DE20212624U1

DE20212624U1 - Excimer laser

Info

Publication number: DE20212624U1
Application number: DE20212624U
Authority: DE
Original assignee: Lambda Physik AG
Current assignee: Lambda Physik AG
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2012-08-17

Description

(Übersetzung aus dem Russischen)(Translated from Russian)

W. M. BorisowV. M. Borisov

O. B. ChristoforowO. B. Christoforov

MKI N 01 S 3/03MKI N 01 S 3/03

EXCIMER-LASEREXCIMER LASER

Die Erfindung hat die Quantenelektronik zum Gegenstand, konkret kompakte Impuls-Excimer-Laser mit periodischer Elektroentladung mit hohem Druck des TE-Typs mit UV-Vorionisation.The invention relates to quantum electronics, specifically compact pulsed excimer lasers with periodic high pressure electrical discharge of the TE type with UV preionization.

Bekannt ist ein Excimer-Laser mit einer Funken-UV-Vorionisation, der besteht aus einem kompakten Metallkörper mit einem System für die Bildung eines Gasstroms, auf dem eine Entladungskammer befestigt ist, welche die Hochspannungselektrode von der Erdelektrode und dem Laserkörper (1) trennt. Mit dem Ziel der Erreichung einer langen Lebensdauer des Gasgemischs wird als Material für die dielektrische Kammer ein Keramikmaterial ausgewählt (AI₂O₃), das beständig gegen intensives UV-Licht und hochagressive Komponenten des Gasgemischs des Lasers ist, wie F₂ oder HCI.An excimer laser with spark UV pre-ionization is known, which consists of a compact metal body with a system for the formation of a gas flow, on which a discharge chamber is attached, which separates the high-voltage electrode from the ground electrode and the laser body (1). With the aim of achieving a long service life of the gas mixture, a ceramic material (Al ₂ O ₃ ) is selected as the material for the dielectric chamber, which is resistant to intense UV light and highly aggressive components of the laser gas mixture, such as F ₂ or HCl.

Zwar wird mit einem Laser dieser Bauart eine relativ hohe mittlere Kapazität der UV-Strahlung ( ~ 300 W) wie auch eine hohe Häufigkeit der Impulswiederholung erreicht ( > 4000 GHz), so hat er doch eine Reihe von Mängeln. Erstens ändert der Gasstrom häufig seine Richtung, wenn er die Entladungskammer durchströmt, womit es nicht möglich wird, die Gasgeschwindigkeit im Zwischenraum zwischen den Elektroden effektiv zu erhöhen, und dies führt zu einer Beschränkung der Wiederholhäufigkeit der Impulse. Zweitens stößt man bei der Erhöhung der mittleren Leistung des Lasers aufgrund der verwendeten Funken-Vorionisierung und der begrenztenAlthough a laser of this type achieves a relatively high average UV radiation capacity (~ 300 W) and a high pulse repetition frequency (> 4000 GHz), it has a number of shortcomings. Firstly, the gas flow frequently changes direction as it passes through the discharge chamber, which makes it impossible to effectively increase the gas velocity in the space between the electrodes, and this leads to a limitation of the pulse repetition frequency. Secondly, increasing the average power of the laser results in problems due to the spark pre-ionization used and the limited

• ··

• &igr;•&igr;

• ··

Größen der Entladekammer an eine Grenze bezüglich Erhöhung der Entladungsöffnung.Sizes of the discharge chamber reach a limit regarding increase of the discharge opening.

