閥門(mén)7打開(kāi)，反應(yīng)后的氣體通過(guò)管路進(jìn)入冷凝器1進(jìn)行除雜，即將雜質(zhì)氣體中的非鹵素單質(zhì)氣體(例如C0jPC0F2氣體)進(jìn)行液化。通過(guò)上述過(guò)程從冷疑器中出來(lái)的氣體就只包括稀有氣體(如Kr氣，其液化溫度零下153.35°C，或Ar氣，其液化溫度零下185.87 V )、緩沖氣體(如Ne氣，其液化溫度零下246.06°C )以及鹵素單質(zhì)氣體(如F2)，這些被提純后的氣體都是激光器的工作氣體。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型，為了去除雜質(zhì)，冷凝器1內(nèi)的溫度應(yīng)控制在-80°C?-120°C，優(yōu)選為-100°C。
[0028]最后，關(guān)閉第四閥門(mén)7，打開(kāi)第四閥門(mén)8，開(kāi)啟壓縮機(jī)3，壓縮機(jī)3把提純后的氣體通過(guò)管路充回激光器1中以重復(fù)利用。
[0029]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的鹵素氣體補(bǔ)充裝置可以與現(xiàn)有的補(bǔ)充工作氣體的裝置共同使用，例如在準(zhǔn)分子激光器的進(jìn)氣管道中還可以連入預(yù)混氣提供裝置和鹵素氣體提供裝置，分別用于提供預(yù)混的工作氣體和氟氣，齒素氣體補(bǔ)充裝置、預(yù)混氣提供裝置和氟氣提供裝置可以通過(guò)獨(dú)立的閥門(mén)來(lái)控制。
[0030]下面參照?qǐng)D2并通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。圖2是該實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該實(shí)施例的鹵素氣體補(bǔ)充裝置用于對(duì)KrF或ArF準(zhǔn)分子激光器的腔體內(nèi)的工作氣體進(jìn)行循環(huán)和除雜，工作氣體包括Kr氣或Ar氣、Ne氣以及F2氣。鹵素氣體補(bǔ)充裝置除了包括冷凝器1、氧氣瓶2、壓縮機(jī)3、儲(chǔ)氣室4，還包括預(yù)混氣瓶12和氟氣瓶13，其分別通過(guò)第五閥門(mén)14和第六閥門(mén)15連接到準(zhǔn)分子激光器的腔體的進(jìn)氣管道。
[0031]該實(shí)施例的冷凝器1如圖2所示，其包括器壁9、包裹器壁9外圍的絕緣層10，用于保持器壁9的低溫。在該實(shí)施例中，絕緣層10的結(jié)構(gòu)為空腔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)可以充入低溫介質(zhì)，如液氮或者液氦。并且，器壁9的內(nèi)部還填充有銅絨絲11。這樣，氣體進(jìn)入冷凝器1后，雜質(zhì)氣體會(huì)由于較高的液化溫度而發(fā)生液化，這樣從冷凝器1出氣管路出去的氣體就只剩下提純后的工作氣體。冷凝器1中填充的銅絨絲11能讓雜質(zhì)氣體更充分的液化。
[0032]同前所述，在該實(shí)施例中，準(zhǔn)分子激光器腔體的進(jìn)氣管道上還分別通過(guò)第五閥門(mén)14和第六閥門(mén)15分別連接有預(yù)混氣瓶12和氟氣瓶13。預(yù)混氣瓶12用于為準(zhǔn)分子激光器腔體提供初始的工作氣體，氟氣瓶13用于為準(zhǔn)分子激光器補(bǔ)充氟氣。在該實(shí)施例中，第一至第六閥門(mén)均采用電磁閥。
[0033]在開(kāi)始使用準(zhǔn)分子激光器時(shí)，首先按照特定的組分混合成預(yù)混氣置于氣瓶20中，當(dāng)給激光器充氣時(shí)，第五閥門(mén)14打開(kāi)，第一閥門(mén)5、第四閥門(mén)8及第六閥門(mén)15關(guān)閉，預(yù)混氣就可以通過(guò)管道充入激光器腔體內(nèi)。準(zhǔn)分子激光器在工作過(guò)程中，輸出能量隨著鹵素氣體(氟氣)的消耗慢慢衰減。
