝４）などが有用である。
フッ素ガスに対しては例えば化学便覧、基礎編II、P129
5（丸善、1975年）に示されている290nmに吸収極大をも
つ連続吸収スペクトルが、また塩化水素ガスに対しては
例えばJ.A.Myer;J.chem.phys.vol.52 No1.266（1970）
に報告されている100〜220nmにわたる紫外吸収スペクト
ル、またはG.M.バロウ著島田章訳、The structure of m
olecules化学同人P83（1965年）に示されている振動ス
ペクトル2886cm-1（Ｖ＝０→Ｖ＝１）、5668cm-1（Ｖ＝
０→Ｖ＝２）、8374cm-1（Ｖ＝０→Ｖ＝３）、10923cm
-1（Ｖ＝０→Ｖ＝４）などが有用である。
光源（36）としては、タングステンフィラメントラン
プ、水素放電管、重水素放電管、高圧水銀ランプ、キセ
ノンランプなどが使用でき、赤外域（振動スペクトルに
対応する）ではグロバー、Nernst glower、ガスマント
ル炭素棒、タングステンリボン半導体レーザなどが使用
できる。また検出器（43）としては、光電管、光電子増
倍管が使用でき、赤外域では熱電対、ボロメータ、Gola
yセル、光電導セルなどが使用できる。
プ、水素放電管、重水素放電管、高圧水銀ランプ、キセ
ノンランプなどが使用でき、赤外域（振動スペクトルに
対応する）ではグロバー、Nernst glower、ガスマント
ル炭素棒、タングステンリボン半導体レーザなどが使用
できる。また検出器（43）としては、光電管、光電子増
倍管が使用でき、赤外域では熱電対、ボロメータ、Gola
yセル、光電導セルなどが使用できる。
第４図の測定器においては、まず、感熱抵抗（46），
（47）を測定セル（48）および標準セル内（49）内にそ
れぞれ配設し、電源（55）から電流ｉを流すことにより
感熱抵抗（46），（47）を加熱する。測定セル（48）お
よび標準セル（49）内に媒質が導入されると、感熱抵抗
（46），（47）の熱は同媒質の熱伝導作用により媒質中
を伝わって各セルに流れる。このために感熱抵抗の温度
は下がり、電気抵抗値が減少する。従って各電気抵抗値
は感熱抵抗を取りまく媒質の熱伝導率によって決まる。
そこで抵抗（44），（45）と感熱抵抗（46），（47）と
でブリッジ回路を組み、測定セル（48）および標準セル
（49）内に同一組成の媒質が存在するときにブリッジが
平衡になるように、すなわちＡ点とＢ点の電位が同じに
なるように各抵抗値を選定する。その後、測定セル（4
8）内にレーザ媒質を導入し、標準セル（49）内にハロ
ゲンのみを除去したレーザ媒質を導入すると、ハロゲン
の有無に基づく熱伝導率の差から感熱抵抗（46），（4
7）の温度が異なる値となり、ブリッジの平衝が崩れ、
Ａ点とＢ点間に不平衝電位差Ｅが生ずる。この不平衝電
位差と標準セル（49）内の媒質の熱伝導度率λおよび測
定セル（48）の媒質の熱伝導率λ′、感熱抵抗の電気抵
抗値の温度係数αとの間にはＥ∝α×（λ−λ′）／λ
の関係がある。
（47）を測定セル（48）および標準セル内（49）内にそ
れぞれ配設し、電源（55）から電流ｉを流すことにより
感熱抵抗（46），（47）を加熱する。測定セル（48）お
よび標準セル（49）内に媒質が導入されると、感熱抵抗
（46），（47）の熱は同媒質の熱伝導作用により媒質中
を伝わって各セルに流れる。このために感熱抵抗の温度
は下がり、電気抵抗値が減少する。従って各電気抵抗値
は感熱抵抗を取りまく媒質の熱伝導率によって決まる。
そこで抵抗（44），（45）と感熱抵抗（46），（47）と
でブリッジ回路を組み、測定セル（48）および標準セル
（49）内に同一組成の媒質が存在するときにブリッジが
平衡になるように、すなわちＡ点とＢ点の電位が同じに
なるように各抵抗値を選定する。その後、測定セル（4
8）内にレーザ媒質を導入し、標準セル（49）内にハロ
ゲンのみを除去したレーザ媒質を導入すると、ハロゲン
の有無に基づく熱伝導率の差から感熱抵抗（46），（4
7）の温度が異なる値となり、ブリッジの平衝が崩れ、
Ａ点とＢ点間に不平衝電位差Ｅが生ずる。この不平衝電
