(57)【要約】放電励起式のガスレーザ装置は、以下を備える：Ａ．対向配置された第１及び第２の放電電極；Ｂ．第１の放電電極に接続された複数のピーキングコンデンサ；Ｃ．充電器；Ｄ．複数のパルスパワーモジュールであって、１つのパルスパワーモジュールは、以下のＤ１〜Ｄ３を含む：Ｄ１．充電器から充電電圧が印加される充電コンデンサ；Ｄ２．充電コンデンサに保持された電気エネルギをパルス圧縮し、出力パルスとして、対応するピーキングコンデンサに出力するパルス圧縮回路；及び、Ｄ３．充電コンデンサとパルス圧縮回路との間に配置されたスイッチ；Ｅ．複数の出力パルスセンサであって、１つの出力パルスセンサは、１つのパルスパワーモジュールが出力する出力パルスを検出する；及び、Ｆ．各出力パルスセンサの検出結果に基づいて、各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングを制御する制御部。
2018025394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電励起式のガスレーザ装置は、以下を備える：
Ａ．対向配置された第１及び第２の放電電極；
Ｂ．前記第１の放電電極に接続された複数のピーキングコンデンサ；
Ｃ．充電器；
Ｄ．複数のパルスパワーモジュールであって、１つのパルスパワーモジュールは、以下のＤ１〜Ｄ３を含む：
Ｄ１．前記充電器から充電電圧が印加される充電コンデンサ；
Ｄ２．前記充電コンデンサに保持された電気エネルギをパルス圧縮し、出力パルスとして、前記複数のピーキングコンデンサのうち対応する前記ピーキングコンデンサに出力するパルス圧縮回路；及び
Ｄ３．前記充電コンデンサと前記パルス圧縮回路との間に配置されたスイッチ；
Ｅ．複数の出力パルスセンサであって、１つの出力パルスセンサは、１つの前記パルスパワーモジュールが出力する前記出力パルスを検出する；及び
Ｆ．前記各出力パルスセンサの検出結果に基づいて、前記各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングを制御する制御部。
【請求項２】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記制御部は、前記充電電圧に基づいて前記スイッチ信号のタイミングを補正する第１の補正処理と、前記各出力パルスセンサの検出結果に基づいて前記スイッチ信号のタイミングを補正する第２の補正処理とを行う。
【請求項３】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記第１の放電電極は、１つの前記パルスパワーモジュールに対して１つずつ設けられている。
【請求項４】
請求項３に記載のガスレーザ装置であって、
前記制御部は、前記各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングを異ならせることにより、前記第１及び第２の放電電極の間の放電空間で生成されるパルスレーザ光のパルス幅を制御する。
【請求項５】
請求項４に記載のガスレーザ装置であって、
前記制御部は、外部から入力される目標パルス幅に基づいて、前記各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングを決定する。
【請求項６】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記充電器は、１つであって、前記複数の複数のパルスパワーモジュールに一定の充電電圧を供給する。
【請求項７】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記充電器は、前記各パルスパワーモジュールに対して１つずつ設けられており、
前記各充電器は、対応する前記パルスパワーモジュールに充電電圧を印加する。
【請求項８】
請求項７に記載のガスレーザ装置であって、
前記制御部は、前記各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングを異ならせ、かつ前記各充電器が出力する充電電圧を異ならせることにより、前記第１及び第２の放電電極の間の放電空間から出力されるパルスレーザ光のパルス波形を制御する。
【請求項９】
請求項８に記載のガスレーザ装置であって、
前記制御部は、外部から入力される目標パルス波形に基づいて、前記各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングと、前記各充電器が出力する充電電圧とを決定する。
【請求項１０】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記出力パルスセンサは、前記ピーキングコンデンサに流れる電流を検出する。
【請求項１１】
請求項１０に記載のガスレーザ装置であって、
前記出力パルスセンサは、前記ピーキングコンデンサに流れる電流の立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングを検出する。
【請求項１２】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記出力パルスセンサは、前記ピーキングコンデンサに印加される電圧を検出する。
【請求項１３】
請求項１２に記載のガスレーザ装置であって、
前記出力パルスセンサは、前記ピーキングコンデンサに印加される電圧の立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングを検出する。
【請求項１４】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記パルス圧縮回路は、少なくとも１つの磁気スイッチを含み、
前記出力パルスセンサは、前記磁気スイッチと前記ピーキングコンデンサとの間に接続されている。
【請求項１５】
請求項２に記載のガスレーザ装置であって、以下をさらに備える：
Ｇ．前記第１及び第２の放電電極の間の放電空間で生成される光を検出する光センサ；
ここで、前記制御部は、前記光センサの検出結果に基づき、前記各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングを補正する第３の補正処理をさらに行う。
【請求項１６】
請求項１５に記載のガスレーザ装置であって、
前記第３の補正処理の頻度は、前記第２の補正処理の頻度より小さく、
前記第２の補正処理の頻度は、前記第１の補正処理の頻度より小さい。
【請求項１７】
請求項１５に記載のガスレーザ装置であって、
前記光センサは、前記放電空間で生じる放電光またはパルスレーザ光を受光することにより放電タイミングを検出する。
【請求項１８】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、
前記制御部は、外部から入力される外部トリガ信号に基づいて、前記各スイッチに入力するスイッチ信号を生成する。
【請求項１９】
請求項１に記載のガスレーザ装置であって、以下をさらに備える：
Ｈ．前記第１及び第２の放電電極の間の放電空間から出力されるパルスレーザ光のエネルギを計測するパルスエネルギ計測部；
ここで、前記制御部は、外部から入力される目標パルスエネルギと、前記パルスエネルギ計測部により計測されたパルスエネルギとの差に基づいて、前記充電電圧を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、放電励起式のガスレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置においては解像力の向上が要請されている。半導体露光装置を以下、単に「露光装置」という。このため露光用光源から出力される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わって放電励起式のガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用レーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置ならびに、波長１９３．４ｎｍの紫外線を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。【０００３】
現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけ上の波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには水中における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光という。ＡｒＦ液浸露光はＡｒＦ液浸リソグラフィーとも呼ばれる。【０００４】
ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約３５０〜４００ｐｍと広いため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光（紫外線光）の色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるまでガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する必要がある。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には、狭帯域化素子を有する狭帯域化モジュール（Line Narrowing Module）が設けられている。この狭帯域化モジュールによりスペクトル線幅の狭帯域化が実現されている。狭帯域化素子は、エタロンやグレーティング等であってもよい。このようにスペクトル線幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２８３７８７号公報
【特許文献２】国際公開２０１４／１５６８１８号
【特許文献３】特表２００５−５１２３３３号公報
【特許文献４】特開２００９−１９４０６３号公報
【特許文献５】特開平１１−１７７１６８号公報
【特許文献６】国際公開２０１５／１９００１２号
【概要】
【０００６】
本開示の１つの観点に係る放電励起式のガスレーザ装置は、以下を備える：
Ａ．対向配置された第１及び第２の放電電極；
Ｂ．第１の放電電極に接続された複数のピーキングコンデンサ；
Ｃ．充電器；
Ｄ．複数のパルスパワーモジュールであって、１つのパルスパワーモジュールは、以下のＤ１〜Ｄ３を含む：
Ｄ１．充電器から充電電圧が印加される充電コンデンサ；
Ｄ２．充電コンデンサに保持された電気エネルギをパルス圧縮し、出力パルスとして、複数のピーキングコンデンサのうち対応するピーキングコンデンサに出力するパルス圧縮回路；及び
Ｄ３．充電コンデンサとパルス圧縮回路との間に配置されたスイッチ；
Ｅ．複数の出力パルスセンサであって、１つの出力パルスセンサは、１つのパルスパワーモジュールが出力する出力パルスを検出する；及び
Ｆ．各出力パルスセンサの検出結果に基づいて、各スイッチに入力するスイッチ信号のタイミングを制御する制御部。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、ガスレーザ装置をＺ方向から見た断面図である。
【図３】図３は、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の構成を示す回路図である。
【図４】図４は、充電電圧と、ＰＰＭ（ｋ）へのスイッチ信号の入力から放電電極に電圧が印加されるまでの所要時間との関係を表すグラフである。
【図５】図５は、同期制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、外部トリガ信号と、内部トリガ信号と、スイッチ信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、レーザ制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、トリガ補正部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、比較例に係るガスレーザ装置におけるタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、比較例に係るガスレーザ装置の課題を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るガスレーザ装置の構成を概略的に示す図である。
【図１２】図１２は、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の構成を示す回路図である。
【図１３】図１３は、同期制御部の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、外部トリガ信号と、内部トリガ信号と、スイッチ信号と、検出信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、トリガ補正部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第２の実施形態に係るガスレーザ装置の構成を概略的に示す図である。
【図１７】図１７は、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の構成を示す回路図である。
