(57)【要約】【課題】  筐体内に発生して光学部品を劣化させる有害ガスを簡単な構成により除去することができるレーザ装置並びに当該レーザ装置の運転方法を提供すること。【解決手段】    レーザ光を放射するレーザ発振器と、レーザ発振器を内蔵する筐体とを有して構成されるレーザ装置において、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される筐体内の部位に、光触媒が設置される。光触媒としてＴｉＯ２を使用した場合には、主に３８０ｎｍ以下の紫外光を照射することで、有害ガスを無害なレベルまで分解する。【選択図】  図２
2007123322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を放射するレーザ発振器と、該レーザ発振器を内蔵する筐体とを有して構成されるレーザ装置において、
前記レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される前記筐体内の部位に、光触媒が設置されることを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
レーザ装置からレーザ光を出力するレーザ出力窓の光軸周りの部位、または前記レーザ出力窓の近傍の部位に、光触媒が設置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
レーザ発振器から放射されるレーザ光を分岐させる分岐手段を有し、
該分岐手段により部分反射されたレーザ光が照射される部位に、光触媒が設置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項４】
レーザ発振器と独立に動作可能で、光触媒に紫外線を照射する紫外線照射装置を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項５】
少なくとも光触媒により分解されたガスを吸着する吸着手段を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項６】
吸着手段または光触媒が、筐体内に存在する発熱源の近傍に設置されることを特徴とする請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項７】
吸着手段が、ゼオライトから成る吸着剤を有して構成されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のレーザ装置。
【請求項８】
筐体内に存在するガスを強制的に循環させる循環手段を有することを特徴とする請求項１または請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項９】
レーザ装置から出力されるレーザ光がパルス光であり、レーザ光のパルス幅が１マイクロ秒以下であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
光触媒が酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
レーザ光を放射するレーザ発振器と、該レーザ発振器を内蔵する筐体と、前記レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される前記筐体内の部位に設置される光触媒とを有して構成されるレーザ装置を運転する運転方法であって、
レーザ発振器を低出力で駆動し、
所定の時間が経過した後に、レーザ発振器を高出力で駆動することを特徴とするレーザ装置の運転方法。
【請求項１２】
レーザ光を放射するレーザ発振器と、該レーザ発振器を内蔵する筐体と、前記レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される前記筐体内の部位に設置される光触媒と、前記レーザ発振器と独立に動作可能で光触媒に紫外線を照射する紫外線照射装置とを有して構成されるレーザ装置を運転する運転方法であって、
前記紫外線照射装置を駆動して、光触媒に紫外線を照射し、
