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Allgemeiner Stand der Technik
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumbehälter eines Laseroszillators und genauer gesagt einen Vakuumbehälter eines Laseroszillators, der ein erstes Dichtungselement und ein zweites Dichtungselement, die zwischen einer Röhre und einem Einsetzelement angeordnet sind, umfasst.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Ein Vakuumbehälter eines Kohlendioxidgas-Laseroszillators mit schneller Axialströmung umfasst einen Resonator, der ein Lasergas enthält, einen Entladungsabschnitt, der das Lasergas anregt, ein Gebläse, welches das Lasergas umwälzt, und einen Wärmetauscher, der die Wärme, die in dem Entladungsabschnitt entsteht, und die Kompressionswärme des Gebläses abkühlt.
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11 ist eine Teilansicht im Querschnitt eines Vakuumbehälters gemäß einer herkömmlichen Technik. Wie in 11 abgebildet, umfasst der Vakuumbehälter eine Röhre 110 aus Aluminium und ein Einsetzelement 120 aus rostfreiem Stahl, das einen Flansch 130 umfasst, in den die Röhre 110 eingesetzt ist. Es sei zu beachten, dass die Röhre 110 und das Einsetzelement 120 aus anderen Materialien bestehen können. Dann wird ein Nutabschnitt 140 auf einer inneren Peripheriefläche des Flansches 130 des Einsetzelements 120 gebildet. Ein O-Ring 160 wird in dem Nutabschnitt 140 angeordnet, wodurch eine Dichtung zwischen der Röhre 110 und dem Einsetzelement 120 bereitgestellt wird.
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Es kann vorkommen, dass ein Teil des Lasergases, das durch den Entladungsabschnitt (in 11 nicht abgebildet) gegangen ist, ionisiert und, wie durch einen Pfeil in 11 angegeben, durch eine Lücke zwischen der Röhre 110 und dem Flansch 130 geht und den O-Ring 160 erreicht. In diesem Fall oxidiert und/oder erodiert der O-Ring 160, so dass sich eine Dichtungseigenschaft des O-Rings 160 verringert.
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Der Fortschrittsgrad der Oxidation und/oder Erosion des O-Rings 160 wird gemäß einem Längsabstand der Lücke zwischen der Röhre 110 und dem Flansch 130 und einer Kontaktfläche (einem Öffnungsgrad) des O-Rings 160 mit Bezug auf das Lasergas bestimmt. Mit anderen Worten, je kürzer der zuvor beschriebene Längsabstand und je größer die Kontaktfläche, desto eher oxidiert und/oder erodiert der O-Ring 160. Da wie in 5 abgebildet, der der O-Ring, der auf einer Peripheriefläche der Röhre 110 angeordnet ist, eine relativ große Kontaktfläche aufweist, besteht das Problem, dass sich ein Austauschzyklus des O-Rings 160 verkürzt.
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Da der O-Ring somit eine geringe Korrosionsbeständigkeit aufweist, werden bei Halbleiter-Herstellungsvorrichtungen und Dichtungsvorrichtungen, die ein korrosives Gas in einem Vakuumsystem verwenden, ein Dichtungselement aus Metall, ein Dichtungselement aus Harz mit Korrosionsbeständigkeit und dergleichen anstelle des O-Rings verwendet. Es gab jedoch das Problem, dass das Dichtungselement aus Metall und das Dichtungselement aus Harz mit Korrosionsbeständigkeit eine geringe elastische Eigenschaft aufweisen und nicht wiederverwendet werden können, wenn sie sich einmal verformt haben.
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Somit werden in der japanischen Offenlegungsschrift
JP 2007 092 892 A , der japanischen Offenlegungsschrift
JP 2000 106 298 A und der Offenlegungsschrift
WO 2004 / 038 781 A1 ein Dichtungselement mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit, das auf einer Vakuumseite angeordnet ist, und ein Dichtungselement mit einer hohen elastischen Eigenschaft, das auf einer Atmosphärenseite angeordnet ist, zusammen verwendet. Insbesondere offenbart WO 2004 / 038 781 beispielsweise, wie in
12 abgebildet, das Anordnen des O-Rings
160 als Dichtungselement mit hoher elastischer Eigenschaft, das auf der Atmosphärenseite angeordnet wird, und das Anordnen eines elastischen Elements mit einem V-förmigen Querschnitt als Dichtungselement
150, das auf der Vakuumseite angeordnet wird.
