Система двухкамерного f2 лазера с выбором линии

Система двухкамерного f2 лазера с выбором линии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Газоразрядные лазеры

Газоразрядные лазеры хорошо известны и появились вскоре после изобретения лазера в 1960-х годах. Высоковольтный разряд между двумя электродами возбуждает лазерный газ, создавая газообразную активную среду. Резонатор, в котором находится активная среда, обеспечивает вынужденное усиление света, который затем выводится из резонатора в виде лазерного пучка. Многие из таких газоразрядных лазеров работают в импульсном режиме.

Эксимерные лазеры

Эксимерные лазеры представляют собой особый вид газоразрядных лазеров и известны с середины 1970-х. Эксимерный лазер, предназначенный для литографии интегральных схем, описан в патенте США №5023884, выданном 11 июня 1991 г., на изобретение "Компактный эксимерный лазер". Этот патент упоминается здесь в качестве ссылки. Эксимерный лазер, описанный в патенте '884, является импульсным лазером с высокой частотой следования. Эти эксимерные лазеры при их использовании в литографии интегральных схем обычно круглосуточно работают на технологической линии, производя тысячи ценных интегральных схем в час, поэтому время их простоя может стоить очень дорого. По этой причине большинство компонентов указанных лазеров организованы в виде модулей, которые можно заменить за несколько минут. Ширина полосы выходного пучка эксимерных лазеров, используемых в литографии, должна быть уменьшена до доли пикометра. В газоразрядных лазерах описанного в патенте '884 типа используется импульсная система питания для создания электрических разрядов между двумя удлиненными электродами. В таких известных системах источник постоянного тока заряжает конденсаторную батарею, так называемый "зарядный конденсатор" или "С₀", до заданного регулируемого напряжения, так называемого "зарядного напряжения", для каждого импульса. В известных устройствах величина этого зарядного напряжения может быть в пределах около 500-1000 вольт. После зарядки С₀ до заданного напряжения замыкается полупроводниковый переключатель, и это позволяет электрической энергии, сохраненной в С₀, очень быстро осциллировать через последовательность цепей магнитной компрессии и трансформатор напряжения для выработки высоковольтного электрического потенциала порядка около 16000 вольт (или выше) на электродах, которые создают разряды продолжительностью около 20-50 нс.

Основные достижения в области источников света для литографии

За период 1989-2001 гг. эксимерные лазеры, подобные лазеру, описанному в патенте '884, стали основным источником света для литографии интегральных схем. В настоящее время более 1000 таких лазеров используется на самых современных предприятиях по производству интегральных схем. Почти все эти лазеры имеют основные конструктивные особенности, описанные в патенте '884. Они включают в себя следующее:

(1) одна импульсная система питания, обеспечивающая электрические импульсы на электродах с частотой около 100-2500 импульсов в секунду;

(2) один резонатор, состоящий из выходного ответвителя типа частично отражающего зеркала, и блока сужения линии, состоящего из призменного расширителя пучка, поворотного зеркала и дифракционной решетки;

(3) одна разрядная камера, содержащая лазерный газ (KrF или ArF), два удлиненных электрода и тангенциальный вентилятор для обеспечения достаточно быстрой циркуляции лазерного газа между двумя электродами, чтобы очистить область разряда между импульсами, и

(4) монитор пучка для контролирования энергии импульса, длины волны и ширины полосы выходных импульсов системой управления с обратной связью, предназначенной для регулирования энергии импульса, дозы энергии и длины волны каждого последующего импульса.

В течение 1989-2001 гг. выходная мощность таких лазеров постепенно повышалась, и требования к качеству пучка для обеспечения стабильности энергии пучка, стабильности длины волны и ширины полосы становились все более жесткими. Рабочие параметры популярной модели литографического лазера, широко используемой в производстве интегральных схем, таковы: энергия импульса 8 мДж, частота 2500 импульсов в секунду (при средней мощности пучка до около 20 ватт), ширина полосы, рассчитанная по полной ширине кривой распределения на полувысоте (ПШПВ), около 0,5 пм и стабильность энергии импульса +/-0,35%.

F₂ лазеры

F₂ лазеры хорошо известны из уровня техники. Эти лазеры подобны лазерам KrF и ArF. Основное отличие заключается в смеси газа, которая в F₂ лазере состоит из небольшой доли F₂ с гелием и/или неоном в качестве буферного газа. Естественный выходной спектр F₂ лазера сконцентрирован в двух спектральных линиях с узкой шириной полосы, при этом относительно сильная линия центрируется приблизительно на 157,63 нм, а относительно слабая линия центрируется приблизительно на 157,52 нм.

Ширина полосы F₂ лазеров

Типичный KrF лазер имеет естественную ширину полосы, рассчитанную по полной ширине кривой распределения на полувысоте (ПШПВ), около 300 пм и центрированную приблизительно на 248 нм, причем для использования в литографии линию обычно сужают до менее чем 0,6 пм. (В данном описании значения ширины полосы будут относиться к ширине полосы ПШПВ, если не указано иначе). ArF лазеры имеют естественную ширину полосы около 500, центрированную приблизительно на 193 нм, обычно с сужением линии до менее чем 0,5 пм. Эти лазеры можно относительно легко настраивать на большой части их естественной ширины полосы, используя упомянутый выше модуль сужения линии на основе дифракционной решетки. F₂ лазеры, как отмечалось выше, традиционно генерируют лазерные пучки, большая часть энергии которых находится в двух узких спектральных элементах (иногда называемых "спектральными линиями"), центрированных на длине волны около 157,63 нм и 157,52 нм. Часто менее интенсивную из этих двух спектральных линий (т.е. линия 157,52 нм) подавляют, и лазер вынуждают работать на линии 157,63 нм. Естественная ширина полосы линии 157,63 нм зависит от давления и содержания газа и колеблется от около 0,6 до 1,2 пм (ПШПВ). F₂ лазер с шириной полосы в таком интервале можно использовать с литографическими устройствами с зеркально-линзовым объективом, в котором используются как преломляющие, так и отражающие оптические элементы, но для всепреломляющего объектива ширину полосы лазерного пучка возможно надо уменьшить до около 0,1 пм для получения требуемых результатов.

Инжекционная затравка

Известным методом уменьшения ширины полосы газоразрядных лазерных систем (включая эксимерные лазерные системы) является инжекция узкополосного "затравочного" пучка в активную среду. В одной такой системе лазер, генерирующий затравочный пучок, который называют "задающий генератор", предназначен для генерации пучка с очень узкой шириной полосы в первой активной среде, и этот пучок используется в качестве затравочного пучка во второй активной среде. Если вторая активная среда действует как усилитель мощности, то такую систему называют системой "задающий генератор-усилитель мощности" (ЗГУМ). Если вторая активная среда сама имеет резонатор (в котором происходят лазерные колебания), то систему называют системой "генератор на инжекционной затравке" (ГИЗ) или системой "задающий генератор-генератор мощности" (ЗГГМ), в этом случае затравочный лазер называют задающим генератором, а расположенную после него систему называют генератором мощности. Лазерные системы, состоящие из двух отдельных систем, обычно отличаются более высокой ценой и большими габаритами, их сложнее построить и эксплуатировать, чем сопоставимые однокамерные лазерные системы. Поэтому коммерческое применение таких двухкамерных лазерных систем до настоящего времени было ограничено.

Существует потребность в улучшении конструкции импульсного газоразрядного F₂ лазера для работы с частотой следования порядка 4000 импульсов в секунду или выше, в котором можно было бы точно регулировать все параметры качества пучка, включая длину волны и энергию импульса.

