(57)【要約】ガス放電レーザーは電極アセンブリにより励起されたガス放電において生成された熱を除去するために、上部及び下部の冷却部分を対称的に配置した躯体を含む。電極アセンブリは冷却部分の間で締め付けで固定されており、それ自体本質的に対称に配置されている。冷却部分及び電極アセンブリは、冷却部分を躯体の側面に連結する、周りを囲んでいる隔壁様の配置により躯体の中で機械的に絶縁されている。電極アセンブリへの供給のためのＲＦ電力供給は冷却及び電極の配置の対称性を損わない様に側壁の一つに取付られる。
2011513948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電レーザーであって、
その各壁が、第三及び第四の対向する縦方向の金属壁に連結された第一及び第二の対向する縦方向の金属壁を持つ躯体を持ち、前記躯体は第一及び第二の端の壁により閉じられており；及び
第一及び第二の縦方向の壁の各々は、冷却部分と横方向の壁及び前記端の壁の間に位置する柔軟な膜部分に周囲を囲まれている剛体の冷却部分を持つ、前記ガス放電レーザー。
【請求項２】
複数の冷却フィンが前記各壁の冷却部分から外側に向けて伸びる、請求項１のガス放電レーザー。
【請求項３】
前記第一、第二、第三及び第四の縦方向の壁はアルミニウムとアルミニウム合金の内の一つの一体成型により形成される、請求項２のガス放電レーザー。
【請求項４】
前記第一及び第二の壁は同様な第一の構成を持ち、前記第三及び第四の壁は同様な第二の構成を持ち、それにより躯体は本質的に対称的な構成を持つ、請求項２のガス放電レーザー。
【請求項５】
前記第三及び第四の横方向の壁は前記第一及び第二の縦方向の壁を超えて横方向に伸び、そして第一及び第二のカバープレートを持ち、第一の
カバープレートは第一の縦方向の壁の冷却フィンを覆う第三及び第四の壁に取り付けられ、
第二のカバープレートは第二の縦方向の壁の冷却フィンを覆う第三及び第四の壁に取り付けられ、そして前記躯体の一方の端に隣接して、そして第一の縦方向の壁と第一のカバープレートの間、及び第二のカバープレートと第二の冷却プレートとの間、そしてその結果第一及び第二の縦方向の両方の壁の冷却フィンの間に、通常縦方向の空気の流れを起こす様にファンが配置されている、請求項４のガス放電レーザー。
【請求項６】
前記第一及び第二の端の壁は各々その上に少なくとも一つのミラーを持ち、躯体内にレーザー共鳴装置を形成する、請求項２のガス放電レーザー。
【請求項７】
前記第一の端の壁に第一及び第二のミラーを持ち、第二の端の壁に第三及び第四のミラーを持ち、前記レーザー共鳴装置は、第一、第三、第二、及び第四のミラーの間に順次伸長する共鳴装置軸を持つＺ−フォールドレーザー共鳴装置である、請求項６のガス放電レーザー。
【請求項８】
請求項６のガス放電レーザーであって、さらに第一及び第二の壁の冷却部分の間の躯体中に電極アセンブリを含み、前記電極アセンブリはお互いに整列して、お互いに間隔を置いた電極であり、第一の電極は第一の縦方向の壁の冷却部分と熱的接触を持ち、及び第二の電極は第二の縦方向の壁の冷却部分と熱的接触を持ち、前記レーザー共鳴装置は電極の間に伸長する、前記ガス放電レーザー。
【請求項９】
スラブと熱的接触を持ち、熱伝導性があり、第一及び第二の電極の間に位置する電気的に絶縁された材料の前記スラブをさらに含み、前記スラブはそれを通してレーザー共鳴装置が伸長する少なくとも一つのチャネルを持つ、請求項８のガス放電レーザー。
【請求項１０】
スラブの絶縁材料がセラミック酸化アルミニウム及びセラミック酸化ベリリウムの一つを含む、請求項９のガス放電レーザー。
【請求項１１】
第一の電極は熱的に伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第一のプレートにより第一の縦方向の壁から電気的に絶縁され、第二の電極は熱的に伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第二のプレートにより第二の縦方向の壁から電気的に絶縁された、請求項９の前記ガス放電レーザー。