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Ferner ist aus
JP S63- 226 982 A ein Vakuumbehälter mit einer zylindrischen Röhre bekannt, die in ein Einsetzelement eingesetzt ist, wobei als Dichtung ein Paar von nebeneinander in zwei entsprechenden ringförmigen Nuten angeordnete O-Ringen eingesetzt wird.
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Des Weiteren offenbart
JP 2014 126 130 A einen luftdicht aufgesetzten Deckel, der zwei konzentrisch angeordnete ringförmige Dichtungen aufweist, wobei eine radial innenliegende Dichtung vakuumdicht ist und wobei eine radial außenliegende Dichtung eine Korrosionsschutzdichtung darstellt.
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Aus
DD 281 229 A5 sind zudem Dichtungen aus einer Formgedächtnislegierung bekannt, die bei Überschreiten einer Umwandlungstemperatur ihre Form verändern.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Nachdem gemäß
WO 2004 / 038 781 A1 der O-Ring
160 und das Dichtungselement
150 jedoch angeordnet wurden, ist es schwierig, eine Region zwischen dem O-Ring
160 und dem Dichtungselement
150 zu evakuieren. Es kann vorkommen, dass sich während der Betätigung des Laseroszillators ein Atmosphärengas in der Region zwischen dem O-Ring
160 und dem Dichtungselement
150 allmählich in einem Lasergas-Umwälzsystem vermischt. Daraufhin gab es das Problem, dass sich ein Mischungsanteil des Lasergases, der im Voraus optimiert wurde, änderte und eine Eigenschaft des Laseroszillators instabil wurde.
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Zudem gab es auch das Problem, dass da der O-Ring 160 und/oder das Dichtungselement 150 in Kontakt mit der Röhre 110 und dem Flansch 130 stehen müssen, ein Freiheitsgrad beim Zusammenbauen der Röhre 110 und des Flansches 130 gering war und das Zusammenbauen der Röhre und des Einsetzelements schwierig war.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Umstände erstellt, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Vakuumbehälter eines Laseroszillators bereitzustellen, der mühelos eine Region zwischen zwei Dichtungselements als Vakuum konfiguriert, wodurch er in der Lage ist, ein korrosives Gas in einem Lasergas zu blockieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Vakuumbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Vakuumbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Um die zuvor beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung Folgendes bereitgestellt: ein Vakuumbehälter eines Laseroszillators, wobei der Vakuumbehälter eine Röhre umfasst, die eine zylindrische Form oder eine vieleckige zylindrische Form aufweist, ein Einsetzelement, in das die Röhre eingesetzt wird, und ein erstes Dichtungselement und ein zweites Dichtungselement, die zwischen der Röhre und dem Einsetzelement angeordnet sind, wobei das erste Dichtungselement aus einem Material besteht, dessen Korrosionsbeständigkeit höher als die des zweiten Dichtungselements ist, das erste Dichtungselement mit Bezug auf das zweite Dichtungselement auf einer Vakuumseite angeordnet ist, das zweite Dichtungselement aus einem Material besteht, dessen Dichtungseigenschaft höher als die des ersten Dichtungselements ist, und das erste Dichtungselement mindestens teilweise einen Verformungsabschnitt umfasst, der sich derart verformt, dass eine Dichtungseigenschaft desselben verbessert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung hält der Verformungsabschnitt das erste Dichtungselement fest, wobei sich eine Dichtungseigenschaft desselben verbessert.
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Gemäß einem dritten Aspekt zu dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung verformt sich der Verformungsabschnitt auf Grund der Reduzierung eines Drucks um das erste Dichtungselement herum.
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Gemäß einem vierten Aspekt zu dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung ist der Verformungsabschnitt ein Formgedächtnismetall oder ein Formgedächtnisharz, das in dem ersten Dichtungselement enthalten ist.
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Gemäß einem fünften Aspekt zu dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung enthält der Verformungsabschnitt eine flüchtige Komponente und ist in einem Ausschnitt des ersten Dichtungselements angeordnet, und der Verformungsabschnitt verformt sich auf Grund der Verdampfung der flüchtigen Komponente.