Краткое изложение сущности изобретения

Предложена модульная система газоразрядного лазера с инжекционной затравкой, способного генерировать высококачественные импульсные лазерные пучки с частотой около 4000 Гц или выше и с энергией импульса около 5-10 мДж или выше для интегрированной мощности около 20-40 Вт или выше. Предусмотрены две разрядные камеры, одна из которых является частью задающего генератора, генерирующего очень узкополосный затравочный пучок, который усиливается во второй разрядной камере. Камерами можно управлять раздельно, что позволяет оптимизировать параметры длины волны в задающем генераторе и параметры энергии импульса в усилительной камере. Предпочтительный вариант реализации представляет собой систему F₂ лазера с конфигурацией ЗГУМ и специально предназначен для использования в качестве источника света для литографии интегральных схем. В данном предпочтительном варианте как камеры, так и лазерная оптическая система установлены на вертикальном оптическом столе в корпусе лазера. В данном предпочтительном варианте системы ЗГУМ каждая камера содержит тангенциальный вентилятор, создающий достаточный поток газа, для обеспечения функционирования с частотой 4000 Гц или выше благодаря очистке продуктов разряда из области разряда за время, меньше чем приблизительно 0,25 миллисекунд между импульсами. Задающий генератор оснащен блоком выбора линии для выбора самой сильной спектральной линии F₂. Этот предпочтительный вариант реализации также включает в себя модуль умножения импульса, который делит каждый импульс из усилителя мощности на два или четыре импульса, чтобы существенно уменьшить скорость разрушения литографической оптики. В предпочтительных вариантах изобретения используется "платформа для трех длин волны". Она включает в себя закрытый оптический стол и генеральную компоновку оборудования, одинаковую для всех трех типов разрядных лазерных систем, которые предположительно будут использоваться в производстве интегральных схем в начале 21 века, т.е. для KrF, ArF и F₂ лазеров.

Таким образом, согласно заявленному изобретению предусмотрена система очень узкополосного двухкамерного газоразрядного F₂ лазера с высокой частотой следования, содержащая

А) первый лазерный блок, содержащий

1) первую разрядную камеру, вмещающую

a) первый лазерный газ,

b) первую пару удлиненных удаленных друг от друга электродов, образующих первую область разряда,

2) первый вентилятор для обеспечения достаточных скоростей первого лазерного газа в первой области разряда для удаления из первой области разряда после каждого импульса по существу всех образовавшихся в результате разряда ионов перед следующим импульсом при работе с частотой следования в пределах 4000 импульсов в секунду или выше,

3) первую систему теплообменника, выполненную с возможностью удаления по меньшей мере 16 кВт тепловой энергии из первого лазерного газа,

B) блок выбора линии для минимизации энергии за пределами спектра одной выбранной линии,

C) второй лазерный блок, содержащий

1) вторую разрядную камеру, вмещающую

a) второй лазерный газ,

b) вторую пару удлиненных удаленных друг от друга электродов, образующих вторую область разряда,

2) второй вентилятор для обеспечения достаточных скоростей второго лазерного газа во второй области разряда для удаления из второй области разряда после каждого импульса по существу всех образовавшихся в результате разряда ионов перед следующим импульсом при работе с частотой следования в пределах 4000 импульсов в секунду или выше,

3) вторую систему теплообменника, выполненную с возможностью удаления по меньшей мере 16 кВт тепловой энергии из второго лазерного газа,

D) импульсную систему питания, выполненную с возможностью подачи к первой паре электродов и второй паре электродов электрических импульсов, достаточных для генерации лазерных импульсов с частотой около 4000 импульсов в секунду с точно регулируемой энергией импульсов выше около 5 мДж,

Е) систему измерения и управления лазерным пучком для измерения энергии выходных лазерных импульсов, генерированных системой двухкамерного лазера, и управления выходными лазерными импульсами в устройстве управления с обратной связью, причем выходные лазерные пучки из первого лазерного блока используются в качестве затравочного пучка для затравки второго лазерного блока.

Кроме того, в указанной системе лазера первый лазерный блок выполнен в форме задающего генератора, а второй лазерный блок выполнен в форме усилителя мощности.

При этом в указанной системе лазера первый лазерный газ содержит фтор и неон или может содержать фтор и гелий.

Кроме того, первый и второй лазерный газ могут содержать фтор и буферный газ, выбранный из группы, состоящей из неона, гелия или смеси неона и гелия.

В указанной системе лазера усилитель мощности выполнен с возможностью одного прохода пучка через вторую область разряда, при этом усилитель мощности выполнен с возможностью множества проходов через вторую область разряда.

Кроме того, в указанной системе лазера задающий генератор содержит оптические компоненты, образующие резонансный путь для совершения двух проходов через первую область разряда, при этом задающий генератор содержит оптические компоненты, обеспечивающие резонансный путь для совершения двух проходов через первую область разряда, и в котором усилитель мощности содержит оптические компоненты, обеспечивающие множество проходов пучка через вторую область разряда.

Кроме того, в указанной системе лазера указанный первый лазерный блок содержит оптическую систему резонатора, и указанная система лазера дополнительно содержит оптический стол для удержания оптической системы резонатора первого лазерного блока независимо от первой разрядной камеры.

При этом в системе лазера оптический стол имеет U-образную форму и образует U-образную полость, в которой установлена первая разрядная камера.

Система лазера также дополнительно содержит вертикально установленный оптический стол с установленными на нем первой и второй разрядными камерами.

Кроме того, каждая из первой и второй лазерных камер в системе лазера образует путь потока газа с постепенно увеличивающимся поперечным сечением за электродами, позволяющий восстановить большой процент падения статического давления, происходящего в области разряда.

Каждая из первой и второй камер системы лазера содержит лопастную структуру за областью разряда для нормализации скорости газа после области разряда.

В системе лазера первый вентилятор и второй вентилятор являются тангенциальными вентиляторами и каждый содержит вал, приводимый во вращение двумя бесщеточными двигателями постоянного тока, при этом двигатели являются водоохлаждаемыми двигателями.

Кроме того, каждый из двигателей содержит статор и каждый из двигателей содержит магнитный ротор, заключенный в прижимной колпак, отделяющий статор от лазерного газа.

Причем первый и второй вентиляторы являются тангенциальными вентиляторами, каждый из которых содержит лопастную конструкцию, выполненную на станке из одной части алюминиевого сырья, и упомянутая лопастная конструкция имеет внешний диаметр около пяти дюймов, при этом лопастная конструкция содержит лопастные элементы, имеющие острые ведущие кромки.

В системе лазера двигатели не имеют датчиков, и указанная система лазера дополнительно содержит контроллер задающего двигателя для управления одним из двигателей и контроллер подчиненного двигателя для управления другим двигателем.

Кроме того, в системе лазера каждый тангенциальный вентилятор содержит лопасти, расположенные под углом к валу, а каждая система теплообменника охлаждается водой, при этом каждая система теплообменника содержит по меньшей мере четыре отдельных водоохлаждаемых теплообменника.

При этом каждая система теплообменника содержит по меньшей мере один теплообменник, имеющий трубчатый канал для потока воды, на пути которого расположен по меньшей мере один турбулизатор.

Кроме того, в системе каждый из четырех теплообменников содержит трубчатый канал для потока воды с расположенным в нем турбулизатором.

В системе лазера согласно изобретению импульсная система питания содержит водоохлаждаемые электрические элементы, при этом по меньшей мере один из водоохлаждаемых элементов работает при высоких напряжениях выше 12000 вольт, причем высокое напряжение изолировано от земли с помощью катушки индуктивности, через которую течет охлаждающая вода.

В системе лазера согласно изобретению импульсная система питания содержит первую батарею зарядных конденсаторов и первую схему сжатия импульса для подачи электрических импульсов к первой паре электродов, и вторую батарею зарядных конденсаторов и вторую схему сжатия импульса для подачи электрических импульсов ко второй паре электродов, и резонансную зарядную систему для зарядки параллельно первой и второй батарей зарядных конденсаторов до точно регулируемого напряжения, при этом резонансная зарядная система содержит схему De-Qing, кроме того резонансная зарядная система может содержать схему стравливания или схему De-Qing и схему стравливания.

Кроме того, в системе лазера импульсная система питания содержит зарядную систему, состоящую по меньшей мере из трех источников питания, скомпонованных параллельно, а блок выбора расположен после задающего генератора, при этом блок выбора линии содержит множество призм, причем множество призм состоит из пяти призм.

Множество призм может быть расположено в виде петли, чтобы обеспечить поворот лазерных пучков из первого лазерного блока на 360° до входа во второй лазерный блок.

Кроме того, система лазера дополнительно содержит лазер-визир видимого света, а блок выбора линии содержит фильтр Лио, кроме того первая разрядная камера и вторая разрядная камера содержат окна, расположенные таким образом, чтобы все углы падения лазерных пучков на упомянутые окна были больше угла Брюстера.

В системе лазера дополнительно предусмотрено средство управления пучком для управления лазерными пучками, генерированными в первом лазерном блоке, при этом средство управления содержит средство для поворота оптического элемента, кроме того средство управления пучком содержит средство для регулировки давления в блоке выбора линии.

Система лазера также содержит призменный выходной ответвитель, частично образующий резонатор для первого лазерного блока, причем призменный выходной ответвитель содержит две поверхности, первая из которых ориентирована под углом с малыми потерями для p-поляризации, а вторая расположена ортогонально к лазерным пучкам из первого лазерного блока, а также дополнительно содержит А) первый монитор температуры для контролирования температуры газа в первой разрядной камере, В) первую систему управления температурой газа, содержащую управляющий алгоритм для регулировки температуры газа, чтобы исключить отрицательные акустические эффекты, вызванные отраженными акустическими волнами.

Кроме того, система лазера дополнительно содержит А) второй монитор температуры для контролирования температуры газа во второй разрядной камере, В) вторую систему управления температурой газа, содержащую управляющий алгоритм для регулировки температуры газа, чтобы исключить отрицательные акустические эффекты, вызванные отраженными акустическими волнами, и дополнительно содержит азотный фильтр, систему продувки азотом, содержащую продувочный модуль с мониторами потока, при этом лазер также содержит трубы для транспортировки отработавшего продувочного газа из лазера, а также блок затвора, содержащий электрический затвор, и измеритель мощности, который можно расположить на пути прохождения выходного пучка лазера по сигналу управления, кроме того дополнительно содержит систему ограждения пучка, содержащую А) по меньшей мере одно уплотнения пучка, содержащее металлический сильфон, и В) продувочное средство для продувки ограждения пучка продувочным газом.

При этом в системе лазера согласно изобретению средство ограждения пучка содержит средство направления потока для создания продувочного потока, перпендикулярного лазерным пучкам, генерируемым во втором лазерном блоке.

Кроме того, в системе лазера упомянутое по меньшей мере одно уплотнение пучка выполнено с возможностью легкой замены лазерной камеры, при этом упомянутое по меньшей мере одно уплотнение пучка не содержит эластомер, обеспечивает изоляцию от вибраций камеры, обеспечивает изоляцию пути прохождения пучка от атмосферных газов и позволяет беспрепятственно заменять лазерную камеру, не нарушая блок выбора линии, и упомянутое по меньшей мере одно уплотнение пучка сопоставимо с вакуумом.

При этом в системе лазера упомянутое по меньшей мере одно уплотнение пучка представляет собой множество уплотнений пучка, в качестве которых используются легко уплотняемые сильфонные уплотнения, выполненные с возможностью легкого снятия вручную.

В системе лазера упомянутая система измерения и управления содержит первичный расщепитель пучка для отделения небольшого процента каждого выходного лазерного импульса из второго лазерного блока и оптическое средство для направления части этого небольшого процента в детектор энергии импульса, и изолирующее средство для изоляции объема, ограниченного, по меньшей мере частично, первичным расщепителем пучка и окном детектора энергии импульса от других частей системы измерения и управления, для образования изолированной области.

Кроме того, система лазера дополнительно содержит продувочное средство для продувки изолированной области продувочным газом.

При этом система лазера согласно изобретению выполнена с возможностью работы как система KrF лазера, или система ArF лазера, или система F₂ лазера при незначительных модификациях.

В заявленной системе лазера по существу все компоненты заключены в корпус лазера, но система содержит модуль переменного тока/постоянного тока, физически отдельный от корпуса лазера.

В системе лазера импульсная система питания содержит батарею зарядных конденсаторов задающего генератора, батарею зарядных конденсаторов усилителя мощности и резонансное зарядное устройство, выполненное с возможностью зарядки обеих батарей зарядных конденсаторов параллельно, при этом импульсная система питания содержит источник питания, выполненный с возможностью подачи по меньшей мере 2000 В питания к резонансному зарядному устройству.

Заявленная система лазера дополнительно содержит систему управления газом для регулирования концентрации F₂ в первом лазерном газе для управления параметрами пучка задающего генератора, а также дополнительно содержит систему управления газом для регулирования давления первого лазерного газа для управления параметрами пучка задающего генератора, кроме того дополнительно содержит контроллер расчета времени разряда для запуска зарядов в усилителе мощности, чтобы они происходили через 20-60 нс после разрядов в задающем генераторе, дополнительно содержит контроллер разряда, запрограммированный вызывать в некоторых обстоятельствах разряды в момент времени, позволяющий избежать значительной энергии выходного импульса, при этом упомянутый контроллер в некоторых обстоятельствах запрограммирован вызывать разряд в усилителе мощности по меньшей мере за 20 нс раньше, чем разряд в задающем генераторе.

Система лазера согласно изобретению дополнительно содержит блок умножителя импульса для увеличения длительности выходных импульсов лазера, при этом блок умножителя импульсов выполнен с возможностью приема лазерного выходного импульса и умножения количества лазерных выходных импульсов в секунду по меньшей мере в два раза, чтобы генерировать один умноженный лазерный выходной импульсный пучок, состоящий из большего количества импульсов с существенно меньшими значениями интенсивности, чем лазерные выходные импульсы, причем упомянутый блок умножителя импульса содержит (1) первый расщепитель пучка, предназначенный для отделения части лазерного выходного импульсного пучка, причем отделенная часть образует задержанную часть, и лазерный выходной импульсный пучок определяет размер и угловое расхождение пучка в первом расщепителе пучка, (2) первый путь задержки, начинающийся и заканчивающийся в первом расщепителе пучка, причем первый путь задержки содержит по меньшей мере два фокусирующих зеркала, выполненных с возможностью фокусирования упомянутой задержанной части в фокусе на первом пути задержки и возврата задержанной части в первый расщепитель пучка с размером и угловым расхождением пучка, равным или приблизительно равным размеру пучка и угловому расхождению лазерного выходного импульсного пучка в первом расщепителе пучка, причем по меньшей мере два фокусирующих зеркала являются сферическими зеркалами.

Система лазера согласно изобретению дополнительно содержит второй путь задержки, содержащий по меньшей мере два сферических зеркала, при этом первый путь задержки содержит четыре фокусирующих зеркала.

При этом система лазера согласно изобретению дополнительно содержит второй путь задержки, образованный вторым расщепителем пучка, расположенным на первом пути задержки.

Кроме того, упомянутый первый путь задержки содержит второй расщепитель пучка, при этом система дополнительно содержит второй путь задержки, содержащий по меньшей мере два фокусирующих зеркала, расположенных с возможностью фокусирования задержанной части в фокусе на первом пути задержки и возврата задержанной части в первый расщепитель пучка с размером и угловым расхождением пучка, равным или приблизительно равным размеру и угловому расхождению лазерного выходного импульсного пучка в первом расщепителе пучка, причем первый расщепитель пучка выполнен с возможностью направления лазерного пучка по меньшей мере в двух направлениях с использованием оптического свойства усеченного внутреннего отражения, и первый расщепитель пучка состоит из двух прозрачных оптических элементов, каждый из которых имеет плоскую поверхность, причем оба оптических элемента расположены так, что их первые поверхности параллельны друг другу и разделены расстоянием меньше 200 нм.

Кроме того, в системе лазера согласно изобретению первый расщепитель пучка представляет собой оптический элемент без покрытия, ориентированный под углом к лазерному выходному импульсному пучку, для достижения требуемого отношения отражение-передача.