Dieser Mangel wird teilweise bei Excimer-Lasern mit Röntgen-Vorionisierung ausgeglichen, bei welchen die Hochspannungselektrode auf einem ausgedehnten dielektrischen Flansch des Metallkörpers des Lasers angebracht ist, an den eine zusätzliche Kammer mit elektrisch festem / stabilen Gas angeschlossen ist (2). Mit dieser Konstruktion wird es möglich, die Entladungsöffnung zu vergrößern und damit die erzeugte Energie und die mittlere Kapazität der Strahlungsleistung des Lasers zu steigern. Die niedrige Induktivität des Entladungskreises (Kontur), die für eine hohe Effektivität des Lasers erforderlich ist, wird erreicht durch eine Minimierung der Stärke des dielektrischen Flanschs in Folge einer Reduzierung der mechanischen Belastung desselben beim Ausgleich des Innen- und des Außendrucks.This deficiency is partially compensated for in excimer lasers with X-ray pre-ionization, in which the high-voltage electrode is mounted on an extended dielectric flange of the metal body of the laser, to which an additional chamber containing electrically solid/stable gas is connected (2). This design makes it possible to enlarge the discharge opening and thus increase the energy generated and the average capacity of the laser's radiation power. The low inductance of the discharge circuit (contour), which is necessary for high laser efficiency, is achieved by minimizing the thickness of the dielectric flange as a result of reducing the mechanical load on it when balancing the internal and external pressure.

Der Mangel der genannten Vorrichtung besteht in der Schwierigkeit ihrer Nutzung und in ihrer Größe, da das Vorhandensein des Röntgen-Vorionisierers die Anwendung eines komplizierten Körpers verlangt, dessen Querschnitt eine bahnenförmige (Trekovaja) Konfiguration hat. Außerdem kann die Deformierung des Laserkörpers bei seinem Auffüllen mit Hochdruckgas zu einer Zerstörung des an ihm befestigten dielektrischen Flansches führen, wenn er aus Keramikmaterial ausgeführt ist.The disadvantage of this device is the difficulty of its use and its size, since the presence of the X-ray pre-ionizer requires the use of a complex body, the cross-section of which has a track-like (trekovaja) configuration. In addition, the deformation of the laser body when it is filled with high-pressure gas can lead to the destruction of the dielectric flange attached to it if it is made of ceramic material.

Ein Excimer-Laser, der einen langgezogenen Körper hat, in dem das System der Erzeugung des Gasstroms, der Vorionisierer, eine längliche Erdungselektrode und eine solche Hochspannungselektrode enthalten sind, der sich auf der zur Körperinnenseite zeigenden Oberfläche des langen Keramikflansches befindet, welcher als Platte ausgeführt ist (3), kommt der technischen Lösung, die als Prototyp ausgewählt wurde, am nächsten. In Spezialzellen auf der Außenfläche des Keramikflansches sind KondensatorenAn excimer laser, which has an elongated body containing the gas flow generation system, the pre-ionizer, an elongated ground electrode and a high-voltage electrode located on the surface of the long ceramic flange facing the inside of the body, which is designed as a plate (3), is the closest to the technical solution selected as a prototype. Capacitors are located in special cells on the outer surface of the ceramic flange.

angebracht, die mit geringer Induktion an die Laserelektroden angeschlossen sind. Im Laser ist ein Hochgeschwindigkeits-Gasstrom, der gleichmäßig zwischen den Elektroden verteilt ist, was einen Betrieb mit einer hohen Geschwindigkeit der Aufeinanderfolge von Impulsen ermöglicht. Bei kleinen Entladungsvorrichtungen und der Anwendung von Funken-UV-Vorionisierung unterscheidet sich der genannte Laser durch seine Kompaktheit und seine hohe Effektivität bei einer hohen Impulsfolgefrequenz.which are connected to the laser electrodes with low induction. In the laser there is a high-speed gas flow, which is evenly distributed between the electrodes, which enables operation at a high speed of the succession of pulses. In small discharge devices and the application of spark UV pre-ionization, the said laser is distinguished by its compactness and high efficiency at a high pulse repetition frequency.