【図１８】図１８は、同期制御部の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、時間差データの算出処理を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、遅延時間の算出処理を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、第２の実施形態に係るガスレーザ装置におけるタイミングチャートである。
【図２２】図２２は、第３の実施形態に係るガスレーザ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２３】図２３は、同期制御部の構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、時間差データ及び充電電圧の算出処理を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、第４の実施形態に係るガスレーザ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２６】図２６は、同期制御部の構成を示すブロック図である。
【図２７】図２７は、外部トリガ信号と、内部トリガ信号と、スイッチ信号と、検出信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図２８】図２８は、遅延時間補正部による遅延時間の補正処理を示すフローチャートである。
【図２９】図２９は、電流検出方式の出力パルスセンサの具体例を示す図である。
【図３０】図３０は、ピーキングコンデンサに流れる電流の波形に基づいて充電タイミングを検出する出力パルスセンサの具体例を示す図である。
【図３１】図３１は、コンパレータの動作を説明するためのグラフである。
【図３２】図３２は、電圧検出方式の出力パルスセンサの具体例を示す図である。
【図３３】図３３は、ピーキングコンデンサに印加される電圧の波形に基づいて充電タイミングを検出する出力パルスセンサの具体例を示す図である。
【図３４】図３４は、コンパレータの動作を説明するためのグラフである。
【図３５】図３５は、放電センサに含まれる光センサの具体例を示す図である。
【図３６】図３６は、コンパレータの動作を説明するためのグラフである。
【実施形態】
【０００８】
＜内容＞
１．比較例
１．１  構成
１．１．１  ガスレーザ装置の概要
１．１．２  パルスパワーモジュール
１．１．３  同期制御部
１．２  動作
１．２．１  レーザ制御部の処理
１．２．２  トリガ補正部の処理
１．２．３  ガスレーザ装置の全体動作
１．３  課題
２．第１の実施形態
２．１  構成
２．２  動作
２．２．１  レーザ制御部の処理
２．２．２  トリガ補正部の処理
２．２．３  ガスレーザ装置の全体動作
２．３  効果
３．第２の実施形態
３．１  構成
３．２  動作
３．２．１  時間差データの算出処理
３．２．２  遅延時間の算出処理
３．２．３  内部トリガ信号の生成処理
３．２．４  ガスレーザ装置の全体動作
３．３  効果
４．第３の実施形態
４．１  構成
４．２  動作
４．２．１  時間差データ及び充電電圧の算出処理
４．２．２  トリガ補正部の処理
４．２．３  ガスレーザ装置の全体動作
４．３  効果
５．第４の実施形態
５．１  構成
５．２  動作
５．２．１  外部信号に対する内部トリガ信号の遅延時間の補正処理
５．２．２  ガスレーザ装置の全体動作
５．３  効果
６．出力パルスセンサの具体例
６．１  電流検出方式の出力パルスセンサ
６．２  電圧検出方式の出力パルスセンサ
７．放電センサの具体例
８．パルスパワーモジュールの変形例
８．１  構成
８．２  効果
【０００９】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１０】
１．比較例
１．１  構成
１．１．１  ガスレーザ装置の概要
図１及び図２を用いて比較例に係るガスレーザ装置２の構成を概略的に示す。図１は、ガスレーザ装置２の構成を概略的に示す。図２は、図１に示されるガスレーザ装置２をＺ方向から見た断面図である。ガスレーザ装置２は、放電励起式のガスレーザ装置であり、例えば、エキシマレーザ装置である。
【００１１】
図１において、ガスレーザ装置２から出力されるパルスレーザ光ＰＬの進行方向を、Ｚ方向という。後述する第１及び第２の放電電極２０ａ及び２０ｂの間の放電方向を、Ｖ方向という。また、Ｚ方向とＶ方向とに直交する方向を、Ｈ方向という。
【００１２】
図１において、ガスレーザ装置２は、レーザチャンバ１０と、充電器１１と、複数のパルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１２と、を含む。ガスレーザ装置２は、さらに、リアミラー１４と、出力結合ミラー１５と、パルスエネルギ計測部１６と、同期制御部１７と、レーザ制御部１８と、を含む。
【００１３】
レーザチャンバ１０内には、主電極としての第１及び第２の放電電極２０ａ及び２０ｂと、グランドプレート２１と、配線２２と、ファン２３と、熱交換器２４と、が設けられている。なお、レーザチャンバ１０内には、図示しない予備電極が設けられていてもよい。
【００１４】
レーザチャンバ１０内には、レーザ媒質としてのレーザガスが封入されている。レーザガスは、例えば、レアガスとしてのアルゴン、クリプトン、キセノン等を含み、バッファガスとしてのネオン、ヘリューム等を含み、ハロゲンガスとしての塩素、フッ素等を含む。
【００１５】
また、レーザチャンバ１０には開口が形成されている。この開口を塞ぐように、複数のフィードスルー２５が埋め込まれた電気絶縁プレート２６が設けられている。この電気絶縁プレート２６上には、複数のピーキングコンデンサ（Ｃｐ）２７と、これらを保持するホルダ２８とが配置されている。このホルダ２８上に、複数のＰＰＭ１２が配置されている。さらに、レーザチャンバ１０には、ウィンドウ２１ａ及び２１ｂが設けられている。
【００１６】
第１及び第２の放電電極２０ａ及び２０ｂは、レーザ媒質を放電により励起するための電極として、レーザチャンバ１０内に対向配置されている。第１の放電電極２０ａ及び第２の放電電極２０ｂは、互いの放電面が対向するように配置されている。第１の放電電極２０ａの放電面と第２の放電電極２０ｂとの放電面との間の空間を、放電空間という。第１の放電電極２０ａは、放電面とは反対側の面が、電気絶縁プレート２６に支持されている。第２の放電電極２０ｂは、放電面とは反対側の面が、グランドプレート２１に支持されている。
【００１７】
フィードスルー２５は、第１の放電電極２０ａに接続されている。また、図２に示すように、フィードスルー２５は、接続部２９を介して、ホルダ２８に保持されたピーキングコンデンサ２７に接続されている。接続部２９は、ピーキングコンデンサ２７を他の構成要素と接続するための部材である。
【００１８】
ホルダ２８の内部空間を形成する壁２８ａは、アルミ金属等の金属材料により形成されている。ホルダ２８の内部には、ピーキングコンデンサ２７と、接続部２９と、ＰＰＭ１２の高電圧端子１２ｂと、が配置されている。ピーキングコンデンサ２７は、第１及び第２の放電電極２０ａ及び２０ｂに電気エネルギを供給するコンデンサである。ピーキングコンデンサ２７は、電気エネルギをＰＰＭ１２から受け取って蓄積した後、蓄積した当該電気エネルギを、第１及び第２の放電電極２０ａ及び２０ｂに放出する。
【００１９】
ピーキングコンデンサ２７は、Ｈ方向に沿って２個配置されている。ピーキングコンデンサ２７は、Ｚ方向に沿って複数個配置されてもよい。ピーキングコンデンサ２７の一方の電極２７ａは、接続部２９を介して、高電圧端子１２ｂ及びフィードスルー２５に接続されている。ピーキングコンデンサ２７の他方の電極２７ｂは、接続部２９を介して、ホルダ２８の壁２８ａに接続されている。
【００２０】
接続部２９は、接続プレート２９ａと、接続端子２９ｂ及び２９ｃとを含む。接続プレート２９ａは、断面がＵ字状の導電板によって構成されており、高電圧端子１２ｂ及びフィードスルー２５に接続されている。
【００２１】
グランドプレート２１は、配線２２を介してレーザチャンバ１０に接続されている。レーザチャンバ１０は、接地されている。グランドプレート２１は、配線２２を介して接地電位に保たれている。グランドプレート２１のＺ方向に関する端部は、レーザチャンバ１０に固定されている。
【００２２】
ファン２３は、クロスフローファンであって、レーザガスをレーザチャンバ１０内で循環させる。ファン２３は、長手方向がＺ方向とほぼ平行となるように配置されている。ファン２３は、グランドプレート２１に対して放電空間の反対側に配置されている。ファン２３は、レーザチャンバ１０に接続されたモータ２３ａによって回転駆動され、レーザガス流を発生させる。
【００２３】
ファン２３から吹き出したレーザガスは、放電空間に流入する。放電空間に流入するレーザガス流の流れ方向は、Ｈ方向にほぼ平行である。放電空間から流出したレーザガスは、熱交換器２４を介してファン２３に吸い込まれ得る。熱交換器２４は、熱交換器２４の内部に供給された冷媒とレーザガスとの間で熱交換を行う。
【００２４】
レーザチャンバ１０の端部にはウィンドウ２１ａ及び２１ｂが設けられている。レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウィンドウ２１ａ及び２１ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射される。
【００２５】
リアミラー１４と出力結合ミラー１５とで、光共振器が構成されている。光共振器の光路上にレーザチャンバ１０が配置されている。リアミラー１４は、パルスレーザ光ＰＬが透過するフッ化カルシウム（ＣａＦ2）等で形成された基板上に、高反射膜がコートされたものである。出力結合ミラー１５は、パルスレーザ光ＰＬが透過するフッ化カルシウム（ＣａＦ2）等で形成された基板上に、部分反射膜がコートされたものである。この部分反射膜の反射率は、８％〜１５％の範囲内である。
【００２６】
レーザチャンバ１０から出射された光は、リアミラー１４と出力結合ミラー１５との間で往復し、放電空間を通過する度に増幅される。増幅された光の一部が、出力結合ミラー１５を介して、パルスレーザ光ＰＬとして出力される。
【００２７】
パルスエネルギ計測部１６は、出力結合ミラー１５を介して出力されたパルスレーザ光ＰＬの光路に配置されている。パルスエネルギ計測部１６は、ビームスプリッタ１６ａと、集光光学系１６ｂと、光センサ１６ｃとを含む。
【００２８】
ビームスプリッタ１６ａは、パルスレーザ光ＰＬを高い透過率で透過させるとともに、パルスレーザ光ＰＬの一部を集光光学系１６ｂに向けて反射する。集光光学系１６ｂは、ビームスプリッタ１６ａによって反射された光を、光センサ１６ｃの受光面に集光する。光センサ１６ｃは、受光面に集光された光のパルスエネルギを検出し、検出されたパルスエネルギのデータをレーザ制御部１８に出力する。
【００２９】
充電器１１は、各ＰＰＭ１２に含まれる後述する充電コンデンサＣ0に一定の充電電圧を供給する直流電源装置である。各ＰＰＭ１２は、レーザ制御部１８によって制御されるスイッチ１２ａを含んでいる。スイッチ１２ａは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）により構成されている。スイッチ１２ａがＯＦＦからＯＮになると、ＰＰＭ１２は、充電コンデンサＣ0に保持されていた電気エネルギから高電圧パルスを生成し、第１の放電電極２０ａに印加する。
【００３０】
複数のＰＰＭ１２は、ホルダ２８上に、Ｚ方向に沿って配列されている。各ＰＰＭ１２には、少なくとも１つのピーキングコンデンサ２７が電気的に接続されている。本比較例では、２つのピーキングコンデンサ２７が１つのＰＰＭ１２に対して並列に接続されている。複数のＰＰＭ１２の総数をｎ個とする。以下、各ＰＰＭ１２をＰＰＭ（ｋ）と表記する。ここで、ｋ＝１，２，・・・，ｎである。また、ＰＰＭ（ｋ）に接続された１又は２以上のピーキングコンデンサ２７を併せてＣｐ（ｋ）と表記する。
【００３１】
レーザ制御部１８は、図示しない露光装置等の外部装置に含まれる外部装置制御部３との間で各種信号を送受信する。例えば、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から、発光トリガとしての外部トリガ信号ＴＲと、目標パルスエネルギＥｔのデータ等を受信する。また、レーザ制御部１８は、パルスエネルギ計測部１６からパルスエネルギの計測値を受信する。なお、外部装置は、露光装置以外に、加工用レーザ装置、レーザアニール装置、レーザドーピング装置等であり得る。
【００３２】
レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から受信した目標パルスエネルギＥｔのデータと、パルスエネルギ計測部１６から受信したパルスエネルギの計測値とを参照して、充電器１１に設定する充電電圧Ｖを算出する。レーザ制御部１８は、同期制御部１７に接続されており、同期制御部１７に外部トリガ信号ＴＲと充電電圧Ｖの設定値とを送信する。
【００３３】