所定の時間が経過した後に、レーザ発振器を駆動することを特徴とするレーザ装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、レーザ装置並びにレーザ装置の運転方法に係り、特にレーザ装置を構成する筐体内において、光学部品を劣化させるガスを分解する光触媒が設けられるレーザ装置並びに当該レーザ装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザの長寿命化が進む中で、レーザ発生手段がガスから固体に変わってきている。高い光子エネルギーを持つ光や、高い尖頭値を持つパルス光を発生させる場合には、レーザ利得媒質、非線形光学結晶、レンズ、ミラー等（総称してオプティクス）の表面、またはその表面上の各種コーティングが損傷を受けることがある。この損傷の原因の一つに雰囲気の有害ガスが挙げられている。米国ＳＰＩＥの学会予稿誌（巻４０００、ページ４７４〜４８７、２０００年）に掲載されているＲ．Ｒ．Ｋｕｎｚらによる論文「Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃｓ」には、紫外光を伝送するオプティクスの損傷原因として、有機ガスが挙げられている。光子エネルギーの大きいコヒーレント光を発生するレーザ装置としては、ネオジムドープ結晶からレーザ光として取り出された波長約１μｍの基本波の第２、第３、第４高調波等を発生するレーザ装置が挙げられる。動作モードについては、パルスと連続発振とがある。このようなレーザ装置内のオプティクスの表面に、有機ガスと光との相互作用によって発生する損傷が問題となっている。第３高調波を発生させるレーザ装置の場合、波長は３５５ｎｍであるが、この光を発生する非線形光学結晶ＬＢＯの表面に損傷が発生することが多い。
【０００３】
産業分野で使用され、レーザ光や、レーザ光の第２高調波や第３高調波であるコヒーレント光を発生するレーザ装置については、保守の時間間隔が長いことが望まれる。光発生部である筐体内には、上述したように、光学部品を損傷させあるいは光学部品の性能を低下させる有害ガスが存在する。特に、共振器ミラー、レーザ発振媒体表面、非線形光学結晶等のレーザ光軸上の光学部品が、短期間に損傷を受ける傾向がある。この有害ガスとしては、水蒸気、あるいは光学部品、光学部品のマウント、電気・電子部品または容器そのもの等から放出される有機ガス等が挙げられる。このガスの存在下において光が発生すると、特にその波長が紫外波長域に含まれる場合には、そのガスが光や熱で分解して、分解生成物が光学部品に付着する。光を吸収すると付着物が励起、加熱等されるので、不可逆的に光学部品が損傷して、頻繁にレーザ装置を保守する必要が生じる。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、従来の装置では、外部から純度の高い不活性ガスを流入させて、筐体から有害ガスを追い出すような構造を採用していた。また、真空紫外域のレーザ光源を用いた投影露光装置の分野においては、有害ガスによる光学部品の汚染及び汚染された部位におけるレーザ光の吸収によるオプティクスの性能劣化を防止するために、光触媒を使用することが提案されている。紫外線を照射された光触媒に対して放出された有害ガスを作用させることで、有害ガスを別なガス分子に分解するとともに吸収除去して無害化することが可能である。さらに、半導体デバイスの露光用ステッパの分野においては、装置内部の光の伝送路上のオプティクスを保護するために、有機ガスを除去する装置が提案されている。
【０００５】
レーザ発振器の安定性を確保することを目的として、レーザ発振器を内蔵する筐体内に不活性ガスを封入する構造を有するレーザ装置においても、密閉筐体内のガスには有害ガスが混入する。この有害ガスに対して、レーザ発振によって発生する強力なレーザビームが作用すると、ガスが変化して光学部品の表面劣化を引き起こす。このために、筐体からガスを吸引し、吸引されたガスを触媒に誘導して有害ガスを分解、除去し、フィルタリングされたガスを筐体内に戻す構造を有するレーザ装置が、米国特許第６，６７１，３０３号明細書に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，６７１，３０３号明細書
【特許文献２】特開２００３−４５７８７号公報
【特許文献３】特開２００２−３１９５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来技術では、レーザ装置の筐体内に発生する有害ガスを吸引して触媒を通過させた後に筐体内にガスを戻すガス循環システムを、筐体外部に形成する必要があるために、装置構成が複雑化して製造コストがかかるという課題があった。
【０００８】
本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、筐体内に発生する有害ガスを簡単な構成により除去することができるレーザ装置並びに当該レーザ装置の運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