Die Ausführung des Körpers und des Keramikflansches ist jedoch ziemlich kompliziert und teuer. Dabei wird die Erhöhung der Energie der Erzeugung und die mittlere Leistung des Lasers erschwert, da dafür eine Erhöhung der Maße des Körpers erforderlich ist, und der Gasdruck zu einer Zerstörung des Keramikflansches führen kann. Dies ist mit der hohen (bis zu 15 Tonnen) Krafteinwirkung verbunden, die beim Betrieb des Excimer-Lasers vom Gasgemisch, das unter hohem Druck (bis zu 5 atü), ausgeübt wird. Zwecks Erreichung einer Zuverlässigkeit / Sicherheit muß die Stärke des Keramikflansches erhöht werden, womit die Induktivität der Entladekontur erhöht und der KDP (Wirkungsgrad) des Lasers reduziert wird. Die Anwendung eines Vorionisierers mit zwei Reihen diskreter Funkenstrecken, die seitwärts von den Elektroden angeordnet sind, verlangt eine Ungleichartigkeit der zugrundeliegenden Gesamtentladung, wodurch der Wirkungsgrad des Lasers eingeschränkt und gleichfalls die Möglichkeit der Erhöhung des Querschnitts der Entladefläche und der Energieerzeugung reduziert werden.However, the design of the body and the ceramic flange is quite complicated and expensive. At the same time, increasing the energy of generation and the average power of the laser is made difficult, since this requires an increase in the dimensions of the body, and the gas pressure can lead to the destruction of the ceramic flange. This is due to the high (up to 15 tons) force exerted by the gas mixture under high pressure (up to 5 atm) during the operation of the excimer laser. In order to achieve reliability/safety, the thickness of the ceramic flange must be increased, which increases the inductance of the discharge contour and reduces the KDP (efficiency) of the laser. The use of a pre-ionizer with two rows of discrete spark gaps arranged to the side of the electrodes requires a non-uniformity of the basic total discharge, which limits the efficiency of the laser and also reduces the possibility of increasing the cross-section of the discharge area and energy generation.

Das technische Ergebnis der Erfindung besteht in einer Vereinfachung der Konstruktion, einer Reduzierung der Kosten, einer Erhöhung der Generationsenergie, der mittleren Leistung und des Wirkungsgrades (KPD) bei Impuls-Perioden-Excimer-Lasern bei einer hohen Betriebszuverlässigkeit.The technical result of the invention consists in a simplification of the design, a reduction of the costs, an increase of the generation energy, the average power and the efficiency (KPD) of pulsed period excimer lasers with a high operational reliability.

Die genannte Aufgabe kann erreicht werden durch eine Verbesserung der Vorrichtung, die besteht aus einem Körper, in dem sich befinden: ein System zur Erzeugung eines Gasstroms, ein Vorionisierer, eine Erdelektrode und eine Hochspannungselektrode.The above object can be achieved by an improvement of the device, which consists of a body in which there are located: a system for generating a gas flow, a pre-ionizer, an earth electrode and a high-voltage electrode.

Die Verbesserung besteht darin, daß der Laserkörper als Keramikrohr ausgeführt ist, in das zwei Führungen für Gasströme mit zylindrischer Oberfläche eingeführt sind, die ausgeführt sind aus Keramik, und die auf beiden Seiten der Hochspannungselektrode so ausgeführt sind, daß die durch die zylindrischen Oberflächen gebildeten gelenkten Gasströme parallel zur Körperachse geführt werden, während ihre Kanten an der einen Seite an die Hochspannungseiektrode angrenzen.The improvement consists in that the laser body is designed as a ceramic tube into which two guides for gas flows with cylindrical surfaces are inserted, which are made of ceramic and which are designed on both sides of the high-voltage electrode in such a way that the directed gas flows formed by the cylindrical surfaces are guided parallel to the body axis, while their edges border on the high-voltage electrode on one side.

Die Vorrichtung kann sich auch dadurch entscheiden, daß ein !angezogener zylinderförmiger Mantel ausgeführt wird, der aus mechanisch festem dielektrischem Material ausgeführt wird, wie zum Beispiel Glasplastik, und der auf der Außenoberfäche des Laserkörpers angebracht ist.The device may also be implemented by having a tight cylindrical shell made of a mechanically strong dielectric material, such as glass plastic, and mounted on the outer surface of the laser body.