位差と標準セル（49）内の媒質の熱伝導度率λおよび測
定セル（48）の媒質の熱伝導率λ′、感熱抵抗の電気抵
抗値の温度係数αとの間にはＥ∝α×（λ−λ′）／λ
の関係がある。
一方ガス導入部は次のように構成される。まず二方弁
（50）は開き、三方弁（51）は測定セル（48）と標準セ
ル（49）を結ぶ方向に開き、二方弁（52）は閉じた状態
で、レーザ媒質（３）は測定セル（48）および標準セル
（49）を経てレーザ筐体（１）へ戻るというループで循
環する。測定の際には三方弁（51）は測定セル（48）と
レーザ筐体（１）を結ぶ方向に開き、レーザ媒質（３）
は測定セル（48）内のみを循環する。一方、二方弁（5
2）は開となり、レーザ媒質（３）はハロゲン除去器（5
3）を通り、ハロゲンを除去したレーザ媒質（54）とな
り標準セル（49）に導入される。この時返還ガスはハロ
ゲンを除去したレーザ媒質となっているので、レーザ筐
体（１）に戻る際にハロゲンガス（56）が電磁バルブ
（７）およびオリフィス（11）を介して添加される。電
磁バルブ（７）の開閉は前記と同様にして制御される。
（50）は開き、三方弁（51）は測定セル（48）と標準セ
ル（49）を結ぶ方向に開き、二方弁（52）は閉じた状態
で、レーザ媒質（３）は測定セル（48）および標準セル
（49）を経てレーザ筐体（１）へ戻るというループで循
環する。測定の際には三方弁（51）は測定セル（48）と
レーザ筐体（１）を結ぶ方向に開き、レーザ媒質（３）
は測定セル（48）内のみを循環する。一方、二方弁（5
2）は開となり、レーザ媒質（３）はハロゲン除去器（5
3）を通り、ハロゲンを除去したレーザ媒質（54）とな
り標準セル（49）に導入される。この時返還ガスはハロ
ゲンを除去したレーザ媒質となっているので、レーザ筐
体（１）に戻る際にハロゲンガス（56）が電磁バルブ
（７）およびオリフィス（11）を介して添加される。電
磁バルブ（７）の開閉は前記と同様にして制御される。
これらの媒質の循環動力としては循環用ポンプを新たに
設置してもよいが、エキシマレーザ装置はパルス発振を
くり返す際に必ずレーザ媒質を筐体内で循環させておか
ねばならず、通常ラインフローファンなどが設けられて
いるので、これらのファンの吹出し側と吸い込み側との
差圧を利用してもよい。
設置してもよいが、エキシマレーザ装置はパルス発振を
くり返す際に必ずレーザ媒質を筐体内で循環させておか
ねばならず、通常ラインフローファンなどが設けられて
いるので、これらのファンの吹出し側と吸い込み側との
差圧を利用してもよい。
ハロゲン除去器（53）としては、ソーダ石灰、活性炭、
ゼオライト、シリカゲルなどの吸着剤、もしくはチタ
ン、カルシウム、ジルコニウムなどのゲッタ材料を用い
るもの、または冷却トラップによるものを使用すること
ができる。
ゼオライト、シリカゲルなどの吸着剤、もしくはチタ
ン、カルシウム、ジルコニウムなどのゲッタ材料を用い
るもの、または冷却トラップによるものを使用すること
ができる。
なお、上記実施例では、第３図において、標準セル（3
5）内にはレーザ筐体（１）内のレーザ媒質の初期組成
と同一組成の混合ガスを入れ、測定セル（34）内に被測
定レーザ媒質（３）を導入し、ハロゲン減少量に対応し
た信号を取り出すようにしたが、第４図の場合と同様
に、標準セル（35）内にハロゲンのみを除去した被測定
レーザ媒質を導入し、ハロゲンの絶対量に対応した信号
を取り出すように構成してもよい。この場合、標準セル
（35）を逸出してくるガスにハロゲンガスを新たに添加
して（添加量は測定信号で制御）からレーザ筐体（１）
に戻すように構成してもよい。
5）内にはレーザ筐体（１）内のレーザ媒質の初期組成
と同一組成の混合ガスを入れ、測定セル（34）内に被測
定レーザ媒質（３）を導入し、ハロゲン減少量に対応し
た信号を取り出すようにしたが、第４図の場合と同様
に、標準セル（35）内にハロゲンのみを除去した被測定
レーザ媒質を導入し、ハロゲンの絶対量に対応した信号
を取り出すように構成してもよい。この場合、標準セル
（35）を逸出してくるガスにハロゲンガスを新たに添加