有機ガスはもともとレーザ装置を構成する筐体内に存在するか、あるいは筐体内に設置した部品から発生する。このような発生源としては、例えば電子部品の電気絶縁ポリマー材料やリード線被覆材料等が挙げられる。オプティクス損傷のメカニズムについては、有機ガスが、紫外光を吸収して活性化し、オプティクス表面と反応して付着物が生成されることで、コーティングが損傷すると考えられる。そこで、有機ガスを、紫外光のような高エネルギー光子またはパルス出力の尖頭値の高いレーザ光を吸収しても分解しないものに変化させることが必要となる。その方法として、光触媒をレーザ装置の筐体内に配置して、高エネルギー光子またはパルス光に係る散乱光または部分反射光を光触媒に照射し、有機ガスを分解して無害化を図る。例えばレーザ光の出力窓近傍に、光触媒が配置される。また、ビームスプリッタ等の分岐手段により分岐（部分反射）されたレーザ光が照射される部位に、光触媒が配置される。さらに、レーザ光に係る散乱光または部分反射光を照射するのに代えてあるいは同時に、レーザ発振器とは別個に設けられた紫外線照射装置から出力される紫外線が、光触媒に照射される。このような構成を採る場合には、レーザ発振器からレーザ光を放射する前に、紫外線照射装置から出力される紫外線を光触媒に照射して、筐体内に存在する有害ガスを除去する運転方法を採るのが好適である。
【００１０】
光触媒として採用される物質としては、酸化チタンＴｉＯ２が好適である。ＴｉＯ２を媒体とすることで、光エネルギーによって、酸素や水が活性化して、有機ガスが分解される。図１は、光触媒による有機ガスの分解を説明する図である。ＴｉＯ２は半導体物質であり、そのエネルギーギャップはおよそ３．２ｅＶである。このバンドギャップに相当する光の波長は３８７ｎｍであり、当該波長よりも短い波長であれば光励起されることが可能となる。光波長が長い場合には、光子エネルギーは小さくなるが、パルスモードであれば多光子吸収に基づく非線形現象によって励起可能となる。この場合には、散乱光を照射するよりも分岐手段により部分反射されたレーザ光を照射して、ＴｉＯ２を活性化することが望ましい。励起されたＴｉＯ２表面では、図１に示されるように、有機ガスが炭化水素系物質である場合には、触媒作用によって有機ガスが酸化され、最終的には炭化水素系の中間生成物およびＣＯ２が生成される。中間生成物については、分子量が小さくなるように分解が繰り返されて、概ね無害化される。分解されたＣＯ２については、吸着剤等により除去されるから、光による活性化が生じにくくなり、オプティクスへの影響を無効化することが可能となる。
【００１１】
さらに、ＣＯ２まで分解されなかった中間生成物を除去するためには、これらの低位の炭化水素系生成物（不純物）、水等を吸着する吸着剤を備えた吸着手段を密閉された筐体内に設置する。水の吸着剤としては、シリカゲル、ゼオライト等が挙げられ、有機系物質（有機物および十分に分解しなかった有機物）の吸着剤としては、活性炭、ゼオライト等が挙げられる。これらの吸着剤はネット等の容器に収容されて、レーザ装置の筐体内に設置される。レーザ発振器を密閉する筐体内においては、非線形光学素子が常温より高い温度に制御されて使用される場合がある。このような場合には、レーザ装置の筐体内部に発熱源が存在することに起因して、ガスの対流が発生する。対流するガスの流通路上に吸着手段を設置すれば、効率的に有害ガスの吸着を実施することが可能となる。また、循環ファン等として与えられ、ガスを強制的に循環させる循環手段を設ける構成としてもよい。分解された有機ガス等は、吸着手段のフィルタ作用により除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される筐体内の部位に光触媒が設置されるように構成したので、筐体内に存在する有機ガスが低位の有機系物質に分解される。これにより、有機ガスがレーザ光により直接分解されて生じる炭素や煤が光学部品に付着するのを抑制できるから、付着物に起因してミラー等の共振器部品や非線形光学結晶の表面部分に損傷が発生するのを低減することが可能となる。すなわち、光触媒を筐体内に設置するという簡単な構造により、光学部品を損傷させる有害ガスを除去することが可能となる。また、光学部品の損傷の発生を低減できることで、上記のように簡単な構造を有するレーザ装置により、長時間安定なレーザ発振を継続することができ、レーザ装置の保守頻度を低減することが可能になるという効果を奏する。
【００１３】
