Мощные электроразрядные XeCl лазеры тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Экспериментальные установки и методики экспериментов.

1.1. Экспериментальная установка для исследования характеристик мощного электроразрядного эксимерного лазера.

1.2. Экспериментальный стенд и методика исследования параметров излучения импульсно-периодическихэксимерных лазеров.

1.3. Стенд для исследования и оптимизации режима предыонизации мощного ХеС1 лазера.*.

1.4. Расчетное моделирование электрических полей электроразрядных систем лазеров.

1.5. Моделирование схем накачки для мощных ХеС1 лазеров.

Глава 2. Физические факторы, определяющие энергетические характеристики электроразрядных ХеС1 лазеров.

2.1. Конфигурация электроразрядной системы эксимерного лазера с высокой скоростью прокачки газа. 2.2. Влияние профиля электродов на формирование объемного разряда в компактной электроразрядной системе с высокой скоростью прокачки газа.

2.3. Анализ эффективности режимов ввода энергии в разряд широкоапертурного ХеС1 лазера.

2.4. Причины, ограничивающие апертуру ХеС1 лазеров с искровой системой предыонизации.

2.5. Возможности увеличения апертуры в электроразрядной системе с предыонизацией излучением скользящего разряда.

2.6. Сравнительные исследования эффективности различных систем УФ предыонизации.

2.7. Влияние флуктуаций плотности газа в разрядном объеме на среднюю мощность излучения ХеС1 лазеров.

2.8. Выводы к главе 2.

Глава 3. Оптимизация физических параметров импульсно-периодического ХеС лазера со средней мощностью излучения 500 Вт.

3.1. Характеристики схемы накачки и компактного газодинамического контура.

3.2. Исследование оптимальных условий возбуждения активной среды при работе лазера с высокой частотой следования импульсов.

3.3. Исследования возможностей достижения средней мощности 500 Вт с различными комбинациями основных параметров.

3.4.Исследования параметров лазерного излучения.

3.5. Оптимизация условий предыонизации мощных ХеС1 лазеров.

3.6. Факторы, определяющие время жизни газовой смеси и поддержание стабилизированного уровня средней мощности при долговременной работе лазера.

3.7. Выводы к главе 3.

Глава 4. Исследования условий, обеспечивающих высокую стабильность энергии генерации от импульса к импульсу в мощных ХеС1 лазерах.

4.1. Влияние максимальных значений Е/И и условий предыонизации на стабильность энергии генерации.

4.2. Зависимость относительной нестабильности б от скорости прокачки газа и частоты следования импульсов.

4.3. Исследование зависимости в от состава газовой смеси.

4.4. Влияние скорости обмена газа в приэлектродных областях на максимальную частоту следования импульсов.

4.5.Исследование зависимости б от режима ввода энергии в активную среду.

4.6.Влияние пространственной неоднородности газового потока на стабильность энергии генерации.

4.7. Стабильность энергии генерации - фактор, характеризующий время жизни газовой смеси лазера.

4.8. Выводы к главе 4.

Глава 5. Проблемы и перспективы наращивания средней мощности в электроразрядных ХеС1 лазерах.

5.1. Исследования характеристик компактного ХеС1 лазера с предыонизацией со стороны катода.

5.2. Малоиндуктивная широкоапертурная электроразрядная система эксимерного лазера.

5.3. Экспериментальные результаты модернизации ХеС1 лазера со средней мощностью излучения 1 кВт.

5 .4. Зависимость минимального коэффициента смены газаХеС1 лазера от апертуры разряда.

5.5. Физические причины, ограничивающие апертуру ХеС1 лазеров и возможности наращивания средней мощности излучения до 10 кВт.

5.6. Выводы к главе 5.