して（添加量は測定信号で制御）からレーザ筐体（１）
に戻すように構成してもよい。
また、上記実施例のうち、アルゴン、フッ素およびバッ
ファガスをレーザ媒質とするエキシマレーザは193nm
に、クリプトン、フッ素およびバッファガスをレーザ媒
質とするエキシマレーザは248nmにそれぞれ発振波長を
もち、いずれの波長も290nmをピークとするフッ素ガス
の連続吸収スペクトル内にあるので、これらのレーザ出
力の一部をフッ素ガス測定用の光源として利用すること
が可能である。
ファガスをレーザ媒質とするエキシマレーザは193nm
に、クリプトン、フッ素およびバッファガスをレーザ媒
質とするエキシマレーザは248nmにそれぞれ発振波長を
もち、いずれの波長も290nmをピークとするフッ素ガス
の連続吸収スペクトル内にあるので、これらのレーザ出
力の一部をフッ素ガス測定用の光源として利用すること
が可能である。
さらに、エキシマレーザは１つの筐体でレーザ媒質を変
えることにより、193〜351nmの領域内に分布する波長の
レーザ光を取り出すという仕様で用いられるのが通常で
あるので、上記の290nmに吸収極大をもつフッ素の連続
吸収スペクトルと、100〜220nmにわたる塩化水素の紫外
吸収スペクトルとがオーバラップする領域内に発光波長
をもつ光源を用いれば、ハロゲンとしていずれを用いた
場合でも測定が可能であり、２つの光源を準備しなくて
すむので合理的である。
えることにより、193〜351nmの領域内に分布する波長の
レーザ光を取り出すという仕様で用いられるのが通常で
あるので、上記の290nmに吸収極大をもつフッ素の連続
吸収スペクトルと、100〜220nmにわたる塩化水素の紫外
吸収スペクトルとがオーバラップする領域内に発光波長
をもつ光源を用いれば、ハロゲンとしていずれを用いた
場合でも測定が可能であり、２つの光源を準備しなくて
すむので合理的である。
第２図の制御系は１例としてオンオフ制御を示したが、
例えば比例制御、積分制御、微分制御、PID制御などの
制御系を用いても差支えない。また、光学式測定装置も
被測定ガスと標準ガスの吸光度の差を検出するための光
源と検出器を備えていさえすれば、他の構成の装置を使
用してもよい。
例えば比例制御、積分制御、微分制御、PID制御などの
制御系を用いても差支えない。また、光学式測定装置も
被測定ガスと標準ガスの吸光度の差を検出するための光
源と検出器を備えていさえすれば、他の構成の装置を使
用してもよい。
同様に、ハロゲンや希ガスの注入方式としても、電磁バ
ルブのオンオフの代りに流量制御機能をもつ素子を用い
てもよい。
ルブのオンオフの代りに流量制御機能をもつ素子を用い
てもよい。
以上のように、この発明によれば、レーザ媒質中のハロ
ゲン濃度を測定し、同測定信号によりレーザ媒質の再生
工程を制御するようにしたので、従来のような制御系の
発散やハロゲンの過剰消費をなくすことができる。
ゲン濃度を測定し、同測定信号によりレーザ媒質の再生
工程を制御するようにしたので、従来のような制御系の
発散やハロゲンの過剰消費をなくすことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は制御
系を示す接続図、第３図は光学式測定器を示す構成図、
第４図は感熱抵抗体を用いた測定器を示す構成図、第５
図は従来例を示す構成図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
はレーザ筐体、（２）はハロゲン濃度測定系、（３）は
被測定レーザ媒質、（４）は測定済レーザ媒質、（５）
はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、（６）はバッファ
希釈希ガスボンベ、（16）は制御系、（34），（48）は
測定セル、（35），（49）は標準セル、（36）は光源、
（43）は検出器、（46），（47）は感熱抵抗、（53）は
ハロゲン除去器である。
系を示す接続図、第３図は光学式測定器を示す構成図、
第４図は感熱抵抗体を用いた測定器を示す構成図、第５