本願発明によれば、レーザ装置からレーザ光を出力するレーザ出力窓の光軸周りの部位、またはレーザ出力窓の近傍の部位に光触媒が設置されるように構成したので、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光を光触媒でより多く受光することができるから、光触媒による有機ガスの分解効率が向上して、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。
【００１４】
本願発明によれば、レーザ発振器から放射されるレーザ光を分岐させる分岐手段を有し、この分岐手段により部分反射されたレーザ光が照射される部位に光触媒が設置されるように構成したので、光触媒に照射されるレーザ光のパワー密度を大きくすることが可能となって、レーザ光の波長が光触媒の吸収波長より長くても、非線形効果に基づいて光励起が生じ、触媒作用を活性化することができる。これにより、レーザ光の波長が紫外波長域以外にあるレーザ発振器を内蔵するレーザ装置についても、光学部品の損傷の発生を低減することができるという効果を奏する。
【００１５】
本願発明によれば、レーザ発振器と独立に動作可能で光触媒に紫外線を照射する紫外線照射装置を有するように構成したので、レーザ発振器の発振停止時においても光触媒を使用して有機ガスを分解することが可能となり、レーザ発振器の駆動前において有機ガスを分解、除去等することが可能となるから、光学部品上への炭素等の粒子の付着を防止して、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。
【００１６】
本願発明によれば、少なくとも光触媒により分解されたガスを吸着する吸着手段を有するように構成したので、有機ガスを含む有害ガスを概ね除去することが可能となり、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。
【００１７】
本願発明によれば、吸着手段または光触媒が筐体内に存在する発熱源の近傍に設置されるように構成したので、発熱源の発熱に起因して筐体内にガスの対流が発生し、対流するガスの流通路に吸着手段または光触媒を配置することで、有害ガスの分解、除去等が促進されて有害ガスの除去効率が向上するから、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。
【００１８】
本願発明によれば、筐体内に存在するガスを強制的に循環させる循環手段を有するように構成したので、ガスの流通路に吸着手段または光触媒を配置することで、有害ガスの分解、除去等が促進されて有害ガスの除去効率が向上するから、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。
【００１９】
本願発明によれば、レーザ装置から出力されるレーザ光がパルス光であり、レーザ光のパルス幅が１マイクロ秒以下であるように構成したので、超短パルスのレーザ発振器を有することに起因して従来光学部品の表面部分が早期に損傷していたレーザ装置においても、簡単な構造を用いて長時間安定なレーザ発振を継続することが可能となり、従来と比較してレーザ装置の保守頻度を大幅に低減することができるという効果を奏する。
【００２０】
本願発明によれば、レーザ発振器を低出力で駆動し、所定の時間が経過した後にレーザ発振器を高出力で駆動するように構成したので、レーザ発振器が低出力で駆動されて有機ガスに対するレーザ光の光化学作用が小さい間に光触媒により有害ガスを分解して除去することができるので、最初からレーザ発振器を高出力で駆動する場合と比較すると、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。
【００２１】
本願発明によれば、紫外線照射装置を駆動して光触媒に紫外線を照射し、所定の時間が経過した後にレーザ発振器を駆動するように構成したので、紫外線が照射された光触媒により有害ガスを分解し除去した後にレーザ発振器を駆動するから、最初からレーザ発振器を駆動する場合と比較すると、光学部品の損傷の発生をより低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照して本願発明に係る実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１によるレーザ装置の構成を示す図である。レーザ装置を構成する筐体１０には、レーザ光の透過材料から成るレーザ出力窓１４が設けられる。筐体１０の内部には固体レーザ発振媒体１が設置され、光軸２１に沿ってレーザ発振媒体１の両側には、共振器を構成する第１の共振器ミラー２および第２の共振器ミラー３が互いに対向するように配置される。第１の共振器ミラー２は、発振光の波長を有する光に対しては概ね全反射するとともに、励起光の波長を有する光に対しては透過性を示す特性を有している。また、第２の共振器ミラー３は、レーザ発振の基本波の波長を有する光に対しては高反射率で光を反射するとともに、第２高調波の波長を有する光に対しては透過性を示す特性を有している。
