[实用新型]一种包含新型放电腔的激光光源系统

说明书

技术领域

本实用新型属于气体激光技术领域，具体涉及一种包含新型放电腔的激光光源系统。 

背景技术

激光光源的输出光束质量是光源的基础特性。输出光束质量特性包括激光能量、重频、线宽等。对气体放电激光光源，特别是光刻用准分子激光光源而言，大能量、高重频、窄线宽等是激光光源的基本特性要求。目前大能量、高重频特性主要受激光光源系统的电源部件性能影响，窄线宽主要受激光光源系统的光学部件性能影响。 

气体放电激光光源的核心关键部件就是放电腔。放电腔具有一定腔型，维持其内部工作气体的正常放电和系统稳定出光。现有腔型一般分为圆形腔和环形腔两种形式。这两种形式一般都只含有一对电极和一个出光口；当电源部件、光学部件等确定后整个激光光源系统的输出能量和重复频率也就相应确定。也就是说，电源等外部条件的性能发展水平限制了激光光源系统的更大能量、更高重频的发展要求；当电源等达到极限水平后，现有的腔型无法提升激光光源系统的能量和重频的幅值。 

另外，众所周知，每次高压电源的放电都需要该高压电源对应的外圈上电极和内圈上任一电极正对着(偏移误差越小出光效果越好)。为实现外圈上的电极和内圈上的电极正对着，现有的激光器内外圈均固定不动，从而保证了阴阳电极的对准，而由放电腔内的风机来确保阴阳电极间(放电区域)工作气体的流动。为实现由风机确保阴阳电极间的工作气体流动，就对放电区域的流速有一定要求。为确保激光器在高重频下正常工作，避免电极放电不均匀，需要将放电区域中前一次放电的残余气体完全清扫干净，定义气体清扫率C为相邻两次正常放电的气体介质间距d与正常放电的气体介质宽度a之比，对准分子激光器一般C大于等于3，这样放电区 域流速V＝d×f＝C×a×f，f为电源的放电频率，也就是激光输出的重复频率，a由要求的输出激光光斑尺寸来决定。可见，外圈和内圈均固定不动的激光器设计对由风机确保工作气体流动性有较高要求，导致实现上存在困难。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

本实用新型立足于现有高压脉冲电源等技术，提出了一种包含新型放电腔的激光光源系统，通过改变放电腔外圈的高压电源及电极数量和位置、放电腔内圈的电极数量和位置、内圈旋转速度、放电腔外圈的高压电源放电时序，使更大能量和更高重频的激光输出成为可能。同时，本实用新型提出的包含新型放电腔的激光光源系统还解决了放电腔外圈和内圈均固定不动，导致对工作气体流动性要求高的缺陷。 

(二)技术方案 

本实用新型提出一种气体放电激光光源系统，所述气体放电激光光源系统由放电腔、聚光模块和线宽压窄模块组成，其中，所述放电腔由内、外两圈组成；所述外圈安装有多个高压电源及电极，每个高压电源对应一个所述外圈上安装的电极；所述内圈由电机带着旋转，并且所述内圈上安装有多个电极；所述内圈上安装的电极与所述外圈上安装的电极形成阴阳电极。 

(三)有益效果 

本实用新型通过改变放电腔外圈的高压电源及电极数量和位置、放电腔内圈的电极数量和位置、内圈旋转速度、放电腔外圈的高压电源放电时序，使更大能量和更高重频的激光输出成为可能。 

附图说明

图1是本实用新型的放电腔截面图； 

图2是本实用新型的激光光源系统图； 

图3是本实用新型的一个实施例的放电电极布置图； 

图4是本实用新型的一个实施例的聚光模块示意图； 

图5是本实用新型的一个实施例的线宽压窄模块图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。 

一种包含新型放电腔的激光光源系统，由放电腔、聚光模块和线宽压窄模块组成。其中新型放电腔由内、外两圈组成。外圈固定不动，安装有多个高压电源及电极，每个高压电源1对应一个所述外圈上安装的电极。内圈由电机带着以一定转速旋转，并且所述内圈上安装有多个电极，所述内圈上安装的电极与所述外圈上安装的电极形成阴阳电极。在内外圈之间布置有热交换器3。腔体内部密封有工作气体。