Die Vorrichtung kann sich auch dadurch entscheiden, daß der Vorionisierer als System einer Gleitentladung auf der Oberfläche einer planen dielektrischen Platte ausgeführt ist, wobei eine der Laserelektroden teilweise durchsichtig ausgeführt wird, zum Beispiel mit Schlitzfenstern, die perpendikulär zur Längsachse der Elektrode verlaufen, wobei der Vorionisierer an der Seite der nichtaktiven Oberfläche der teilweise durchsichtigen Elektrode angebracht wird, und die symmetrisch bezüglich der Ebene ausgeführt sind, welche die Längsachsen der Elektroden umfaßt.The device can also be designed in that the pre-ionizer is designed as a sliding discharge system on the surface of a flat dielectric plate, one of the laser electrodes being designed partially transparent, for example with slit windows which are perpendicular to the longitudinal axis of the electrode, the pre-ionizer being mounted on the side of the non-active surface of the partially transparent electrode, and which are designed symmetrically with respect to the plane which includes the longitudinal axes of the electrodes.

Die Vorrichtung kann sich auch dadurch entscheiden, daß die Erdelektrode des Lasers halbdurchsichtig ausgeführt ist, und daß ein zusätzliches SystemThe device can also be decided by the fact that the ground electrode of the laser is semi-transparent and that an additional system

der Bildung eines Gasstroms durch die teilweise durchsichtige Elektrode eingeführt wird.the formation of a gas flow through the partially transparent electrode.

Die Vorrichtung kann sich auch dadurch entscheiden, daß ein gestreckter Außenzylinderkörper eingeführt wird, wobei der Laserkörper hier in dem Außenkörper untergebracht ist und der Raum zwischen dem Laserkörper und den Außenkörper mit einem elektrisch festen / stabilen Gas unter hohen Druck aufgefüllt ist, zum Beispiel mit Druckluft.The device can also be implemented by introducing an elongated outer cylinder body, whereby the laser body is housed in the outer body and the space between the laser body and the outer body is filled with an electrically solid/stable gas under high pressure, for example with compressed air.

Abbildung 1 ist eine schematische Darstellung eines Excimer-Lasers; Abbildung 2 zeigt einen Excimer-Laser mit einem Vorionisierer in Form eines Systems der Bildung einer Gleitentladung auf der Oberfläche der planen dielektrischen Platte; Abbildung 3 zeigt einen Excimer-Laser mit Vorionisierer, der hinter einer teildurchsichtigen Elektrode ausgeführt ist, Abbildung 4 zeigt einen Excimer-Laser mit einem Außenkörper und einem zusätzlichen System der Bildung eines Gasstroms durch eine teilweise durchsichtige Elektrode.Figure 1 is a schematic representation of an excimer laser; Figure 2 shows an excimer laser with a pre-ionizer in the form of a system for forming a sliding discharge on the surface of a flat dielectric plate; Figure 3 shows an excimer laser with a pre-ionizer located behind a partially transparent electrode; Figure 4 shows an excimer laser with an outer body and an additional system for forming a gas flow through a partially transparent electrode.

Der Excimer-Laser besteht aus folgendem: Körper 1 ausgeführt als Keramikrohr, System der Bildung des Gasstroms, bestehend aus einem diametralen Ventilator 2, einem Stromformer 3 und einem Röhrchen 4 des Wärmetauschers. Im Körper sind gleichfalls ausgeführt: Erdelektrode 5, Hochspannungselektrode 6, die auf der Innenoberfläche des Keramikrohrs ausgeführt ist, das den Strom 7 mit zylinderförmigen Oberflächen leitet, welche aus Keramik ausgeführt sind und welche auf beiden Seiten der Hochspannungselektrode 6 ausgeführt sind, so daß die entstehenden zylinderförmigen Oberflächen, welche den Gasstrom lenken, parallel zur Längsachse des Körpers sind, und daß ihre Kanten an der einen Seite an die Hochspannungselektrode anstoßen, so daß die gelenkten Ströme 7 monolithisch mit dem Körper 1 und dem Vorionisierer 8 verbunden werden können, der beispielsweise als System der Bildung von HilfsentladungenThe excimer laser consists of the following: body 1 made of a ceramic tube, a gas flow formation system consisting of a diametrical fan 2, a current shaper 3 and a heat exchanger tube 4. The body also contains: a ground electrode 5, a high-voltage electrode 6 made on the inner surface of the ceramic tube, which conducts the current 7 with cylindrical surfaces made of ceramic and which are made on both sides of the high-voltage electrode 6, so that the resulting cylindrical surfaces directing the gas flow are parallel to the longitudinal axis of the body, and their edges abut the high-voltage electrode on one side, so that the directed currents 7 can be monolithically connected to the body 1 and the pre-ionizer 8, which can be used, for example, as a system for forming auxiliary discharges.

