Эксимерный лазер на галогенидах инертных газов Советский патент 1992 года по МПК H01S3/225 

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к эксимерным лазерам, использующим в качестве одной из компонент рабочей сМеси галогеносодер- жащие смеси, например хлорсодержащие.

Известен эксимерный лазер на галоген- содержащих рабочих смесях, использующий систему газоснабжения, которая для приготовления газовой смеси содержит два баллона с инертными газами и один баллон со смесью галогеноносителя, а именно хлористого водорода, резервуар смешения газов с манометрами, вентиль на входе газового резервуара, в котором расположен циркуляционный вентилятор, и вакуумный насос с фильтром-поглотителем.

Известен эксимерный лазер на галоге- нидах инертных газов, содержащий разрядную камеру, соединенную с газовым резервуаром, систему вакуумирования и газовую систему с тремя трактами для заполнения газового резервуара компонентами

рабочей смеси, включающую в себя объемы с галогеноносителем, инертным и буферным газами, соединенные с магнитными клапанами, и два сосуда дозирования.

Недостаток известного лазера заключается в том, что по требованиям техники безопасности из-за токсичности хлористого водорода рекомендуется использовать разбавленный в буферном газе хлористый водород, что приводит к уменьшению полных заправок лазера рабочей смесью, находящейся в стандартном баллоне. Система дозирования галогеноносителя в известном лазере с использованием образцового манометра позволяет обеспечить требуемую точность дозирования только при использовании разбавленного инертным газом галогеноносителя. Это усложняет применение лазеров, так как требует организации газового хозяйства, что включает в себя доставку, хранение и переливание газа, хранение, контроль и подготовку баллонов. Кроме то(Л

С

VI ГО О

го, система напуска газа не обеспечивает константного обьема порции напускаемого газа по мере расходования газа из баллона, что приводит к нестабильности выходных параметров лазерного излучения.

Целью изобретения является упрощение и повышение безопасности работы лазера, а также улучшение стабильности выходных параметров излучения.

Указанная цель достигается тем, что в эксимерном лазере на галогенидах инертных газов объем с галогеноносителем выполнен в виде газогенератора, объединенного с одним из сосудов дозирования, а газовые тракты после магнитных клапанов соединены со входом другого сосуда дозирования, подключенного к газовому резервуару с помощью магнитного клапана.

На фиг.1 показана схема лазера; на фиг.2 - газогенератор, продольное сечение. Эксимерный лазер на галогеносодер- жащйх рабочих смесях содержит газовую систему 1 заполнения лазера газами, газовый резервуар 2 с разрядной камерой и систему вакуумирования 3. Система 1 заполнения лазера газами в свою очередь содержит три тракта - соответственно трем компонентам эксимерной газовой смеси: тракт 4 галогеноноеителя. тракт 5 инертного газа и тракт б буферного газа, при этом тракт 4 галогеноноеителя включает в себя газогенератор 7 галогеноносителя и магнитный клапан 8, тракт 5 инертного газа - баллон 9 с вентилем и магнитный клапан 10, тракт 6 буферного газа - баллон 11с вентилем и магнитный клапан 12. Выходы магнитных клапанов 8,10 и 12 соединены в общую точку 13 и подсоединены ко входу общего сосуда дозирования 14, выход которого соединен со входом магнитного клапана 15. выход которого в свою очередь соединен со входом газового резервуара 2, который соединен с системой вакуумирования 3. Газовый резервуар 2 снабжен мановаку- умметром 16.

Газогенератор 7 галогеноноситёля (фиг.2} представляет собой сосуд 17, разделенный по высоте на три объема: верхний 18, средний 19 и нижний 20, при этом объем 18 отделен от объема 19 при помощи промежуточной стенки 21, оснащенной трубкой 22, при помощи которой объем 18 сообщается с объемом 20; объем 19 отделен от объема 20 при помощи сетки 23, на которой размещена соль 24 (например, KCI); объемы 18 и 20 заполнены концентрированной кислотой (например, серной); в стенке сосуда 17 в пределах обьема 19 выполнено отверстие 25 для выхода газа (HCI); в крышке сосуда 17 выполнено отверстие 26, с помощью которого объем 18 соединяется с атмосферой.