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Gemäß einem sechsten Aspekt zu dem ersten bis fünften Aspekt der Erfindung wird ein Teil des ersten Dichtungselements zwischen dem zweiten Dichtungselement und dem Einsetzelement festgehalten.
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Gemäß einem siebten Aspekt zu einem der ersten bis sechsten Aspekte der Erfindung besteht mindestens ein Teil des ersten Dichtungselements aus einem Fluorharz.
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Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden aus der ausführlichen Beschreibung von typischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen abgebildet sind, besser hervorgehen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 ein schematisches Diagramm, das einen Laseroszillator, der einen Vakuumbehälter umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung abbildet.
- 2 eine perspektivische Teilansicht des Vakuumbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 3A eine Teilansicht im Querschnitt des Vakuumbehälters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3B eine andere Teilansicht im Querschnitt des Vakuumbehälters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4A eine Vorderansicht eines ersten Dichtungselements gemäß einem Beispiel.
- 4B eine Querschnittsansicht des ersten Dichtungselements, wie in 4A abgebildet.
- 5A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein erstes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 5B eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das erste Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 6A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein zweites Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 6B eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das zweite Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 7A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein drittes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 7B eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das dritte Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 8A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein viertes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 8B eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das vierte Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 9A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein fünftes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 9B eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das fünfte Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 10A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein sechstes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet.
- 10B eine Teilansicht im Querschnitt, die den Vakuumbehälter abbildet, in dem das erste Dichtungselement wie in 10A angeordnet ist.
- 11 eine Teilansicht im Querschnitt eines Vakuumbehälters gemäß einer herkömmlichen Technik.
- 12 eine andere Teilansicht im Querschnitt des Vakuumbehälters gemäß der herkömmlichen Technik.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den nachstehenden Zeichnungen werden ähnlichen Elementen ähnliche Bezugszeichen zugeteilt. Um das Verständnis zu erleichtern, sind diese Zeichnungen entsprechend vom Maßstab her geändert.
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1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Laseroszillator, der einen Vakuumbehälter umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung abbildet. Ein Laseroszillator 30, wie in 1 abgebildet, ist beispielsweise ein Kohlendioxidgas-Laseroszillator. In 1 umfasst der Laseroszillator 30 die Entladungsröhren 31a, 31b, die nacheinander angeordnet sind, einen mittleren Block 32, der diese Entladungsröhren 31a, 31b miteinander verbindet, und die Endabschnittsblöcke 33a, 33b, die jeweils mit einem Ende der Entladungsröhre 31a und dem anderen Ende der Entladungsröhre 31b verbunden sind.
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Wie abgebildet, erstreckt sich ein Saugröhrendurchgang 38 zum Ansaugen eines Lasermediums, bei dem es sich um ein Gas handelt, aus dem Raum zwischen der Entladungsröhre 31a und der Entladungsröhre 31b, von dem mittleren Block 32 aus. Zudem erstrecken sich Rücklaufröhrendurchgänge 39a, 39b jeweils zum Entladen des Lasermediums bis zu den Endabschnittblöcken 33a, 33b.
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Wie in 1 abgebildet, sind ein Ausgangsspiegel 34 und ein hinterer Spiegel 35 jeweils an dem einen Ende der Entladungsröhre 31a und dem anderen Ende der Entladungsröhre 31b angeordnet. Dabei wird ein optischer Schwingungsraum zwischen dem Ausgangsspiegel 34 und dem hinteren Spiegel 35 gebildet. Obwohl dies nicht abgebildet ist, ist zudem ein Paar Elektroden derart angeordnet, dass sie jeweils die Entladungsröhren 31a, 31b einfassen.
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Wie in 1 abgebildet weist der Saugröhrendurchgang 38, der sich von dem mittleren Block 32 aus erstreckt, ferner ein Ende an einem Turbogebläse 36 auf. Das Turbogebläse 36 bringt ein Lasergas zu den beiden Rücklaufröhrendurchgängen 39a, 39b, die sich jeweils von den linken und rechten Enden des Turbogebläses 36 bis zu den Endabschnittsblöcken 33a, 33b erstrecken, zurück und wälzt das Lasergas um.