Эксимерные молекулы - широкий класс молекул, существующих только в возбужденных состояниях. Впервые механизм инверсной заселенности на эксимерных молекулах был реализован в 1970 году Н.Г. Басовым с сотрудниками при накачке среды жидкого ксенона пучком электронов. Таким образом, первой эксимерной молекулой, на которой была получена генерация, явился димер инертного газа Хе*2 [1]. В 1975 году было показано , что такие эксимерные молекулы, как галогениды инертных газов могут эффективно создаваться при тушении метастабильных атомов инертных газов галогеносодержащими молекулами [2]. Эта работа явилась основой для развития нового класса газовых лазеров на галогенидах инертных газов. Диапазон излучения лазеров на галогенидах инертных газов охватывает ближнюю УФ область спектра. Лучшими генерационными характеристиками обладают лазеры на эксимерных молекулах АгБ (длина волны излучения 193 нм), КгС1 (222 нм), Кз^ (248 нм), ХеС1 (308 нм) и ХеБ (351 нм, 353 нм, 480нм). Отличительной особенностью лазеров на Г ' галогенидах инертных газов является то, что они работают на лазерных переходах между двумя электронными состояниями, верхний из которых имеет потенциальный минимум, а нижний является разлетным (АгБ, КгС1, КгБ), либо слабосвязанным (ХеС1, ХеБ), поэтому инверсия населенности в таких системах может достигать 100%. Это же является причиной безструктурности и непрерывности спектра излучения и определяет относительно широкую полосу усиления лазеров на галогенидах инертных газов. В сочетании с малым временем распада возбужденного состояния (~10"8-Н0"9 с), присущая эксимерным молекулам широкая линия испускания излучения обуславливает необходимость накачки с высоким уровнем вкладываемой мощности, что в свою очередь предъявляет повышенные требования к системам питания лазеров.

Широкое применение в науке и технологии нашли эксимерные лазеры, возбуждаемые самостоятельным объемным разрядом в сочетании с предварительной ионизацией активной среды. Эти лазеры конструктивно проще, по сравнению с лазерами, накачиваемыми электронным пучком, надежны в эксплуатации, не требуют защиты обслуживающего персонала от рентгеновского излучения и обеспечивают получение больших средних мощностей в режиме с высокой частотой повторения импульсов [3]. Типичная газовая смесь, обеспечивающая максимальные генерационные характеристики эксимерных лазеров, состоит из 0,1*0,3 % галогена (Т2, ЫР3, НС1, СС14), 1*10% тяжелого инертного газа (Хе, Кг, Аг) и легкого (буферного) инертного газа (Не, №) при общем давлении несколько атмосфер. При таком давлении и энерговкладе ~100Дж/л естественная форма разряда - это дуговой накал. Поэтому, основные трудности, возникающие при создании эксимерных лазеров с накачкой самостоятельным разрядом, связаны с получением объемного разряда и сохранением его однородности в течение всего времени ввода электрической энергии.

Условия формирования объемного разряда при высоких давлении и энерговкладе определяются целым рядом взаимосвязанных факторов. К основным из них относятся: состав газовой смеси, уровень и однородность предыонизации, режим ввода энергии, конфигурация электродной системы и др. Использование предварительной ионизации газа обусловлено необходимостью создания в разрядном объеме высокой плотности начальных электронов и, тем самым, обеспечения однородности разряда за счет существенного перекрытия электронных лавин. Неоднородности, неизменно возникающие в объемном разряде, ограничивают время эффективного, с точки зрения образования эксимерных молекул, ввода энергии в разряд tBKji. В зависимости от режима ввода энергии, качества предыонизации, состава смеси и других факторов оно составляет tBKji~ 10"М0"7с. В отличие от эксимерных лазеров на фторидах инертных газов, где время развития неустойчивости объемного разряда составляет 5(Ы00 не, лазеры на молекуле ХеС1*, которым посвящена данная работа, характеризуются меньшей скоростью развития неустойчивости объемного разряда и, соответственно, большим временем tBKji. Поэтому, в ХеС1 лазерах возможно осуществление эффективной накачки значительно больших (на порядок по величине, по сравнению с ArF, KrF лазерами) объемов активной среды и получение энергии генерации несколько десятков Дж/импульс [4].