Устройство работает следующим образом.

Для приготовления рабочей смеси в газовом резервуаре 2 вакуумируют его и сосуд дозирования 14 от отработанной смесТи при помощи системы вакуумирования 3 путем открытия магнитного клапана 15(анзлогич0 ные клапаны 8, 10 и 12 при этом закрыты). Компоненты рабочей смеси лазера дозируют в вакуумированный газовый резервуар 2 в следующей последовательности: галоге- ноноситель, например HCI, инертный газ,

5 например Хе, буферный газ, например Не. Для дозирования хлористого водорода открывается магнитный клапан 8, при этом клапан 15 закрыт. Постоянство давления галогеноносителя в устройстве обеспечивает0 ся следующим образом.

После получения 100 (а данный газоге- .нератор рассчитан именно на такое количество) порций HCI по 60 мл каждая прореагирует 13,2 г серной кислоты. Следо5 вательно. объем кислоты уменьшится приблизительно на 7.2 см3. Исходя из размеров сосуда с кислотой изменение высоты столба кислоты составит менее 0.5%, а на одну порцию 0,005%. Таким образом практиче0 ски обеспечивается постоянство давления хлористого водорода.

Для напуска инертного газа открывается клапан 10 (клапаны 8 и 12 двух других трактов при этом закрыты), инертный газ из

5 баллона 9 поступает в сосуд дозирования 14 до уравновешивания давлений в тракте 5 инертного газа и в сосуде дозирования 14. Клапан 10 закрывается и открывается клапан 15. Инертный газ вследствие перепада

0 давления поступает в газовый резервуар 2 лазера. Правильно выбранный объем сосуда дозирования 14 и значение давления в тракте 5, которое поддерживается постоянным с помощью специального редуктора (чтобы не

5 усложнять чертеж, не показан), позволяют ввести требуемое количество инертного газа в газовый резервуар 2 лазера. Кроме того, при напуске инертного газа происходит вымывание остатков HCI из сосуда дозирова0 ния в газовый резервуар 2 лазера.

Для дозирования буферного газа открывают клапаны 12 и 15 (клапаны 8 и 10 других трактов при этом закрыты) и по показанию мановакуумметра 16 производят напуск за5 данного количества буферного газа; При этом, как и при напуске инертного газа, происходит вымывание остатков Хе из сосуда дозирования в газовый резервуар 2 лазера. Таким образом, в устройстве генератор галогеноносителя автоматически вырабатыГ ,

вает точную порцию галогеноносителя, отвечающую заданному объему сосуда дозирования. Точность дозировки компонент рабочей смеси лазера в конечном счете определяет точность параметров работы лазера (энергия излучения и ее стабильность).

Улучшаются условия техники безопасности, .так как отсутствует баллон с галоге- ноносителем, например HCI, Изобретение создает также предпосылки для автоматизации процесса приготовления рабочей смеси в газовом резервуаре лазера.

Формула изобретения Эксимерный лазер на галоген идах инертных газов, содержащий разрядную камеру, соединенную с газовым резервуаром,

0

систему вакуумирования и газовую систему с тремя трактами для заполнения газового резервуара компонентами рабочей смеси, включающую в себя объемы с галогеноноси- телем, инертным и буферным газами, соединенные с магнитными клапанами, и два сосуда дозирования, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения безопасности работы лазера, а также улучшения стабильности выходных параметров излучения, объем с галогеноносителем выполнен в виде газогенератора, объединенного с одним из сосудов дозирования, а газовые тракты после, магнитных клапанов соединены с входом другого сосуда дозирования, подключенного к газовому резервуару с помощью магнитного клапана.

Изобретение относится к квантовой электронике. Лазер содержит газовый резервуар 2 с разрядной камерой, систему ва- куумирования 3 и газовую систему 1 заполнения лазера газами. Система 1 включает тракт 4 галогеноносителя, тракт 5 инертного газа и тракт 6 буферного газа. Тракт 4 образован газогенератором 7 галогеноносителя и магнитным клапаном 8. Конструкция газогенератора 7 позволяет в момент заправки лазера вырабатывать необходимую порцию галогеноносителя. 2 ил.

дыхЖ1