同期制御部１７は、レーザ制御部１８と、充電器１１と、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）とに接続されている。充電器１１は、同期制御部１７を介して充電電圧Ｖの設定値を受信し、充電電圧Ｖの設定値に基づいて、各ＰＰＭ（ｋ）に含まれる充電コンデンサＣ0を充電する。
【００３４】
同期制御部１７は、レーザ制御部１８から受信した外部トリガ信号ＴＲに基づいて、ｎ個のスイッチ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）を生成する。スイッチ信号Ｓ（ｋ）は、ＰＰＭ（ｋ）に含まれるスイッチ１２ａに入力される。
【００３５】
１．１．２  パルスパワーモジュール
図３は、図１に示されるＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の構成を示す。ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）は、それぞれ同一の構成であるので、１つのＰＰＭ（ｋ）について構成を説明する。ＰＰＭ（ｋ）は、充電コンデンサＣ0と、スイッチ１２ａと、パルストランスＰＴと、複数の磁気スイッチＭＳ1及びＭＳ2と、複数のコンデンサＣ1及びＣ2と、を含む。パルストランスＰＴと、複数の磁気スイッチＭＳ1及びＭＳ2と、複数のコンデンサＣ1及びＣ2とは、パルス圧縮回路を構成する。
【００３６】
磁気スイッチＭＳ1及びＭＳ2は、それぞれ可飽和リアクトルを含んでいる。磁気スイッチＭＳ1及びＭＳ2は、それぞれ、その両端に印加された電圧の時間積分値が、磁気スイッチの特性で決まる所定の値になったときに、低インピーダンスになる。
【００３７】
ＰＰＭ（ｋ）のスイッチ１２ａには、同期制御部１７にからスイッチ信号Ｓ（ｋ）が入力される。スイッチ１２ａは、スイッチ信号Ｓ（ｋ）が入力されてＯＮになると、充電コンデンサＣ0からパルストランスＰＴの１次側に電流を流す。
【００３８】
パルストランスＰＴの１次側に電流が流れると、電磁誘導によってパルストランスＰＴの２次側に逆方向の電流が流れる。パルストランスＰＴの２次側に電流が流れると、コンデンサＣ1に電流パルスが流れ、コンデンサＣ1が充電される。このとき、磁気スイッチＭＳ1に印加される電圧の時間積分値が閾値に達する。磁気スイッチＭＳ1に印加される電圧の時間積分値が閾値に達すると、磁気スイッチＭＳ1は、磁気飽和した状態となり、閉じる。
【００３９】
磁気スイッチＭＳ1が閉じると、コンデンサＣ1からコンデンサＣ2に電流パルスが流れ、コンデンサＣ2が充電され得る。このとき、コンデンサＣ2に流れる電流パルスは、コンデンサＣ1に流れる電流パルスよりもパルス幅が短い。コンデンサＣ2が充電されることにより、磁気スイッチＭＳ2は、磁気飽和した状態となり、閉じる。
【００４０】
磁気スイッチＭＳ2が閉じると、コンデンサＣ2から、ＰＰＭ（ｋ）に接続されたピーキングコンデンサ２７であるＣｐ（ｋ）に電流パルスが流れ、Ｃｐ（ｋ）が充電される。このとき、Ｃｐ（ｋ）に流れる電流パルスは、コンデンサＣ2に流れる電流パルスよりもパルス幅が短い。このように、コンデンサＣ1からコンデンサＣ2、コンデンサＣ2からＣｐ（ｋ）へと順に電流パルスが流れることにより、電流パルスのパルス幅が圧縮される。このように電流パルスのパルス幅が圧縮されることを、パルス圧縮という。
【００４１】
Ｃｐ（ｋ）の電圧がレーザガスのブレークダウン電圧に達したときに、第１及び第２の放電電極２０ａ及び２０ｂの間のレーザガスに絶縁破壊が生じる。これにより、レーザガスが励起され、基底状態に戻るときに、紫外のレーザ光が出力される。このような放電動作が、スイッチ１２ａのスイッチング動作によって繰り返されることにより、所定の発振周波数で、パルスレーザ光ＰＬが出力される。
【００４２】
図４は、ＰＰＭ（ｋ）の充電電圧Ｖと、ＰＰＭ（ｋ）へのスイッチ信号Ｓ（ｋ）の入力から高電圧が第１の放電電極２０ａに印加されるまでの所要時間Ｆ（Ｖ）との関係を示している。ＰＰＭ（ｋ）がパルス圧縮回路（磁気圧縮回路）を含んで構成されていることにより、所要時間Ｆ（Ｖ）と充電電圧Ｖとの関係は、下式１で表される。
Ｆ（Ｖ）＝Ｋ／Ｖ    ・・・（１）
ここで、Ｋは、一定値である。
【００４３】
したがって、ＰＰＭ（ｋ）に設定される充電電圧がＶである場合の所要時間Ｆ（Ｖ）は、充電電圧Ｖが基準電圧Ｖ0である場合の所要時間Ｆ（Ｖ0）に対して、下式２で表される時間差ΔＴＶ（ｋ）が生じる。
ΔＴＶ（ｋ）＝Ｆ（Ｖ0）−Ｆ（Ｖ）    ・・・（２）
【００４４】
具体的には、ＰＰＭ（ｋ）に設定される充電電圧Ｖが基準電圧Ｖ0より大きい場合には、所要時間Ｆ（Ｖ）は、基準電圧Ｖ0の場合の所要時間Ｆ（Ｖ0）より、時間差ΔＴＶ（ｋ）だけ短くなる。
【００４５】
１．１．３  同期制御部
図５は、図１に示される同期制御部１７の構成を示す。同期制御部１７は、内部トリガ信号生成部３０と、複数のトリガ補正部（ＴＣＳ）３１と、を含む。各トリガ補正部３１は、処理部３２と、遅延回路３３と、を含む。
【００４６】
トリガ補正部３１は、１つのＰＰＭ１２に対して１つずつ設けられている。すなわち、トリガ補正部３１の総数はｎ個である。以下、ＰＰＭ（ｋ）に対するトリガ補正部３１をＴＣＳ（ｋ）と表記する。ＴＣＳ（１）〜ＴＣＳ（ｎ）は、それぞれ同一の構成である。
【００４７】
内部トリガ信号生成部３０は、レーザ制御部１８と、ＴＣＳ（１）〜ＴＣＳ（ｎ）とに接続されている。内部トリガ信号生成部３０は、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成し、ＴＣＳ（ｋ）の各遅延回路３３に入力する。
【００４８】
図６に示すように、内部トリガ信号生成部３０は、外部トリガ信号ＴＲを受信してから、遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）の経過後に内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を出力する。ここで、遅延時間Ｔｒｄ（１）〜Ｔｒｄ（ｎ）は、全て基準遅延時間Ｔｒｄ０とされており、同一値である。すなわち、ＴＣＳ（ｋ）の各遅延回路３３には、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）が同時に入力される。
【００４９】
ＴＣＳ（ｋ）の各処理部３２は、レーザ制御部１８と遅延回路３３とに接続されている。処理部３２は、レーザ制御部１８から受信する充電電圧Ｖの設定値に基づいて、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を遅延させるための遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出し、遅延回路３３に入力する。具体的には、処理部３２は、前述の式２に基づいて時間差ΔＴＶ（ｋ）を求める。なお、処理部３２は、所要時間Ｆ（Ｖ）を表す関数を、テーブルデータとして記憶しておき、このテーブルデータに基づいて時間差ΔＴＶ（ｋ）を求めてもよい。
【００５０】
処理部３２は、時間差ΔＴＶ（ｋ）を求めた後、下式３に基づいて、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出する。
Ｔｄ（ｋ）＝Ｔｄ０（ｋ）＋ΔＴＶ（ｋ）    ・・・（３）
ここで、Ｔｄ０（ｋ）は、充電電圧Ｖが基準電圧Ｖ0である場合の基準遅延時間である。すなわち、遅延時間Ｔｄ（ｋ）は、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）に、上式２に基づいて求めた補正時間ΔＴＶ（ｋ）を加算した値である。
【００５１】
遅延回路３３は、処理部３２により算出された遅延時間Ｔｄ（ｋ）のデータを取得して保持する。図６に示すように、遅延回路３３は、内部トリガ信号生成部３０から内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を遅延時間Ｔｄ（ｋ）だけ遅延させたものをスイッチ信号Ｓ（ｋ）として、ＰＰＭ１２に入力する。これにより、レーザ制御部１８が外部トリガ信号ＴＲを受信してから、ＰＰＭ（ｋ）により高電圧が第１の放電電極２０ａに印加されるまでの所要時間がほぼ一定となる。
【００５２】
１．２  動作
次に、図７〜図９を用いて比較例に係るガスレーザ装置２の動作を説明する。
【００５３】
１．２．１  レーザ制御部の処理
図７は、レーザ制御部１８が実行する処理を示すフローチャートである。レーザ制御部１８は、以下の処理により、目標パルスエネルギＥｔに基づいて、充電器１１に設定する充電電圧Ｖを算出する。
【００５４】
まず、Ｓ１０１において、レーザ制御部１８は、充電電圧Ｖの設定値を、初期値としての基準電圧Ｖ0に設定する。次に、Ｓ１０２において、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から送信された目標パルスエネルギＥｔのデータを読み込む。
【００５５】
次に、Ｓ１０３において、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、これを同期制御部１７に送信し、ガスレーザ装置２がレーザ発振したか否かを判定する。ガスレーザ装置２がレーザ発振していない場合（Ｓ１０３；ＮＯ）、レーザ制御部１８は、レーザ発振するまで待機する。ガスレーザ装置２がレーザ発振した場合（Ｓ１０３；ＹＥＳ）、レーザ制御部１８は、処理をＳ１０４に進める。
【００５６】
Ｓ１０４において、レーザ制御部１８は、ガスレーザ装置２から出力されたパルスレーザ光ＰＬのパルスエネルギＥを検出する。パルスエネルギＥは、パルスエネルギ計測部１６によって計測される。
【００５７】
次に、Ｓ１０５において、レーザ制御部１８は、計測されたパルスエネルギＥと、目標パルスエネルギＥｔとの差ΔＥを、下式４に基づいて算出する。
ΔＥ＝Ｅ−Ｅｔ    ・・・（４）
【００５８】
次に、Ｓ１０６において、レーザ制御部１８は、差ΔＥに基づいて、充電電圧Ｖの設定値の変更量ΔＶを下式５に基づいて算出する。
ΔＶ＝Ｈ・ΔＥ    ・・・（５）
ここで、Ｈは、比例定数である。変更量ΔＶは、差ΔＥを０とするために、充電電圧Ｖの設定値をどのくらい変更すればよいかを表している。レーザ制御部１８は、現在の充電電圧Ｖの設定値に変更量ΔＶを加算した値を、次の設定値とする。
【００５９】
次に、Ｓ１０７において、レーザ制御部１８は、充電器１１と、複数のトリガ補正部３１とに、Ｓ１０６で算出した充電電圧Ｖの設定値を送信する。
【００６０】
次に、Ｓ１０８において、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から送信された目標パルスエネルギＥｔが変更されたか否かを判定する。目標パルスエネルギＥｔが変更された場合（Ｓ１０８；ＹＥＳ）、レーザ制御部１８は、処理を前述のＳ１０２に戻す。目標パルスエネルギＥｔが変更されていない場合（Ｓ１０８；ＮＯ）、レーザ制御部１８は、処理を前述のＳ１０３に戻す。以上の処理が繰り返し実行される。
【００６１】
１．２．２  トリガ補正部の処理
図８は、トリガ補正部３１が実行する処理を示すフローチャートである。各トリガ補正部３１は、図７に示されるＳ１０７において、レーザ制御部１８から充電電圧Ｖの設定値が送信された場合に、以下の処理により、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出し、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を補正する。
【００６２】
まず、Ｓ２０１において、各ＴＣＳ（ｋ）に含まれる処理部３２は、レーザ制御部１８から送信された充電電圧Ｖの設定値を読み込む。次に、Ｓ２０２において、処理部３２は、前述の式１及び式２に基づき、補正時間ΔＴＶ（ｋ）を算出する。次に、Ｓ２０３において、処理部３２は、前述の式３に基づき、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出する。そして、Ｓ２０４において、処理部３２は、算出した遅延時間Ｔｄ（ｋ）のデータを遅延回路３３に送信する。この後、処理部３２は、処理をＳ２０１に戻す。以上の処理が繰り返し行われる。
【００６３】
遅延回路３３は、内部トリガ信号生成部３０から内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を遅延時間Ｔｄ（ｋ）だけ遅延させ、遅延させた内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）をスイッチ信号Ｓ（ｋ）として、ＰＰＭ（ｋ）に入力する。
【００６４】
１．２．３  ガスレーザ装置の全体動作
図９は、比較例に係るガスレーザ装置２におけるタイミングチャートである。図９を参照しながら、ガスレーザ装置の全体動作を説明する。
【００６５】
レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から目標パルスエネルギＥｔのデータを受信すると、パルスレーザ光ＰＬのパルスエネルギＥが目標パルスエネルギＥｔに近づくような充電電圧Ｖの設定値を計算し、同期制御部１７を介して、充電器１１に送信する。
【００６６】