【請求項１２】
熱的に伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第一のプレートと第一の電極の間に第一の金属プレートがあり、熱的に伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第二のプレートと第二の電極の間に第二の金属プレートがある、請求項１１のガス放電レーザー。
【請求項１３】
さらに第三の縦方向の壁の上で躯体の外部に設けられ、電位を第一及び第二の電極の一つに適用する様に配置された電力供給を含み、前記電力供給は第三の縦方向の壁から熱的に絶縁されている、請求項８のガス放電レーザー。
【請求項１４】
前記電位がＲＦ電位である、請求項１３のレーザー。
【請求項１５】
前記電力供給は第二及び第三の壁に亘る第一の壁を持つ開端のカバーを含み、そして前記カバーの第一の壁の内側に設けられ、ＲＦ電位を生成するための電子回路板を持ち、カバーの第二及び第三の壁は熱的に絶縁性のスペーサーを介して躯体の第三の縦方向の壁に取り付けられている、請求項１４のガス放電レーザー。
【請求項１６】
ガス放電レーザーであって、
レーザーガス混合物を含む躯体を持ち、前記躯体は第一及び第二の対向する縦方向の金属壁を持ち、その各々は第三及び第四の対向する縦方向の金属壁に連結され、前記躯体は第一及び第二の端の壁により閉じられており；
前記躯体の中で、互いに間隔をおき、そしてお互いに並行であり、各第一及び第二の縦方向の壁と熱的に連通した第一及び第二の電極を持ち；及び
第三の縦方向の壁の上で、躯体の外部に設けられ、第一及び第二の電極の一つに電位を適用する様に配置された電力供給を持ち、前記電力供給は第三の縦方向の壁から熱的に絶縁されている、前記ガス放電レーザー。
【請求項１７】
前記電位がＲＦ電位である、請求項１６のガス放電レーザー。
【請求項１８】
前記電力供給が第二及び第三の壁に亘る第一の壁を持つ開
端カバーを含み、カバーの第一の壁の内側に設けられたＲＦ電位を生成する電子回路板を持ち、前記カバーの第二及び第三の壁は躯体の第三の縦方向の壁に、熱的に絶縁体のスペーサーを介して取り付けられている、請求項１７のレーザー。
【請求項１９】
以下を含むガスレーザー：
躯体であって、前記躯体は対向する頂上及び底部壁、頂上及び底部壁の間に伸長する一対の対向する側壁を持ち、前記頂上、底部及び側壁は単一の金属押出しより形成されており；
閉じた空間をシールする一対の端の壁；及び
頂上及び底部壁の間に位置し及び頂上及び底部壁により支持された電極アセンブリであり、前記電極アセンブリは側壁及び端の壁から間隔を置いた位置にあり、前記頂上及び底部壁は電極アセンブリ及び各側壁及び端の壁の間の領域に位置する円周の屈曲部分を含む。
【請求項２０】
前記頂上及び底部壁の外部表面は冷却フィンを含む、請求項１９のレーザー。
【請求項２１】
更に前記側壁に設けられ、頂上及び底部壁から間隔を置いた位置に頂上及び底部キャップを含み、空気冷却チャンネルを規定する、請求項２０のレーザー。
【請求項２２】
共鳴装置ミラーが端の壁に設けられる、請求項１９のレーザー。
【請求項２３】
前記電極アセンブリが、その中に形成された導波チャンネルを持つセラミック部分を持ち、前記セラミック部分は一対の金属電極の間に挟まれている、請求項１９のレーザー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に拡散冷却二酸化炭素（ＣＯ２）レーザーに関する。本発明は特にその上に共鳴装置ミラーを持つ気密の躯体を持つ低出力（例えば、約１００ワット以下の出力を持つ）拡散冷却ＣＯ２レーザーに関する。
【背景技術】
【０００２】
拡散冷却ＣＯ２レーザーは、放電の冷却が、放電を形成する冷却された電極の間に狭い間隔を持つことにより起きるガス放電レーザーである。間隔は十分狭いので、比較的長い寿命「０１０」曲げ振動状態（基底状態よりわずかに上の非レーザー状態）にある励起状態のＣＯ２分子は冷却された電極と衝突する可能性が高い。この衝突プロセスは「０１０」状態を減退させ（depopulate)、「ポピュレーションボトルネック」が展開するのを防ぐ。「０１０」低レベルの減退はより高いレーザー出力及び効果を導く上方「レーザー」レベルでの減退の逆転を増大させる。