【００２３】
共振器ミラー３とレーザ発振媒体１との間には、Ｑスイッチ素子７、及び非線形光学結晶から成る高調波発生素子８が配置される。共振器ミラー２についてレーザ発振媒体１の反対側には、光励起用の半導体レーザ４が配置される。半導体レーザ４から出力された励起光は、集光レンズ５により収束され、共振器ミラー２を透過し、レーザ発振媒体１に入射してレーザ発振媒体１を励起する。光励起されたレーザ発振媒体１は、誘導放出により基本波のレーザ光を出力する。増幅利得を有するレーザ発振媒体１を介して、共振器ミラー２と共振器ミラー３との間において、基本波のレーザ光が発振する。励起光は、破線９に示されるように、光軸外にも発散する。集光レンズ５を用いて、励起光を再びレーザ発振媒体１の中心軸に向けて集光させる構成を採ることで、効率的な光励起が実現され、発振出力の向上が図られる。
【００２４】
共振器ミラー２と共振器ミラー３との間で発振する基本波のレーザ光が、パルス制御用のＱスイッチ７を通過して、基本波の周波数を倍化する高調波発生素子８に入射すると、基本波の２倍波が発生する。第２高調波のレーザ光は、共振器ミラー３を透過して、共振器外に放射される。この第２高調波のレーザ光が、非線形光学結晶から成り、２倍波の周波数を倍化する高調波発生素子１１に入射すると、基本波の４倍波が発生する。高調波発生素子１１から放射される第４高調波のレーザ光は、レーザ出力窓１４を透過し、出力ビームとして筐体１０の外部へ出力される。
【００２５】
本願発明では、例えば酸化チタンＴｉＯ２として与えられる光触媒１３が、筐体１０内において、レーザ発振媒体１、共振器ミラー２，３および高調波発生素子８，１１等から成るレーザ発振器から放射されるレーザ光に係る散乱光１５または部分反射光が照射される部位に設置される。光触媒１３は、例えばレーザ光の光路周りの部位、特にレーザ出力窓１４上の光軸周りの部位あるいはレーザ出力窓１４の近傍部位に配置される。また、光触媒１３をレーザ光の光路周りをカバーする空洞管内に配置する構成を採ることもできる。
【００２６】
筐体１０内には、光触媒１３とは別に、光触媒により発生する分解生成物の吸着剤を備えた吸着手段１６が設置される。この吸着手段１６は、シリカゲル、ゼオライト等が使用される水の吸着剤と、活性炭、ゼオライト等が使用される有機系物質（有機物および十分に分解しなかった有機物）の吸収剤とをネット等に収容することで構成される。また、外部からガスが自由に流通できる構造を有するように、吸着手段１６を構成するのが好適である。さらに、筐体１０内には、非線形光学結晶の波長変換効率を高めるために、結晶温度を常温より高い最適温度になるように温度制御する電熱炉１２が設置される。
【００２７】
非線形光学結晶の温度調整をするために、ペルチェ素子が使用される。ペルチェ素子のリード線には電気絶縁ポリマーが被覆されている。ペルチェ素子自体についても、半導体素子をセラミック基板に接合するために、接着剤が使用されている。これらのリード線や接着剤から、炭化水素系の有害ガスが発生する。また、パルス動作させるために、Ｑスイッチ素子がレーザ発振器内に設置されている。Ｑスイッチ素子に接続されるリード線の被覆材や接着材等からも有害ガスが発生する。有害ガスが除去されない場合には、炭化水素系有害物質がそのまま光分解して、高調波ビームを発生する非線形光学結晶（ＬＢＯ）等の表面上のコーティングに炭素粒子が付着することで損傷が発生することになる。
【００２８】
有機ガス等から成る有害ガスは濃度が低いので、光触媒での分解速度の高速性はそれほど要求されるものではない。上述したような電熱炉や温度制御素子等の発熱源の近傍には、ガスの対流が発生する。したがって、筐体内で対流するガスの流通路上に光触媒や吸着剤を設置することで、微量な有害ガスを分解、除去等することが可能である。これにより、簡単な構造で、長時間安定なレーザ発振を持続でき、実用的な効果は大きい。また、ガスを強制的に流動させる循環手段を設ける構成としてもよい。
【００２９】