同期制御部１7内において、各ＴＣＳ（ｋ）の処理部３２は、充電電圧Ｖの設定値に基づいて、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を計算し、遅延回路３３に遅延時間Ｔｄ（ｋ）のデータを送信する。同期制御部１7内の内部トリガ信号生成部３０は、外部装置制御部３からレーザ制御部１８を介して外部トリガ信号ＴＲを受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成して各ＴＣＳ（ｋ）の遅延回路３３に入力する。各ＴＣＳ（ｋ）の遅延回路３３に入力された内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）は、遅延時間Ｔｄ（ｋ）だけ遅延され、スイッチ信号Ｓ（ｋ）として、ＰＰＭ（ｋ）のスイッチ１２ａに入力される。
【００６７】
図９に示すように、スイッチ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）は、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各スイッチ１２ａに、ほぼ同時に入力され、各スイッチ１２ａがほぼ同時にＯＮとなる。そして、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）によってパルス圧縮された電流パルスにより、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）がほぼ同時に充電され、ほぼ同時に第１の放電電極２０ａに高電圧が印加される。
【００６８】
この結果、レーザガス中で絶縁破壊が起こり、放電空間においてパルス放電が生成される。このパルス放電によって、レーザガスが励起され、基底状態に戻るときに、紫外のレーザ光が出力される。光共振器によってレーザ発振し、出力結合ミラー１５からパルスレーザ光ＰＬが出力される。出力されたパルスレーザ光ＰＬは、パルスエネルギ計測部１６によってパルスエネルギＥが計測される。
【００６９】
レーザ制御部１８は、パルスエネルギ計測部１６によって計測されたパルスレーザ光のパルスエネルギＥを読み込み、目標パルスエネルギＥｔに近づくような充電電圧Ｖの設定値を計算する。以上のステップが繰り返される。
【００７０】
以上のように、同期制御部１7は、充電器１１の充電電圧Ｖに基づいて、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）のスイッチ１２ａをＯＮとするタイミングを制御することによって、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）に充電されるタイミングをほぼ一致させることができる。
【００７１】
１．３  課題
比較例に係るガスレーザ装置２では、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングがほぼ一致するように制御されるが、このように制御を行ったとしても、図１０に示すように、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングにずれが生じる可能性がある。充電タイミングにずれが生じると、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）から第１の放電電極２０ａへの高電圧の印加タイミングにずれが生じ、放電強度が低下する。この結果、パルスレーザ光ＰＬの発光強度が低下する。パルスレーザ光ＰＬの発光強度の低下を抑制するためには、数ナノ秒以下の精度で、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングを一致させる必要がある。
【００７２】
数ナノ秒程度の充電タイミングのずれは、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の個体差や温度差等により生じ得る。例えば、充電タイミングは、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各構成部の温度に依存性するので、温度差によって充電タイミングにずれが生じる。ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各構成部の温度を直接計測することや、温度変化を正確に予測することが可能であれば、充電タイミングのずれをある程度低減することが可能であるが、温度の直接計測や予測は、実際には困難である。また、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の個体差をなくすことも困難である。
【００７３】
したがって、比較例に係るガスレーザ装置２では、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングのずれを抑制することができず、これに起因したパルスレーザ光ＰＬの発光強度の低下を抑制することできないといった課題がある。
【００７４】
２．第１の実施形態
次に、本開示の第１の実施形態に係るガスレーザ装置について説明する。第１の実施形態に係るガスレーザ装置は、出力パルスセンサを含むことと、トリガ補正部の構成が異なること以外は、比較例に係るガスレーザ装置２の構成と同一である。以下では、比較例に係るガスレーザ装置２の構成要素と同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７５】
２．１  構成
図１１は、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａの構成を概略的に示す。図１２は、図１１に示されるＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の構成を示す。第１の実施形態では、ＰＰＭ１２とピーキングコンデンサ２７との間に出力パルスセンサ４０が設けられている。出力パルスセンサ４０は、１つのＰＰＭ１２に対して１つずつ設けられている。以下、ＰＰＭ（ｋ）とＣｐ（ｋ）との間に配置された出力パルスセンサ４０を、Ａ（ｋ）と表記する。
【００７６】
第１の実施形態では、出力パルスセンサＡ（ｋ）は、出力パルスとしての電流パルスを検出する電流センサである。出力パルスセンサＡ（ｋ）は、磁気スイッチＭＳ2とピーキングコンデンサ２７との間に接続されている。出力パルスセンサＡ（ｋ）は、電流パルスを検出した際に、検出信号Ｄ１（ｋ）を同期制御部５０に入力する。
【００７７】
図１３は、第１の実施形態に係る同期制御部５０の構成を示す。同期制御部５０は、内部トリガ信号生成部３０と、複数のトリガ補正部（ＴＣＳ）５１と、を含む。同期制御部５０は、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）に入力するスイッチ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）のタイミングを制御する。同期制御部５０は、高速処理が可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により、全てまたは一部が構成されている。以下、ＰＰＭ（ｋ）に対するトリガ補正部５１をＴＣＳ（ｋ）と表記する。
【００７８】
内部トリガ信号生成部３０は、比較例の内部トリガ信号生成部３０と同一の構成である。内部トリガ信号生成部３０は、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成し、生成した内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）をＴＣＳ（ｋ）に入力する。
【００７９】
各ＴＣＳ（ｋ）は、処理部５２と、遅延回路５３と、タイマ５４と、を含む。遅延回路５３とタイマ５４とには、内部トリガ信号生成部３０から内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）が同時に入力される。ＴＣＳ（ｋ）のタイマ５４には、出力パルスセンサＡ（ｋ）から検出信号Ｄ１（ｋ）が入力される。
【００８０】
タイマ５４は、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）の入力によって計時を開始し、検出信号Ｄ１（ｋ）の入力によって計時を停止するように構成されている。すなわち、タイマ５４は、図１４に示すように、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）の入力から検出信号Ｄ１（ｋ）の入力までに要される時間Ｔｄｍ（ｋ）を計測する。タイマ５４は、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）のデータを、処理部５２に入力する。
【００８１】
ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２は、レーザ制御部１８から受信する充電電圧Ｖの設定値に基づいて、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を遅延させるための遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出し、遅延回路５３に入力する。具体的には、処理部５２は、前述の式２に基づいて時間差ΔＴＶ（ｋ）を求める。処理部５２は、時間差ΔＴＶ（ｋ）を求めた後、前述の式３に基づいて、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出する。
【００８２】
また、ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２は、タイマ５４から入力される計測時間Ｔｄｍ（ｋ）のデータに基づいて、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を補正する。これにより、スイッチ信号Ｓ（ｋ）のタイミングが補正される。
【００８３】
以上のように、同期制御部５０とレーザ制御部１８とが、出力パルスセンサＡ（ｋ）の検出結果に基づいてスイッチ信号Ｓ（ｋ）のタイミングを制御する制御部を構成している。
【００８４】
２．２  動作
２．２．１  レーザ制御部の処理
第１の実施形態においてレーザ制御部１８が行う処理は、比較例において図７に示されるフローチャートを用いて説明した処理と同一であるので、説明は省略する。
【００８５】
２．２．２  トリガ補正部の処理
図１５は、各ＴＣＳ（ｋ）が実行する処理を示すフローチャートである。各ＴＣＳ（ｋ）は、図７に示されるＳ１０７において、レーザ制御部１８から充電電圧Ｖの設定値が送信された場合に、以下の処理により、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出し、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を補正する。
【００８６】
まず、Ｓ３００において、各ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２は、以下のように、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）を初期値に設定する。
Ｔｄ０（ｋ）＝Ｔｄｔ−Ｆ（Ｖ0）
ここで、Ｔｄｔは、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）の目標値である。Ｆ（Ｖ0）は、充電電圧Ｖが基準電圧Ｖ0である場合の前述の所要時間Ｆ（Ｖ）である。基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）と目標値Ｔｄｔと所要時間Ｆ（Ｖ0）との関係は、図１４に示されている。
【００８７】
次に、Ｓ３０１において、処理部５２は、以下のように、変数のリセットを行う。
Ｊ＝０
Ｔｄｍｓｕｍ（ｋ）＝０
ここで、Ｊは、発振パルス数を数えるためのカウンタである。Ｔｄｍｓｕｍ（ｋ）は、タイマ５４による計測時間Ｔｄｍ（ｋ）の平均値を算出するための合計値である。
【００８８】
次に、Ｓ３０２において、処理部５２は、レーザ制御部１８から送信された充電電圧Ｖの設定値を読み込む。次に、Ｓ３０３において、処理部５２は、前述の式１及び式２に基づき、補正時間ΔＴＶ（ｋ）を算出する。次に、Ｓ３０４において、処理部５２は、前述の式３に基づき、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出する。次に、Ｓ３０５において、処理部３２は、算出した遅延時間Ｔｄ（ｋ）のデータを遅延回路５３に送信する。
【００８９】
次に、Ｓ３０６において、処理部５２は、ガスレーザ装置２ａがレーザ発振したか否かを判定する。ガスレーザ装置２ａがレーザ発振したか否かは、タイマ５４が出力パルスセンサＡ（ｋ）から検出信号Ｄ１（ｋ）を受信したか否かによって判定される。ガスレーザ装置２ａがレーザ発振した場合（Ｓ３０６；ＹＥＳ）、処理部５２は、処理をＳ３０７に進める。ガスレーザ装置２ａがレーザ発振していない場合（Ｓ３０６；ＮＯ）、処理部５２は、ガスレーザ装置２ａがレーザ発振するまで待機する。
【００９０】
Ｓ３０７において、処理部５２は、現在のカウンタＪの値に１を加算して、Ｊの値を更新する。次に、Ｓ３０８において、処理部５２は、タイマ５４から計測時間Ｔｄｍ（ｋ）のデータを受信する。次に、Ｓ３０９において、処理部５２は、現在の合計値Ｔｄｍｓｕｍ（ｋ）に計測時間Ｔｄｍ（ｋ）を加算することにより、合計値Ｔｄｍｓｕｍ（ｋ）を更新する。
【００９１】