В связи с этим, в середине 1980-х годов целью ряда национальных и международных программ стало создание ХеС1 лазеров со средней мощностью излучения ~ 1 кВт [5-8]. Создаваемые лазеры отличались как типом используемой предыонизации, так и режимом ввода энергии в активную среду. В рамках общеевропейской программы EUREKA была получена максимальная средняя мощность излучения 750 Вт в ХеС1 лазере с искровой системой предыонизации [9]. Поскольку УФ излучение от рядов искр не позволяло однородно предыонизовать большие объемы активной среды, целый ряд исследований был нацелен на создание ХеС1 лазеров, возбуждаемых объемным разрядом с предыонизацией рентгеновским излучением. Наиболее значительным достижением было создание в ходе реализации программы EUREKA французского широкоапертурного импульсно-периодического ХеС1 лазера VEL

Very Large Excimer Laser), на котором в 1993 г было продемонстрировано в кратковременном режиме (—0,1 секунды) достижение средней мощности 1 кВт (10 Дж, 100 Гц) [10]. Как следует из публикации [11] переход к долговременному режиму возбуждения так и не был осуществлен.

На основе схемы накачки с высоковольтным предымпульсом и рентгеновской предыонизации в Нидерландах был разработан 1 кВт лазер с параметрами 1Дж, 1000 Гц для технологических применений [12,13]. Однако, устройство рентгеновского источника предыонизации довольно сложное, требует защиты обслуживающего персонала и поэтому лазеры с рентгеновской предыонизацией не нашли широкого применения в технологии.

В рамках японского национального проекта AMMTRA [6] к 1995 г. была создана ХеС1 лазерная установка с максимальной на сегодняшний момент средней мощностью излучения 2.1 кВт при частоте следования импульсов 800 Гц [14]. Для возбуждения активной среды, как и в [12,13], использовалась схема накачки с предымпульсом и УФ предыонизация излучением слаботочного незавершенного (коронного) разряда. Достаточно низкий (~107 электронов/см3) уровень фотоионизации, обеспечиваемый таким предыонизатором, не позволяет увеличить апертуру основного объёмного разряда и ограничивает возможности эффективного повышения энергии генерации в отдельном импульсе. В связи с этим, в работе [14] для получения энергии генерации 2,6 Дж использовались три идентичных лазерных модуля, объединенных одним каскадным резонатором, так что один из габаритных размеров составил более 5м.

В отличие от рассмотренных выше способов, развитое в лаборатории импульсных лазерных систем ТРИНИТИ направление возбуждения лазеров на галогенидах инертных газов импульсным объёмным разрядом в сочетании со вспомогательным завершенным скользящим разрядом по поверхности диэлектрика в качестве мощного протяженного источника УФ предыонизации позволило преодолеть указанные трудности и впервые в мире в 1990 г. достичь уровня средней мощности излучения ХеС1 лазера 1 кВт (10 Дж, 100 Гц) [15+17].

Хотя, к 1995 году (времени начала работы над диссертацией) были показаны принципиальные возможности получения высокой импульсной и средней мощности ХеС1 лазеров, все созданные установки отличались небольшой продолжительностью работы и были неприемлимы для использования в индустрии.

С другой стороны, лазеры применяемые в технологических процессах должны обладать такими характеристиками, как:

- время работы без смены газовой смеси ~ 107 импульсов,

- срок службы лазерной камеры 1-2*109 импульсов (что соответствует четырем месяцам непрерывной работы при частоте следования импульсов

200 Гц),

- высокая стабильность энергии генерации от импульса к импульсу,

- поддержание стабилизированного уровня средней мощности в течение всего времени работы лазера.

Такими характеристиками к 1995году обладал только лазер модели L-4000 со средней мощностью излучения 200 Вт (1Дж, 200 Гц или 0,67 Дж, 300 Гц), выпускаемый фирмой Lambda Physik [18].