上記のような構成を有するレーザ発振器においては、励起用の半導体レーザ４からレーザ増幅利得を有するレーザ発振媒体１へ励起光９が照射される。励起されたレーザ発振媒体１から放射される基本波のレーザ光は、共振器ミラー２と共振器ミラー３との間において、Ｑスイッチ素子７により制御されてパルス発振をする。基本波のレーザ光は、高調波発生素子８により２倍波に変換され、さらに高調波発生素子１１により４倍波に変換される。基本波の波長が１．０６μｍであれば、２６６ｎｍの波長を有する出力光１７を得ることができる。
【００３０】
レーザ発振器から放射される短波長のレーザ光は、光学素子の表面で一部散乱されて、あるいは表面反射により光軸から外れて、周囲空間に放射される。このような散乱光１５が照射される部位に、例えばＴｉＯ２として与えられる光触媒１３を設置すると、光触媒が励起される。励起された光触媒に対して周囲にある有機ガスが接近すると、電子交換が起こることで、有機ガスが低位の炭化水素系生成物および、ＣＯ２、水等に分解される。
【００３１】
これらの生成物は濃度的には非常に希薄であるが、長時間のうちには吸着手段１６に固定され、筐体１０内の空間から有機ガスが除去される。したがって、有機ガスが直接的に高エネルギービームにより分解された場合に生じる煤等の粒子が光学部品に付着し、この付着物がレーザ光の吸収点となることを防止して、光学部品の表面における損傷の発生を低減することが可能となる。これにより、レーザ発振出力の低下、発振停止などの故障を回避できるとともに、レーザ装置の保守頻度を低減することが可能となる。なお、上記の実施の形態においては、レーザ発振器は、２倍波および４倍波を生成する構成としたが、３倍波を生成する周知の構成としてもよい。
【００３２】
また、レーザ装置の運転方法については、レーザ発振器を運転開始した直後は低出力で駆動し、有害ガスを低減させる。所定の時間が経過して有害ガスが分解および除去された後に、レーザ発振器を高出力で駆動する。レーザ発振器を低出力で駆動している間においては、有機ガスに対するレーザ光の光化学作用は小さく、光学部品に付着する粒子の量も少ない。この間に有害ガスを分解および除去して、その後にレーザ発振器を高出力で駆動することで、運転開始直後からレーザ発振器を高出力で駆動する場合と比較すると、光学部品に付着する粒子をより低減することが可能となる。
【００３３】
以上のように、この発明の実施の形態１によるレーザ装置によれば、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光または部分反射光が照射される部位に光触媒が設置されるので、筐体内の有機ガスが分解されて光学部品の表面に付着する粒子を低減することができるから、筐体内に存在する有害ガスを簡単な構成により除去できて、光学部品の損傷の発生を低減するとともにレーザ装置の保守頻度を低減することが可能となる。また、光触媒１３をレーザ出力窓１４の光軸周りの部位に設置することで、レーザ発振器から放射されるレーザ光の散乱光をより多く受光することができるから、光学部品に付着する粒子をより低減して光学部品の損傷の発生をより低減することが可能となる。また、有機ガスを含む有害ガスを吸着して除去する吸着手段１６を設けるように構成したので、光学部品の損傷の発生をさらに低減することが可能となる。電熱炉１２等の発熱源の発熱に起因して対流するガスの流通路上に吸着手段１６を設置すれば、有害ガスの吸着能力が向上する。さらに、循環ファン等を設置して筐体１０内のガスを強制的に循環させる構成としても、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるレーザ装置の構成を示す図である。図３において、図２と同一符号は同一の構成要素を示すので、その説明を省略する。この実施の形態では、高調波発生素子１１から出力されるレーザ光を光分岐手段として与えられるビームスプリッタ１８で分岐して、部分反射光２０が照射される部位に、光触媒１９が設置される。この場合、光励起のパワー密度を大きくできるので、光触媒を励起する光の波長が光触媒（ＴｉＯ２）１９の吸収波長より長くても、非線形効果に基づいて光励起が生じ、触媒作用を活性化することが可能となる。したがって、レーザ光の波長が紫外波長域以外にある超短パルスレーザ発振器等のレーザ発振器についても、筐体内において部分反射光が照射される部位に光触媒を設置することで、光学部品の劣化を防止することが可能である。