次に、Ｓ３１０において、処理部５２は、カウンタＪの値が所定のサンプル数Ｊｍａｘに達したか否かを判定する。カウンタＪの値が所定のサンプル数Ｊｍａｘに達していない場合（Ｓ３１０；ＮＯ）、処理部５２は、処理をＳ３０２に戻す。カウンタＪの値が所定のサンプル数Ｊｍａｘに達した場合（Ｓ３１０；ＹＥＳ）、処理部５２は、処理をＳ３１１に進める。
【００９２】
Ｓ３１１において、処理部５２は、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）の平均値と、目標値Ｔｄｔとの差ΔＴｄ（ｋ）を算出する。差ΔＴｄ（ｋ）は、下式６により算出される。
ΔＴｄ（ｋ）＝Ｔｄｍｓｕｍ（ｋ）／Ｊｍａｘ−Ｔｄｔ    ・・・（６）
【００９３】
次に、Ｓ３１２において、処理部５２は、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）から差ΔＴｄ（ｋ）を減算した値を、新たな基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）とする。このように、処理部５２は、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）を補正した後、処理をＳ３０１に戻す。以上の処理が繰り返し行われる。
【００９４】
ＴＣＳ（ｋ）の遅延回路５３は、内部トリガ信号生成部３０から内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を遅延時間Ｔｄ（ｋ）だけ遅延させ、遅延させた内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）をスイッチ信号Ｓ（ｋ）として、ＰＰＭ（ｋ）に入力する。
【００９５】
以上のように、Ｓ３０２〜Ｓ３０５では、充電電圧Ｖに基づいてスイッチ信号Ｓ（ｋ）のタイミングを補正する第１の補正処理（ジッタ補正処理）が行われる。また、Ｓ３０６〜Ｓ３１２では、出力パルスセンサＡ（ｋ）の検出結果に基づいてスイッチ信号Ｓ（ｋ）のタイミングを補正する第２の補正処理（ドリフト補正処理）が行われる。
【００９６】
サンプル数Ｊｍａｘは、２００回〜１００００回の範囲内であることが好ましい。すなわち、第２の補正処理の頻度は、第１の補正処理の頻度より小さいことが好ましい。
【００９７】
２．２．３  ガスレーザ装置の全体動作
次に、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａの全体動作を説明する。まず、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から目標パルスエネルギＥｔのデータを受信すると、パルスレーザ光ＰＬのパルスエネルギＥが目標パルスエネルギＥｔに近づくような充電電圧Ｖの設定値を計算し、同期制御部５０を介して、充電器１１に送信する。
【００９８】
同期制御部５０内において、各ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２は、充電電圧Ｖの設定値及び基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）に基づいて、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を計算し、遅延回路５３に遅延時間Ｔｄ（ｋ）のデータを送信する。
【００９９】
同期制御部５０内の内部トリガ信号生成部３０は、外部装置制御部３からレーザ制御部１８を介して外部トリガ信号ＴＲを受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成して各ＴＣＳ（ｋ）の遅延回路５３及びタイマ５４に入力する。タイマ５４は、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）が入力されると、リセットされ、計時を開始する。各遅延回路５３に入力された内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）は、遅延時間Ｔｄ（ｋ）だけ遅延され、スイッチ信号Ｓ（ｋ）として、ＰＰＭ（ｋ）のスイッチ１２ａに入力される。
【０１００】
スイッチ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）は、ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各スイッチ１２ａに、ほぼ同時に入力され、各スイッチ１２ａがほぼ同時にＯＮとなる。そして、ＰＰＭ（ｋ）によってパルス圧縮された電流パルスが出力パルスとして、Ｃｐ（ｋ）に出力される。
【０１０１】
このとき、ＰＰＭ（ｋ）からの出力パルスは、ＰＰＭ（ｋ）の後段に設けられた出力パルスセンサＡ（ｋ）によって検出される。出力パルスセンサＡ（ｋ）は、出力パルスを検出すると、検出信号Ｄ１（ｋ）をＴＣＳ（ｋ）のタイマ５４に送信する。タイマ５４は、検出信号Ｄ１（ｋ）を受信すると計時を停止し、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）の入力から検出信号Ｄ１（ｋ）の入力までの計測時間Ｔｄｍ（ｋ）を、処理部５２に入力する。処理部５２は、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）が入力されると、前述した処理を実行し、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）の平均値と目標値Ｔｄｔとの差ΔＴｄ（ｋ）を算出して、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）を補正する。
【０１０２】
電流パルスでＣｐ（ｋ）が充電されることにより、第１の放電電極２０ａと第２の放電電極２０ｂとの間に高電圧が印加される。この結果、レーザガス中で絶縁破壊が起こり、放電空間においてパルス放電が生じる。このパルス放電によって、レーザガスが励起され、基底状態に戻るときに、紫外のレーザ光が出力される。光共振器によってレーザ発振し、出力結合ミラー１５からパルスレーザ光ＰＬが出力される。出力されたパルスレーザ光ＰＬは、パルスエネルギ計測部１６によってパルスエネルギＥが計測される。
【０１０３】
レーザ制御部１８は、パルスエネルギ計測部１６によって計測されたパルスレーザ光のパルスエネルギＥを読み込み、目標パルスエネルギＥｔに近づくような充電電圧Ｖの設定値を計算する。以上のステップが繰り返される。
【０１０４】
２．３  効果
第１の実施形態では、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）が、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）の平均値と目標値Ｔｄｔとの差ΔＴｄ（ｋ）に基づいて補正されることにより、次のサイクルで算出される遅延時間Ｔｄ（ｋ）が差ΔＴｄ（ｋ）だけ補正される。これにより、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）が目標値Ｔｄｔに近づく。各ＴＣＳ（ｋ）において、上記処理が個別に行われることにより、各タイマ５４による計測時間Ｔｄｍ（ｋ）がほぼ同一となる。
【０１０５】
この結果、出力パルスセンサＡ（１）〜Ａ（ｎ）による出力パルスの検出タイミングがほぼ同一となり、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングのずれが抑制される。したがって、第１の実施形態によれば、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングのずれに起因したパルスレーザ光ＰＬの発光強度の低下が抑制される。
【０１０６】
ガスレーザ装置２ａは、ｎ個のＰＰＭ１２を備えることにより、出力エネルギがｎ倍に増大する。例えば、１つのＰＰＭ１２の出力エネルギを１０Ｊとすると、ガスレーザ装置２ａは、ｎ×１０Ｊの出力エネルギを有する高出力のＰＰＭを備えるガスレーザ装置と同等の性能となる。
【０１０７】
なお、第１の実施形態では、１つの充電器１１に複数のＰＰＭ１２が並列に接続されているので、複数のＰＰＭ１２に印加される充電電圧Ｖは、ほぼ同一となる。このため、複数のＰＰＭ１２間で、充電電圧Ｖの差異が小さく、充電タイミングへの影響は小さい。しかし、ＰＰＭ１２の数が多く、充電器１１の出力が大きくなりすぎる場合には、複数の充電器を設け、各充電器から各ＰＰＭ１２に充電電圧Ｖを供給してもよい。
【０１０８】
３．第２の実施形態
次に、本開示の第２の実施形態に係るガスレーザ装置について説明する。第２の実施形態に係るガスレーザ装置は、ＰＰＭごとにスイッチ信号のタイミングを異ならせることにより、パルスレーザ光のパルス幅を高精度に制御することを可能とする。以下では、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａの構成要素と同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１０９】
３．１  構成
図１６は、第２の実施形態に係るガスレーザ装置２ｂの構成を概略的に示す。図１７は、図１６に示されるＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の構成を示す。第２の実施形態では、外部装置制御部３からレーザ制御部１８に、外部トリガ信号ＴＲと、目標パルスエネルギＥｔのデータとに加えて、目標パルス幅Ｄｔのデータが送信される。
【０１１０】
第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、レーザチャンバ１０内に、複数の第１の放電電極２０ａ1〜２０ａnと、複数の第２の放電電極２０ｂ1〜２０ｂnとが設けられている。ＰＰＭ（ｋ）に対して、第１の放電電極２０ａkと第２の放電電極２０ｂkとが設けられている。これは、各ＰＰＭ（ｋ）に接続された第１の放電電極２０ａkにより、個別に放電を行うためである。ここで、ｋ＝１，２，・・・，ｎである。
【０１１１】
なお、第２の放電電極２０ｂ1〜２０ｂnは、いずれもグランド電極であるので、必ずしも複数設ける必要はなく、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａと同様に、１つの第２の放電電極２０ｂとしてもよい。
【０１１２】
ＰＰＭ１２の構成は、第１の実施形態と同一である。各ＰＰＭ（ｋ）は、出力パルスセンサＡ（ｋ）を介して、Ｃｐ（ｋ）に接続されている。また、Ｃｐ（ｋ）は、第１及び第２の放電電極２０ａk，２０ｂkに接続されている。
【０１１３】
第２の実施形態では、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から入力される目標パルス幅Ｄｔのデータに基づいて、スイッチ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）のタイミングを決定するための時間差データΔＴ（１）〜ΔＴ（ｎ）を算出し、同期制御部６０に送信する。
【０１１４】
図１８は、第２の実施形態に係る同期制御部６０の構成を示す。同期制御部６０は、遅延時間算出部６１と、内部トリガ信号生成部６２と、複数のトリガ補正部５１と、を含む。トリガ補正部５１は、第１の実施形態と同一の構成である。遅延時間算出部６１は、レーザ制御部１８から入力される時間差データΔＴ（１）〜ΔＴ（ｎ）に基づき、遅延時間Ｔｒｄ（１）〜Ｔｒｄ（ｎ）を算出し、内部トリガ信号生成部６２に入力する。
【０１１５】
内部トリガ信号生成部６２は、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成し、ＴＣＳ（ｋ）に入力する。このとき、内部トリガ信号生成部６２は、遅延時間算出部６１から入力された遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）に応じて外部トリガ信号ＴＲを遅延させることにより、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成する。
【０１１６】
第２の実施形態に係るガスレーザ装置２ｂのその他の構成は、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａと同一である。
【０１１７】
３．２  動作
３．２．１  時間差データの算出処理
第２の実施形態において、レーザ制御部１８は、比較例において図７に示される充電電圧Ｖの設定処理に加えて、図１９に示される時間差データΔＴ（ｋ）の算出処理を行う。以下、時間差データΔＴ（ｋ）の算出処理について、図１９に示されるフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１８】
まず、Ｓ４０１において、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から、目標パルス幅Ｄｔのデータを受信する。次に、Ｓ４０２において、レーザ制御部１８は、下式７に基づいて、パルスレーザ光ＰＬのパルス幅を目標パルス幅Ｄｔとするために必要な充電時間間隔ΔＴｃｈを算出する。この充電時間間隔ΔＴｃｈは、隣り合うＣｐ（ｋ−１）とＣｐ（ｋ）との間の充電タイミングの差である。
ΔＴｃｈ＝（Ｄｔ−Ｄ０）／（ｎ−１）    ・・・（７）