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Zudem ist der Saugröhrendurchgang 38 mit einem ersten Wärmetauscher 37a versehen, und die Rücklaufröhrendurchgänge 39a, 39b sind jeweils mit einem zweiten Wärmetauscher 37b und einem dritten Wärmetauscher 37c versehen. Diese ersten 37a bis dritten 37c Wärmetauscher erfüllen eine Funktion des Abkühlens der Wärme, die in den Entladungsröhren entsteht, und der Kompressionswärme des Turbogebläses 36.
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Die Entladungsröhren 31a, 31b, der mittlere Block 32, die Endabschnittblöcke 33a, 33b, der Saugröhrendurchgang 38 und die Rücklaufröhrendurchgänge 39a, 39b sind miteinander verbunden und bilden einen abgedichteten Vakuumbehälter 10. In dem Vakuumbehälter 10 ist ein vorbestimmtes Lasergas versiegelt und dabei gegenüber der Atmosphäre blockiert. Als Lasergas wird ein Trägergas für eine Laserschwingung, das ein Lasermedium enthält, wie etwa ein Kohlendioxidgas, ein Stickstoffgas und ein Heliumgas in einem vorbestimmten Anteil verwendet und kann ein korrosives Gas enthalten.
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2 eine perspektivische Teilansicht des Vakuumbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung. In 2 ist ein Teil des Vakuumbehälters 10 abgebildet und der Vakuumbehälter 10 umfasst ein Röhrenelement 11 und ein Einsetzelement 12, in welches das Röhrenelement 11 eingesetzt wird. Das Röhrenelement 11 entspricht beispielsweise den Entladungsröhren 31a, 31b, dem Saugröhrendurchgang 38 und den Rücklaufröhrendurchgängen 39a, 39b. Zudem entspricht das Einsetzelement 12 beispielsweise dem mittleren Block 32 und den Endabschnittblöcken 33a, 33b. Es sei zu beachten, dass das Röhrenelement 11 eine zylindrische Form oder eine vieleckige zylindrische Form aufweisen kann, und ein Einsetzquerschnitt des Einsetzelements 12 eine entsprechende Form aufweisen kann. Nachstehend besteht der Vakuumbehälter 10 aus mindestens einem Röhrenelement 11 und mindestens einem Einsetzelement 12.
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3A und 3B sind eine Teilansicht im Querschnitt des Vakuumbehälters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 bis 3B abgebildet, sind ein erstes Dichtungselement 15 und ein zweites Dichtungselement 16, die ringförmig sind, hintereinander auf einer Peripheriefläche des Röhrenelements 11 angeordnet. Das erste Dichtungselement 15 ist mit Bezug auf das zweite Dichtungselement 16 auf der Seite des distalen Endes des Röhrenelements 11 angeordnet. Da ein Innenraum des Röhrenelements 11 und des Einsetzelements 12 evakuiert werden kann, kann man davon ausgehen, dass das erste Dichtungselement 15 mit Bezug auf das zweite Dichtungselement 16 auf einer Vakuumseite angeordnet ist.
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Das erste Dichtungselement 15 und das zweite Dichtungselement 16 können beide ein elastisches Element sein. Das erste Dichtungselement 15 besteht mindestens teilweise aus einem Material mit einer Korrosionsbeständigkeit, die höher als die des zweiten Dichtungsmaterials 16 ist, beispielsweise aus einem Fluorharz, wie etwa Teflon™. Das zweite Dichtungselement 16 besteht bevorzugt aus einem Material mit einer Dichtungseigenschaft, die höher als die des ersten Dichtungsmaterials 15 ist, beispielsweise aus einem Fluorkautschuk. Bei einer Ausführungsform ist das zweite Dichtungselement 16 ein O-Ring aus einem Fluorkautschuk.
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Während das erste Dichtungselement 15 und das zweite Dichtungselement 16 angeordnet werden, wird das Röhrenelement 11 in den Flansch 13 des Einsetzelements 12 eingesetzt. Dadurch wird das zweite Dichtungselement 16 in einem Nutabschnitt 14 angeordnet, der auf einer inneren Peripheriefläche des Flansches 13 gebildet ist. Anschließend wird ein Deckelabschnitt 13a auf einer Endfläche des Flansches 13 angeordnet und durch eine Schraube befestigt, wodurch er das zweite Dichtungselement 16 zusammengedrückt und eine Dichtung bereitstellt. Es sei zu beachten, dass das Röhrenelement 11 in das Einsetzelement 12 eingesetzt werden kann, auf dem mindestens eines von dem ersten Dichtungselement 15 und dem zweiten Dichtungselement 16 im Voraus angeordnet ist.