【００３５】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３によるレーザ装置の構成を示す図である。図４において、図２と同一符号は同一の構成要素を示すので、その説明を省略する。この実施の形態では、レーザ発振器が駆動していない際に、別個に設けられた紫外線照射装置２２から光触媒２３に対して紫外線２４が照射される。紫外線照射装置２２としては、例えばＬＥＤ、ＬＤまたは水銀ランプ等が挙げられる。光触媒２３に対して紫外線を照射することで、有害ガスの分解反応を継続することが可能となる。筐体１０内の部品配置によっては、レーザ光の発散光または部分反射光を光触媒に照射できない場合もある。このような場合には、光触媒に紫外線を照射する目的で設置されている紫外線照射装置２２を、常時点灯するような構成としてもよい。紫外線照射装置２２としては、３６５ｎｍ〜３８０ｎｍの波長の光を出力するＬＥＤを使用するのが好適である。
【００３６】
レーザ発振器の発振停止時には、レーザ発振器からのレーザ光の照射が停止する。レーザ発振器とは別個に筐体内に設けられた紫外線照射装置２２から光触媒２３に対して紫外線を照射することで、通常運転時以外に発生する有害ガスを除去することが可能となる。これにより、安定な長寿命動作を実現することが可能となる。また、レーザ装置の運転方法については、レーザ発振器を駆動する前に、紫外線照射装置を駆動する。紫外線照射装置から光触媒に対して紫外線を照射することで、有害ガスを分解、除去等する。所定の時間が経過して有害ガスが低減された後に、レーザ発振器を駆動して、レーザ光を出力する。これにより、レーザ発振器を駆動する際には、有害ガスが充分に低減されているので、光学部品に付着する粒子を低減することができ、光学部品の損傷の発生を低減することが可能となる。
【００３７】
なお、上記の実施の形態１から実施の形態３により説明されるレーザ装置並びにレーザ装置の運転方法は、本願発明を限定するものではなく、例示することを意図して開示されているものである。本願発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載により定められるものであり、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲内において種々の設計的変更が可能である。例えば、上記の実施の形態では、Ｑスイッチ固体レーザ発振器または高調波発生レーザ発振器を内蔵するレーザ装置に光触媒が具備される構成としたが、ＣＷ紫外線発生用レーザ発振器、超短パルスレーザ発振器またはレーザ増幅器等を内蔵する他のレーザ装置に光触媒が具備される構成も、勿論本願発明の技術的範囲に含まれるものである。特に、超短パルスかつ高出力のレーザ発振器を有して構成されるレーザ装置に具備される光学部品は、有害ガスに晒される表面部分が早期に損傷する傾向がある。このために、本願発明をこのような種類のレーザ装置に適用することで、顕著な効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
紫外線レーザ、超短パルスレーザの安定化および長寿命化等に係る技術は、レーザ装置をレーザ加工等の工業プロセスに適用するための不可欠な技術となっている。本願発明は、レーザ発振器の長寿命化を実現して、レーザ装置の信頼性を高めるものである。半導体、液晶、回路基板、光部品（光ファイバ、光導波路等）に係る微細加工については、高い信頼性のある短パルスレーザまたは紫外線レーザ等のレーザ装置を使用することで、その実用化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】光触媒による有機ガスの分解を説明する図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーザ装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるレーザ装置の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３によるレーザ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  レーザ発振媒体、２，３  共振器ミラー、４  半導体レーザ、５  集光レンズ、７  Ｑスイッチ素子、８  高調波（２倍波）発生素子、１０  筐体、１１  高調波（４倍波）発生素子、１２  発熱炉（発熱源）、１３，１９，２３  光触媒、１４  レーザ出力窓、１６  吸着手段、１８  ビームスプリッタ（分岐手段）、２２  紫外線照射装置
【図１】
2007123322.tif 000003
【図２】
2007123322.tif 000004
【図３】
2007123322.tif 000005
【図４】
2007123322.tif 000006