: &Ggr;:· s :&KHgr;: &Ggr;:· s :&KHgr;

ausgeführt ist, die auf beiden Seiten einer der Elektroden ausgeführt sind. Auf der Außenseite des Körpers 1 sind Impulskondensatoren 9 ausgeführt, die über Stromführungen (Tokowwody) 10 und gasdurchlässige Stromleitungen 11 an die Elektroden 5, 6 des Lasers angeschlossen sind. Auf der Außenfläche des Körpers 1 ist ein zylinderförmiges Gehäuse 12 angebracht, das aus einem mechanisch festem dielektrischem Material ausgeführt ist, zum Beispiel aus Glasfaserkunststoff. In den Abbildungen 2, Abbildung 3 und Abbildung 4 ist der Vorionisierer als System zur Herbeiführung einer Gleitentladung ausgeführt, das eine plane dielektrische Platte 13, eine Initiationselekrode 15 und eine Zündelektrode 15 hat. In Abbildung 3 ist die Hochspannungselektrode 6 teilweise durchsichtig mit Schlitzfenstern ausgeführt, die senkrecht zur Längsachse der Elektrode ausgeführt sind. Bei Abbildung 4 ist die Erdelektrode 5 halb durchsichtig ausgeführt. In Abbildung 3 und Abbildung 4 ist der Vorionisierer auf der Seite der nichtaktiven Oberfläche der teilweise durchsichtigen Elektrode sowie symmetrisch bezüglich der Ebene ausgeführt, welche die Längsachsen der Elektroden einschließt. In Abbildung 5 enthält der Körper 1 die Elemente 16, 17 des zusätzlichen Systems der Bildung des Gasstroms über die teilweise durchsichtige Erdelektrode 5. In Abbildung 5 ist der Körper innerhalb des Außenkörpers 18 untergebracht, und der Raum zwischen dem Körper 1 und dem Außenkörper 18 ist mit einem elektrisch beständigen Gas unter hohem Druck aufgefüllt, beispielsweise mit Luft.which are made on both sides of one of the electrodes. On the outside of the body 1 there are pulse capacitors 9 which are connected to the electrodes 5, 6 of the laser via current guides (tokowwody) 10 and gas-permeable current lines 11. On the outer surface of the body 1 there is a cylindrical housing 12 made of a mechanically strong dielectric material, for example fiberglass. In Figures 2, 3 and 4 the pre-ionizer is designed as a system for inducing a sliding discharge which has a flat dielectric plate 13, an initiation electrode 15 and an ignition electrode 15. In Figure 3 the high-voltage electrode 6 is partially transparent with slit windows which are made perpendicular to the longitudinal axis of the electrode. In Figure 4 the ground electrode 5 is semi-transparent. In Figure 3 and Figure 4, the pre-ionizer is made on the side of the non-active surface of the partially transparent electrode and symmetrically with respect to the plane containing the longitudinal axes of the electrodes. In Figure 5, the body 1 contains the elements 16, 17 of the additional system for forming the gas flow over the partially transparent ground electrode 5. In Figure 5, the body is housed inside the outer body 18, and the space between the body 1 and the outer body 18 is filled with an electrically stable gas under high pressure, for example air.