Согласно второму аспекту изобретения предусмотрена система очень узкополосного двухкамерного газоразрядного F₂ лазера с высокой частотой следования, содержащая

A) первый лазерный блок, содержащий

1) первую разрядную камеру, вмещающую

a) первый лазерный газ,

b) первую пару удлиненных удаленных друг от друга электродов, образующих первую область разряда,

2) первый вентилятор для обеспечения достаточного движения первого лазерного газа в первой области разряда для удаления из первой области разряда после каждого газового разряда по существу всех образовавшихся в результате разряда ионов перед следующим газовым разрядом при работе с частотой следования в пределах 4000 газовых разрядов в секунду или выше,

3) первую систему теплообменника для удаления тепловой энергии из первого лазерного газа,

B) блок выбора линии для минимизации энергии за пределами спектра одной выбранной линии,

C) второй лазерный блок, содержащий

1) вторую разрядную камеру, вмещающую

a) второй лазерный газ,

b) вторую пару удлиненных удаленных друг от друга электродов, образующих вторую область разряда,

2) второй вентилятор для обеспечения достаточного движения второго лазерного газа во второй области разряда для удаления из второй области разряда после каждого газового разряда по существу всех образовавшихся в результате разряда ионов перед следующим газовым разрядом при работе с частотой следования в пределах 4000 газовых разрядов в секунду или выше,

3) вторую систему теплообменника для удаления тепловой энергии из второго лазерного газа,

D) импульсную систему питания, выполненную с возможностью подачи к первой паре электродов и второй паре электродов электрических импульсов, достаточных для генерации лазерных выходных импульсов с частотой около 4000 лазерных выходных импульсов в секунду с точно регулируемой энергией лазерных выходных импульсов выше около 5 мДж,

Е) систему измерения и управления лазерным пучком для измерения энергии лазерных выходных импульсов, генерированных системой двухкамерного лазера, и управления лазерными выходными импульсами в устройстве управления с обратной связью, причем выходные лазерные пучки из первого лазерного блока используются в качестве затравочного пучка для затравки второго лазерного блока.

В указанной системе лазера первый лазерный блок выполнен в форме задающего генератора, а второй лазерный блок выполнен в форме усилителя мощности.

В системе лазера первый лазерный газ содержит фтор и неон или первый лазерный газ содержит фтор и гелий.

В системе лазера первый и второй лазерный газ содержит фтор и буферный газ, выбранный из группы, состоящей из неона, гелия или смеси неона и гелия.

Кроме того, в системе лазера усилитель мощности выполнен с возможностью одного прохода пучка через вторую область разряда, при этом усилитель мощности выполнен с возможностью множества проходов через вторую область разряда, а задающий генератор содержит оптические компоненты, образующие резонансный путь для совершения двух проходов через первую область разряда.

При этом в системе лазера задающий генератор содержит оптические компоненты, обеспечивающие резонансный путь для совершения двух проходов через первую область разряда, и в котором усилитель мощности содержит оптические компоненты, обеспечивающие множество проходов пучка через вторую область разряда.

Согласно второму аспекту изобретения в системе лазера указанный первый лазерный блок содержит оптическую систему резонатора и указанная система лазера дополнительно содержит оптический стол для удержания оптической системы резонатора первого лазерного блока независимо от первой разрядной камеры, при этом оптический стол имеет U-образную форму и образует U-образную полость, в которой установлена первая разрядная камера.

Кроме того, система лазера дополнительно содержит вертикально установленный оптический стол с установленными на нем первой и второй разрядными камерами.

В система лазера согласно изобретению каждая из первой и второй лазерных камер образует путь потока газа с постепенно увеличивающимся поперечным сечением за электродами, позволяющий восстановить большой процент падения статического давления, происходящего в области разряда, причем каждая из первой и второй камер содержит лопастную структуру за областью разряда для нормализации скорости газа после области разряда.

При этом в системе лазера каждый из первого вентилятора и второго вентилятора является тангенциальным вентилятором и каждый содержит вал, приводимый во вращение двумя бесщеточными двигателями постоянного тока, а двигатели являются водоохлаждаемыми двигателями, причем каждый из двигателей содержит статор и каждый из двигателей содержит магнитный ротор, заключенный в прижимной колпак, отделяющий статор от лазерного газа.