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4A ist eine Vorderansicht eines ersten Dichtungselements gemäß einem Beispiel, und 4B ist eine Querschnittsansicht des ersten Dichtungselements. Wie in diesen Zeichnungen abgebildet, ist das erste Dichtungselement 15 ein ringförmiges Element und umfasst einen Verformungsabschnitt 18a und einen Außenhautabschnitt 17, der den Verformungsabschnitt 18a umgibt. Der Außenhautabschnitt 17 besteht aus einem Fluorharz, wie zuvor beschrieben. Wie in 4A abgebildet, ist der Verformungsabschnitt 18a nur an einem Teil in der Nähe einer inneren Peripheriefläche des ersten Dichtungselements 15 enthalten. Wie in 4B abgebildet, erstreckt sich der Verformungsabschnitt 18a ferner über im Wesentlichen die ganze axiale Richtung des ersten Dichtungselements 15. Es sei zu beachten, dass der Verformungsabschnitt 18a in der Nähe der inneren Peripheriefläche des ersten Dichtelements 15 über die gesamte Umfangsrichtung angeordnet sein kann.
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Des Weiteren ist 5A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein erstes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet, wobei ein Zustand unter Atmosphärendruck abgebildet ist. Der Außenhautabschnitt 17 umfasst einen vertieften Abschnitt 17a neben dem Verformungsabschnitt 18a teilweise auf einer äußeren Peripheriefläche desselben. Der Verformungsabschnitt 18a, wie in diesen Zeichnungen abgebildet, ist ein Hohlabschnitt, in dem ein Gas auf einem vorbestimmten Druck, der etwas höher als der Atmosphärendruck ist, versiegelt ist.
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Wie in 3A abgebildet, sind das erste Dichtungselement 15 und das zweite Dichtungselement 16 in dem Vakuumbehälter 10 angeordnet, und dann wird der Vakuumbehälter 10 evakuiert. Wenn die Evakuierung beginnt, werden ein Innenraum des Vakuumbehälters 10 und eine Region zwischen dem ersten Dichtungselement 15 und dem zweiten Dichtungselement 16 allmählich dekomprimiert. Wenn dann ein Druck um das erste Dichtungselement 15 herum niedriger als ein Druck des Verformungsabschnitts 18a ist, beginnt sich der Außenhautabschnitt 17 des ersten Dichtungselements 15 auszudehnen, wie in 5B abgebildet. Insbesondere dehnt sich der vertiefte Abschnitt 17a der Außenhaut 17 nach außen vorstehend aus. Entsprechend dehnt sich die Außenhaut 17 des ersten Dichtungselements 15 aus, so dass sich das erste Dichtungselement 15 selber verformt.
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Wie in 3B abgebildet, füllt das erste Dichtungselement 15 schließlich eine Lücke zwischen dem Röhrenelement 11 und dem Flansch 13 des Einsetzelements 12. Daraufhin kann das erste Dichtungselement 15 eine Dichtungsfunktion desselben erfüllen. Mit anderen Worten verformt sich der Verformungsabschnitt 18a derart, dass er die Dichtungsleistung des ersten Dichtungselements 15 verbessert.
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Nachdem sich der Verformungsabschnitt 18a ausgedehnt hat, weist der Außenhautabschnitt 17 ferner eine gewisse Festigkeit und eine elastische Eigenschaft, die ausreichen, um seinen Verformungszustand zu bewahren, auf. Selbst nachdem der Laseroszillator 30 angehalten hat und das Lasergas entleert wurde, bleibt der Verformungszustand des ersten Dichtungselements 15 erhalten. Es sei zu beachten, dass wenn ein Umgebungsdruck des ersten Dichtungselements 15 zunimmt, das erste Dichtungselement 15 in eine ursprüngliche Form zurückkehrt.