Der Excimer-Laser funktioniert in folgender Weise. Das sich im Körper 1 befindliche System der Bildung eines Gasstroms, zu dem der Ventilator 2, der Stromformer 3 und die Röhrchen des Wärmetauschers 4 gehören, erzeugt einen Gasstrom zwischen der Erdelektrode 5 und der Hochspannungselektrode 6. Die Leit(vorrichtungen) des Gasstroms 7 gewährleisten eine gleichmäßige Verteilung der Gasgeschwindigkeit zwischen den Elektroden. Der Vorionisierer 8 führt eine Vorionisierung des aktiven Teils zwischen den Laserelektroden aus. Gleichzeitig erfolgt eine Impulsentladung der Kondensatoren 9, in deren Folge eineThe excimer laser works as follows. The gas flow generation system located in the body 1, which includes the fan 2, the current shaper 3 and the tubes of the heat exchanger 4, creates a gas flow between the ground electrode 5 and the high-voltage electrode 6. The gas flow guides 7 ensure uniform distribution of the gas velocity between the electrodes. The pre-ionizer 8 pre-ionizes the active part between the laser electrodes. At the same time, a pulse discharge of the capacitors 9 takes place, as a result of which a

j
:...^{: :}..^:: &iacgr; : .'" Seite 7 von 13 j
:... ^{: :} .. ^:: &iacgr; : .'" Page 7 of 13

Entzündung der Volumententladung zwischen den Elektroden 5, 6 erfolgt. Die Energie, die in den Kondensatoren 9 gespeichert wurde, wird in die Entladung eingebracht. Der Energiebeitrag wird in der gering induktiven Entladungskontur eingebracht, welche die Kondensatoren 9, die Stromleiter 10, die gasdurchlässigen Stromzuführungen 11 und die Elektroden 5,6, enthält, womit eine Energiegeneration des Lasers möglich wird. Nachdem der Gasstrom, der durch die Röhrchen des Wärmetauschers 4 abgekühlt wurde, das Gas zwischen der Erd- und der Hochspannungselektrode ausgetauscht hat, wird der Arbeitszyklus wiederholt. Die Ausführung des Körpers 1, der Führungen des Gasstroms 7 und des Gehäuses 12 aus dielektrischem Material gewährleistet die elektrische Isolierung zwischen den Elementen der Entladungskontur. Dabei erhöht die Ausführung des Körpers 1 und der Gasstromführungen 7 aus Keramik die Lebensdauer des Gasgemischs.Ignition of the volume discharge between the electrodes 5, 6 takes place. The energy stored in the capacitors 9 is introduced into the discharge. The energy contribution is introduced into the low-inductive discharge contour, which contains the capacitors 9, the current conductors 10, the gas-permeable current leads 11 and the electrodes 5, 6, which enables energy generation of the laser. After the gas flow, which has been cooled by the tubes of the heat exchanger 4, has exchanged the gas between the ground and the high-voltage electrode, the work cycle is repeated. The design of the body 1, the gas flow guides 7 and the housing 12 from dielectric material ensures electrical insulation between the elements of the discharge contour. The design of the body 1 and the gas flow guides 7 from ceramic increases the service life of the gas mixture.

Während des Betriebs des Lasers wird die Kraft des Druckes des Gasgemischs des Lasers auf das Gehäuse 12 weitergegeben, das auf der Außenfläche des Körpers 1 angebracht ist. Aufgrund des Vorhandenseins des Gehäuses am keramischen Körper wird an Stelle einer Zugspannung eine Druckspannung erzeugt, womit die Beständigkeit / Festigkeit beträchtlich erhöht und die Zuverlässigkeit seiner Funktion gewährleistet wird. Die Auswahl von reiß-/bruchspannungsfestem Material für das Gehäuse, zum Beispiel Glasfaserkunststoff, ermöglicht eine Reduzierung der Gesamtstärke von Körper und Gehäuse, eine Annäherung der Kondensatoren 9 an die Elektroden 5,6, was die Induktivität der Entladungskontur verringert und die Effektivität des Lasers erhöht. Die Ausführung des keramischen Körpers des Lasers als Rohr festigt diesen und macht diesen billiger.During operation of the laser, the force of the pressure of the gas mixture of the laser is transmitted to the casing 12, which is mounted on the outer surface of the body 1. Due to the presence of the casing on the ceramic body, compressive stress is created instead of tensile stress, which significantly increases its durability/strength and ensures the reliability of its operation. The selection of tear-resistant/breaking stress-resistant material for the casing, for example fiberglass plastic, allows to reduce the overall thickness of the body and casing, to bring the capacitors 9 closer to the electrodes 5,6, which reduces the inductance of the discharge contour and increases the efficiency of the laser. The design of the ceramic body of the laser as a tube strengthens it and makes it cheaper.

Bei einer Ausführung der Vorionisierers als System der Erzeugung von Gleitentladungen (Abbildung 2, Abbildung 3, Abbildung 4) auf der Oberfläche der planen dielektrischen Platte 13 zwischen der Initiationselektrode 14 und derIn an embodiment of the pre-ionizer as a system for generating sliding discharges (Figure 2, Figure 3, Figure 4) on the surface of the flat dielectric plate 13 between the initiation electrode 14 and the

&diams; · &diams;»&diams; · &diams;»

·· 1 ·· 1

Zündelektrode 15 entsteht eine plane Schicht von Entladungsplasma, das ionisierende Strahlung emittiert. Die Höhe der Vorionisierung wird mit optimaler Höhe aufgrund des regulierten Energiebeitrags zu Gleitentladung gewählt. All dies steigert die Effektivität des Lasers.A flat layer of discharge plasma is formed on the ignition electrode 15, which emits ionizing radiation. The level of pre-ionization is selected to be optimal due to the regulated energy contribution to the sliding discharge. All this increases the effectiveness of the laser.

Die Ausführung der Vorionisierung über eine teilweise durchsichtige Elektrode (Abbildung 3, Abbildung 4) ermöglicht eine Vergrößerung der Öffnung der Volumen-/Umfangsentladung und eine Erhöhung der Energieerzeugung des Lasers. Die Ausführung des Systems der Bildung der Gleitentladung symmetrisch zu Ebene, welche die Längsachsen der Elektroden einschließt, gewährleistet eine symmetrische Verteilung der Anfangselektroden symmetrisch zur genannten Ebene und verbessert damit die Homogenität der Volumententladung, womit die Qualität des Laserbündels verbessert wird. Außerdem wird damit die Einfachheit und kompakte Ausführung eines hocheffektiven Vorionisierers verbessert.Carrying out pre-ionization using a partially transparent electrode (Figure 3, Figure 4) allows for increasing the opening of the volume/circumferential discharge and increasing the laser energy generation. The design of the sliding discharge formation system symmetrical to the plane containing the longitudinal axes of the electrodes ensures symmetrical distribution of the initial electrodes symmetrical to the plane, thus improving the homogeneity of the volume discharge and thus improving the quality of the laser beam. It also improves the simplicity and compactness of the highly efficient pre-ionizer.

Bei der Einführung der Elemente 16, 17 des zusätzlichen Systems der Bildung des Gasstroms wird das Ausblasen des Gases über die halbdurchsichtige Erdelektrode (Abbildung 4) erreicht, was eine Kompensation die bei kompakten Laserkonfigurationen beobachtete Abreißen des Gasstroms von der Elektrode ermöglicht, die stärker von der Körperwand entfernt ist. Dies ermöglicht die Ausführung einer kompakteren Variante eines Lasers mit großer Öffnung.When elements 16, 17 of the additional gas flow formation system are introduced, gas is blown out through the semi-transparent ground electrode (Figure 4), which compensates for the gas flow separation from the electrode located further away from the body wall, which is observed in compact laser configurations. This allows the implementation of a more compact variant of a large-aperture laser.