Среди существующих и потенциальных применений ХеС1 лазеров, таких как обработка материалов [19, 20], создание рентгеновских источников [21], усиление коротких импульсов [22] и т.д., наиболее перспективным и бурно развивающимся в настоящее время применением мощных ХеС1 лазеров является лазерный отжиг в производстве плоских жидкокристаллических дисплеев [23, 24]. Максимальный размер экрана в этом технологическом процессе определяется энергией генерации лазера в отдельном импульсе. Для увеличения размера экрана уже сейчас необходимо внедрение лазеров с большей (~2+ЗДж) энергией в импульсе. Новые перспективные методы лазерного отжига, интенсивно разрабатываемые в настоящее время [25], предполагают использование ХеС1 лазеров с энергией генерации ~ 4+8 Дж с длительностью оптического импульса Е\ШМ г > 100нс. Увеличение частоты следования имп. импульсов лазера повышает производительность всей производственной линии.

Увеличение объема разряда и энергии генерации эксимерных лазеров возможно в основном за счет расширения апертуры разряда. Это объясняется тем, что фотопоглощение на длине волны генерации частицами, образующимися в активном объеме, имеет ненасыщающий характер и приводит в режиме насыщенного по усилению съема энергии к значительным потерям излучения [26+28] и необходимости ограничения длины активной среды. С другой стороны, увеличение объема разряда влечет за собой рост индуктивности разрядного контура, что в условиях ограниченного времени вклада энергии в активный объем создает ряд проблем, связанных с получением однородного разряда, а также снижает эффективность генерации. Поэтому, задача создания новых малоиндуктивных электроразрядных систем с большой апертурой, режимов возбуждения активной среды, обеспечивающих максимальную однородность объемного разряда и увеличение эффективности получения генерации, представляется важной и актуальной.

Дополнительные трудности возникают при реализации импульсно-периодического режима работы лазера. Помимо технических проблем, таких как обеспечение надежности работы системы накачки, создание равномерного распределения скорости газового потока в активном объеме, эффективного охлаждения газовой смеси и т.д., существует ряд физических причин, снижающих энергию генерации в импульсно-периодическом режиме и ограничивающих максимальную среднюю мощность лазера. Известно, что с повышением частоты следования импульсов однородность разряда импульсно-периодических эксимерных лазеров ухудшается. Появляющиеся в разряде неоднородности в виде сильноточных каналов снижают долю энергии, вложенную в диффузную часть разряда, а следовательно и энергию генерации. Как было показано в работах [29н-31], причиной снижения однородности и контрагирования разряда в импульсно-периодическом режиме являются акустические колебания, возникающие в газовом активном объеме от предыдущих разрядных импульсов. Катодные пятна, появляющиеся на разрядных электродах при высоких энерговкладах в объемный разряд, могут инициировать привязку сильноточных каналов к одним и тем же местам в импульсно-периодическом режиме. Вызванные первоначально акустическими колебаниями, неоднородности могут усиливаться вследствие локального разогрева участков электродов и наличия паров металла электродов вблизи них [32]. Изменение состава газовой смеси вследствие образования и накопления молекул водорода и хлора, взаимодействие молекул НС1 со стенками газового контура и частицами металла, появляющимися в результате распыления разрядных электродов, приводят к снижению энергии генерации при продолжительной работе ХеС1 лазера в импульсно-периодическом режиме [27].

Рассмотренные явления не только ограничивают максимальную среднюю мощность лазера, но и уменьшают срок службы электродов, время жизни газовой смеси, снижают стабильность энергии генерации.

Практически важной задачей для создания технологического эксимерного лазера является поиск физических условий, обеспечивающих высокую стабильность энергии генерации от импульса к импульсу. Являясь одной из главных характеристик технологического эксимерного лазера, определяющих, например, точность микрообработки материалов или качество изготавливаемого дисплея, стабильность энергии генерации неразрывно связана с однородностью объемного разряда. В литературе, касающейся создания мощных ХеС1 лазеров, до последнего времени приводились только мощностные и энергетические характеристики. Стабильность энергии генерации, как правило, не рассматривалась. Существует ряд работ, посвященных технологическим ХеС1 лазерам с энергией генерации до 1 Дж [33-^35], в которых представлены данные по стабильности. В работе [36] представлен результат измерения стабильности энергии генерации ХеС1 лазера с Е|аз~5 Дж в импульсе. Однако измерения проводились в моно-импульсом режиме для небольшого числа импульсов.

Таким образом, физические условия достижения высокой стабильности энергии генерации подробно не исследовались и к настоящему моменту в литературе отсутствуют работы, посвященные исследованиям стабильности энергией генерации лазеров с Е|аз> 2 Дж в импульсно-периодическом режиме.

Все вышесказанное обуславливает важность и актуальность задач, рассмотренных в диссертации.

Цель работы состояла в исследовании взаимосвязанных физических условий, обеспечивающих получение и поддержание в течение длительного времени в электроразрядных ХеС1 лазерах с УФ предыонизацией большой средней мощности 0.5-й кВт с высокой стабильностью энергии генерации от импульса к импульсу (а < 2 %).

Основными задачами работы, решение которых необходимо для достижения поставленной цели, были:

1. Исследование условий формирования однородного объемного разряда с большой апертурой 15+50 см2 при высокой частоте следования импульсов 200-ьЗСЮГц в газовых смесях ХеС1 лазеров.

2. Исследования режимов ввода энергии в объемный разряд, позволяющих увеличить эффективность возбуждения активной среды ХеС1 лазеров в импульсно-периодическом режиме.

3. Создание мощных компактных ХеС1 лазеров с энергией генерации в импульсе 2+10 Дж и частотой следования импульсов 200+300Гц. Изучение факторов, обеспечивающих поддержание в течение продолжительного времени (-10 часов) средней мощности излучения ~ 0.5 кВт на длине волны 308 нм.

4. Экспериментальные исследования основных процессов и явлений, влияющих на стабильность энергии генерации от импульса к импульсу ХеС1 лазерах со средней мощностью излучения -0.5 кВт.

Методы исследования. В качестве метода исследования в работе принят физический эксперимент с использованием численного моделирования изучаемых физических процессов.

Научная новизна состоит в следующем:

1. Найденные условия обеспечивают получение в газовых смесях ХеС1 лазеров однородного объемного разряда с апертурой от 15 до 50 см2 и сохранение его генерационных характеристик при высокой частоте следования импульсов до 300 Гц) и долговременной работе лазера (-10 часов). Получены различные комбинации энергии генерации и частоты следования импульсов, обеспечивающие в ХеС1 лазерах среднюю мощность излучения до 1 кВт с длительностью оптического импульса на полувысоте до 120 не.

2. Определена оптимальная конфигурация компактного газодинамического контура ХеС1 лазера с средней мощностью ~ 0.5 кВт. Обнаружена зависимость минимального коэффициента смены газа к в импульсно-периодических ХеС1 лазерах от апертуры разряда. Найдены условия получения средней мощности излучения 1 кВт при коэффициенте смены газа ХеС1 лазера к=1.5, близком к расчетному пределу.

3. Определен и обоснован оптимальный режим УФ предыонизации ХеС1 лазеров с энергией генерации 2-н10 Дж. Экспериментально показано, что осуществление УФ предыонизации излучением скользящего разряда со стороны высоковольтного катода повышает устойчивость объемного разряда широкоапертурного ХеС1 лазера, по сравнению с предыонизацией со стороны анода, и позволяет улучшить его генерационные характеристики.

4. Изучены основные физические закономерности, определяющие стабильность энергии генерации от импульса к импульсу в ХеС1 лазерах со средней мощностью излучения -0.5 кВт.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, содержит 106 страниц текста, 62 рисунка и список литературы из 114 наименований.

Основные выводы работы заключаются в следующем:

1. Определены физические условия, обеспечивающие получение однородного объемного разряда большой апертуры (до 9x6 см2) с высокой частотой следования импульсов ~300 Гц в газовых смесях ХеС1 лазеров.