図は従来例を示す構成図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（１）
はレーザ筐体、（２）はハロゲン濃度測定系、（３）は
被測定レーザ媒質、（４）は測定済レーザ媒質、（５）
はバッファ希釈ハロゲンガスボンベ、（６）はバッファ
希釈希ガスボンベ、（16）は制御系、（34），（48）は
測定セル、（35），（49）は標準セル、（36）は光源、
（43）は検出器、（46），（47）は感熱抵抗、（53）は
ハロゲン除去器である。
Claims (4)
- 【請求項１】希ガス、ハロゲンおよびバッファガスをレ
ーザ媒質とするエキシマレーザ装置において、レーザ媒
質中のハロゲン濃度を測定し、その測定信号によりレー
ザ媒質の再生工程を制御するようにしたことを特徴とす
るエキシマレーザ装置。 - 【請求項２】ハロゲン濃度の測定が光学式測定または感
熱抵抗体を用いた測定であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のエキシマレーザ装置。 - 【請求項３】レーザ媒質の再生工程が、使用中のレーザ
媒質の１部もしくは全量を新鮮なレーザ媒質によって置
換するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載のエキシマレーザ装置。 - 【請求項４】レーザ媒質の再生工程が、ハロゲンのみま
たはハロゲンと希ガスを適量添加するものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のエ
キシマレーザ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9262785A JPH0714083B2 (ja) | 1985-04-29 | 1985-04-29 | エキシマレ−ザ装置 |
| US06/839,145 US4722090A (en) | 1985-03-18 | 1986-03-12 | Excimer laser equipment |
| DE19863608678 DE3608678A1 (de) | 1985-03-18 | 1986-03-15 | Excimer-laserapparatur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9262785A JPH0714083B2 (ja) | 1985-04-29 | 1985-04-29 | エキシマレ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251094A JPS61251094A (ja) | 1986-11-08 |
| JPH0714083B2 true JPH0714083B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=14059679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9262785A Expired - Fee Related JPH0714083B2 (ja) | 1985-03-18 | 1985-04-29 | エキシマレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714083B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0429386A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Hitachi Ltd | エキシマレーザ装置 |
-
1985
- 1985-04-29 JP JP9262785A patent/JPH0714083B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61251094A (ja) | 1986-11-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |