DE4102079A1

DE4102079A1 - Hochdruck-gaslaservorrichtung

Info

Publication number: DE4102079A1
Application number: DE4102079A
Authority: DE
Inventors: Yukio Kawakubo; Yoshiyuki Kubota; Kouji Sasaki; Atsushi Miki; Satoshi Ogura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1991-08-01
Also published as: US5153892A

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Gaslaservorrichtung und ein mit Laserstrahl arbeitendes Bearbeitungsverfahren, insbe sondere eine Hochdruck-Gaslaservorrichtung, die für Excimer- Laser mit großer Apertur (großem Strahldurchmesser) und hoher Ausgangsleistung sowie ein Laser-Bearbeitungsverfahren geeig net ist.

Ein Verfahren der Anwendung einer Korona-UV-Autoionisation (beschrieben in CLEO′ 88, S. 64) ist als konventionelles Verfahren zur Vergrößerung der Apertur des entladungsgepump ten Excimer-Lasers wohlbekannt. Bei diesem Verfahren ist nach dem Anlegen einer Spannung zwischen Hauptelektroden eine be stimmte Vorlaufzeit vor der Erzeugung einer Koronaentladung an einer der Hauptelektroden vorgesehen, und das in der Ent ladung enthaltene UV-Licht wird dazu genützt, eine Autoioni sation des Hauptentladungsraums zu bewirken, um dadurch die Hauptentladung mit Triggerwirkung zu starten.

Bei diesem bekannten System, das das mit der Koronaentladung erzeugte UV-Licht zur Autoionisation nützt, kann die Apertur (der Durchmesser) der Entladung zusammen mit der Breite der Elektroden des Hauptentladungsraums prinzipiell in einfacher Weise vergrößert werden. Da jedoch die Erzielung einer gleichförmigen Entladung entlang dem Elektrodenzwischenraum begrenzt ist, kann ein durchmessergroßer Laserstrahl aller dings nicht erzeugt werden.

Die JP-A-63-1 99 475 zeigt ein Verfahren der Autoionisation einer Gaslaservorrichtung, die so ausgelegt ist, daß ein Röntgenstrahl aus einer Röntgenröhre als Autoionisations quelle eines entladungsgepumpten Excimer-Lasers verwendet wird, und der Röntgenstrahl wird von der Rückseite einer Kathode mit poröser Öffnungsstruktur zwischen den Hauptent ladungselektroden abgestrahlt.

Andererseits ist in der US-PS 46 79 203 ein System angegeben, das einen Laserstrahl als Autoionisationsquelle verwendet. Dabei wird ein Laserstrahl zur Autoionisation zwischen Haupt entladungselektroden gerichtet, um eine Autoionisation zu erzielen, während gleichzeitig ein Schienenunterbrechungs schalter zu einem Zeitpunkt aktiviert wird, zu dem die Im pulsspannung eines Impulsformungshauptkreises (PFL) einen Spitzenwert anzeigt.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Hochdruck- Gaslaservorrichtung zur Erzeugung eines Laserstrahls mit gro ßem Durchmesser.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Hochdruck-Gas laservorrichtung angegeben mit einem Behälter für ein laser aktives Gas, mit einer Vielzahl von im Behälter angeordneten Hauptentladungselektroden zur Entladung des laseraktiven Ga ses und mit wenigstens einem im Behälter gebildeten strahl durchlässigen Fensters zum Herausführen des durch die Entla dung erzeugten Laserstrahls.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Hochdruck- Gaslaservorrichtung angegeben mit einer Stromversorgung, mit einem an Hauptentladungselektroden angeschlossenen Schalt kreis und einer Elektrodenaktivierungseinrichtung zur Spei cherung von Ladungen von der Stromversorgung und Freisetzung der gespeicherten Ladungen zu den Entladungselektroden auf grund eines Entladungsbefehls.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Hoch druck-Gaslaservorrichtung angegeben mit einer Autoionisa tionseinrichtung, die die Autoionisation des Entladungsraums vor der Hauptentladung durchführt.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe sind bei einer Hochdruck- Gaslaservorrichtung nach der Erfindung die Hoch- und Nieder spannungselektroden der Hauptentladungselektrodeneinrichtung abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet unter Bildung von wenigstens zwei Lagen von Entladungseinrichtungen, und zwar parallel zur optischen Achse des Lasers. Die Vorrichtung ver wendet außerdem einen Vielfachreflexions-Laserstrahl mit Zeitverzögerung gegenüber dem Anlegen der Spannung an die Hauptentladungselektroden als Mittel zur Autoionisation des Entladungsraums vor der Hauptentladung zwischen den Hauptent ladungselektroden.

Dadurch, daß die Hauptentladungselektroden Hoch- und Nieder spannungselektroden umfassen, die in wenigstens zwei abwech selnd aufeinanderfolgenden Lagen von Entladungseinrichtungen parallel zur optischen Achse des Lasers angeordnet sind, kann ein Laserstrahl mit großem Strahldurchmesser erzeugt werden, so daß eine gleichförmige Entladung großer Apertur (mit gro ßem Durchmesser) über die Breite der Elektroden an jeder Lage der Entladungseinrichtungen ausgebildet wird. Da ferner durch einen Laserstrahl eine Vor-Laserquelle gebildet ist, kann der Strahlquerschnittt jede gewünschte Form erhalten. Ferner er laubt die Anwendung eines Vielfachreflektors eine gleichmäßi ge Autoionisation eines großvolumigen Entladungsraums. Somit wird einerseits eine großvolumige gleichförmige Ionisation erzielt, und andererseits wird ein Laserstrahl mit großem Durchmesser (großer Apertur) erzeugt.

Wie oben erläutert, sind bei der Erfindung Hoch- und Nieder spannungselektroden in abwechselnd aufeinanderfolgenden Lagen angeordnet zur Bildung einer Hauptentladungseinrichtung eines äquivalenten großen Volumens, wodurch eine Hochdruck-Gas laservorrichtung mit großem Durchmesser geschaffen wird. Auch ermöglicht die Verwendung eines vielfachreflektierten Laser strahls als Autoionisationsquelle eine gleichmäßige Ionisa tion eines großvolumigen Entladungsraums, was ebenfalls zur Schaffung einer Hochdruck-Gaslaservorrichtung mit großem Laserstrahldurchmesser beiträgt.

Die Autoionisationsquelle der Vorrichtung nach der Erfindung kann einen Röntgenstrahl oder den vorgenannten Laserstrahl verwenden.

Der Laserstrahl als Autoionisationsquelle bietet große Vor teile aufgrund der folgenden Merkmale: (1) Vielfachrefle xionen an einem Reflektor sind möglich, (2) die Schwächung der Fortpflanzung in einem Gasmedium ist gering, und (3) es genügt, bei der Auslegung eines optischen Systems nur eine einzige Wellenlänge zu berücksichtigen.

Je nach dem Anwendungszweck ist jedoch die Realisierung einer Gaslaservorrichtung höchster Güte möglich, wenn als Autoioni sationsquelle ein UV-Strahler eingesetzt wird.

Nachstehend wird ein Fall erläutert, in dem als Autoionisa tionsquelle ein UV-Strahler verwendet wird.

Wenn als Autoionisationsquelle ein Röntgenstrahl oder ein Laserstrahl verwendet wird, ist es wegen der Funktionen der Vorrichtung schwierig, den Röntgen- oder den Laserstrahl kon tinuierlich zu emittieren, und die UV-Emission der Autoioni sationsquelle hat einen Impulsverlauf mit hoher Steilheit. Ungeachtet der Zeitdauer, die vor der für eine Glimmentladung notwendigen und ausreichenden Autoionisation erforderlich ist, ist es daher nicht möglich, über eine derartige Zeit dauer einen Röntgen- oder Laserstrahl zu emittieren. Wenn in einem solchen Fall ein gepulster Laserstrahl oder Röntgen strahl gleichzeitig mit dem Anlegen einer Spannung zwischen die Hauptentladungselektroden angelegt wird, besteht die Ge fahr, daß die Hauptentladung bei einer vergleichsweise nied rigen Klemmenspannung zwischen den Hauptentladungselektroden ausgelöst wird. Wenn dagegen ein gepulster Laserstrahl oder ein Röntgenstrahl zwischen die Hauptentladungselektroden bei einer vergleichsweise hohen Klemmenspannung zwischen den Hauptentladungselektroden geführt wird, wird die Hauptentla dung in unerwünschter Weise bereits ausgelöst, bevor die Autoionisation eine ausreichende Stärke erreicht hat. Infol gedessen können der Röntgen- oder der Laserstrahl keine gleichförmige Glimmentladung erzeugen, und die Erzeugung eines Lichtbogens verschlechtert das laseraktive Gas, wodurch häufig die Laserausgangsleistung oder ihr Wirkungsgrad ver ringert wird.

Nach JP-A-12 01 975 wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein UV-Strahler als Autoionisationsquelle verwendet und in einem Laserbehälter angeordnet ist. Diese Konstruktion mit einem in einem Behälter angebrachten Strahler kann wegen der Wärme, die durch die Emissionen der Lampe erzeugt wird, das laseraktive Gas verschlechtern.

Der Zweck des Einsatzes des UV-Strahls in einer Vorrichtung nach der Erfindung ist es, eine Gaslaservorrichtung und ein Laserbearbeitungssystem zu schaffen, wobei ein Laserstrahl durch gleichförmige Glimmentladung ohne Ausbildung eines Lichtbogens erzeugbar ist.

Nachstehend werden acht Arten von Gaslaservorrichtungen mit UV-Strahler beschrieben.

Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung umfaßt eine erste Gasla servorrichtung einen Behälter mit einem lichtdurchlässigen Fenster zur Aufnahme eines laseraktiven Gases, ein Paar von Hauptentladungselektroden, die in dem Behälter einander ge genüberstehend angeordnet sind, um den durch Entladung er zeugten Laserstrahl zu dem lichtdurchlässigen Fenster zu füh ren, eine Elektrodenaktivierungseinrichtung zur Bildung eines Schaltkreises, der eine Energieversorgung mit jeder der Hauptentladungselektroden verbindet, die Ladungen von der Energieversorgung speichert und die gespeicherten Ladungen aufgrund eines Entladungsbefehls an jede der Hauptentladungs elektroden freisetzt, und eine Autoionisationseinrichtung mit einem UV-Strahler zum kontinuierlichen Einstrahlen des Lichts vom UV-Strahler in ein laseraktives Gas zwischen den Haupt entladungselektroden, wenn die Klemmenspannung zwischen den Hauptentladungselektroden einen vorgegebenen Spannungspegel erreicht.

Eine zweite Gaslaservorrichtung mit UV-Strahler umfaßt gemäß der Erfindung einen Behälter mit wenigstens einem lichtdurch lässigen Fenster, der ein laseraktives Gas enthält, mit einem Paar von Hauptentladungselektroden, die einander gegenüber stehend im Behälter angeordnet sind und den durch Entladung erzeugten Laserstrahl zum lichtdurchlässigen Fenster leiten, mit einer Elektrodenaktivierungseinrichtung zur Bildung eines Schaltkreises, der eine Energieversorgung und jede der Haupt entladungselektroden miteinander verbindet, die Ladungen von der Energieversorgung speichert und die gespeicherten Ladun gen zu jeder der Hauptentladungselektroden aufgrund eines Entladungsbefehls freisetzt, mit einer ersten Autoionisa tionseinrichtung, die einen UV-Strahler aufweist, dessen Licht kontinuierlich in ein laseraktives Gas zwischen den Hauptentladungselektroden geleitet wird, wenn die Klemmen spannung zwischen den Hauptentladungselektroden einen vorge gebenen Spannungspegel erreicht, und mit einer zweiten Auto ionisationseinrichtung, die Licht vom UV-Strahler kontinuier lich in das laseraktive Gas zwischen den Hauptentladungselek troden leitet.

Eine dritte Gaslaservorrichtung mit UV-Strahler umfaßt gemäß der Erfindung einen Behälter mit wenigstens einem lichtdurch lässigen Fenster, in dem ein laseraktives Gas enthalten ist, mit einem Paar von einander gegenüberstehend im Behälter an geordneten Hauptentladungselektroden, die den durch die Ent ladung erzeugten Laserstrahl zum lichtdurchlässigen Fenster führen, mit einer Elektrodenaktivierungseinrichtung zur Bil dung eines Schaltkreises, der eine Energieversorgung und jede der Hauptentladungselektroden miteinander verbindet, die La dungen von der Energieversorgung speichert und die gespei cherten Ladungen an jede der Hauptentladungselektroden auf grund eines Entladungsbefehls freisetzt, und mit einer einen UV-Strahler umfassenden Autoionisationseinrichtung zum konti nuierlichen Richten des Lichts vom UV-Strahler in ein laser aktives Gas zwischen den Hauptentladungselektroden, während gleichzeitig die Energie des zugeführten Lichts progressiv erhöht wird.

Eine vierte Gaslaservorrichtung, die die erste, zweite oder dritte Vorrichtung gemäß der obigen Beschreibung aufweist, umfaßt eine außerhalb eines Behälters angeordnete Autoioni sationseinrichtung, ein Paar von Hauptentladungselektroden, eine Vielzahl von Lichtleitbahnen, die im wesentlichen über den gesamten Bereich einer der Hauptelektroden gebildet sind, um das Licht vom lichtdurchlässigen Fenster des Behälters zur anderen Hauptelektrode zu leiten, und eine Einrichtung zum Richten des Strahlerlichts von der Autoionisationseinrichtung in jede der Lichtleitbahnen.

Eine fünfte Gaslaservorrichtung, die die erste, zweite oder dritte der oben beschriebenen Vorrichtungen aufweist, umfaßt eine viellagige Hauptentladungselektrodeneinrichtung mit we nigstens zwei Gruppen von Hoch- und Niederspannungs-Hauptent ladungselektroden, die lagenweise zueinander entgegengesetzt mit einem dazwischen befindlichen laseraktiven Gas angeordnet sind, mit einer Elektrodenaktivierungseinrichtung, die mit den Elektroden jeder Gruppe der viellagigen Hauptentladungs elektrodeneinrichtung verbunden ist, und mit einer Autoioni sationseinrichtung, deren Strahlerlicht in ein laseraktives Gas zwischen den Elektroden jeder Gruppe der viellagigen Hauptentladungselektrodeneinrichtung gerichtet wird. Eine sechste Gaslaservorrichtung, die die erste, zweite, dritte, vierte oder fünfte Vorrichtung gemäß der obigen Beschreibung umfaßt, hat eine Kondensoreinrichtung zur Bündelung eines Teils des Strahlerlichts von der Autoionisationseinrichtung auf einen bestimmten Bereich zwischen den Hauptentladungs elektroden.

Eine siebte Gaslaservorrichtung, die die vierte Vorrichtung enthält, umfaßt einen Behälter mit wenigstens einem licht durchlässigen Fenster zur Emission eines Laserstrahls und einem weiteren lichtdurchlässigen Fenster zur Einleitung des Lichts von einem UV-Strahler.

Eine achte Gaslaservorrichtung, die die vierte Vorrichtung enthält, umfaßt einen Behälter mit einem lichtdurchlässigen Fenster, das sowohl für den Austritt des Laserstrahls als auch für den Eintritt des UV-Strahls dient, und mit einem Strahlteiler, der in einer Laserstrahlfortpflanzungsbahn und einer UV-Lichtfortpflanzungsbahn außerhalb des Behälters angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Laserbearbeitungssystem ange geben, das eine Gaslaservorrichtung mit einer der acht vor genannten Vorrichtungen umfaßt und zum Schneiden eines Werk stücks mit einem Laserstrahl dient, der von den Hauptentla dungselektroden erzeugt ist.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Licht von einem UV-Strahler kontinuierlich von einer Autoionisationsein richtung auf ein laseraktives Gas zwischen den Hauptentla dungselektroden abgestrahlt wird, während die Elektrodenakti vierungseinrichtung eine Spannung an die Hauptentladungselek troden führt, so daß nicht etwa ein geringfügiger Fehler in der zeitlichen Steuerung der Bestrahlung mit dem Strahler licht das Auslösen der Hauptentladung durch die kontinuier liche Zuführung einer vorbestimmten Lichtmenge vom UV-Strah ler bei Erreichen einer ausreichenden Stärke der Autoioni sation verhindert. Infolgedessen kann ein Laserstrahl unter gleichmäßiger Glimmentladung erzeugt werden, ohne daß zwi schen den Elektroden ein Lichtbogen gezogen wird. Außerdem wird zwischen den Hauptentladungselektroden eine gleichför mige Autoionisation bewirkt, und durch die Betätigung des Hauptentladungstriggers wird eine Ausgangsleistung mit hohem Wirkungsgrad und langer Lebensdauer erzeugt.

Das kontinuierliche Aufbringen von UV-Strahlerlicht auf ein laseraktives Gas der Chlorwasserstoffgruppe ist in der Lage, eine nur sehr geringe Menge Verunreinigungen der Chlorwas serstoffgruppe aus dem laseraktiven Gas zu dissoziieren. Auch wird eine ausreichende Auutoionisation durch allmähliches Er höhen der Stärke der Autoionisation gewährleistet, so daß die Durchbruchspannung stabilisiert wird.

Wenn die Hauptentladungselektroden aus einer viellagigen Ent ladungselektrodeneinrichtung aufgebaut sind, wird über die Breite der Elektroden eine gleichmäßige Entladung ausgebil det, was die Erzeugung eines Laserstrahls mit großem Durch messer ermöglicht.

Insoweit die Autoionisationseinrichtung außerhalb des Be hälters zum Richten von UV-Licht zwischen die Hauptentla dungselektroden von der Behälteraußenseite angeordnet ist, kann die durch die Emission des Strahlerlichts erzeugte Wärme das laseraktive Gas nicht nachteilig beeinflussen, und gleichzeitig wird die Wartung der Autoionisationseinrichtung vereinfacht. Ferner kann die Strahleroberfläche nicht ver schlechtert und der Transmissionsgrad nicht verringert werden.

Wie vorstehend beschrieben, wird durch Autoionisation mit kontinuierlicher Einstrahlung von UV-Licht in ein laser aktives Gas eine gleichförmige Glimmentladung ermöglicht, wodurch der Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung eines Laserstrahls verbessert werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß wegen der Einstrahlung von UV-Strahlerlicht in den Behälter von dessen Außenseite das laseraktive Gas nicht durch das UV- Licht verschlechtert wird, was zu einer längeren Standzeit der Vorrichtung beiträgt.

Wenn ferner die Elektroden als viellagige Einrichtung ausge bildet sind, kann ein Laserstrahl mit großem Durchmesser er zeugt werden.

Die Anwendung der Autoionisation führt ferner zu dem nach stehenden Vorteil der Erfindung.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, der ein kompliziertes Vorgehen bei der Auslegung von Elektroden zum Zweck der Re laxation des elektrischen Feldes und für die Optimierung der Entladung sowie die Herstellung der Elektroden durch Präzi sionsbearbeitung, z. B. unter numerischer Steuerung oder der gleichen, verlangt, ist es bei der Erfindung möglich, eine einfache Form von Elektroden zu erzielen, wodurch Kosten und Arbeitsaufwand eingespart werden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Perspektivansicht, die Elektroden einer Hoch druck-Gaslaservorrichtung gemäß einem Ausführungs beispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Span nung an den Hauptentladungselektroden und der Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ent fernung und der Elektronendichte einer Autoioni sationsquelle zeigt;

Fig. 5 eine Perspektivansicht der Elektrode gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Teile von Fig. 5;

Fig. 7 eine Perspektivansicht der Elektroden gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch die Teile von Fig. 7;

Fig. 9 eine Perspektivansicht der Elektroden gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 eine Perspektivansicht der Elektroden gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 eine Perspektivansicht der Elektroden gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12 eine Perspektivansicht eines Anwendungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 13 ein Schema, das die Systemkonfiguration eines wei teren Anwendungsbeispiels der Erfindung zeigt;

Fig. 14 eine Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 15 ein Diagramm, das den Betrieb der Vorrichtung von Fig. 14 erläutert;

Fig. 16 eine Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 17 ein Diagramm, das den Betrieb der Vorrichtung von Fig. 16 erläutert;

Fig. 18 eine Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 19 eine Darstellung eines zehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und

Fig. 20 eine schematische Darstellung, die die wesentlichen Teile der Vorrichtung von Fig. 19 erläutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Hoch druck-Gaslaservorrichtung. Dabei ist eine Hauptlaservor richtung ein XeCl-Excimer-Laser mit einer Hauptentladungsein richtung 2, die Unterentladungseinrichtungen 2a, 2b, 2c, 2d aufweist, die in Lagen von Hochspannungs-Hauptelektroden 3a, 3b, 3c und Niederspannungs-Hauptelektroden 4a, 4b, die parallel zur optischen Achse des Lasers angeordnet sind, ge bildet sind. Ein Zwischenraum d der Entladungseinrichtung ist mit einem ausreichend großen Wert relativ zur Dicke t0 der Hauptelektroden 4a, 4b, 3a-3c vorgegeben. Der Wert von t0 ist beispielsweise mit ca. 0,5-2 mm gegenüber dem Wert von d von 10-20 mm gewählt. Normalerweise wird zwar als Material für die Elektroden Nickel verwendet, aber als alternatives Mate rial kann auch vernickeltes oder vergoldetes Aluminium ver wendet werden. Anhebungskondensatoren C2a, C2b, C2c, C2d sind mit entsprechenden Hauptentladungselektrodenpaaren 3a-4a, 3b- 4a, 3b-4b bzw. 3c-4c verbunden. Die Hochspannungs-Hauptelek troden 3a, 3b, 3c sind mit einem Ladekondensator C1 und einer Ladeinduktivität L über Induktivitäten L1, L2 bzw. L3 verbun den. Ferner ist der Ladekondensator C1 mit einem Hochspan nungsschalter SW und einer Hochspannungs-Ladestromquelle (nicht gezeigt) verbunden. Die Hauptentladungseinrichtung 2 ist im Gasbehälter 5 angeordnet, und ein rückwärtiger Spiegel (Vollreflektor) 6 sowie ein Ausgangskoppler (Spiegel) 7 bil den einen Teil des Gasbehälters 5. Eine kleine Lasereinheit 8 wie etwa ein KrF-Excimer-Laser oder ein ähnlicher UV-Laser ist als Autoionisationsquelle außerhalb der Hauptlaservor richtung 1 angeordnet. Der von dieser Einheit emittierte Laserstrahl 9 passiert jede der mehrlagigen Hauptentladungs einrichtungen durch Reflektoren 11, 12 mit Hilfe einer strahlformenden Optik 10, die aus einer Zylinderlinse oder dergleichen besteht.

Der Reflektor 12 ist so beschichtet, daß eine Reflexion von Laserlicht einer Wellenlänge der Hauptlaservorrichtung un möglich ist, und der rückwärtige Reflektor 6 und der Aus gangskoppler 7 sind so beschichtet, daß eine Reflexion einer Wellenlänge des Laserstrahls 9 für die Autoionisation unmög lich ist.

Es ist ein Beschichtungsverfahren unter Anwendung einer di elektrischen Mehrfachschicht bekannt, um den Reflexionsfaktor gegenüber einer bestimmten Wellenlänge wie oben erwähnt ein zustellen. Bei diesem Verfahren werden in abwechselnd aufein anderfolgenden Schichten Materialien mit hohen und niedrigen Brechzahlen und einer Schichtdicke von λ/4 (λ: Wellenlänge des Lichts) durch Aufdampfen aufgebracht. Kombinationen von Materialien, die durch Aufdampfen aufgebracht werden, umfas sen PbF₂/Na₃AlF₃, HfO₂/SiO₂, Al₂O₃/NaF, ScO₃/MgF₂, ThF₄/Na₃AlF₆ oder ZrO₂/SiO₂.

Eine Verzögerungseinheit 14 ist zwischen der Hauptlaser vorrichtung 1 und der Triggereinheit 13 der Autoionisations einrichtung 9 vorgesehen und liefert eine zeitliche Ver zögerung zwischen den Befehlssignalen der beiden Einrich tungen.

Zuerst wird der Ladekondensator C1 mit einer vorbestimmten hohen Spannung Vs durch eine Induktivität L0 von einer exter nen Hochspannungs-Ladestromversorgung geladen. Beim Schließen des Hochspannungsschalters SW aufgrund eines Befehlssignals von der Triggereinheit 13 werden die Ladungen zu den Anhe bungskondensatoren C2a, C2b, C2c, C2d durch Resonanzkreise von Schleifen verschoben, die jeweils in der genannten Rei henfolge aus C1, SW, C2a und L1, aus C1, SW, C2b und L2, aus C1, SW, C2c und L2 bzw. aus C1, SW, C2d und L3 gebildet sind. Die Werte der Induktivitäten L1, L2 und L3 sind in solcher Weise geregelt, daß die Impulsladezeit T0 zu den Anhebungs kondensatoren C2a, C2b, C2c, C2d gegenüber der Hauptladezeit ausreichend lang ist und z. B. 5-50 µs beträgt. Wie bei spielsweise Fig. 3 zeigt, ist die Emission des Laserstrahls der Autoionisationseinrichtung 8 durch die Verzögerungsein heit 14 zu einem Zeitpunkt Td (Td ≃ To) nach der Impulslade startzeit der Anhebungskondensatoren vorgegeben.

In dem Zeitbereich, der der Beziehung t < Td genügt, erfolgt keine Autoionisation in den Hauptentladungsräumen, und daher ist, wie experimentell ermittelt wurde, die Entladungs-Durch bruchspannung VB1 eines Impulses (ca. 5-50 µs) zwischen den Hauptelektroden jeder Lage ausreichend hoch gegenüber einer entsprechenden Gleichstromentladungs-Durchbruchspannung Vb0 (VB1 ≃ 10×VB0).

Die Impulsladespannung der Anhebungskondensatoren ist so vorgegeben, daß sie der Beziehung

VB0 « Vp < VB1 (1)

genügt, so daß der Autoionisations-Laserstrahl 9 mit einer zeitlichen Verzögerung Td zugeführt und nacheinander an den Reflektoren 11, 12 reflektiert wird. Die viellagigen Haupt entladungszwischenräume unterliegen somit aufeinanderfolgend der Autoionisation. Es sei angenommen, daß der Resonator der Hauptlaservorrichtung 1 eine Länge von 1 m hat und der Puls des Laserstrahls für die Autoionisation zweimal entlang der optischen Achse der Hauptlaservorrichtung hin- und her reflektiert wird. Dann ist die zurückgelegte Strecke 4 m. Ein Experiment zeigt, daß die Schwächungsrate des Laserstrahls während der Ausbreitung in dem Gas nicht mehr als einige %/m beträgt und daß der Laserstrahl bei der Zurücklegung dieser Strecke nicht merklich geschwächt wird, so daß die Auswirkung der Autoionisation erhalten bleibt. Zum besseren Verständnis wird ein Vergleich mit anderen Autoionsationsquellen entspre chend Fig. 4 durchgeführt. Dabei bezeichnen A1, A2 normale Positionen der Hauptelektroden, und A1, A3 bezeichnen die Po sitionen der Hauptelektroden, wobei der Zwischenraum zwischen ihnen zweifach vergrößert ist. Es wird dabei angenommen, daß die Autoionisationsquelle an der Rückseite der Hauptelektrode A1 liegt, und die Autoionisations-Elektronendichte n_e ist unter der Annahme standardisiert, daß die Werte A1 und A2 an Zwischenpositionen sämtlich gleich (n_e ≃ 10⁶ cm^-3) sind. Das Korona-UV- oder Zünd-UV-Licht umfaßt im wesentlichen eine punktförmige Lichtquelle oder eine parallel angeordnete Lichtquelle. Mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle nimmt daher die Dichte der Elektronen infolge der Autoioni sation extrem stark ab, was es schwierig macht, eine gleich förmige Entladung entlang der Eindringrichtung zu erreichen. Die Entladung zwischen den Hauptelektroden beginnt mit einer Verzögerung von ca. τ ≃ 50 ns nach der Ankunft des Autoionisa tions-Laserstrahls. Da Elektronen einer Dichte n_e ≃ 10⁶ cm^-3 als Saatelektronen infolge der Autoionisation vorhanden sind, wird jedoch über den gesamten Hauptentladungsraum eine gleichförmige Entladung realisiert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Autoionisationsquelle ein Laserstrahl verwendet, der durch Vielfachreflexion gerin ge Fortpflanzungsschwächung hat, und es ist daher möglich, die Räume eines großen Volumens einer gleichförmigen Auto ionisation auszusetzen, wodurch eine Hochdruck-Gaslaservor richtung mit einem Laserstrahl großen Durchmessers erhalten wird. Auch ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Hauptelek trodenabstand als eine Kombination von viellagigen Entla dungsräumen mit kleinen Zwischenräumen gebildet, und die an gelegte Spannung Vs für eine einzelne kleine Hauptentladung wird mit einer vergleichsweise niedrigen Spannung, die an den Zwischenraum angepaßt ist, erreicht. Die Isolation der Laser vorrichtung wird dadurch vereinfacht, und gleichzeitig wird die Ladestromversorgung verringert.

Die Fig. 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel. Da bei sind die Hauptentladungselektroden von einem Paar von Elektroden 3, 4 gebildet. Ein Autoionisations-Laserstrahl 9 wird viele Male von Reflektoren 11, 12 reflektiert, so daß der Hauptentladungsraum einer gleichförmigen Autoionisation unterworfen wird.

Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, daß eine durchmessergroße Hochdruck-Gaslaservorrichtung in einfacher Weise aufgebaut ist.

Die Fig. 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel. Da bei sind Reflektoren 11, 12 an den Seiten der Hauptlaservor richtung 1 in solcher Weise angeordnet, daß ein Autoionisa tions-Laserstrahl 9 die optische Achse der Hauptlaservorrich tung 1 schneiden kann. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt die gleichförmige Autoionisation von großvolumigen Entladungs räumen, so daß eine Hochdruck-Gaslaservorrichtung mit einem Laserstrahl großen Durchmessers erhalten wird. Dadurch, daß die optische Achse der Hauptlaservorrichtung 1 diejenige des Autoionisations-Laserstrahls 9 schneidet, ergibt sich der Vorteil, daß die Reflexionsschichten der Reflektoren 11, 12, des Voll-Reflektors 6 und des Auskopplungsreflektors nur für eine einzige Wellenlänge ausgelegt zu sein brauchen.

Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel mit Hauptentla dungselektroden 4a, 3a, 4b, 3b, 4c, die jeweils aus einer Porenöffnungen aufweisenden Elektrode mit einer Vielzahl Poren gebildet sind. Die oberste Hauptelektrode weist an ihrer Rückseite eine Koronaelektrode 15 auf, die von einem Dielektrikum wie Keramik umgeben ist, das über die Verzö gerungseinheit 14 an eine Hochspannungseinrichtung ange schlossen ist. Nach dem Anlegen einer Impulsspannung an die Hochspannungs-Hauptentladungselektroden 3a, 3b wird der Koro naelektrode 15 ein Hochspannungsimpuls aufgedrückt, und des sen Autoionisations- und Triggerwirkung löst zuerst die Hauptentladung nur des Hauptentladungsraums 2a der obersten Lage aus, wodurch die Laserschwingung ausgelöst wird. Da jede Hauptelektrode eine Vielzahl von Poren hat, bildet der Aus tritt von UV-Licht durch diese Öfffnungen eine Autoionisa tionsquelle und eine Triggerquelle für den Hauptentladungs raum 2b der nächsten Stufe, so daß die Hauptentladung in der nächsten Stufe ausgelöst wird. Auf diese Weise wird nachein ander die Hauptentladung der Lagen bewirkt, so daß insgesamt ein Laserstrahl mit großem Durchmesser erzeugt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Entladung über die Breite der Elektroden sehr leicht umfangsmäßig vergrößert. Die Einführung von viellagigen Entladungen ermöglicht ferner die Vergrößerung des Durchmessers der Entladung entlang den Elektrodenzwischenräumen, wodurch sich eine Hochdruck-Gas laservorrichtung mit durchmessergroßem Laserstrahl ergibt.

Fig. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel, wobei jede der Hauptentladungselektroden 4a, 3a, 4b, 3b, 4c gitterartig aus gebildet ist. Die oberste Hauptelektrode 4a weist an ihrer Rückseite sehr kleine Zwischenräume 16a, 16b, ... auf. Ein Ende jeder Zwischenraumelektrode ist mit einer Hochspannungs einrichtung über Ballastinduktivitäten 17a, 17b, ... und eine Verzögerungseinheit 14 verbunden. Das andere Ende jeder Zwi schenraumelektrode ist mit dem Massepotential über Induk tivitäten 17a′, 17b′ usw. verbunden. Nach dem Anlegen einer Impulsspannung an die Hochspannungs-Hauptentladungselektroden 3a, 3b wird den Zwischenraumelektroden eine hohe Impulsspan nung aufgedrückt, so daß die Autoionisations- und Triggerwir kung des Zünd-UV-Lichts zuerst nur die Hauptentladung des Hauptentladungsraums 2a der obersten Lage auslöst, wodurch die Laserschwingung ausgelöst wird. Jede Hauptelektrode ist gitterförmig, so daß das durch ihre Öffnungen austretende Licht eine Autoionisations- und Triggerquelle für den Haupt entladungsraum 2b der nächsten Stufe bildet, wodurch die Hauptentladung in der nächsten Stufe beginnt. Auf diese Weise werden nacheinander Hauptentladungen etagenförmig ausgelöst, so daß insgesamt ein Laserstrahl mit großem Durchmesser er zeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Zwischenraumelektroden für die Autoionisation nicht nur in Axialrichtung, sondern auch parallel zur Breite angeord net, um eine gleichförmige Entladung über die Elektrodenbrei te sicherzustellen.

Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil einer Hoch druck-Gaslaservorrichtung mit großem Strahldurchmesser.

Fig. 11 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel, das aus einer Kombination von miteinander integrierten Keramikkondensatoren einschließlich Anhebungskondensatoren C2a, C2b, C2c aufgebaut ist. Wenn die Keramik-Hauptkomponente beispielsweise als SrTiO₃ angenommen wird, kann diese Konstruktion mit einer Di elektrizitätskonstanten von ca. εS ≃ 1500 in einfacher Weise hergestellt werden. Wenn die durch die Ausbreitung der Im pulsspannung zurückgelegte Entfernung 1 ist und wenn die Keramik als impulsformendes Schaltungselement angenommen wird, ist die Impulsdauer Tp gegeben als

wobei C die Geschwindigkeit des Lichts ist. Konventionell wird Wasser (εS ≃ 80) als Kapazität eines Impulsformungskrei ses großer Kapazität verwendet. Der Vorteil dieses Ausfüh rungsbeispiels liegt darin, daß die Verwendung eines integral geformten Keramik-Kondensators der beschriebenen Art die Aus bildung einer langen Impulsdauer mit kleinen Dimensionen er laubt.

Fig. 12 zeigt einen Anwendungsfall der Vorrichtung. Durch Verwendung der Hochdruck-Gaslaservorrichtung mit großem Durchmesser, wie sie oben anhand der verschiedenen Ausfüh rungsbeispiele beschrieben wurde, wird ein Excimer-Laser beispielsweise aus XeCl in Verbindung mit einem großflächigen Polysiliciumkristall 18a, 18b, 18c, ... angewandt, um dessen kristalline Güte durch Glühen zu verbessern. Dieses Vorgehen unter Anwendung eines Laserstrahls mit großem Durchmesser er möglicht das Glühen einer Probe mit einer einzigen Bestrah lung, was den Vorteil der Ausschaltung eines glühbedingten Ausfalls bietet, der sich sonst an überlagerten Strahlberei chen bei den konventionellen Systemen einstellen könnte. Die ses Verfahren unter Anwendung der Erfindung ist besonders wirksam bei der Herstellung großflächiger TFT-Displays ein setzbar.

Außer bei Si, das vorstehend als ein Anwendungsbeispiel ge nannt wurde, ist die Erfindung mit gleicher Auswirkung bei der Verbesserung von Materialien und Glühverfahren allgemein anwendbar.

Die Dauer des Hochdruck-Laserstrahls bei jedem Puls des XeCl- Excimer-Lasers beträgt bei allgemeinen Anwendungen nur ca. 30 ns. Auch wenn eine Vielzahl von Objekten 18a, 18b, 18c usw. kontinuierlich bewegt wird, wird daher eine hochpräzise kontinuierliche Bearbeitung ohne Unterbrechung ermöglicht, so daß ein Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungssystem erhalten wird.

Fig. 13 zeigt einen weiteren Anwendungsfall der Vorrichtung nach der Erfindung; dabei ist angenommen, daß eine Vielzahl von Laservorrichtungen 1a, 1b, 1c parallel zueinander als System betrieben und ein extern vorgesehener Laser 8 als Autoionisationsquelle und Trigger eingesetzt wird. Bei diesem Anwendungsfall kann eine Vielzahl von Hochleistungs-Laser vorrichtungen mit großer Apertur parallel betrieben werden.

Ein weiterer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß bei Vorgabe des Drucks des eingeschlossenen Gases im Bereich von Atmosphärendruck die Druckdifferenz zwischen den Innen- und Außendrücken des Systems mit dem rückwärtigen Voll-Reflektor 6 oder dem Ausgangskoppler 7 als Begrenzung eliminierbar ist, wodurch die mechanische Beanspruchung des rückwärtigen Reflektors 6 oder des Ausgangskopplers 7 ver ringert wird.

Wenn ferner bei jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele die Dicke t0 der viellagigen Hauptelektroden auf weniger als 1/10 des Hauptentladungsspalts d (für die einzelne Lage) ver ringert ist, wird die Begrenzung des Laserstrahls an jeder Lage aufgrund der Hauptentladung unscharf, wodurch ein Laser strahl mit äquivalent großem Durchmesser realisiert wird.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Ausführungsbeispiele besteht darin, daß die Lebensdauer der Laservorrichtung da durch verlängert ist, daß ein Festkörperelement als Hochspan nungs-Schaltelement verwendet wird, verbunden mit der Charak teristik einer sehr langsamen Anstiegszeit der an die Haupt elektroden angelegten Impulsspannung.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die mit UV-Strahlung zur Autoionisation arbeiten.

Zuerst wird dabei ein siebtes Ausführungsbeispiel be schrieben.

In Fig. 14 umfaßt eine Gaslaservorrichtung 110 einen kasten förmigen Behälter 112 als Vorrichtungsgehäuse. Der Behälter 112 weist an seiner Seitenwand einen Voll-Reflektor 114 als lichtdurchlässiges Fenster und einen gegenüberstehenden Aus gangskoppler (Reflektor) 116 auf. Der Behälter 112 ist mit einem Lasergasgemisch aus einem Gas der Halogengruppe und Edelgasen wie HCl, Xe und Ne für einen XeCl-Excimer-Laser gefüllt. Dieses Lasergasgemisch enthält die Hauptentladungs elektroden 118, 120 einander gegenüberliegend in solchen Po sitionen, daß der Laserstrahl zum Ausgangskoppler 116 geführt wird.

Die Hauptentladungselektroden 118, 120 sind dem Anhebungs kondensator 122 derart parallelgeschaltet, daß die Hauptent ladungselektrode 118 einerseits an eine Ladeinduktivität 124 als Hochspannungselektrode und andererseits an eine Hochspan nungs-Ladestromversorgung 130 über eine Induktivität 126 und einen Ladekondensator 128 angeschlossen ist. Ein Hochspan nungsschalter 132 ist zwischen die Eingangsseite des Kon densators 128 und Masse geschaltet. Aufgrund eines Befehls signals von der Triggereinrichtung 134 wird dieser Schalter 132 aktiviert und öffnet oder schließt seine Kontakte. Ins besondere sind diese Kontakte so ausgelegt, daß sie bei Er zeugung eines Impulssignals 1100 als Entladungs-Ausgangsbe fehl von der Triggereinrichtung 134 geschlossen werden. Wenn die Kontakte des Schalters 132 geschlossen sind, werden die im Kondensator 128 gespeicherten Ladungen zu den Hauptentla dungselektroden 118, 120 freigesetzt. Dabei bilden die Induk tivität 124, der Anhebungskondensator 122, die Induktivität 126, der Kondensator 128 und der Hochspannungsschalter 132 eine Entladungs-Pumpeinrichtung.

An der Außenseite des Behälters 112 ist ein kleiner UV- Strahler 136 als Autoionisationsquelle angeordnet. Dieser UV- Strahler 136, der dem Vollreflektor 114 über eine elektroma gnetische Blende 138 gegenübersteht, wird normalerweise ein geschaltet gehalten, so daß das Licht 140 vom UV-Strahler 136 durch die elektromagnetische Blende 138 und eine Optik mit einer Zylinderlinse oder dergleichen auf den Vollreflektor 114 auftrifft. Der Vollreflektor 114 und der Ausgangskoppler 116 sind mit solchem Material beschichtet, daß eine Reflexion der Wellenlänge des Lichts 140 vom UV-Strahler 136 ausge schlossen ist. Infolgedessen trifft das durch den Vollreflek tor 114 eintretende Licht 140 auf das Lasergasgemisch zwi schen den Hauptenladungselektroden 118, 120 auf. Die elektro magnetische Blende 138 ist mit der Triggereinrichtung 134 durch die Verzögerungseinheit 142 verbunden, so daß, wenn ein Impulssignal 1100 der Triggereinrichtung 134 von der Verzö gerungseinheit 142 als Impulssignal 1102 nach einer vorbe stimmten Verzögerung erzeugt wird, die elektromagnetische Blende 138 geöffnet bleibt, während das Impulssignal 1102 erzeugt wird. Solange die elektromagnetische Blende 138 geöffnet ist, tritt das Strahlerlicht 140, dessen UV-Strahl auf einem vorbestimmten Gütepegel gehalten wird, kontinuier lich in den Behälter 112 ein. Die Verzögerungszeit Td der Verzögerungseinheit 142 ist, wie Fig. 15 zeigt, mit einer Zeitdauer vorgegeben, die dem Zeitpunkt entspricht, zu dem die Klemmenspannung der Hauptentladungselektroden 118, 120 die Impulsladespannung Vp erreicht. Die Autoionisations einrichtung besteht aus dem UV-Strahler 136, der elektroma gnetischen Blende 138, der Verzögerungseinheit 142 und der Triggereinrichtung 134.

Bei der obigen Konstruktion ist die Beziehung zwischen der Impulsladespannung Vp am Anhebungskondensator 122 und der Entladungs-Durchbruchspannung VB1 zwischen den Hauptentla dungselektroden 118, 120 mit Vp<=VB1 vorgegeben. Gleichzeitig ist der Wert der Induktivität 126 so eingestellt, daß die Impulsladezeit Tt ca. 5-50 µs und damit länger als die Hauptentladungszeit ist. Wenn das Impulssignal 1100 als ein Entladungsbefehl von der Triggereinrichtung 134 erzeugt wird und die Verzögerungszeit Td der Verzögerungseinheit 142 mit einer größeren Dauer als die Impulsladezeit Tt vorgegeben ist, schließt der Hochspannungsschalter 132 zuerst seine Kon takte. Beim Schließen der Kontakte des Hochspannungsschalters 132 werden die im Ladekondensator 128 gespeicherten Ladungen zum Anhebungskondensator 122 durch einen Resonanzkreis in Schleifenform mit dem Kondensator 128, dem Hochspannungs schalter 132, dem Anhebungskondensator 122 und der Induktivi tät 126 verschoben, wodurch die Spannung am Anhebungskonden sator 122 allmählich erhöht wird. Dabei erhöht sich die Klem menspannung zwischen den Hauptentladungselektroden 118, 120 allmählich.

Wenn die Spannung am Anhebungskondensator 122 zu einem Zeit punkt Tt den Pegel Vp erreicht, wird den Hauptentladungs elektroden 118, 120 eine Vorgabespannung aufgedrückt, so daß eine entladungsfähige Spannung vorhanden ist. Wenn sich dann die elektromagnetische Blende 138 aufgrund eines Impulssi gnals 1102 zum Zeitpunkt Td öffnet, tritt eine immer gleiche Menge Licht 140 vom UV-Strahler in den Behälter 112 durch den Vollreflektor 114 ein, solange die elektromagnetische Blende 138 geöffnet ist. Nach einem Zeitintervall t nach dem Anlegen des Strahlerlichts 140 bzw. beispielsweise nach einer Zeit dauer t von 50 ns wird die Entladung zwischen den Hauptent ladungselektroden 118, 120 ausgelöst. Unter dieser Bedingung bewirkt die Anwesenheit von Saatelektronen zwischen den Hauptentladungselektroden 118, 120 eine gleichförmige Glimm entladung über den gesamten Bereich zwischen den Hauptent ladungselektroden 118, 120, so daß aus dem Ausgangskoppler 116 ein Laserstrahl 144 emittiert wird.

Da als Autoionisationsquelle bei diesem Ausführungsbeispiel ein UV-Strahler 136 wie etwa ein Quecksilberstrahler einge setzt wird, kann auf diese Weise die Größe der Vorrichtung gegenüber einer solchen mit Röntgenstrahler oder Laserstrahl als Autoionisationsquelle verkleinert werden, wodurch die Handhabung auch dann vereinfacht wird, wenn mehrere Strahler 136 verwendet werden. Dadurch, daß eine gleichförmige Glimm entladung erzeugt wird, kann eine Verschlechterung des laser aktiven Gases durch Lichtbogen vermieden werden, wodurch sich eine höhere Lebensdauer der Vorrichtung ergibt.

Da ferner das Licht 140 mit einer unveränderlichen UV-Strah lungsmenge in das laseraktive Gas gerichtet werden kann, kann die Hauptentladung zu einem Zeitpunkt ausgelöst werden, zu dem die akkumulierte Autoionisation einen beträchtlichen Pe gel erreicht hat, so daß der Wirkungsgrad und die Ausgangs leistung des Laserstrahls 144 verbessert sind. Da die Erhö hungsrate der zwischen die Hauptentladungselektroden 118, 120 angelegten Spannung nicht erhöht werden muß und zwischen den Hauptentladungselektroden 118, 120 die Triggerfunktion vorge sehen ist, ist die Belastung des Hochspannungsschalters 132 geringer, so daß ein Festkörperschalter als Hochspannungs schalter 132 verwendet werden kann. Wenn ein Festkörperele ment als Hochspannungsschalter 132 anstelle eines Thyratrons verwendet wird, kann die Vorrichtung noch kleiner gebaut werden.

Das Nichtvorhandensein von Funken von der Autoionisations quelle, das im Gegensatz zum Stand der Technik steht, unter drückt entladungsbedingte Störungen, so daß eine Fehlfunktion der Vorrichtung vermieden und gleichzeitig der Betrieb der Vorrichtung stabilisiert wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 wird ein achtes Aus führungsbeispiel beschrieben.

Dabei ist als zweite Autoionisationsquelle außerhalb eines Behälters 112 ein UV-Strahler 146 vorgesehen, und zwischen der elektromagnetischen Blende 138 und einem Vollreflektor 114 ist ein Strahlteiler 148 angeordnet, so daß das Licht 140 vom UV-Strahler 136 durch den Strahlteiler 148 in den Behäl ter 112 gelangt, während gleichzeitig Licht 150 vom UV-Strah ler 146 konstant in den Behälter 112 durch den Strahlteiler 148 gelangt. Die Schaltungskonstanten sind in solcher Weise vorgegeben, daß die Erhöhungsrate der Spannung, die dem Anhe bungskondensator 122 aufgedrückt wird, z. B. 0,1-0,3 kV/ns beträgt. Mit Ausnahme der Verzögerungszeitdauer t1 der Verzögerungseinheit 142, die geändert wurde, sind gleiche oder äquivalente Teile oder Elemente mit den gleichen Bezugs zeichen wie vorher versehen und werden nicht nochmals er läutert.

Wie Fig. 17 zeigt, wird bei diesem Ausführungsbeispiel das Licht 150 vom UV-Strahler 146 ständig in den Behälter 112 gerichtet, so daß, wenn die elektromagnetische Blende 138 zum Zeitpunkt t1 nach dem Schließen der Kontakte des Hochspan nungsschalters 132 durch ein Impulssignal 1100 von der Triggereinrichtung 134 geöffnet wird, aufgrund der durch das Strahlerlicht 150 bereits abgeschlossenen Autoionisation eine Entladung zum Zeitpunkt Tt1 bewirkt wird, zu dem die Spannung zwischen den Hauptentladungselektroden 118, 120 auf eine Ent ladespannung Vp1 abfällt, die geringfügig unter der Impuls entladungs-Durchbruchspannung VB1 liegt.

Wie vorher wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel durch die kontinuierliche Einstrahlung des Lichts von einem UV-Strahler in das laseraktive Gas eine gleichförmige Glimmentladung mit gleicher Auswirkung wie vorher erzeugt. Bei dem Ausfüh rungsbeispiel, bei dem das Licht 150 von dem UV-Strahler 146 kontinuierlich in das laseraktive Gas eingestrahlt wird, kann eine geringe Menge Verunreinigungen von Chloriden dissoziiert werden.

Wenn dieses Ausführungsbeispiel so ausgelegt ist, daß die Strahlungsenergie des vom UV-Strahler 146 erzeugten Lichts 150 stetig erhöht wird, kann der Autoionisationsgrad stu fenweise erhöht werden, so daß vor dem Beginn der Hauptent ladung eine noch bessere Autoionisation ermöglicht wird, wodurch der Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung des Laser strahls verbessert werden. Es ist auch möglich, die Bestrah lungsenergie des UV-Strahlers 136 stufenweise zu steigern.

Unter Bezugnahme auf Fig. 18 wird ein neuntes Ausführungs beispiel erläutert.

Dabei ist eine hochspannungsseitige Hauptentladungselektrode 118 gitterförmig ausgebildet, und in der Seitenwand des Be hälters 112 an der Rückseite der Hauptentladungselektrode 118 ist ein lichtdurchlässiges Fenster 152 gebildet. Eine Ionisa tionsblende 138 liegt dem lichtdurchlässigen Fenster 152 ge genüber. Die übrigen Teile der Konstruktion entsprechen den jenigen von Fig. 14 und sind auch entsprechend bezeichnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Hauptentladungs elektrode 118 eine Vielzahl von Lichtleitbahnen im we sentlichen über die Gesamtfläche der Elektrode 118, um das einfallende Licht vom lichtdurchlässigen Fenster 152 zur Hauptentladungselektrode 120 zu leiten. Insbesondere wird Licht 140 vom UV-Strahler 136 im wesentlichen über den Ge samtbereich zwischen den Hauptentladungselektroden 118, 120 durch das lichtdurchlässige Fenster 152 und jede Lichtleit bahn 152 eingestrahlt. Infolgedessen erfolgt die Autoionisa tion gleichförmig über den Gesamtbereich zwischen den Haupt entladungselektroden 118, 120, wodurch eine noch gleichmäßi gere Glimmentladung realisierbar ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 19 und 20 wird ein zehntes Ausführungsbeispiel erläutert.

Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt wenigstens zwei Paare von Hauptentladungselektroden 118 und 120 von Fig. 14, die lagen weise aufgebaut sind zur Bildung einer viellagigen Hauptent ladungselektrodeneinrichtung 156, die einerseits an die Elek trodenaktivierungseinrichtung angeschlossen ist, während an dererseits Licht 140 von einem UV-Strahler 136 auf die Haupt entladungselektrodeneinrichtung 156 gerichtet ist.

Die viellagige Hauptentladungselektrodeneinrichtung 156 um faßt Hochspannungs-Hauptentladungselektroden 118A, 118B, 118C und Niederspannungs-Entladungselektroden 120A, 120B. Diese Elektroden sind abwechselnd nacheinander parallel zur opti schen Achse des Lasers angeordnet. Zwischen den Elektroden sind kleine Entladungseinrichtungen 158, 160, 162, 164 gebil det. Anhebungskondensatoren 166, 168, 170 sind zwischen die Elektroden geschaltet. Die Hochspannungs-Hauptentladungselek troden 118A, 118B, 118C sind über Induktivitäten 174, 176, 178 mit einem Ladekondensator 180 und einer Ladeinduktivität 182 gekoppelt. Der Eingang des Kondensators 180 ist mit einer Stromversorgung 130 gekoppelt, und der Ausgangsanschluß der Sromversorgung 130 ist mit einem Hochspannungsschalter 132 gekoppelt. Ferner ist zwischen einen Vollreflektor 114 und eine elektromagnetische Blende 138 ein Reflektor 144 einge fügt, so daß das Licht 140 vom UV-Strahler 136 in den Behäl ter 112 in einer um 90° am Reflektor 184 durch die elektroma gnetische Blende 138 gebrochenen Form einstrahlt.

Wenn bei dieser Konstruktion die Triggereinrichtung 134 ein Impulssignal 1100 erzeugt, werden die Kontakte des Hoch spannungsschalters 132 geschlossen, und die im Ladekonden sator 180 gespeicherten Ladungen werden zu den Anhebungskon densatoren 166, 168, 170 und 172 durch einen Resonanzkreis verschoben, und zwar in einer Schleife aus dem Kondensator 180, dem Schalter 132, dem Anhebungskondensator 166 und der Induktivität 174 in dieser Reihenfolge, einer Schleife aus dem Kondensator 180, dem Schalter 132, dem Anhebungskonden sator 168 und der Induktivität 176 in dieser Reihenfolge, einer Schleife aus dem Kondensator 180, dem Schalter 132, dem Anhebungskondensator 170 und der Induktivität 176 in dieser Reihenfolge sowie einer Schleife aus dem Kondensator 180, dem Schalter 132, dem Anhebungskondensator 172 und der Indukti vität 178 in dieser Reihenfolge; dadurch wird die Klemmen spannung zwischen den Elektroden 118A, 118B bzw. 120A, 120B allmählich erhöht. Die Entladezeit ist mit einer ausreichend langen Dauer gegenüber derjenigen der Hauptentladung in Ab hängigkeit von den Werten der Induktivitäten 174, 176 und 178 vorgegeben.

Es sei angenommen, daß die elektromagnetische Blende 138 zu einem verzögerten Zeitpunkt Td nach dem Schließen der Kon takte des Schalters 132 aktiviert wird. Licht 140 vom UV- Strahler 136 wird zwischen die Elektroden der viellagigen Hauptentladungselektrodeneinrichtung 156 durch den Reflektor 184 gerichtet. Infolgedessen erfolgt die Autoionisation an den kleinen Entladungseinrichtungen 158, 160, 162, 164, wo durch eine gleichförmige Glimmentladung über den Gesamtbe reich der Elektroden ausgebildet wird. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine gleichförmige Autoionisation gleich zeitig an jedem Bereich der kleinen Entladungseinrichtungen 158, 160, 162, 164 der viellagigen Struktur möglich, was die Erzeugung eines Laserstrahls mit großem Durchmesser erlaubt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Hauptelektrodenraum als eine Aneinanderordnung von viellagigen Entladungsräumen mit kleinen Zwischenräumen ausgebildet, so daß ein einzelner kleiner Zwischenraum entsprechend der angelegten Spannung regelbar ist. Infolgedessen kann die Hauptentladung mit einer vergleichsweise niedrigen Spannung erfolgen, so daß die Iso lation der Laservorrichtung vereinfacht wird, während gleich zeitig die Größe der Hochspannungs-Stromversorgung 130 ver ringert wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Elektroden 118A- 118C und 120A, 120C als Doppelkonstruktion oder vielporig ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, ein hochdielek trisches Material für die Anhebungskondensatoren 166, 168, 170, 172 zu verwenden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner ein Laserstrahl mit großem Durchmesser verfügbar, und der Einsatz eines solchen Laserstrahls zum Schneiden eines Werkstücks wie etwa eines LSI-Chips verbessert die Bearbeitungsgüte, obwohl nur ein einziger Laserstrahl eingesetzt wird. Im übrigen ist die Wellenlänge des bei den Ausführungsbeispielen verwendeten UV- Strahlers 136 bevorzugt größer als 500 nm, und bei Anwendung einer Wellenlänge, die kürzer als die Wellenlänge der Laser oszillation ist, kann eine überlegene Auswirkung der Auto ionisation erzielt werden.

Im Gegensatz zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem das Strahlerlicht 140 vom Vollreflektor 114 abgestrahlt wird, kann der Laserstrahl aus dem Ausgangskoppler 116 alternativ durch einen Strahlteiler erzeugt werden, während gleichzeitig das Strahlerlicht 140 vom UV-Strahler 136 in den Behälter 112 durch den Ausgangskoppler 116 gerichtet wird. In diesem Fall genügt es, nur den Ausgangskoppler 116 als lichtdurchlässiges Fenster vorzusehen.

Ferner kann der bei jedem der Ausführungsbeispiele vor gesehene UV-Strahler 136 so aufgebaut sein, daß er gemeinsam mit einer Entladungsröhre bzw. einem Thyratron aktiviert wird, so daß die Verzögerungseinheit entfallen kann. In die sem Fall wird die Zuverlässigkeit der Steuerung weiter ver bessert.

Claims

1. Hochdruck-Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch
einen hermetischen Behälter (5), in dem ein laseraktives Gas eingeschlossen ist,
eine Vielzahl von in dem hermetischen Behälter ange ordneten Hauptentladungselektroden (3a-4a, 3b-4a, 3b-4b, 3c- 4c),
einen an die Hauptentladungselektroden angeschlossenen Anregungsladekreis zur Energiezuführung und Anregung des laseraktiven Gases in einem Entladeraum durch Bewirken einer Entladung zwischen den Hauptentladungselektroden, und
eine Autoionisationseinrichtung (9) zur Autoionisation des Entladeraums vor der Hauptentladung zwischen den Hauptent ladungselektroden,
wobei die Hauptentladungselektroden Hochspannungselek troden (3a, 3b, 3c) und Niederspannungselektroden (4a, 4b) umfassen, die abwechselnd aufeinanderfolgend lagenweise parallel zur optischen Achse des Lasers so angeordnet sind, daß sie wenigstens zwei Gruppen von Entladungseinrichtungen bilden.

2. Hochdruck-Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch
einen hermetischen Behälter (5), in dem ein laseraktives Gas eingeschlossen ist,
eine Vielzahl von in dem hermetischen Behälter angeordne ten Hauptentladungselektroden (3a-4a, 3b-4a, 3b-4b, 3c-4c),
einen an die Hauptentladungselektroden angeschlossenen Anregungsladekreis zur Energiezuführung und Anregung des laseraktiven Gases in einem Entladeraum durch Bewirken einer Entladung zwischen den Hauptentladungselektroden, und
eine Autoionisationseinrichtung (9) zur Autoionisation des Entladeraums vor der Hauptentladung zwischen den Hauptentla dungselektroden,
wobei die Autoionisationseinrichtung ein vielfach reflek tierter Laserstrahl ist, der eine zeitliche Verzögerung in bezug auf das Anlegen einer Spannung an die Hauptentladungs elektroden hat.

3. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Reflektoren (11, 12), die so ausgelegt sind, daß die optische Achse des vielfach reflektierten Laserstrahls die optische Achse des durch die Hauptentladung erzeugten Laserstrahls im wesentlichen unter rechten Winkeln schneidet.

4. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren so beschichtet sind, daß die Laser strahlwellenlänge der Hauptlaservorrichtung nicht reflektiert wird.

5. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hermetische Behälter zum Teil aus einem rückwärtigen Reflektor (6) und einem Ausgangskoppler (7) gebildet ist, wobei der Vollreflektor und der Ausgangskoppler so beschich tet sind, daß sie die Wellenlänge des Laserstrahls für die Autoionisation nicht reflektieren.

6. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptentladungselektroden poröse Elektroden mit einer Vielzahl von Poren sind und die Vorrichtung außerdem eine von dielektrischem Material umgebene Koronaelektrode (15) an der Rückseite der obersten Hauptentladungselektrode aufweist.

7. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Entladungselektrode gitterförmig ausgebildet ist.

8. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anregungsladekreis ein Impulsformungskreis mit einer Vielzahl von integral miteinander ausgebildeten Keramikkon densatoren (C2a, C2b, C2c, C2d) ist.

9. Hochdruck-Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch
einen hermetischen Behälter (5), in dem ein laseraktives Gas eingeschlossen ist,
eine Vielzahl von in dem hermetischen Behälter angeordne ten Hauptentladungselektroden (3a-4a, 3b-4a, 3b-4b, 3c-4c),
einen an die Hauptentladungselektroden angeschlossenen An regungsladekreis zur Energiezuführung und Anregung des laser aktiven Gases in einem Entladeraum durch Bewirken einer Ent ladung zwischen den Hauptentladungselektroden, und
eine Autoionisationseinrichtung (9) zur Autoionisation des Entladeraums vor der Hauptentladung zwischen den Hauptentla dungselektroden,
wobei die Hauptentladungselektroden Hochspannungselek troden (3a, 3b, 3c) und Niederspannungselektroden (4a, 4b) umfassen, die abwechselnd aufeinanderfolgend lagenweise parallel zur optischen Achse des Lasers so angeordnet sind, daß sie wenigstens zwei Gruppen von Entladungseinrichtungen bilden, und
wobei die Autoionisationseinrichtung ein vielfach reflek tierter Laserstrahl ist, der eine zeitliche Verzögerung in bezug auf das Anlegen der Spannung an die Hauptentladungs elektroden hat.

10. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Reflektoren (11, 12), die an den Seiten der Entladungs einrichtung so angeordnet sind, daß der vielfach reflektierte Laserstrahl zur Autoionisation die optische Achse der Haupt laservorrichtung im wesentlichen unter rechten Winkeln schneiden kann.

11. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Hauptentladungselektroden eine poröse Elektrode mit einer Vielzahl von Poren aufweist und die Vorrichtung ferner eine von einem dielektrischen Material umgebene Koro naelektrode (15) an der Rückseite der obersten Hauptentla dungselektrode aufweist.

12. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hauptentladungselektrode gitterartig ausgebildet ist.

13. Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anregungsladekreis ein Impulsformungskreis mit einer Vielzahl von integral miteinander gebildeten Keramikkon densatoren ist.

14. Hochdruck-Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch
einen hermetischen Behälter (5), in dem ein laseraktives Gas eingeschlossen ist,
eine Vielzahl von in dem hermetischen Behälter angeordne ten Hauptentladungselektroden (3a-4a, 3b-4a, 3b-4b, 3c-4c),
einen an die Hauptentladungselektroden angeschlossenen An regungsladekreis zur Energiezuführung und Anregung des laser aktiven Gases in einem Entladeraum durch Bewirken einer Ent ladung zwischen den Hauptentladungselektroden,
eine Autoionisationseinrichtung (9) zur Autoionisation des Entladeraums vor der Hauptentladung zwischen den Hauptentla dungselektroden, und
eine Einrichtung (11, 12) zur Reflexion des Laserstrahls,
wobei der Laserstrahl für die Autoionisation von der Re flexionseinrichtung reflektiert wird und der reflektierte Laserstrahl für die Autoionisation gedreht und in den Entla dungsraum zwischen den Hauptentladungselektroden gerichtet wird, um dadurch eine Autoionisation des Entladungsraums, ge folgt von der Hauptentladung im Entladungsraum, zu bewirken, so daß ein Laserstrahl emittiert wird.

15. Bearbeitungsverfahren unter Anwendung einer Hochdruck- Gaslaservorrichtung mit einem hermetischen Behälter (5), in dem ein laseraktives Gas eingeschlossen ist, mit einer Viel zahl von in dem hermetischen Behälter angeordneten Hauptent ladungselektroden (3a-4a, 3b-4a, 3b-4b, 3c-4c), mit einem an die Hauptentladungselektroden angeschlossenen Anregungslade kreis zur Energiezuführung und Anregung des laseraktiven Ga ses in einem Entladeraum durch Bewirken einer Entladung zwi schen den Hauptentladungselektroden, und mit einer Autoioni sationseinrichtung (9) zur Autoionisation des Entladeraums vor der Hauptentladung zwischen den Hauptentladungselektro den, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hochdruck-Gaslaservorrichtung erzeugte Laser strahl auf die Oberfläche eines Materials zum Glühen des Materials aufgebracht wird.

16. Bearbeitungsverfahren unter Anwendung einer Hochdruck- Gaslaservorrichtung mit einem hermetischen Behälter (5), in dem ein laseraktives Gas eingeschlossen ist, mit einer Viel zahl von Hauptentladungselektroden (3a-4a, 3b-4a, 3b-4b, 3c- 4c), die eine Vielzahl von Hochspannungselektroden (3a, 3b, 3c) und Niederspannungselektroden (4a, 4b) umfassen und pa rallel zur optischen Achse des Lasers abwechselnd aufeinan derfolgend einander gegenüberstehend lagenweise so angeordnet sind, daß sie wenigstens zwei Gruppen von Entladungseinrich tungen bilden, mit einem an die Hauptentladungselektroden an geschlossenen Anregungsladekreis zur Energiezuführung und An regung des laseraktiven Gases in einem Entladeraum durch Be wirken einer Entladung zwischen den Hauptentladungselektro den, und mit einer Autoionisationseinrichtung (9) mit einem vielfach reflektierten Laserstrahl, die in bezug auf das An legen der Spannung an die Entladungselektroden eine zeitliche Verzögerung hat, um eine Autoionisation des Entladungsraums vor der Hauptentladung zwischen den Hauptentladungselektroden zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hochdruck-Gaslaservorrichtung erzeugte Laser strahl auf die Oberfläche eines Materials zum Glühen des Materials aufgebracht wird.

17. Bearbeitungsverfahren unter Anwendung einer Hochdruck-Gas laservorrichtung mit einem hermetischen Behälter, in dem ein laseraktives Gas eingeschlossen ist, mit einer Vielzahl von Hauptentladungselektroden (3a-4a, 3b-4a, 3b-4b, 3c-4c), die eine Vielzahl von Hochspannungselektroden (3a, 3b, 3c) und Niederspannungselektroden (4a, 4b) umfassen, die abwechselnd aufeinanderfolgend lagenweise parallel zur optischen Achse des Lasers angeordnet sind unter Bildung von wenigstens zwei Grup pen von Entladungseinrichtungen, mit einem Anregungsladekreis, der mit den Hauptentladungselektroden verbunden ist und Ener gie zuführt, um das laseraktive Gas in einem Entladungsraum anzuregen unter Auslösung einer Entladung zwischen den Haupt entladungselektroden, und mit einer Autoionisationseinrichtung (9) mit einem Vielfachreflexions-Laserstrahl, der in bezug auf das Anlegen einer Spannung an die Entladungselektroden eine zeitliche Verzögerung hat und den Entladungsraum vor der Hauptentladung zwischen den Hauptentladungselektroden einer Autoionisation unterzieht, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hochdruck-Gaslaservorrichtung erzeugte Laser strahl auf die Oberfläche eines Materials zum Glühen dieses Materials aufgebracht wird.

18. Hochleistungs-Lasersystem, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Hauptlaservorrichtungen (1) und eine davon getrennte externe Laservorrichtung (8), wobei die Hauptlaser vorrichtungen parallel zueinander betrieben werden und die externe Laservorrichtung als Autoionisationsquelle dient.

19. Bearbeitungsverfahren unter Anwendung einer Hochdruck- Gaslaservorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 9 erzeugte Laserstrahl auf die Oberflä chen einer Vielzahl von Objekten zum Glühen aufgebracht wird und der Laserstrahl und die Objekte nur in eine Richtung relativ zueinander bewegt werden.

20. Bearbeitungsverfahren unter Anwendung einer Hochdruck- Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch Aufbringen des von der Hochdruck-Gaslaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 9 erzeugten Laserstrahls auf die Oberflächen einer Vielzahl von Materialien zum Glühen der Materialien, wobei jeweils ein einziger Laserstrahl auf ein einziges Material aufgebracht wird.

21. Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch
einen Behälter (112) mit wenigstens einem lichtdurch lässigen Fenster (114, 116) zur Aufnahme eines laseraktiven Gases,
ein Paar von Hauptentladungselektroden (118, 120), die einander gegenüberstehend in dem hermetischen Behälter an geordnet sind und den durch Entladung erzeugten Laserstrahl zu dem lichtdurchlässigen Fenster leiten,
eine Elektrodenaktivierungseinrichtung (124, 122, 126, 128, 132) zur Bildung eines Schaltkreises, der eine Strom versorgung (130) und die Hauptentladungselektroden mitein ander verbindet, um dadurch Ladungen von der Stromversorgung zu speichern und aufgrund eines Entladebefehls die gespei cherten Ladungen zu jeder der Hauptentladungselektroden frei zusetzen, und
eine Autoionisationsquelle (136) mit einem UV-Strahler zum kontinuierlichen Einstrahlen des UV-Lichts in das laseraktive Gas zwischen den Hauptentladungselektroden, wenn die Klemmen spannung zwischen den Hauptentladungselektroden eine Vorgabe spannung erreicht hat.

22. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen Behälter (112), eine Autoionisationseinrichtung (136), die außerhalb des Behälters angeordnet ist, ein Paar von Hauptentladungselektroden (118, 120), wobei auf einer dieser Hauptentladungselektroden eine Vielzahl von Lichtleitbahnen über im wesentlichen die Gesamtfläche der einen Hauptentla dungselektrode gebildet ist, um das auftreffende Licht von wenigstens einem lichtdurchlässigen Fenster (114, 116) des Behälters zur anderen Elektrode zu leiten, und eine Einrich tung zum Einstrahlen des Strahlerlichts von der Autoionisa tionseinrichtung (136) in jede der Lichtleitbahnen.

23. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine viellagige Hauptentladungselektrodeneinrichtung (118, 120) mit wenigstens zwei Gruppen einer Hochspannungs-Haupt entladungselektrode (118A, 118B, 118C) und einer Niederspan nungs-Hauptentladungselektrode (120A, 120B), die lagenweise einander gegenüberstehend mit einem dazwischen befindlichen laseraktiven Gas angeordnet sind, eine Elektrodenaktivie rungseinrichtung, die mit jeder Gruppe der Elektroden der viellagigen Entladungselektrodeneinrichtung verbunden ist, und eine Autoionisationseinrichtung, die das von ihr ausge hende Strahlerlicht in das laseraktive Gas zwischen den Elek troden jeder Gruppe richtet.

24. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (138) zur Bündelung eines Teils des Strah lerlichts von der Autoionisationseinrichtung auf einen be stimmten Bereich zwischen den Hauptentladungselektroden.

25. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter wenigstens ein lichtdurchlässiges Fenster zur Emission eines Laserstrahls und zum Auftreffen des UV- Strahlerlichts aufweist.

26. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter wenigstens ein lichtdurchlässiges Fenster für die Emission des Laserstrahls sowie das Auftreffen des UV-Strahlerlichts aufweist und daß außerhalb des Behälters ein Strahlteiler im Fortpflanzungspfad des Laserstrahls und im Fortpflanzungspfad des UV-Strahlerlichts angeordnet ist.

27. Laserbearbeitungssystem mit einer Gaslaservorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bearbeiten eines Materials ein Laserstrahl von den Hauptentladungselektroden verwendet wird.

28. Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch
einen Behälter mit wenigstens einem lichtdurchlässigen Fenster zur Aufnahme eines laseraktiven Gases,
ein Paar von Hauptentladungselektroden, die einander gegenüberstehend im Behälter angeordnet sind und den durch Entladung erzeugten Laserstrahl zu dem lichtdurchlässigen Fenster leiten,
eine Elektrodenaktivierungseinrichtung zur Bildung eines Schaltkreises, der eine Stromversorgung und jede der Haupt entladungselektroden miteinander verbindet, die Ladungen von der Stromversorgung speichert und die gespeicherten Ladungen zu jeder der Hauptentladungselektroden aufgrund eines Entla dungsbefehls freisetzt,
eine erste Autoionisationseinrichtung mit einem UV-Strah ler, die das UV-Licht kontinuierlich in das laseraktive Gas zwischen den Hauptentladungselektroden richtet, wenn die Klemmenspannung zwischen den Hauptentladungselektroden einen vorgegebenen Spannungspegel erreicht, und
eine zweite Autoionisationseinrichtung, die das UV-Licht kontinuierlich in das laseraktive Gas zwischen den Hauptent ladungselektroden richtet.

29. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch einen Behälter, eine außerhalb des Behälters angeordnete Autoionisationseinrichtung, ein Paar von Hauptentladungs elektroden, wobei über im wesentlichen die Gesamtfläche der einen Hauptentladungselektrode eine Vielzahl von Lichtleit bahnen gebildet ist, die das vom lichtdurchlässigen Fenster des Behälters einfallende Licht zur anderen Elektrode führen, und eine Einrichtung zum Aufbringen des Strahlerlichts von der Autoionisationseinrichtung in jede der Lichtleitbahnen.

30. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine viellagige Hauptentladungselektrodeneinrichtung mit we nigstens zwei Gruppen einer Hochspannungs-Hauptentladungs elektrode und einer Niederspannungs-Hauptentladungselektrode, die lagenweise einander gegenüberstehend mit einem dazwischen befindlichen laseraktiven Gas angeordnet sind, eine mit jeder Elektrode jeder Gruppe der viellagigen Hauptentladungselek trodeneinrichtung verbundene Elektrodenaktivierungseinrich tung, und eine Einrichtung zum Richten des Strahlerlichts von der Autoionisationseinrichtung in das laseraktive Gas zwi schen den Elektroden jeder Gruppe.

31. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Kondensoreinrichtung zur Bündelung eines Teils des Strahlerlichts von der Autoionisationseinrichtung auf einen bestimmten Bereich zwischen den Hauptentladungselektroden.

32. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Behältter ein lichtdurchlässiges Fenster zur Emission des Laserstrahls und ein lichtdurchlässiges Fenster zum Ein tritt des UV-Strahlerlichts aufweist.

33. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter wenigstens ein lichtdurchlässiges Fenster für die Emission des Laserstrahls sowie den Eintritt des UV- Strahlerlichts aufweist und daß die Vorrichtung ferner einen Strahlteiler (148) hat, der in einem UV-Strahlerlicht-Fort pflanzungspfad und einem Laserstrahl-Fortpflanzungspfad an geordnet ist.

34. Laserbearbeitungssystem mit der Gaslaservorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl von den Hauptentladungselektroden zum Schneiden eines Werkstücks eingesetzt wird.

35. Gaslaservorrichtung, gekennzeichnet durch
einen Behälter (112) mit wenigstens einem lichtdurch lässigen Fenster (114, 116) zur Aufnahme eines laseraktiven Gases,
ein Paar von Hauptentladungselektroden (118, 120), die einander gegenüberstehend in dem Behälter angeordnet sind und den durch Entladung erzeugten Laserstrahl zu dem lichtdurch lässigen Fenster führen,
eine Elektrodenaktivierungseinrichtung zur Bildung eines Schaltkreises, der eine Stromversorgung und jede der Haupt entladungselektroden miteinander verbindet, die Ladungen von der Stromversorgung speichert und die gespeicherten Ladungen aufgrund eines Entladungsbefehls zu jeder der Hauptentla dungselektroden freisetzt, und
eine Autoionisationseinrichtung mit einem UV-Strahler zum kontinuierlichen Richten des UV-Lichts in das laseraktive Gas zwischen den Hauptentladungselektroden unter gleichzeitiger allmählicher Erhöhung der Bestrahlungsenergie des einge strahlten Lichts.

36. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch einen Behälter (112), eine Autoionisationseinrichtung außer halb des Behälters, ein Paar von Hauptentladungselektroden (118, 120), wobei auf einer der Hauptentladungselektroden im wesentlichen über deren Gesamtfläche eine Vielzahl von Licht leitbahnen (154) gebildet ist, die das einfallende Licht von einem lichtdurchlässigen Fenster des Behälters auf die ande ren Elektroden leiten, und eine Einrichtung zum Richten des Strahlerlichts von der Autoionisationseinrichtung in jede der Lichtleitbahnen.

37. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch eine viellagige Entladungselektrodeneinrichtung mit wenig stens zwei Gruppen einer Hochspannungs-Hauptentladungs elektrode und einer Niederspannungs-Hauptentladungselektrode, die lagenweise einander gegenüberstehend mit einem laser aktiven Gas dazwischen angeordnet sind, eine mit den Elek troden jeder Gruppe der viellagigen Hauptentladungselektro deneinrichtung verbundene Elektrodenaktivierungseinrichtung und eine Einrichtung zum Richten des Strahlerlichts von einer Autoionisationseinrichtung in das laseraktive Gas zwischen den Elektroden jeder Gruppe.

38. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch eine Kondensoreinrichtung, die einen Teil des Strahlerlichts von der Autoionisationseinrichtung auf einen bestimmten Be reich zwischen den Hauptentladungselektroden bündelt.

39. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein lichtdurchlässiges Fenster zur Emission des Laserstrahls und ein lichtdurchlässiges Fenster zum Ein tritt des UV-Strahlerlichts aufweist.

40. Gaslaservorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter wenigstens ein lichtdurchlässiges Fenster sowohl für die Emission des Laserstrahls als auch den Ein tritt des UV-Strahlerlichts aufweist und die Vorrichtung ferner einen Strahlteiler (148) hat, der in einem Laser strahl-Fortpflanzungspfad und einem UV-Strahlerlicht-Fort pflanzungspfad außerhalb des Behälters angeordnet ist.

41. Laserbearbeitungssystem mit einer Gaslaservorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl von den Hauptentladungselektroden zum Schneiden eines Werkstücks verwendet wird.