ここで、Ｄ０は、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）が全て同時に充電された場合のパルスレーザ光ＰＬのパルス幅である。Ｄ０は、予め実験的または理論的に求められている。
【０１１９】
次に、Ｓ４０３において、レーザ制御部１８は、下式８に基づいて、時間差データΔＴ（ｋ）を算出する。
ΔＴ（ｋ）＝（ｋ−１）・ΔＴｃｈ    ・・・（８）
【０１２０】
次に、Ｓ４０４において、レーザ制御部１８は、算出した時間差データΔＴ（ｋ）を、同期制御部６０内の遅延時間算出部６１に送信する。次に、Ｓ４０５において、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から、目標パルス幅Ｄｔの変更信号を受信したか否かを判定する。変更信号を受信していない場合（Ｓ４０５；ＮＯ）、レーザ制御部１８は、変更信号を受信するまで待機する。レーザ制御部１８は、変更信号を受信した場合（Ｓ４０５；ＹＥＳ）、処理をＳ４０１に戻す。以上の処理が繰り返し実行される。
【０１２１】
３．２．２  遅延時間の算出処理
図２０は、遅延時間算出部６１により行われる遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）の算出処理を示す。まず、Ｓ５０１において、遅延時間算出部６１は、レーザ制御部１８から送信された時間差データΔＴ（ｋ）を受信する。
【０１２２】
次に、Ｓ５０２において、遅延時間算出部６１は、下式９に基づいて、遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）を算出する。
Ｔｒｄ（ｋ）＝Ｔｒｄ０＋ΔＴ（ｋ）    ・・・（９）
ここで、Ｔｒｄ０は、基準遅延時間であり、一定値である。
【０１２３】
次に、Ｓ５０３において、遅延時間算出部６１は、算出した遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）を内部トリガ信号生成部６２に送信し、処理をＳ５０１に戻す。以上の処理が繰り返し実行される。
【０１２４】
３．２．３  内部トリガ信号の生成処理
内部トリガ信号生成部６２は、遅延時間算出部６１から送信された遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）を受信して保持し、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲを受信した場合に、下式１０に基づいて、外部トリガ信号ＴＲを遅延させ、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成する。
ＴＲ（ｋ）＝ＴＲ＋Ｔｒｄ（ｋ）    ・・・（１０）
【０１２５】
内部トリガ信号生成部６２は、生成した内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を、ＴＣＳ（ｋ）に入力する。ＴＲ（ｋ−１）とＴ（ｋ）は、時間差ΔＴｃｈを有する。
【０１２６】
３．２．４  ガスレーザ装置の全体動作
図２１は、第２の実施形態に係るガスレーザ装置２ｂにおけるタイミングチャートである。図２１を参照しながら、ガスレーザ装置２ｂの全体動作を説明する。
【０１２７】
レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から目標パルスエネルギＥｔのデータを受信すると、パルスレーザ光ＰＬのパルスエネルギＥが目標パルスエネルギＥｔに近づくような充電電圧Ｖの設定値を計算し、同期制御部６０を介して、充電器１１に送信する。
【０１２８】
同期制御部６０内において、各ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２は、充電電圧Ｖ及び基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）に基づいて、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を計算し、遅延回路５３に遅延時間Ｔｄ（ｋ）のデータを送信する。
【０１２９】
また、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から、目標パルス幅Ｄｔのデータを受信すると、時間差データΔＴ（ｋ）を算出し、同期制御部６０の遅延時間算出部６１に送信する。遅延時間算出部６１は、前述の式９に基づいて、遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）を算出し、内部トリガ信号生成部６２に入力する。
【０１３０】
内部トリガ信号生成部６２は、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、前述の式１０に基づいて内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成し、ＴＣＳ（ｋ）の遅延回路５３及びタイマ５４に入力する。図２１に示すように、内部トリガ信号ＴＲ（１）〜ＴＲ（ｎ）は、時間差を有する。
【０１３１】
各ＴＣＳ（ｋ）のタイマ５４は、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）が入力されると、リセットされ、計時を開始する。各遅延回路５３に入力された内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）は、遅延時間Ｔｄ（ｋ）だけ遅延され、スイッチ信号Ｓ（ｋ）として、ＰＰＭ（ｋ）のスイッチ１２ａに入力される。
【０１３２】
図２１に示すように、スイッチ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）は、時間差を持ってＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各スイッチ１２ａに入力される。ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各スイッチ１２ａは、時間差ΔＴｃｈごとに順にＯＮとなる。各ＰＰＭ（ｋ）からは、パルス圧縮された電流パルスが出力パルスとして、Ｃｐ（ｋ）に出力される。この結果、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）は、時間差ΔＴｃｈごとに順に充電される。
【０１３３】
各ＰＰＭ（ｋ）からの出力パルスは、出力パルスセンサＡ（ｋ）によって検出され、検出信号Ｄ１（ｋ）が、ＴＣＳ（ｋ）のタイマ５４に送信される。タイマ５４は、検出信号Ｄ１（ｋ）が入力されると計時を停止し、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）の入力から検出信号Ｄ１（ｋ）の入力までの計測時間Ｔｄｍ（ｋ）を、処理部５２に入力する。処理部５２は、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）が入力されると、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）の平均値と目標値Ｔｄｔとの差ΔＴｄ（ｋ）を算出し、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）を補正する。
【０１３４】
電流パルスでＣｐ（ｋ）が充電されることにより、第１の放電電極２０ａkに高電圧が印加され、第１の放電電極２０ａkと第２の放電電極２０ｂkとの間の放電空間においてパルス放電が生じる。図２１に示すように、パルス放電は、時間差ΔＴｃｈごとに順に生じる。各パルス放電によって、レーザ発振が生じ、出力結合ミラー１５からパルスレーザ光ＰＬが出力される。パルスレーザ光ＰＬは、時間差ΔＴｃｈごとに出力されるレーザ光が重畳されたものであるので、パルス幅が、ほぼ目標パルス幅Ｄｔとなる。
【０１３５】
出力結合ミラー１５から出力されたパルスレーザ光ＰＬは、パルスエネルギ計測部１６によってパルスエネルギＥが計測される。レーザ制御部１８は、パルスエネルギ計測部１６によって計測されたパルスレーザ光のパルスエネルギＥを読み込み、目標パルスエネルギＥｔに近づくような充電電圧Ｖの設定値を計算する。以上のステップが繰り返される。
【０１３６】
３．３  効果
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、各ＴＣＳ（ｋ）に内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）が入力されてからＰＰＭ（ｋ）から出力パルスが出力されるまでの計測時間Ｔｄｍ（ｋ）は、目標値Ｔｄｔに近づくように制御される。このため、内部トリガ信号ＴＲ（１）〜ＴＲ（ｎ）のタイミングを制御することにより、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングを高精度に制御することができる。したがって、第２の実施形態では、パルスレーザ光ＰＬのパルス幅を、目標パルス幅Ｄｔに近づけるように、高精度に制御することができる。
【０１３７】
なお、第２の実施形態では、Ｄｔ＝Ｄ０と設定し、ΔＴｃｈ＝０とすることにより、第１の実施形態のように、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミングを一致させることができる。
【０１３８】
また、第２の実施形態では、パルスエネルギ計測部１６を、光センサ１６ｃに代えて、ＰＩＮフォトダイオードや、紫外の光電管、例えばバイプラナー管を用いてもよい。この場合、パルスエネルギ計測部１６は、パルスレーザ光ＰＬのパルスエネルギに加えて、パルス波形を計測することができる。レーザ制御部１８は、パルスエネルギ計測部１６により計測されたパルス波形からパルス幅を求め、このパルス幅が目標パルス幅Ｄｔに近づくように時間差ΔＴｃｈを補正してもよい。
【０１３９】
４．第３の実施形態
次に、本開示の第３の実施形態に係るガスレーザ装置について説明する。第３の実施形態に係るガスレーザ装置は、ＰＰＭごとにスイッチ信号のタイミングを異ならせ、かつ充電電圧を異ならせることにより、パルスレーザ光のパルス波形を高精度に制御することを可能とする。以下では、第２の実施形態に係るガスレーザ装置２ｂの構成要素と同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１４０】
４．１  構成
図２２は、第３の実施形態に係るガスレーザ装置２ｃの構成を概略的に示す。第３の実施形態では、外部装置制御部３からレーザ制御部１８に、外部トリガ信号ＴＲと、目標パルスエネルギＥｔのデータとに加えて、目標パルス波形Ｆｔのデータが送信される。
【０１４１】
第３の実施形態では、第２の実施形態とは異なり、ガスレーザ装置２ｃは、複数の充電器７０を備えている。充電器７０は、１つのＰＰＭ（ｋ）に対して１つずつ設けられている。すなわち、充電器７０の総数はｎ個である。以下、ＰＰＭ（ｋ）に対する充電器７０をＣＧ（ｋ）と表記する。
【０１４２】
第２の実施形態では、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から入力される目標パルス波形Ｆｔのデータに基づいて、後述する時間差データΔＴ（１）〜ΔＴ（ｎ）及び充電電圧Ｖ（１）〜Ｖ（ｎ）のデータを算出し、同期制御部６０ａに送信する。
【０１４３】
図２３は、第３の実施形態に係る同期制御部６０ａの構成を示す。同期制御部６０ａは、レーザ制御部１８から受信した充電電圧Ｖ（ｋ）のデータを、対応するＴＣＳ（ｋ）の処理部５２に入力すること以外は、第２の実施形態に係る同期制御部６０の構成と同一である。
【０１４４】
遅延時間算出部６１は、レーザ制御部１８から入力される時間差データΔＴ（１）〜ΔＴ（ｎ）に基づき、遅延時間Ｔｒｄ（１）〜Ｔｒｄ（ｎ）を算出し、内部トリガ信号生成部６２に入力する。
【０１４５】
ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２は、充電電圧Ｖ（ｋ）のデータに基づき、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を算出し、遅延回路５３に入力する。なお、ＣＧ（ｋ）には、ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２を介して充電電圧Ｖ（ｋ）のデータが入力される。
【０１４６】
第３の実施形態に係るガスレーザ装置２ｃのその他の構成は、第２の実施形態に係るガスレーザ装置２ｂと同一である。
【０１４７】
４．２  動作
４．２．１  時間差データ及び充電電圧の算出処理
図２４は、第３の実施形態のレーザ制御部１８により行われる時間差データΔＴ（ｋ）及び充電電圧Ｖ（ｋ）の算出処理を示す。
【０１４８】
まず、Ｓ６０１において、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から、目標パルス波形Ｆｔのデータを受信する。次に、Ｓ６０２において、レーザ制御部１８は、目標パルス波形Ｆｔのデータに基づき、目標パルス波形Ｆｔの幅に対応した時間差データΔＴ（ｋ）を算出する。次に、Ｓ６０３において、レーザ制御部１８は、目標パルス波形Ｆｔの強度分布に対応した充電電圧Ｖ（ｋ）を算出する。
【０１４９】