Кроме того, в системе лазера каждый из первого и второго вентиляторов является тангенциальным вентилятором, содержащим лопастную конструкцию, выполненную на станке из одной части алюминиевого сырья, при этом упомянутая лопастная конструкция имеет внешний диаметр около пяти дюймов и лопастная конструкция содержит лопастные элементы, имеющие острые ведущие кромки.

В системе лазера двигатели не имеют датчиков и указанная система лазера дополнительно содержит контроллер задающего двигателя для управления одним из двигателей и контроллер подчиненного двигателя для управления другим двигателем.

При этом в системе лазера каждый тангенциальный вентилятор содержит лопасти, расположенные под углом к валу, а каждая система теплообменника охлаждается водой, причем каждая система теплообменника содержит по меньшей мере четыре отдельных водоохлаждаемых теплообменника.

Кроме того, в системе лазера каждая система теплообменника содержит по меньшей мере один теплообменник, имеющий трубчатый канал для потока воды, на пути которого расположен по меньшей мере один турбулизатор.

При этом каждый из четырех теплообменников содержит трубчатый канал для потока воды с расположенным в нем турбулизатором.

В системе лазера импульсная система питания содержит водоохлаждаемые электрические элементы, а по меньшей мере один из водоохлаждаемых элементов работает при высоких напряжениях выше 12000 вольт, при этом высокое напряжение изолировано от земли с помощью катушки индуктивности, через которую течет охлаждающая вода.

В системе лазера согласно изобретению импульсная система питания содержит первую батарею зарядных конденсаторов и первую схему сжатия импульса для подачи электрических импульсов к первой паре электродов, и вторую батарею зарядных конденсаторов и вторую схему сжатия импульса для подачи электрических импульсов ко второй паре электродов, и резонансную зарядную систему для зарядки параллельно первой и второй батарей зарядных конденсаторов до точно регулируемого напряжения, при этом резонансная зарядная система содержит схему De-Qing.

В система лазера резонансная зарядная система содержит схему стравливания.

Кроме того, в системе лазера резонансная зарядная система содержит схему De-Qing и схему стравливания.

А импульсная система питания содержит зарядную систему, состоящую по меньшей мере из трех источников питания, скомпонованных параллельно.

В системе лазера блок выбора расположен после задающего генератора, а блок выбора линии содержит множество призм, при этом множество призм состоит из пяти призм, причем множество призм может быть расположено в виде петли для обеспечения поворота лазерными пучками из первого лазерного блока на 360° до входа во второй лазерный блок.

Система лазера дополнительно содержит лазер-визир видимого света.

Кроме того, в системе лазера блок выбора линии содержит фильтр Лио, а первая разрядная камера и вторая разрядная камера содержат окна, расположенные таким образом, чтобы все углы падения лазерных пучков на упомянутые окна были больше угла Брюстера.

Система лазера дополнительно содержит средство управления пучком для управления лазерными пучками, генерированными в первом лазерном блоке, при этом средство управления содержит средство для поворота оптического элемента.

Кроме того, средство управления пучком содержит средство для регулировки давления в блоке выбора линии.

При этом система лазера содержит призменный выходной ответвитель, частично образующий резонатор для первого лазерного блока, причем призменный выходной ответвитель содержит две поверхности, первая из которых ориентирована под углом с малыми потерями для p-поляризации, а вторая расположена ортогонально к лазерным пучкам из первого лазерного блока.

Кроме того, система лазера дополнительно содержит А) первый монитор температуры для контролирования температуры газа в первой разрядной камере, В) первую систему управления температурой газа, содержащую управляющий алгоритм для регулировки температуры газа, чтобы исключить отрицательные акустические эффекты, вызванные отраженными акустическими волнами, а также дополнительно содержит А) второй монитор температуры для контролирования температуры газа во второй разрядной камере, В) вторую систему управления температурой газа, содержащую управляющий алгоритм для регулировки температуры газа, чтобы исключить отрицательные акустические эффекты, вызванные отраженными акустическими волнами, и азотный фильтр, дополнительно содержит систему продувки азотом, содержащую продувочный модуль с мониторами потока, при этом лазер также содержит