【０００３】
その様な低い出力のレーザーでは、レーザーの共鳴装置ミラーをレーザー躯体の不可欠な部分として取り付けるのが通常である。ミラーがこの様に取り付けられる場合、レーザー躯体の曲がりを最小にすることが重要である。その理由はその様な曲がりは出力ビームの指向が温度により種々変化する原因となるからである。
【０００４】
拡散冷却ＣＯ２レーザー躯体の曲がりを最小にするある従来技術のアプローチは、冷却部分を持つ柔軟な躯体を可能な限り対称的に使用することを含む。このアプローチを使用する配置は米国特許出願第4,787,090号及び第6,192,061号に記載されており、両出願は本発明の被譲渡人に譲渡された。同様のアプローチを用いる配置は米国特許出願第6,198,758 及び第6,983,001号に記載されている。これらの全ての配置はある程度成功を収めているが、いずれの配置も実際の冷却、冷却の対称性、レーザー躯体の柔軟性の最適なレベルを実現していないと信じられている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明はガス放電レーザーの冷却のための配置を提供することに関する。ある特徴において、本発明のガス放電レーザーは、その各壁が、第三及び第四の対向する縦方向金属壁に連結された第一及び第二の対向する縦方向の金属壁を持つ躯体を持ち、同躯体は第一及び第二の壁により閉じられている。第一及び第二の縦方向の壁の各々は、縦方向の壁と端の壁の間に位置する柔軟な部分に周囲を囲まれている剛体の冷却部分を持つ。
【０００６】
好ましくは各壁の冷却部分はそこから外部に伸びる複数の冷却フィンを持つのが良い。躯体の第一、第二、第三及び第四の縦方向の壁はアルミニウムとアルミニウムの合金の内の一つの一体成型から形成されているのが都合がよいこともある。好ましくは躯体の第一及び第二の縦方向の壁は同じ様に構成されているのが良く、躯体の第三及び第四の縦方向の壁は同じ様に構成されているのが良く、それによって躯体は本質的に対称的な配置となっている。他の特徴として、本発明のガス放電レーザーはレーザーガス混合物を含む躯体を含み、躯体は第一及び第二の対向する縦方向の金属壁を持ち、その各々は第三及び第四の対向する縦方向の金属壁に連結し、同躯体は第一及び第二の壁により閉じられている。第一及び第二の電極は躯体の中で間隔を置いて、そしてお互いに平行に位置し、そして躯体の第一及び第二の縦方向の壁とそれぞれ熱的に連通している。電力供給部分は第三の縦方向の壁の上に躯体の外側に搭載されて、電位を第一及び第二の電極の一つに適用する様に配置される。電力供給部分は第三の縦方向の壁から熱的に遮断されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
添付の図面は本明細書に組み入れられ、本発明の好ましい実施の態様を体系的に説明し、上に述べた一般的な説明と共に及び以下に述べる好ましい実施の態様の詳細な記載とともに、本発明の原則を説明するのに役立つ。
【図１】図１は本発明のガス放電レーザーの好ましい実施の態様を系統的に示す横断面図であり、空冷レーザー躯体、電極及びアセンブリの上部及び下部の壁の剛体冷却部分と熱コンタクトを持つ放電チャンネルアセンブリを含み、冷却部分は、上部及び下部の壁の柔軟な隔壁部分を経て躯体の剛性側壁に連結されており、そしてそれに沿い縦方向に伸びた冷却フィンを持つ。
【図１Ａ】図１Ａは図１の躯体の外側に電極及び図１の放電チャンネルアセンブリを表わす横断面図である。
【図２】図２は図１の２−２の方向で見た縮少した縦方向断面図であり、図１のレーザーのさらに詳細な系統図を表わし、躯体の側壁に取り付けられた頂上及び底部カバーを含み、及び躯体の一方の端にファンアセンブリを配置し、躯体の上部及び下部の冷却部分及びフィンと頂上及び底部カバープレートの間に空気を吹き入れるようにしている。
【図３】図３は冷却フィン及び躯体の隔壁部分の詳細をさらに系統的に表わした平面図である。