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Somit verformt sich bei der vorliegenden Erfindung der Verformungsabschnitt 18a des ersten Dichtungselements 15, nachdem die Evakuierung begonnen hat, so dass die Region zwischen dem ersten Dichtungselement 15 und dem zweiten Dichtungselement 16 ohne Weiteres evakuiert werden kann. Es sei zu beachten, dass es das Anpassen eines Drucks in dem Verformungsabschnitt 18a auch ermöglicht, dass sich der Verformungsabschnitt 18a zur gleichen Zeit verformt, wenn die Evakuierung beginnt. Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Atmosphärengas in der Region zwischen dem ersten Dichtungselement 15 und dem zweiten Dichtungselement 16 entfernt werden, so dass sich das Atmosphärengas in der Region zwischen dem ersten Dichtungselement 15 und dem zweiten Dichtungselement 16 nicht allmählich in einem Lasergas-Umwälzsystem vermischt und eine Eigenschaft des Laseroszillators nicht mehr auf Grund einer Änderung eines Mischungsanteils des Lasergases, der im Voraus optimiert wird, instabil ist.
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Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung das erste Dichtungselement 15 mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit auf der Vakuumseite angeordnet, so dass verhindert wird, dass ein korrosives Gas in dem Lasergas das zweite Dichtungselement 16 erreicht, und die Verschlechterung des zweiten Dichtungselements 16 weiter eingeschränkt werden kann. Dadurch kann ein Austauschzyklus des ersten Dichtungselements 15 und des zweiten Dichtungselements 16 verlängert werden.
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Ferner ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, dass ein Nutabschnitt für das erste Dichtungselement 15 auf dem Flansch 13 des Einsetzelements 12 gebildet wird. Entsprechend kann das Einsetzelement 12 kostengünstig hergestellt werden, und das erste Dichtungselement 15 kann ohne Weiteres zusammengebaut werden. Somit kann das erste Dichtungselement 15 ohne Weiteres nachträglich in dem Vakuumbehälter 10 des vorhandenen Laseroszillators 30 eingebaut werden.
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Ferner muss bei der vorliegenden Erfindung das zweite Dichtungselement 16 nicht immer eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen, so dass ein günstigeres Material, wie etwa ein Fluorharz, für das zweite Dichtungselement 16 verwendet werden kann. Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung eine Kontaktfläche (ein Öffnungsgrad) zwischen dem korrosiven Gas und dem zweiten Dichtungselement 16 derart reduziert, dass die Verschlechterung des zweiten Dichtungselements 16 weiter eingeschränkt werden kann.
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Ferner ist 6A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein zweites Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet, und 6B ist eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das zweite Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet. Das erste Dichtungselement 15, wie in 6A und 6B abgebildet, umfasst einen Verformungsabschnitt 18b und den Außenhautabschnitt 17, der den Verformungsabschnitt 18b umgibt. Zudem besteht der Verformungsabschnitt 18b aus einem Formgedächtnismetall oder einem Formgedächtnisharz.
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Ferner ist 7A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein drittes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet, und 7B ist eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das dritte Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet. Das erste Dichtungselement 15, wie in 7A und 7B abgebildet, umfasst einen Verformungsabschnitt 18c, der im Wesentlichen U-förmig ist, und den Außenhautabschnitt 17, der den Verformungsabschnitt 18c umgibt. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, umgibt der Außenhautabschnitt 17 teilweise den Verformungsabschnitt 18c und umfasst einen Öffnungsabschnitt 17b. Dabei besteht der Verformungsabschnitt 18c aus einem Formgedächtnismetall oder einem Formgedächtnisharz.
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Ferner ist 8A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein viertes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet, und 8B ist eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das vierte Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet. Das erste Dichtungselement 15, wie in 8A und 8B abgebildet, umfasst einen Verformungsabschnitt 18d und den Außenhautabschnitt 17, der den Verformungsabschnitt 18d umgibt. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weist der Verformungsabschnitt 18d einen wellförmigen Querschnitt auf, und der Außenhautabschnitt 17 weist eine entsprechende Form auf. Dabei besteht der Verformungsabschnitt 18d aus einem Formgedächtnismetall oder einem Formgedächtnisharz.