2. Найдены оптимальные профили электродов, обеспечивающие минимальную индуктивность разрядного контура широкоапертурных ХеС1 лазеров. Экспериментально показано, что в компактной электроразрядной системе изменение напряженности поля в зоне разряда на 1.5 % приводит к резко неоднородному характеру протекания объемного разряда.

3. Экспериментально показаны ограничения, возникающие при увеличении апертуры импульсно-периодических ХеС1 лазеров с искровой системой предыонизации. Для лазеров с активным объемом 1 л показано, что эффективность источников предыонизации на основе скользящего разряда в 5 раз выше, по сравнению с предыонизацией искровыми разрядами.

4.Обнаружено, что осуществление предыонизации излучением скользящего разряда со стороны высоковольтного катода повышает устойчивость объемного разряда к возмущениям плотности газа, по сравнению с предыонизацией со стороны анода .

5. Исследованы различные режимы ввода энергии в активную среду ХеС1 лазеров, позволяющие варьировать длительность импульса лазерного излучения на полувысоте от 45 не до 120 не. Найден режим ввода энергии в объемный разряд, позволивший создать компактный импульсно-периодический ХеС1 лазер с длительностью оптического импульса 120 не, энергией генерации Е1аз> 3 Дж и эффективностью 3 % .

6. Показано, что предыонизация активного объема мощных ХеС1 лазеров наиболее эффективна вблизи момента ионизационно-прилипательного равновесия концентрации электронов в активном объеме. В результате оптимизации режима предыонизации и возбуждения активной среды в ХеС1 лазере с предымпульсной схемой накачки удалось снизить энерговклад в предыонизатор до 0,03 % от энерговклада в основной объемный разряд.

7. Впервые определены физические условия достижения высокой стабильности энергии генерации широкоапертурного импульсно-периодического эксимерного лазера:

-показано, что выполнение условий, необходимых для формирования однородного объемного разряда, таких как высокие значения (ЕЖ) , достигаемые в активном объеме к моменту пробоя разрядного промежутка, оптимальные условия предыонизации и оптимальный состав газовой смеси обеспечивают высокую стабильность энергии генерации ХеС1 лазера;

-найдены физические условия необходимые для достижения в компактном широкоапертурном ХеС1 лазере средней мощности излучения 0.5 кВт с относительной нестабильностью энергии генерации с не более 1.5 %;

-показано, что увеличение длительности накачки активной среды ХеС1 лазера снижает устойчивость разряда к акустическим возмущения, что приводит к ухудшению стабильности энергии генерации и снижению максимальной частоты следования импульсов;

-продемонстрировано, что увеличение эффективности газообмена в приэлектродных областях приводит к росту средней мощности и улучшению стабильности ;

-показано, что ресурс газовой смеси существенно возрастает при работе лазера в режиме с малой относительной нестабильностью энергии генерации.

8. Показано, что увеличение апертуры лазера от 4x1.3 см2 до 9x6 см2 значительно снижает минимальный коэффициент смены газа. Данный факт объясняется увеличением времени существования однородной формы объемного разряда при увеличении межэлектродного расстояния. Найдены физические условия обеспечивающие получение средней мощности излучения 1 кВт с коэффициентом смены к=1.5, близким к расчетному пределу.

9. Впервые продемонстрировано поддержание стабилизированного уровня средней мощности 400 Вт на длине волны излучения Х=308 нм в течение 15 млн. импульсов, что соответствует 20 часам непрерывной работы лазера при частоте следования импульсов 200 Гц.

10. Найдена совокупность условий, определивших создание технологического компактного широкоапертурного ХеС1 лазера нового поколения со средней мощностью излучения 0.5 кВт и разнообразными комбинациями энергии генерации и частоты следования импульсов.