【図４】図４は図１のガス放電レーザーに供給するＲF動力部分を取り付けた本発明のある配置を系統的に示した断面図である。
【発明の詳細な説明】
【０００８】
図面を参照しつつ説明すると、図面では同じ構成部分は同じ参照番号で示され、図１、１Ａ、２及び３は本発明のＣＯ２（ガス放電）レーザー１０の好ましい実施の態様を系統的に示したものである。レーザー１０は閉じた空間１２を囲む気密のレーザー躯体１１を含み、その空間は通常大気圧より低圧力のレーザーガス混合物を含む。例えば、ある可能なレーザーガス混合物はＣＯ２、窒素（Ｎ２），キセノン（Ｘｅ）、及びヘリウム（Ｈｅ）を12:16:5:67の％の割合で含む混合物であり、全圧は約９５．０トールである。
【０００９】
躯体１１は各々上部及び下部壁１４及び１６（ここでは実質的に同一に構成されている）及び側壁１８及び２０を持つ。ここではこれらの４つの壁は押出しにより形成されることが予想され、好ましくはアルミニウム又はアルミニウムの合金から成るのが良い。壁は本発明の思想及び範囲から逸脱することなく別々に組み立てることもできる。端の壁２２及び２４は、壁に密封状態で取り付けられたミラー26, 27, 28, 及び29（すべてのミラーについては図３を参照）を持ち、密封躯体を完成する。ミラーは２重の軸３０を持つＺ-フォールド共鳴装置を規定する。ミラー26及び29は共鳴装置の端のミラー（終端ミラー）であり、ミラー27及び28は折り返しミラーである。ミラー29は共鳴装置出力ミラーであると想定される。ミラーを取り付ける手段を含むミラーの配置の詳細は、説明を簡略化するために図１−３から省略されていることに留意すべきである。
【００１０】
その様な配置の詳細は米国特許第6,192,061号に記載されており、同特許は本発明の被譲渡人に譲渡されており、その開示の全ては参照により本明細書に組み入れられる。同特許に記載されたＺ−フォールド導波共鳴装置は、躯体１１に組み入れることのできるレーザー共鳴装置の構成の一つの例に過ぎない。本発明が関係する技術分野の当業者は本発明の思想及び範囲から逸脱することなく他の共鳴装置の構成を取り入れることができるであろう。その様な他の構成は、スラブレーザー放電を持つ不安定な共鳴装置、スラブレーザー放電における折り曲げ自由空間ガウスモード共鳴装置又は中空セラミック放電管中に折り曲げ共鳴装置を含むが、これに限定されるものではない。もちろん、共鳴装置の構成がどの様なものであろうと、端の壁22及び24のそれぞれに少なくとも一つのミラーが取り付けられることを了解すべきである。
【００１１】
閉じた空間１２に電極及び放電チャンネルアセンブリ３４があり、以下単に電極アセンブリと呼ぶ。説明を簡単にするために図１及び図２において電極アセンブリの選択された構成部分のみを数字を付して示す。電極アセンブリの全ての構成部分は図１Ａにおいて数字により示す。電極アセンブリの構成部分は図３には示していない。電極アセンブリ３４は躯体の上部及び下部の壁１４及び１６と熱的に接触している。電極アセンブリは各々上部及び下部電極３６及び３８を含む。電極の間に挟まれているのは電気的に絶縁材料であるスラブ４０であり、最も好ましくは、電気的な絶縁材料は、セラミック酸化アルミニウム又はセラミック酸化ベリリウムの様な非常に高い熱電導率を持つものであるのが良い。スラブ４０には開端放電チャンネル４２があり、ここではその間に対角チャンネルを持つ2つの平行なチャンネルである。電位（典型的にはＲＦチャンネル）が電極に適用される場合は、これらのチャンネルはレーザーガス混合物内で励起される放電を含む。特に図１Ａを参照すると、各電極を覆っているのは絶縁体４４であり各絶縁体を覆っているのは金属キャップ４６である。
【００１２】
電極に沿い、ある間隔を持ちそして電極に含まれている複数のインダクタンス４８（図１Ａにその一部を見ることができる）を含むのが通常である。その様なインダクターの目的の一つは電極の長さに沿った電圧分布を平均化することである。これにより放電の長さ方向に沿って起きる「ホットスポット」放電を防ぐ。躯体11の閉じた空間１２に組み入れられた場合、電極アセンブリは閉じた空間の上部及び下部の壁の各々の剛体部分１７と熱的に接触させるべきである。