次に、Ｓ６０４において、レーザ制御部１８は、算出した時間差データΔＴ（ｋ）を、同期制御部６０ａ内の遅延時間算出部６１に送信する。次に、Ｓ６０５において、レーザ制御部１８は、算出した充電電圧Ｖ（ｋ）のデータを、ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２に送信する。
【０１５０】
次に、Ｓ６０６において、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から、目標パルス波形Ｆｔの変更信号を受信したか否かを判定する。変更信号を受信していない場合（Ｓ６０６；ＮＯ）、レーザ制御部１８は、変更信号を受信するまで待機する。レーザ制御部１８は、変更信号を受信した場合（Ｓ６０６；ＹＥＳ）、処理をＳ６０１に戻す。以上の処理が繰り返し実行される。
【０１５１】
なお、第３の実施形態では、パルスエネルギ計測部１６によって計測されたパルスエネルギＥを、目標パルスエネルギＥｔに近づけるために、充電電圧Ｖ（ｋ）の設定値を変更せずに、図示しないアッテネータを制御する。すなわち、第３の実施形態では、図７に示されるフローチャートのうち、Ｓ１０６及びＳ１０７に代えて、図示しないアッテネータの制御が行われる。
【０１５２】
４．２．２  トリガ補正部の処理
第３の実施形態では、各ＴＣＳ（ｋ）は、図１５のフローチャートに示される処理と同様の処理を行う。なお、第３の実施形態では、ＴＣＳ（ｋ）ごとに異なる充電電圧Ｖ（ｋ）が入力されるので、前述の式２に代えて、下式２’を用いることのみが異なる。
ΔＴＶ（ｋ）＝Ｆ（Ｖ0）−Ｆ［Ｖ（ｋ）］    ・・・（２’）
【０１５３】
４．２．３  ガスレーザ装置の全体動作
次に、第３の実施形態に係るガスレーザ装置２ｃの全体動作を説明する。まず、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から目標パルス波形Ｆｔのデータを受信すると、パルスレーザ光ＰＬのパルス波形が目標パルス波形Ｆｔに近づくような時間差データΔＴ（ｋ）及び充電電圧Ｖ（ｋ）の設定値を計算し、同期制御部６０ａに送信する。
【０１５４】
同期制御部６０ａ内において、各ＴＣＳ（ｋ）の処理部５２は、充電電圧Ｖ（ｋ）及び基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）に基づいて、遅延時間Ｔｄ（ｋ）を計算し、遅延回路５３に遅延時間Ｔｄ（ｋ）のデータを送信する。また、同期制御部６０ａ内において、各ＴＣＳ（ｋ）の遅延時間算出部６１は、前述の式９に基づいて、遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）を算出し、内部トリガ信号生成部６２に入力する。
【０１５５】
内部トリガ信号生成部６２は、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、前述の式１０に基づいて内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成し、ＴＣＳ（ｋ）の遅延回路５３及びタイマ５４に入力する。各ＴＣＳ（ｋ）のタイマ５４は、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）が入力されると、リセットされ、計時を開始する。各遅延回路５３に入力された内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）は、遅延時間Ｔｄ（ｋ）だけ遅延され、スイッチ信号Ｓ（ｋ）として、ＰＰＭ（ｋ）のスイッチ１２ａに入力される。
【０１５６】
スイッチ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）は、時間差を持ってＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各スイッチ１２ａに入力される。ＰＰＭ（１）〜ＰＰＭ（ｎ）の各スイッチ１２ａは、順にＯＮとなる。各ＰＰＭ（ｋ）からは、パルス圧縮された電流パルスが出力パルスとして、Ｃｐ（ｋ）に出力される。この結果、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）は、順に充電される。
【０１５７】
各ＰＰＭ（ｋ）からの出力パルスは、出力パルスセンサＡ（ｋ）によって検出され、検出信号Ｄ１（ｋ）が、ＴＣＳ（ｋ）のタイマ５４に送信される。タイマ５４は、検出信号Ｄ１（ｋ）が入力されると計時を停止し、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）の入力から検出信号Ｄ１（ｋ）の入力までの計測時間Ｔｄｍ（ｋ）を、処理部５２に入力する。処理部５２は、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）が入力されると、計測時間Ｔｄｍ（ｋ）の平均値と目標値Ｔｄｔとの差ΔＴｄ（ｋ）を算出し、基準遅延時間Ｔｄ０（ｋ）を補正する。
【０１５８】
電流パルスでＣｐ（ｋ）が充電されることにより、第１の放電電極２０ａkに高電圧が印加され、第１の放電電極２０ａkと第２の放電電極２０ｂkとの間の放電空間においてパルス放電が生じる。第１の放電電極２０ａkに印加される電圧は、充電電圧Ｖ（ｋ）に応じて異なる。
【０１５９】
各パルス放電によって、レーザ発振が生じ、出力結合ミラー１５からパルスレーザ光ＰＬが出力される。パルスレーザ光ＰＬは、時間差データΔＴ（ｋ）に応じた放電タイミングと、充電電圧Ｖ（ｋ）に応じた励起強度とで生成された複数のレーザ光が重畳されたものであるので、パルス波形が、ほぼ目標パルス波形Ｆｔとなる。
【０１６０】
出力結合ミラー１５から出力されたパルスレーザ光ＰＬは、パルスエネルギ計測部１６によってパルスエネルギＥが計測される。レーザ制御部１８は、パルスエネルギ計測部１６によって計測されたパルスレーザ光のパルスエネルギＥを読み込み、目標パルスエネルギＥｔに近づくように、図示しないアッテネータを制御する。以上のステップが繰り返される。
【０１６１】
４．３  効果
第３の実施形態では、内部トリガ信号ＴＲ（１）〜ＴＲ（ｎ）のタイミング及び充電電圧Ｖ（１）〜Ｖ（ｎ）を制御することにより、Ｃｐ（１）〜Ｃｐ（ｎ）の充電タイミング及び励起強度を高精度に制御することができる。したがって、第３の実施形態では、パルスレーザ光ＰＬのパルス波形を、目標パルス波形Ｆｔに近づけるように、高精度に制御することができる。
【０１６２】
また、第３の実施形態では、パルスエネルギ計測部１６を、光センサ１６ｃに代えて、ＰＩＮフォトダイオードや、紫外の光電管、例えばバイプラナー管を用いてもよい。この場合、パルスエネルギ計測部１６は、パルスレーザ光ＰＬのパルスエネルギに加えて、パルス波形を計測することができる。レーザ制御部１８は、パルスエネルギ計測部１６により計測されたパルス波形と目標パルス波形Ｆｔとの差を求め、差が小さくなるように時間差データΔＴ（ｋ）及び充電電圧Ｖ（ｋ）を補正してもよい。
【０１６３】
５．第４の実施形態
第１の実施形態では、ピーキングコンデンサが充電されるタイミングを検出しているが、ピーキングコンデンサが充電されてから、放電空間において実際に放電が生じるまでの時間が変動する可能性がある。これは、例えば、レーザガスのガス圧の変動等に起因する。第４の実施形態に係るガスレーザ装置は、外部トリガ信号の入力から実際に放電が生じるまでの時間の変動を抑制することを可能とする。以下では、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａの構成要素と同じ部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１６４】
５．１  構成
図２５は、第４の実施形態に係るガスレーザ装置２ｄの構成を概略的に示す。第４の実施形態では、リアミラー１４のレーザチャンバ１０とは反対側に、放電センサ８０が設けられている。放電センサ８０は、集光光学系８０ａと、光センサ８０ｂとを含む。光センサ８０ｂは、可視光に感度を有するセンサであり、フォトダイオードまたは光電管により構成されている。
【０１６５】
リアミラー１４は、可視光を高透過させ、かつパルスレーザ光を高反射させる多層膜がコートされたものである。放電空間において生じる放電光には、紫外のレーザ光及び可視光が含まれる。集光光学系８０ａは、レーザチャンバ１０内からウィンドウ２１ｂを介して出射され、リアミラー１４を透過した可視光を、光センサ８０ｂの集光面に集光する。光センサ８０ｂは、可視光を検出した際に、検出信号Ｄ２を同期制御部６０ｂに送信する。
【０１６６】
図２６は、第４の実施形態に係る同期制御部６０ｂの構成を示す。同期制御部６０ｂは、第１の実施形態に係る同期制御部６０の構成に加えて、遅延時間補正部８１とタイマ８２とを含む。タイマ８２には、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲが入力される。また、タイマ８２には、光センサ８０ｂから検出信号Ｄ２が入力される。
【０１６７】
タイマ８２は、外部トリガ信号ＴＲの入力によって計時を開始し、検出信号Ｄ２の入力によって計時を停止するように構成されている。すなわち、タイマ８２は、図２７に示すように、外部トリガ信号ＴＲの入力から検出信号Ｄ２の入力までに要される時間Ｔｒｄｍを計測する。タイマ８２は、計測時間Ｔｒｄｍのデータを、遅延時間補正部８１に入力する。
【０１６８】
遅延時間補正部８１は、タイマ８２から入力される計測時間Ｔｒｄｍのデータに基づいて、遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）を算出する。遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）は、内部トリガ信号生成部６２が外部トリガ信号ＴＲを受信してから内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を出力するまでの時間、すなわち、外部トリガ信号ＴＲに対する内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）の遅延時間を表す。
【０１６９】
第４の実施形態に係るガスレーザ装置２ｄのその他の構成は、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａと同一である。
【０１７０】
５．２  動作
５．２．１  外部信号に対する内部トリガ信号の遅延時間の補正処理
図２８は、遅延時間補正部８１による遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）の補正処理を示すフローチャートである。遅延時間補正部８１は、以下の処理により、遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）を補正する。
【０１７１】
まず、Ｓ７０１において、遅延時間補正部８１は、以下のように、変数のリセットを行う。
Ｉ＝０
Ｔｒｄｍｓｕｍ＝０
ここで、Ｉは、発振パルス数を数えるためのカウンタである。Ｔｒｄｍｓｕｍは、タイマ８２による計測時間Ｔｒｄｍの平均値を算出するための合計値である。
【０１７２】
次に、Ｓ７０２において、遅延時間補正部８１は、遅延時間Ｔｒｄ（１）〜Ｔｒｄ（ｎ）を全て基準遅延時間Ｔｒｄ０に設定する。次に、Ｓ７０３において、遅延時間補正部８１は、内部トリガ信号生成部６２に、遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）のデータを送信する。
【０１７３】
次に、Ｓ７０４において、遅延時間補正部８１は、ガスレーザ装置２ｄがレーザ発振したか否かを判定する。ガスレーザ装置２ｄがレーザ発振したか否かは、タイマ８２が光センサ８０ｂから検出信号Ｄ２を受信したか否かによって判定される。ガスレーザ装置２ｄがレーザ発振した場合（Ｓ７０４；ＹＥＳ）、遅延時間補正部８１は、処理をＳ７０５に進める。ガスレーザ装置２ｄがレーザ発振していない場合（Ｓ７０４；ＮＯ）、遅延時間補正部８１は、ガスレーザ装置２ｄがレーザ発振するまで待機する。
【０１７４】
Ｓ７０５において、遅延時間補正部８１は、現在のカウンタＩの値に１を加算して、Ｉの値を更新する。次に、Ｓ７０６において、遅延時間補正部８１は、タイマ８２から計測時間Ｔｒｄｍのデータを受信する。次に、Ｓ７０７において、遅延時間補正部８１は、現在の合計値Ｔｒｄｍｓｕｍに計測時間Ｔｒｄｍを加算することにより、合計値Ｔｒｄｍｓｕｍを更新する。
【０１７５】
次に、Ｓ７０８において、遅延時間補正部８１は、カウンタＩの値が所定のサンプル数Ｉｍａｘに達したか否かを判定する。カウンタＩの値が所定のサンプル数Ｉｍａｘに達していない場合（Ｓ７０８；ＮＯ）、遅延時間補正部８１は、処理をＳ７０４に戻す。カウンタＩの値が所定のサンプル数Ｉｍａｘに達した場合（Ｓ７０８；ＹＥＳ）、遅延時間補正部８１は、処理をＳ７０９に進める。
【０１７６】
Ｓ７０９において、遅延時間補正部８１は、計測時間Ｔｒｄｍの平均値と、目標値Ｔｒｄｔとの差ΔＴｒｄを算出する。差ΔＴｒｄは、下式１１により算出される。
ΔＴｒｄ＝Ｔｒｄｍｓｕｍ／Ｉｍａｘ−Ｔｒｄｔ    ・・・（１１）
【０１７７】
次に、Ｓ７１０において、遅延時間補正部８１は、基準遅延時間Ｔｒｄ０から差ΔＴｒｄを減算した値を、新たな基準遅延時間Ｔｒｄ０とする。このように、遅延時間補正部８１は、基準遅延時間Ｔｒｄ０を補正した後、処理をＳ７０１に戻す。以上の処理が繰り返し行われる。