[0034]為了降低激光器輸出能量的衰減速率，該實(shí)施例中采用間斷補(bǔ)充鹵素氣體的方式，即在氟氣瓶13中充入鹵素氣體，當(dāng)激光器輸出能量出現(xiàn)衰減時(shí)，第六閥門(mén)打開(kāi)，第一閥門(mén)5、第四閥門(mén)8及第五閥門(mén)14關(guān)閉，這樣，氟氣就會(huì)通過(guò)管路補(bǔ)充到激光器腔體中，激光器的輸出能量就會(huì)恢復(fù)到正常的輸出水平。間斷補(bǔ)充氟氣的方案可以隨著激光器的運(yùn)行一直持續(xù)，直到補(bǔ)充氟氣無(wú)法恢復(fù)激光器正常的輸出水平。
[0035]此時(shí)，為了恢復(fù)激光器正常的輸出水平，需要對(duì)準(zhǔn)分子激光器部分抽氣。即打開(kāi)第一閥門(mén)5，關(guān)閉第二閥門(mén)6、第三閥門(mén)7、第四閥門(mén)8，使工作氣體通過(guò)出氣管道進(jìn)入儲(chǔ)氣室4中。接著，關(guān)閉第一閥門(mén)5，打開(kāi)第二閥門(mén)6，氧氣瓶2中的氧氣通過(guò)充入儲(chǔ)氣室4中，氧氣與雜質(zhì)(CF4)在儲(chǔ)氣室4充分反應(yīng)生成C02、C0F2& F2。當(dāng)儲(chǔ)氣室4中的氣體反應(yīng)充分后，第一閥門(mén)5、第二閥門(mén)6關(guān)閉，第三閥門(mén)7打開(kāi)，反應(yīng)后的氣體通過(guò)管路進(jìn)入冷凝器1，0)2和C0F2氣體被液化。通過(guò)上述過(guò)程，從冷疑器1中出來(lái)的氣體就只包括Kr氣或Ar氣、Ne氣以及氟氣，這些被提純后的氣體都是激光器的工作氣體。最后，關(guān)閉第四閥門(mén)7，打開(kāi)第四閥門(mén)8，開(kāi)啟壓縮機(jī)3，壓縮機(jī)3把提純后的氣體通過(guò)管路充回激光器1中以重復(fù)利用。
[0036]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型無(wú)需特別低溫的環(huán)境，只需零下100°C的低溫就能充分液化反應(yīng)生成的雜質(zhì)氣體，因此適用于KrF和ArF準(zhǔn)分子激光器。同時(shí)儲(chǔ)氣室4中反應(yīng)還會(huì)生成F2，該氣體液化溫度為零下188.2°C，所以不會(huì)被液化，可以有效地減小工作氣體中匕的消耗。通過(guò)本實(shí)用新型，從管路11中出來(lái)的氣體就只是稀有氣體Kr氣(液化溫度零下153.35 °C )或Ar氣(液化溫度零下185.87 °C )、緩沖氣體Ne氣(液化溫度零下246.06 °C )以及鹵素氣體匕氣，這些被提純后的氣體都是激光器的工作氣體通過(guò)管路充回激光器中重復(fù)利用。
[0037]因此，本實(shí)用新型的裝置通過(guò)間斷補(bǔ)充鹵素氣體結(jié)合部分換氣除雜重復(fù)利用的方式，既有效地提高了激光器工作氣體的壽命，又大大降低了激光器的運(yùn)行成本。而且，本實(shí)用新型采用的是氧氣在儲(chǔ)氣室4中與雜質(zhì)反應(yīng)，而不是現(xiàn)有技術(shù)中將氧氣直接注入激光器內(nèi)除雜的方式，因此不會(huì)導(dǎo)致激光器工作氣體中由于過(guò)量氧氣的存在造成輸出能量的大幅下降。