【００１３】
図１Ａの電極アセンブリでは、何れかの電極が、生きている又はＲＦ電位が適用される「ホット」電極として選択され、他の電極は、その電極を好適な導線を経由して躯体に連結し躯体を接地することにより接地される。また接地された電極を対応する絶縁体４４を省くことにより直接躯体に接触させることもできる。しかしこれは電極アセンブリの対称性から逸脱する。躯体１１の上部及び下部の壁１４及び１６の構成の説明を続けると、各壁は固定的に構成された中央部分又は冷却部分１７を含み、そこから外側に伸びて、そして躯体の長さ方向に平行な冷却フィン１９を持つ。この例の様に上部及び下部の壁は同一に構成されており、説明を簡潔にするために上部壁１４の特徴のみが数字により示される。
【００１４】
剛体の中央壁部分１７は比較的薄い膜部分又は隔壁部分２１により囲まれている。この場合、押出しが躯体１１の壁を形成するために用いられ、壁１４及び１６は当初均一な厚さを持っても良く、その隔膜部分２１は各壁のチャンネルを機械加工することにより形成される。この円周方向のチャンネルは、図１に示す様に剛体部分１７と側壁の全ての部分に伸長しても良い。しかし、端の壁２２及び２４の躯体への取付け及び端の壁２２及び２４をシールすることを容易にするために、上部及び下部の壁（図２及び３）の各々の各端に厚くなった部分を残すことが好ましい。躯体１１の代表的なサイズに関しては、70.0ワット電波管ＣＯ２レーザーは約54.0センチメーター (cm)、幅が約10.0 cm及び高さが約6.0ｃｍであっても良い。上部及び下部の壁の隔膜部分２１は約2.0ｃｍの幅及び約0.16ｃｍの厚さを持つても良い。一般に上部及び下部の壁の隔膜部分は好ましくは幅と厚さの比が約10:1より大きいことが好ましい。
【００１５】
上で検討した上部及び下部の壁と熱的に接触を持つ電極アセンブリ３４の構成部分は壁の隔膜部分の下において縦方向又は横方向に伸長しては成らない。好ましくは幅と厚さの比は上部及び下部の壁の剛体部分１７が図１の矢印Ａに示す様に（ピストンの様に）、閉じた空間１２の内部と外部の圧力の差に反応して動くことができる程度に十分大きいのが良い。閉じた空間の内部の圧力が閉じた空間の外部の圧力（大気圧）よりも低い場合、他の制約がない場合は、上部及び下部の壁の剛体部分１７は、電極アセンブリ３４が上部及び下部の壁の剛体部分と接触を保つ様に十分大きい力でお互いに近づく。
【００１６】
躯体１１の側壁１８及び２０は上部の壁１４の上方向及び下部の壁１６の下方向に伸び、好ましくは縦方向に伸びる冷却フィン１９に辛うじて接触しない程度に伸長するのが良い。上部及び下部のカバープレート５０及び５２は各々側壁１８及び２０を経て躯体に取付られる。ネジ５４及び５６はカバープレート５０及び５２のそれぞれの孔５８及び６０を通して伸長し、上部及び下部の壁の剛体部分１７の特に示されないネジ孔と係合する。上部及び下部の壁の隔膜（湾曲）部分２１は、ネジを一つの方向へ回転させることにより、例えば、壁の剛体部分を引き離すために上部及び下部の壁の剛体部分を僅かに上に揚げる様に使用することができる様にする。
【００１７】
上部及び下部の壁の剛体部分を引き離す（上部及び下部のカバープレート及び冷却フィン１９の間はこれが可能な程度に十分な間隔があることが必要である）ことにより閉じた空間１２の電極アセンブリ３４の設置を容易にすることができる。プレート５０及び５２にネジ山を設けた追加のネジ６２及び６４は各々壁の剛体部分を近づけて電極アセンブリに強い締め付ける力を与える。躯体１１が気密性を保ち、そして閉じた空間１２の内部の圧力が閉じた空間１２の外部の圧力よりも低くなった後に、ネジ６２及び６４は強い締め付ける力を保持するために適正な位置にそのまま置いても良く、又は内部及び外部の圧力差により電極アセンブリ上に締め付ける力を与えるために取り除いても良い。
【００１８】