【０１７８】
内部トリガ信号生成部６２は、レーザ制御部１８から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、外部トリガ信号ＴＲを遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）だけ遅延させることにより、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成し、ＴＣＳ（ｋ）に入力する。
【０１７９】
以上のように、Ｓ７０４〜Ｓ７０９では、光センサ８０ｂの検出結果に基づいてスイッチ信号Ｓ（ｋ）のタイミングを補正する第３の補正処理（ドリフト補正処理）が行われる。
【０１８０】
サンプル数Ｉｍａｘは、前述のサンプル数Ｊｍａｘよりも大きいことが好ましく、特に、２０００回〜１０００００回の範囲内であることが好ましい。すなわち、第３の補正処理の頻度は、第２の補正処理の頻度より小さいことが好ましい。
【０１８１】
５．２．２  ガスレーザ装置の全体動作
次に、第４の実施形態に係るガスレーザ装置２ｄの全体動作を説明する。まず、レーザ制御部１８は、外部装置制御部３から外部トリガ信号ＴＲを受信すると、これをタイマ８２及び内部トリガ信号生成部６２に入力する。タイマ８２は、外部トリガ信号ＴＲが入力されると、リセットされ、計時を開始する。
【０１８２】
内部トリガ信号生成部６２は、外部トリガ信号ＴＲを受信すると、遅延時間補正部８１から入力されている遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）だけ外部トリガ信号ＴＲを遅延させることにより、内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）を生成し、ＴＣＳ（ｋ）に入力する。この後、第１の実施形態と同様の動作が行われ、レーザチャンバ１０内の放電空間においてパルス放電が生じる。このとき、紫外のレーザ光が出力されるとともに、可視光が出力される。この可視光の一部は、リアミラー１４を透過し、光センサ８０ｂにより検出される。
【０１８３】
光センサ８０ｂは、可視光を検出すると、検出信号Ｄ２をタイマ８２に送信する。タイマ８２は、検出信号Ｄ２を受信すると計時を停止し、外部トリガ信号ＴＲの入力から検出信号Ｄ２の入力までの計測時間Ｔｒｄｍを、遅延時間補正部８１に入力する。遅延時間補正部８１は、計測時間Ｔｒｄｍが入力されると、前述した処理を実行し、計測時間Ｔｒｄｍの平均値と目標値Ｔｒｄｔとの差ΔＴｒｄを算出して、基準遅延時間Ｔｒｄ０を補正する。
【０１８４】
第４の実施形態に係るガスレーザ装置２ｄのその他の動作は、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａの動作と同様である。
【０１８５】
５．３  効果
第４の実施形態では、外部トリガ信号ＴＲに対する内部トリガ信号ＴＲ（ｋ）の基準遅延時間Ｔｒｄ０が、計測時間Ｔｒｄｍの平均値と目標値Ｔｒｄｔとの差ΔＴｒｄに基づいて補正されることにより、次のサイクルで算出される遅延時間Ｔｒｄ（ｋ）が差ΔＴｒｄだけ補正される。これに伴って、スイッチ信号Ｓ（ｋ）のタイミングが補正され、計測時間Ｔｒｄｍが目標値Ｔｒｄｔに近づく。
【０１８６】
このように、同期制御部６０ｂにより、光センサ８０ｂによる放電タイミングの検出結果に基づいてスイッチ信号Ｓ（ｋ）のタイミングを補正する第３の補正処理が行われる。この結果、ガスレーザ装置２ｄに外部トリガ信号ＴＲが入力されてから実際に放電が生じるまでの時間の変動が抑制される。
【０１８７】
第４の実施形態のように、リアミラー１４と出力結合ミラー１５とからなるフリーラン発振の光共振器の場合は、ロスが小さいため、放電と、出力結合ミラー１５から出力されるパルスレーザ光ＰＬとのタイミングはほぼ同期する。このように、第４の実施形態では、外部トリガ信号ＴＲと、パルスレーザ光ＰＬとの同期精度が向上するので、ガスレーザ装置２ｄを加工用レーザ装置に適用した場合の部分加工の精度や、ガスレーザ装置２ｄをレーザアニール装置に適用した場合のレーザ照射精度が向上する。
【０１８８】
なお、第４の実施形態は、放電センサ８０、遅延時間補正部８１、及びタイマ８２を、第１の実施形態に係るガスレーザ装置２ａに付加したものである。これらを第２の実施形態に係るガスレーザ装置２ｂ、または第３の実施形態に係るガスレーザ装置２ｃに付加して、第４の実施形態と同様に基準遅延時間Ｔｒｄ０を補正してもよい。
【０１８９】
また、第４の実施形態では、リアミラー１４の背面側に配置した放電センサ８０により放電タイミングを検出しているが、パルスエネルギ計測部１６に含まれる光センサ１６ｃにより放電タイミングを検出してもよい。
【０１９０】
６．出力パルスセンサの具体例
次に、ピーキングコンデンサ２７の充電タイミングを検出するための出力パルスセンサ４０の具体例について説明する。出力パルスセンサ４０には、電流検出方式と電圧検出方式との２種類がある。
【０１９１】
６．１  電流検出方式の出力パルスセンサ
図２９は、電流検出方式の出力パルスセンサの具体例を示す。図２９において、出力パルスセンサ４０ａは、磁気コア９１と、コイル９２と、電圧計９３と、を含んで構成された電流センサである。磁気コア９１の中空部には、磁気スイッチＭＳ2とピーキングコンデンサ２７とを接続する配線が挿通されている。コイル９２は、磁気コア９１の一部に巻かれており、両端部が電圧計９３に接続されている。電圧計９３は、上記配線に電流パルスが流れることにより磁気コア９１に生じる誘導電圧を検出する。この誘導電圧の検出電圧が、前述の検出信号Ｄ１（ｋ）として、タイマ５４に送信される。
【０１９２】
なお、出力パルスセンサは、ロゴスキーコイルを含む電流センサであってもよい。また、出力パルスセンサは、磁気コア内の空隙部にホール素子を配置したホール素子型電流センサであってもよい。
【０１９３】
図３０は、ピーキングコンデンサ２７に流れる電流の波形に基づいて充電タイミングを検出する出力パルスセンサの具体例を示す。図３０において、出力パルスセンサ４０ｂは、電流センサ９４と、増幅器９５と、コンパレータ９６とを含む。電流センサ９４は、磁気スイッチＭＳ2とピーキングコンデンサ２７との間に配置されており、ピーキングコンデンサ２７に流れる電流を検出して増幅器９５に出力する。増幅器９５は、電流センサ９４から入力された電流を電圧Ｖｃｐｌｍに変換して、コンパレータ９６に出力する。
【０１９４】
図３１に示すように、コンパレータ９６は、増幅器９５から入力された電圧Ｖｃｐｌｍを、基準電圧Ｖｃｐｌｓと比較し、電圧Ｖｃｐｌｍが基準電圧Ｖｃｐｌｓより低い場合に一定の電圧Ｖｃｐｌｐを出力する。この電圧Ｖｃｐｌｐは、パルス状であり、前述の検出信号Ｄ１（ｋ）として、タイマ５４に送信される。
【０１９５】
基準電圧Ｖｃｐｌｓは、電圧Ｖｃｐｌｍの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングを検出するように、０に近い負の値に設定されている。また、タイマ５４を、電圧Ｖｃｐｌｐの立ち上がりタイミングを検出するように構成することが好ましい。この場合、ピーキングコンデンサ２７の充電開始タイミングを検出することができる。
【０１９６】
なお、タイマ５４を、電圧Ｖｃｐｌｐの立ち下がりタイミングを検出するように構成してもよい。この場合、ピーキングコンデンサ２７の充電終了タイミングを検出することができる。充電終了タイミングは、放電空間における放電タイミングに近いので、充電終了タイミングを検出することにより、放電タイミングを精度よく検出することができる。
【０１９７】
６．２  電圧検出方式の出力パルスセンサ
図３２は、電圧検出方式の出力パルスセンサの具体例を示す。図３２において、出力パルスセンサ４０ｃは、ピーキングコンデンサ２７に並列に接続された電圧計１００により構成されている。電圧計１００は、ＰＰＭ１２からピーキングコンデンサ２７に印加される電圧を検出する。この検出電圧が、前述の検出信号Ｄ１（ｋ）として、タイマ５４に送信される。
【０１９８】
図３３は、ピーキングコンデンサ２７に印加される電圧の波形に基づいて充電タイミングを検出する出力パルスセンサの具体例を示す。図３３において、出力パルスセンサ４０ｄは、増幅器１０１と、コンパレータ１０２とを含む。増幅器１０１は、磁気スイッチＭＳ2とピーキングコンデンサ２７との間の配線に接続されている。増幅器１０１には、ピーキングコンデンサ２７への印加電圧が入力される。増幅器１０１は、ピーキングコンデンサ２７への印加電圧を電圧Ｖｃｐｍに変換して、コンパレータ１０２に出力する。
【０１９９】
図３４に示すように、コンパレータ１０２は、増幅器１０１から入力された電圧Ｖｃｐｍを、基準電圧Ｖｃｐｓと比較し、電圧Ｖｃｐｍが基準電圧Ｖｃｐｓより低い場合に一定の電圧Ｖｃｐｐを出力する。この電圧Ｖｃｐｐは、パルス状であり、前述の検出信号Ｄ１（ｋ）として、タイマ５４に送信される。
【０２００】
基準電圧Ｖｃｐｓは、電圧Ｖｃｐｍの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングを検出するように、０に近い負の値に設定されている。また、タイマ５４は、電圧Ｖｃｐｐの立ち上がりタイミング、または、電圧Ｖｃｐｐの立ち下がりタイミングを検出するように構成されている。
【０２０１】
７．放電センサの具体例
図３５は、放電センサ８０に含まれる光センサ８０ｂの具体例を示す。光センサ８０ｂは、フォトダイオード１１０と、増幅器１１１と、コンパレータ１１２とを含む。フォトダイオード１１０は、可視光に感度を有し、受光した可視光の光強度に応じた電流を増幅器１１１に出力する。増幅器１１１は、フォトダイオード１１０から入力された電流を電圧Ｖｐｍに変換して、コンパレータ１１２に出力する。
【０２０２】
図３６に示すように、コンパレータ１１２は、増幅器１１１から入力された電圧Ｖｐｍを、基準電圧Ｖｐｓと比較し、電圧Ｖｐｍが基準電圧Ｖｃｐｓより高い場合に一定の電圧Ｖｐｐを出力する。この電圧Ｖｐｐは、パルス状となり、前述の検出信号Ｄ２として、タイマ８２に送信される。
【０２０３】
基準電圧Ｖｐｓは、電圧Ｖｐｍの立ち上がりタイミングを検出するように、０に近い正の値に設定されている。また、タイマ８２を、電圧Ｖｐｐの立ち上がりタイミングを検出するように構成することが好ましい。この場合、放電空間における放電タイミングを精度よく検出することができる。
【０２０４】
上記各実施形態及び具体例は、矛盾が生じない限り、組み合わせ可能である。また、上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の各実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０２０５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【図１】
2018025394.tif 000003
【図２】
2018025394.tif 000004
【図３】
2018025394.tif 000005
【図４】
2018025394.tif 000006
【図５】
2018025394.tif 000007
【図６】
2018025394.tif 000008
【図７】
2018025394.tif 000009
【図８】
2018025394.tif 000010
【図９】
2018025394.tif 000011
【図１０】
2018025394.tif 000012
【図１１】
2018025394.tif 000013
【図１２】
2018025394.tif 000014
【図１３】
2018025394.tif 000015
【図１４】
2018025394.tif 000016
【図１５】
2018025394.tif 000017
【図１６】
2018025394.tif 000018
【図１７】
2018025394.tif 000019
【図１８】
2018025394.tif 000020
【図１９】
2018025394.tif 000021
【図２０】
2018025394.tif 000022
【図２１】
2018025394.tif 000023
【図２２】
2018025394.tif 000024
【図２３】
2018025394.tif 000025
【図２４】
2018025394.tif 000026
【図２５】
2018025394.tif 000027
【図２６】
2018025394.tif 000028
【図２７】
2018025394.tif 000029
【図２８】
2018025394.tif 000030
【図２９】
2018025394.tif 000031
【図３０】
2018025394.tif 000032
【図３１】
2018025394.tif 000033
【図３２】
2018025394.tif 000034
【図３３】
2018025394.tif 000035
【図３４】
2018025394.tif 000036
【図３５】
2018025394.tif 000037
【図３６】
2018025394.tif 000038
【国際調査報告】
2018025394.tif 000039
2018025394.tif 000040
2018025394.tif 000041
2018025394.tif 000042