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Zudem ist in 6A, 7A und 8A ein Zustand unter Atmosphärendruck abgebildet, und in 6B, 7B und 8B ist ein Zustand, wenn ein Umgebungsdruck des ersten Dichtungselements 15 sinkt, abgebildet. Das externe Aussehen des ersten Dichtungselements 15, die Positionen der Verformungsabschnitte 18a bis 18d und dergleichen, wie in diesen Zeichnungen abgebildet, sind im Wesentlichen ähnlich wie die des ersten Dichtungselements 15, wie in 4A abgebildet.
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Wenn das erste Dichtungselement 15 und das zweite Dichtungselement 16 in dem Vakuumbehälter 10 angeordnet sind, wie zuvor beschrieben, und eine gewisse Zeit verstreicht oder sich eine Umgebungstemperatur ändert, beispielsweise wie in 6B abgebildet, biegt sich der Verformungsabschnitt 18b teilweise nach oben. Wie in 7B abgebildet, verformt sich der Verformungsabschnitt 18c ähnlich von der im Wesentlichen U-Form in eine Rautenform. Ferner, wie in 8B abgebildet, verformt sich der Verformungsabschnitt 18d derart, dass eine Amplitude einer Wellenform zunimmt.
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Wenn sich die Verformungsabschnitte 18b bis 18d derart verformen, verformt sich das erste Dichtungselement 15 selber entsprechend, wodurch das erste Dichtungselement 15 eine Lücke zwischen dem Röhrenelement 11 und dem Flansch 13 des Einsetzelements 12 ausfüllt. Entsprechend können ähnliche Wirkungen wie die zuvor beschriebenen erzielt werden.
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Ferner ist 9A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein fünftes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet, und 9B ist eine andere Teilansicht im Querschnitt, die das fünfte Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet. In 9A ist ein Zustand unter Atmosphärendruck abgebildet, und in 9B ist ein Zustand, wenn ein Umgebungsdruck des ersten Dichtungselements 15 sinkt, abgebildet. Das externe Aussehen des ersten Dichtungselements 15, die Position eines Verformungsabschnitts 18e und dergleichen, wie in diesen Zeichnungen abgebildet, sind im Wesentlichen ähnlich wie die des ersten Dichtungselements 15, wie in 4A abgebildet.
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Ein Ausschnitt 19 ist in einer oberen Oberfläche (einer äußeren Peripheriefläche) des ersten Dichtungselements 15 gebildet, wie in 9A abgebildet. Der Verformungsabschnitt 18e ist in dem Ausschnitt 19 angeordnet. Eine obere Oberfläche des Verformungsabschnitts 18 befindet sich in der gleichen Ebene mit der oberen Oberfläche des ersten Dichtungselements 15. Der Verformungsabschnitt 18e enthält eine flüchtige Komponente.
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Das erste Dichtungselement 15 und das zweite Dichtungselement 16 werden in dem Vakuumbehälter 10 angeordnet, wie zuvor beschrieben, und dann wird der Vakuumbehälter 10 evakuiert. Dadurch verdampft die flüchtige Komponente allmählich, und wie in 9B abgebildet, verformt sich der Verformungsabschnitt 18e, indem er sich nach oben biegt. Dadurch verformt sich das erste Dichtungselement 15 selber, und folglich füllt das erste Dichtungselement 15 eine Lücke zwischen dem Röhrenelement 11 und dem Flansch 13 des Einsetzelements 12 aus. Entsprechend können ähnliche Wirkungen wie die zuvor beschriebenen erzielt werden.
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Ferner ist 10A eine Teilansicht im Querschnitt, die ein sechstes Beispiel des ersten Dichtungselements abbildet. Wie in 10A abgebildet, umfasst das erste Dichtungselement 15 einen Verlängerungsabschnitt 15a, der sich von einem Ende desselben aus (radial nach außen) nach oben erstreckt. Der Verlängerungsabschnitt 15a verjüngt sich bevorzugt in Richtung auf ein Spitzenende desselben. Somit ist das erste Dichtungselement 15, wie in 10A abgebildet, im Wesentlichen L-förmig. Des Weiteren umfasst das erste Dichtungselement 15, wie in 10A abgebildet, den Verformungsabschnitt 18b, wie zuvor beschrieben, kann jedoch einen der anderen Verformungsabschnitte 18a und 18c bis 18e umfassen.