電極アセンブリが強い締め付ける力で固定されているか又は圧力差による力で締め付けられているかによらず、躯体の上部及び下部の壁の隔膜部分は上部及び下部の壁の剛体部分と側壁及びレーザー共鳴装置を支持している端の壁の間で締め付けられている電極アセンブリを機械的に分離する。したがって電極アセンブリの上部及び下部の壁の高度に対称的な配置によりこのアセンブリの熱変形の可能性を最小にしつつ、その様な変形はレーザー共鳴装置に伝達されることがなく、熱により誘発されたビーム指示誤差は最小に収まる。閉じた空間の上部及び下部の壁の両方に冷却フィンを設けることにより閉じた空間の絶対空気冷却が最適となる。
【００１９】
図２ではさらに空気冷却を最適化することのできる配置を示す。この場合、躯体１１の側壁１８及び２０（図２では壁１８のみが示される）及び上部及びカバープレート５０及び５２が躯体の端の壁を超えて伸びている。壁及びプレートの伸長された先端にはファンの羽根７２を含むファンアセンブリ７０が設けられる。整流装置７４が空気の流れのある方向を決めるために設けられる。ファンの運転モードの一つは冷却フィン１９を含む空間を通して、空気を躯体の各上部及び下部の壁の各々と点線７６により示す対応するカバープレートの間に送る。その様な強制空気冷却は冷却フィン１９が技術分野で知られている任意の手段により、その間に乱気流の空気の流れを提供する様に最適に構成されても良く、例えば、２組のフィンセットを横に交互に提供し、それによってある一組のセットのフィンは他のセットのフィンの間にスペースを置いて配置されている。
【００２０】
図４はレーザー１０の例１０Ａを系統的に示し、ＲＦ電力供給部分８０を躯体１１に取り付けるための配置を表わし、電力供給部分は電極３６及び３８に亘りＲＦ電極を適用するために用いられる。この場合電力供給部分８０はレーザー躯体１１の側壁１８上にあるカバー８２を持つ。すなわち電極３６及び３８及び折り曲げ共鳴装置の面に垂直な壁の上にある。電力供給部分の取り付け及び構成では電力供給部分の冷却を最適化し、冷却により除去できない熱の躯体１１への移転を最小にするためのステップがとられる。
【００２１】
電力供給部分８０は側壁１８から離れた、頂上部分８４を持つ金属カバー８２を含む。カバー部分８４はその外部表面に冷却フィン９０を持ち、カバー部分８４の冷却を促進する。ＲＦ電力供給部分の電子回路はプリント配線板（ＰＣＢ）８８上に組み立てられる。ＰＣＢ板８８はカバーの頂上部分８４と熱的に接触状態にある様に取り付けられ、回路からの熱をカバーの頂上部分移動させるのを促進し、回路を躯体の側壁１８から離れた位置に置く。カバー８２は好ましくは開端であるのが良い。すなわち、カバー８２は好ましくは唯一の頂上部分８４及び２つの側部分８３及び８５を持つのが良い。この様にすることにより空気がカバーを通して循環し電子回路を冷却するのを助ける。これらの冷却装置により除去することのできない熱の移動を最小にするために、カバー８２は側壁上にガスケット９０で取り付けられ、比較的低い熱電導率を持ち、カバーと側壁の間に設けられる。ガスケットの好適な材料の一つはエポキシ/ガラス繊維材料である。
【００２２】
ＰＣＢ８８からのＲＦ電位が、側壁１８にある電気的に絶縁されているフィールドスルー端子９２を経由して電極アセンブリ３４の上部電極３６に連結される。これは通常当業者により「ホット」電極と呼ばれている。電極アセンブリの低い方の電極３８は躯体１１の側面２０に電気的に連結され、躯体は接地することができる。
【００２３】
以上を纏めると、上に述べたガス放電レーザーは電極アセンブリにより励起されたガス放電において生成された熱を除去するために、上部及び下部の冷却部分を対称的に配置した躯体を含む。電極アセンブリは冷却部分の間で締め付けて固定されており、それ自体本質的に対称に配置されている。これらの対称的な配置は電極アセンブリが曲がったり、歪んだりすることを最小にする。そこに保持されている冷却部分及び電極アセンブリは、冷却部分を躯体の側面に連結する、周りを囲んでいる隔壁により躯体の中で機械的に分離されている。これにより実際に発生する電極アセンブリの歪みが躯体の側壁に伝わる可能性を低減させる。
【００２４】