Das Vorhandensein eines äußeren Körpers 18 (Abbildung 4) und das Auffüllen des Raums zwischen dem Laserkörper 1 und dem äußeren Körper 18 mit einem unter hohen Druck stehenden Gas ermöglicht einen Angleich des Innen- und Außendrucks, der auf die Wand des Körpers 1 einwirkt, womit der Druck im keramischen Körper auf ein Minimum reduziert und die Zuverlässigkeit seiner Funktion verbessert werden. Die Ausführung des Außenkörpers als Zylinder gewährleistet die Einfachheit seiner Konstruktion. Zur Vereinfachung der Konstruktion der Vorrichtungen können zwei Stirnflansche, die für ihrenThe presence of an external body 18 (Figure 4) and the filling of the space between the laser body 1 and the external body 18 with a gas under high pressure allows equalization of the internal and external pressure acting on the wall of the body 1, thus reducing the pressure in the ceramic body to a minimum and improving the reliability of its operation. The design of the external body as a cylinder ensures the simplicity of its construction. To simplify the construction of the devices, two front flanges, which are used for their

hermetischen Abschluß erforderlich sind, mit zwei Stirnflanschen des Außenkörpers verbunden werden. Die Auswahl eines elektrisch beständigen Gases für das Auffüllen des Raums zwischen dem Laserkörper und dem äußeren Körper gewährleistet eine zuverlässige hochvoltige Isolation zwischen den Kondensatorbelägen und zwischen den Stromleitungen.hermetic sealing are connected to two end flanges of the outer body. The selection of an electrically stable gas for filling the space between the laser body and the outer body ensures reliable high-voltage insulation between the capacitor plates and between the power lines.

Damit ermöglicht die Ausführung eines Excimer-Lasers in der vorgeschlagenen Form eine Vereinfachung der Konstruktion des Laserkörpers, eine Kostensenkung bei seiner Ausführung und eine Erhöhung der Zuverlässigkeit des Lasers. Dabei wird eine Steigerung des Wirkungsgrads, der Energie der Generation und der mittleren Strahlungsleistung bei einer kompakten Ausführung des Lasers erreicht.Thus, the design of an excimer laser in the proposed form makes it possible to simplify the design of the laser body, reduce its cost and increase the reliability of the laser. At the same time, an increase in efficiency, generation energy and average radiation power is achieved with a compact design of the laser.

Verwendete Informationsquellen:Information sources used:

1. W. M. Borisow et al, Quantenelektronik, 22 Nummer 5,446-450 (1995).1. W. M. Borisow et al, Quantum Electronics, 22 Number 5,446-450 (1995).

2. Laser Focus World , 25 Nummer 10, 23,1989.2. Laser Focus World, 25 Number 10, 23,1989.

3. Patent der Russischen Föderation Nummer 2064720, Kl. 6 H 01 S 3/03, 06.10.92, 27.07.96, Bjul, / Bulletin Nummer 21.3. Patent of the Russian Federation No. 2064720, Cl. 6 H 01 S 3/03, 06.10.92, 27.07.96, Byul, / Bulletin No. 21.

Claims

1. An excimer laser consisting of a body in which there are a system for forming a gas flow, a pre-ionizer, a ground electrode and a high-voltage electrode, which is characterized in that the laser body is designed as a ceramic tube, on the inner surface of which is the high-voltage electrode, and into which are inserted two guides for the gas flow with a cylindrical surface, made of ceramic and designed on both sides of the high-voltage electrode, so that the formed cylindrical surfaces of the guides of the gas flow run parallel to the axis of the body and that their edges abut the high-voltage electrode on one side.

2. An excimer laser according to item 1, differing in that a cylindrical housing made of a mechanically resistant dielectric material, for example glass fibre plastic, is introduced onto the outer surface of the laser body.

3. An excimer laser according to items 1 and 2, differing in that a pre-ionizer is implemented in the form of a system for generating a sliding discharge on the surface of a flat dielectric plate.

4. An excimer laser according to items 1 to 3, differing in that one electrode of the laser is made partially transparent, for example with slit windows running perpendicular to the longitudinal axis of the electrode, the pre-ionizer being mounted on the side of the non-active surface of the partially transparent electrode and oriented symmetrically to the plane comprising the longitudinal axes of the electrodes.

5. An excimer laser according to item(s) 4, differing in that the ground electrode is made semi-transparent and in that an additional system for forming a gas flow across the semi-transparent electrode is introduced.

6. An excimer laser according to items 1 to 5, differing in that it has an elongated cylindrical outer body, the laser body being housed in the outer body, and the space between the laser body and the outer body being filled with an electrically stable gas at high pressure, for example compressed air.