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10B ist eine Teilansicht im Querschnitt, die den Vakuumbehälter abbildet, in dem das erste Dichtungselement angeordnet ist, wie in 10A abgebildet. Wie in 10B abgebildet, ist das erste Dichtungselement 15 derart angeordnet, dass der Verlängerungsabschnitt 15a zwischen dem zweiten Dichtungselement 16 und dem Nutabschnitt 14 des Flansches 13 festgehalten wird. In diesem Fall kann das erste Dichtungselement 15 in der Nähe des zweiten Dichtungselements 16 sicher befestigt werden. Wenn entsprechend eine Evakuierung erfolgt, ändert sich die Position des ersten Dichtungselements 15 nicht. Zudem reduziert sich die Region zwischen dem ersten Dichtungselement 15 und dem zweiten Dichtungselement 16, so dass die Möglichkeit, bei der sich das Lasergas in dieser Region vermischt, verringert werden kann. Somit versteht es sich, dass die Wirkungen, wie zuvor beschrieben, weiter verbessert werden können.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Bei dem ersten Aspekt der Erfindung werden das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement angeordnet, und der Verformungsabschnitt des ersten Dichtungselements verformt sich, nachdem die Evakuierung begonnen hat, oder zur gleichen Zeit, wenn die Evakuierung beginnt, wodurch die Region zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement ohne Weiteres evakuiert werden kann. Folglich kann ein Atmosphärengas in der Region zwischen dem ersten Dichtungselement und dem zweiten Dichtungselement entfernt werden. Ferner wird das erste Dichtungselement, das eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, auf der Vakuumseite angeordnet, so dass verhindert wird, dass ein korrosives Gas in einem Lasergas das zweite Dichtungselement erreicht, und die Verschlechterung des zweiten Dichtungselements weiter eingeschränkt werden kann. Dadurch kann ein Austauschzyklus des ersten Dichtungselements und des zweiten Dichtungselements verlängert werden.
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Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung kann das erste Dichtungselement festgehalten werden, wobei sich eine Dichtungseigenschaft desselben verbessert, so dass das erste Dichtungselement ein korrosives Gas in einem Lasergas unabhängig von dem Umgebungszustand langfristig blockieren kann.
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Bei dem dritten Aspekt der Erfindung werden das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement angeordnet, und dann verformt sich der Verformungsabschnitt auf Grund einer Änderung des Atmosphärendrucks, wenn eine Evakuierung erfolgt, wodurch sich das erste Dichtungselement selber verformen kann.
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Bei dem vierten Aspekt der Erfindung werden das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement angeordnet, und dann verstreicht eine gewisse Zeit, oder eine Umgebungstemperatur ändert sich, so dass der Verformungsabschnitt, der ein Formgedächtnismetall oder ein Formgedächtnisharz enthält, verformt, wodurch sich das erste Dichtungselement selber verformen kann.
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Bei dem fünften Aspekt der Erfindung werden das erste Dichtungselement und das zweite Dichtungselement angeordnet, und dann erfolgt eine Evakuierung, so dass eine flüchtige Komponente, die in dem Verformungsabschnitt des ersten elastischen Elements enthalten ist, verdampft, wodurch sich das erste Dichtungselement selber verformen kann.
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Bei dem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Teil des ersten Dichtungselements, beispielsweise ein blattförmiges Teil, zwischen dem zweiten Dichtungselement und dem Einsetzelement festgehalten, wodurch das erste Dichtungselement in der Nähe des zweiten Dichtungselements befestigt werden kann.
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Bei dem siebten Aspekt der Erfindung weist ein Fluorharz des ersten Dichtungselements eine Korrosionsbeständigkeit im Vergleich mit einem O-Ring auf, der aus Fluorkautschuk besteht und das zweite Dichtungselement ist, ist vergleichsweise einfach zu verarbeiten, ist ein handelsübliches Material und ist ohne Weiteres erhältlich. Die vorliegende Erfindung wurde unter Verwendung von typischen Ausführungsformen beschrieben, doch der Fachmann wird verstehen, dass die zuvor erwähnten Änderungen und diverse andere Änderungen, Auslassungen und Hinzufügungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.