電極アセンブリへの供給のためのＲＦ電力供給部分は冷却及び電極の配置の対称性を損なうことを避けるために側壁の一つに取付られる。電力供給部分における熱生成部分は別個に開端カバーの蓋により冷却され、躯体からはなれて置かれる。カバーは躯体との間で熱が伝わらない様に絶縁されている。「上部」、「下部」、「側」などの用語はある構成部分を指すのに用いるが、これは単に限定の都合上用いているものである。本発明レーザーはある特定の方面での実施に限定されるものではない。
【００２５】
本発明の好ましい実施の態様及び他の実施の態様について記述されている。しかし、本発明は記述された実施の態様に限定されるものではなく、むしろ本発明は本出願に添付された特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2011513948.tif 000003
【図１Ａ】
2011513948.tif 000004
【図２】
2011513948.tif 000005
【図３】
2011513948.tif 000006
【図４】
2011513948.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電レーザーであって、
その各壁が、第三及び第四の対向する縦方向の金属壁に連結された第一及び第二の対向する縦方向の金属壁を持つ躯体を持ち、前記躯体は第一及び第二の端の壁により閉じられており；及び
第一及び第二の縦方向の壁の各々は、冷却部分と第三及び第四の縦方向の壁及び前記端の壁の間に位置する柔軟な薄い膜部分に周囲を囲まれている剛体の冷却部分を持ち、前記柔軟な薄い膜は第一及び第二の縦方向の壁を躯体の内部と外部の間の圧力の差に反応して移動することを可能にする、前記ガス放電レーザー。
【請求項２】
複数の冷却フィンが前記各壁の冷却部分から外側に向けて伸びる、請求項１のガス放電レーザー。
【請求項３】
前記第一、第二、第三及び第四の縦方向の壁はアルミニウムとアルミニウム合金の内の一つの一体成型により形成される、請求項２のガス放電レーザー。
【請求項４】
前記第一及び第二の壁は同様な第一の構成を持ち、前記第三及び第四の壁は同様な第二の構成を持ち、そのため躯体は本質的に対称的な構成を持つ、請求項２のガス放電レーザー。
【請求項５】
前記第三及び第四の縦方向の壁は前記第一及び第二の縦方向の壁を超えて横方向に伸び、そして第一及び第二のカバープレートを持ち、第一の
カバープレートは第一の縦方向の壁の冷却フィンを覆う第三及び第四の壁に取り付けられ、第二のカバープレートは第二の縦方向の壁の冷却フィンを覆う第三及び第四の壁に取り付けられ、そして前記躯体の一方の端に隣接して、そして第一の縦方向の壁と第一のカバープレートの間、及び第二のカバープレートと第二の冷却プレートとの間、そしてその結果第一及び第二の縦方向の両方の壁の冷却フィンの間に、通常縦方向の空気の流れを起こす様にファンが配置されている、請求項４のガス放電レーザー。
【請求項６】
前記第一及び第二の端の壁は各々その上に少なくとも一つのミラーを持ち、躯体内にレーザー共鳴装置を形成する、請求項２のガス放電レーザー。
【請求項７】
前記第一の端の壁に第一及び第二のミラーを持ち、第二の端の壁に第三及び第四のミラーを持ち、前記レーザー共鳴装置は、第一、第三、第二、及び第四のミラーの間に順次伸長する共鳴装置軸を持つＺ−フォールドレーザー共鳴装置である、請求項６のガス放電レーザー。
【請求項８】
さらに第一及び第二の壁の冷却部分の間の躯体中に電極アセンブリを含み、前記電極アセンブリはお互いに整列して、お互いに間隔を置いた電極であり、第一の電極は第一の縦方向の壁の冷却部分と熱的接触を持ち、及び第二の電極は第二の縦方向の壁の冷却部分と熱的接触を持ち、前記レーザー共鳴装置は電極の間に伸長する、請求項６のガス放電レーザー。
【請求項９】
スラブと熱的接触を持ち、第一及び第二の電極の間に位置する熱伝導性があり電気的に絶縁された材料の前記スラブをさらに含み、前記スラブはそれを通してレーザー共鳴装置が伸長する少なくとも一つのチャネルを持つ、請求項８のガス放電レーザー。
【請求項１０】
スラブの絶縁材料がセラミック酸化アルミニウム及びセラミック酸化ベリリウムの一つを含む、請求項９のガス放電レーザー。
【請求項１１】