[0038]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種齒素氣體補(bǔ)充裝置，用于為準(zhǔn)分子激光器補(bǔ)充齒素氣體，所述準(zhǔn)分子激光器包括腔體，該腔體內(nèi)的工作氣體為稀有氣體、齒素氣體及緩沖氣體，且腔體具有進(jìn)入管道和出氣管道，其特征在于: 所述鹵素氣體補(bǔ)充裝置包括冷凝器(1)、氧氣提供裝置(2)、壓縮機(jī)(3)和儲(chǔ)氣室(4)，所述儲(chǔ)氣室(4)分別與所述出氣管道、冷凝器(1)、氧氣提供裝置(2)連接； 所述氧氣提供裝置(2)用于向所述儲(chǔ)氣室(4)提供氧氣； 所述儲(chǔ)氣室(4)具有一定的容積，用于容納由所述氧氣提供裝置(2)提供的氧氣和來(lái)自所述腔體的工作氣體，并使該氧氣和該工作氣體充分反應(yīng)，生成反應(yīng)氣體； 所述冷凝器(1)內(nèi)的溫度為-80°C至-120°C，用于對(duì)所述反應(yīng)氣體進(jìn)行制冷，輸出未被冷凝的氣體； 所述壓縮機(jī)(3)用于抽取所述冷凝器(4)中未被冷凝的氣體并輸送到所述腔體中。2.如權(quán)利要求1所述的鹵素氣體補(bǔ)充裝置，其特征在于，所述鹵素氣體為氟氣。3.如權(quán)利要求1或2所述的鹵素氣體補(bǔ)充裝置，其特征在于，所述冷凝器內(nèi)的溫度為-100。。。4.如權(quán)利要求3所述的齒素氣體補(bǔ)充裝置，其特征在于，所述冷凝器包括器壁(9)和包裹器壁(9)外圍的絕緣層(10)，所述絕緣層(10)的結(jié)構(gòu)為空腔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)可以充入低溫介質(zhì)，用于保持所述器壁(9)的低溫。5.如權(quán)利要求4所述的鹵素氣體補(bǔ)充裝置，其特征在于，所述器壁(9)的內(nèi)部填充有銅絨絲(11)。6.如權(quán)利要求3所述的鹵素氣體補(bǔ)充裝置，其特征在于，還包括預(yù)混氣提供裝置(12)，其通過(guò)閥門(mén)連接于所述腔體的進(jìn)氣管道，用于為所述腔體提供初始的工作氣體。7.如權(quán)利要求4所述的鹵素氣體補(bǔ)充裝置，其特征在于，還包括鹵素氣體提供裝置(13)，其通過(guò)閥門(mén)連接于所述腔體的進(jìn)氣管道，用于為所述腔體補(bǔ)充鹵素氣體。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于準(zhǔn)分子激光器的鹵素氣體補(bǔ)充裝置，準(zhǔn)分子激光器的腔體具有進(jìn)入管道和出氣管道，鹵素氣體補(bǔ)充裝置包括冷凝器(1)、氧氣提供裝置(2)、壓縮機(jī)(3)和儲(chǔ)氣室(4)，儲(chǔ)氣室(4)分別與出氣管道、冷凝器(1)、氧氣提供裝置(2)通過(guò)閥門(mén)連接。氧氣提供裝置(2)用于向儲(chǔ)氣室(4)提供氧氣；儲(chǔ)氣室(4)用于使氧氣和來(lái)自腔體的工作氣體充分反應(yīng)生成反應(yīng)氣體；冷凝器(1)對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行制冷，由此除雜而輸出未被冷凝的氣體，壓縮機(jī)(3)抽取所述冷凝器(4)中未被冷凝的氣體并輸送到腔體中。本實(shí)用新型可以有效的提高工作氣體的壽命，同時(shí)在除雜過(guò)程中不會(huì)由于添加其它氣體而使輸出能量下降。
【IPC分類】H01S3/036
【公開(kāi)號(hào)】CN205081350
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520477457
【發(fā)明人】沙鵬飛, 單耀瑩, 彭卓君, 宋興亮, 蔡茜瑋, 范元媛, 李慧, 趙江山, 周翊
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院光電研究院
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日