第一の電極は熱伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第一のプレートにより第一の縦方向の壁から電気的に絶縁され、第二の電極は熱伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第二のプレートにより第二の縦方向の壁から電気的に絶縁された、請求項９の前記ガス放電レーザー。
【請求項１２】
熱伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第一のプレートと第一の電極の間に第一の金属プレートがあり、熱伝導性のある、電気的に絶縁性材料の第二のプレートと第二の電極の間に第二の金属プレートがある、請求項１１のガス放電レーザー。
【請求項１３】
さらに第三の縦方向の壁の上で躯体の外部に設けられ、電位を第一及び第二の電極の一つに適用する様に配置された電力供給部分を含み、前記電力供給部分は第三の縦方向の壁から熱的に絶縁されている、請求項８のガス放電レーザー。
【請求項１４】
前記電位がＲＦ電位である、請求項１３のレーザー。
【請求項１５】
前記電力供給部分は第二及び第三の壁に亘る第一の壁を持つ開端のカバーを含み、そして前記カバーの第一の壁の内側に設けられ、ＲＦ電位を生成するための電子回路板を持ち、カバーの第二及び第三の壁は熱的に絶縁性のスペーサーを介して躯体の第三の縦方向の壁に取り付けられている、請求項１４のガス放電レーザー。
【請求項１６】
ガス放電レーザーであって、
レーザーガス混合物を含む躯体を持ち、前記躯体は第一及び第二の対向する縦方向の金属壁を持ち、その各々は第三及び第四の対向する縦方向の金属壁に連結され、前記躯体は第一及び第二の端の壁により閉じられており；
前記躯体の中で、互いに間隔をおき、そしてお互いに並行であり、各第一及び第二の縦方向の壁と熱的に連通した第一及び第二の電極を持ち；及び
第三の縦方向の壁の上で、躯体の外部に設けられ、第一及び第二の電極の一つに電位を適用する様に配置された電力供給部分を持ち、前記電力供給部分は第三の縦方向の壁から熱的に絶縁されている、前記ガス放電レーザー。
【請求項１７】
前記電位がＲＦ電位である、請求項１６のガス放電レーザー。
【請求項１８】
前記電力供給部分が第二及び第三の壁に亘る第一の壁を持つ開
端カバーを含み、カバーの第一の壁の内側に設けられたＲＦ電位を生成する電子回路板を持ち、前記カバーの第二及び第三の壁は躯体の第三の縦方向の壁に、熱的に絶縁体のスペーサーを介して取り付けられている、請求項１７のガス放電レーザー。
【請求項１９】
以下を含むガスレーザー：
躯体であって、前記躯体は対向する頂上及び底部壁及び頂上及び底部壁の間に伸長する一対の対向する側壁を持ち、前記頂上、底部及び側壁は単一の金属押出しより形成されており；
閉じた空間をシールする一対の端の壁；及び
頂上及び底部壁の間に位置し及び頂上及び底部壁により支持された電極アセンブリであり、前記電極アセンブリは側壁及び端の壁から間隔を置いた位置にあり、前記頂上及び底部壁は電極アセンブリ及び各側壁及び端の壁の間の領域に位置する円周の薄膜の屈曲部分を含み、前記柔軟な薄膜部分は頂上及び底部壁を躯体の内部と外部の間の圧力差に反応して移動することを可能にする。
【請求項２０】
前記頂上及び底部壁の外部表面は冷却フィンを含む、請求項１９のレーザー。
【請求項２１】
更に前記側壁に設けられ、頂上及び底部壁から間隔を置いた位置に頂上及び底部キャップを含み、空気冷却チャンネルを規定する、請求項２０のレーザー。
【請求項２２】
共鳴装置ミラーが端の壁に設けられる、請求項１９のレーザー。
【請求項２３】
前記電極アセンブリが、その中に形成された導波チャンネルを持つセラミック部分を持ち、前記セラミック部分は一対の金属電極の間に挟まれている、請求項１９のレーザー。
【国際調査報告】
2011513948.tif 000008
2011513948.tif 000009
2011513948.tif 000010
2011513948.tif 000011
2011513948.tif 000012