Автор приносит глубокую благодарность док. ф.-м. наук В.М.Борисову за квалифицированное руководство на всех этапах исследований, док. ф.-м. наук О.Б.Христофорову за многолетнюю совместную работу и творческую передачу своего экспериментального опыта, канд.ф.м.наук Ю.Б.Кирюхину за интересные обсуждения экспериментальных результатов, A.M. Давидовскому, В.Б.Михайлову за активное творческое участие в создании экспериментальных установок и проведении экспериментов, А.М.Шакутину, И.С.Маркову, А.И.Кольченко, М.И.Дьяконенко за обеспечение работы на этапах ОКР. Автор благодарен А.В.Ельцову за создание программного обеспечения, необходимого для изготовления профилей электродов, а также обработки результатов экспериментов, К.В.Воскрецову за помощь на различных этапах работы. Автор глубоко признателен Н.Д.Крупиной за помощь, оказанную при оформлении диссертации.

Заключение.

1.Басов Н.Г., Данилычев В.А., Попов Ю.М., Ходаевич Д.Д. Квантовый генератор в вакуумной области спектра при возбуждении жидкого ксенона электронным пучком. Письма в ЖЭТФ, 1970, т.12, с.473-474.

2. Brak С.A., Ewing J.J. 354-nm laser action on XeF. Appl. Phys. Lett., 1975, v.27,p.435-437.

3. Баранов В.Ю., Борисов B.H., Степанов Ю.Ю. Электроразрядные эксимерные лазеры на галогенидах инертных газов. М. Энергоатомиздат, 1988.

4. Godard В., Laborde P., Dutems С., Prochasson S., Bonnet J., Pigache D. 60 J XeCl laser for Single Shot Excimer Laser Annealing. Proc.SPIE, 1997, vol.3092, p. 161 -164.

5. Schmidt U., Rath W. High average power excimer laser development in Europe. Proc. CLEO'90, Anaheim, C.A. May 1990, paper CTHB4.

6. Maeda M. Progress on the AMMTRA project for excimer laser development.Proc. CLEO'92, Anaheim, CA, May 10-15,1992, paper CTuD.

7. Basting. Kilowatt Excimer Lasers: A European Joint Efforts. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. Vol.1023 Excimer Lasers and Applications, 1988, p.268- 272.

8. Muller-Horsche E., Oesterling P. Highest power excimer lasers. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. Vol.1225 High- Power Gas Lasers.1990, p.142-145.

9. Hofmann Th., Timmermans J.C.M. and Couperus J. Reliability studies on a kilowatt-class XeCl laser. Proc. SPIE, v.2780, p.7.

10. Timmermans J.C.M. lkW industrial excimer laser (308-nm). Proc. SPIE, 1998, v.3343, p. 68.

11. Borisov V.M., Khristoforov O.B., Kirykhin Yu.B., Kuznetsov S.,G., Stepanov Yu. Yu., Vinokhodov A.Yu., The kilowatt range high repetition rate excimer lasers. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. vol. 1503 Excimer Lasers and Applications III, 1991, p.40-47.

12. Борисов B.H., Дмитриев A.A., Прокофьев A.B., Христофоров О.Б. Об условиях возбуждения широкоапертурного ХеС1-лазера со средней мощностью излучения 1кВт. Квантовая электроника, 1995, т.22, с.433-435.

13. Borisov V.M., Bragin I.E., Khristoforov O.B., Kirykhin Yu.B., Vinokhodov A.Yu. Development of 1 kW average power excimer laser with UV preionization. Proc CLEO/EUROPE'94, 1994, p.80-81.

14. Buerhop С., Lutz N., Weissman R. Surface treatment of glass and ceramics using XeCI laser radiation. Glasstechnische Berichte, 1993, v. 66, No. 3, pp. 61-67.

15. Powers M. And Shields H. High average power, picosecond pulse excimer laser system for X-ray generation. Proc. SPIE Vol.2992, p.45.

16. Suzuki K., Matsuda M., Ogino Т., Hayashi N., Terebayashi Т., Amemiya K. Excimer ablation lithography (EAL) for TFT-LCD (invited Paper) 2992-., Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng., 1997, Vol. 2992, p. 16.

17. Steehle M. X., Godard В., Stehle J.L. Processing of amorphous silicon flat panal displays with large- area excimer lasers. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng., 1997, vol.2992, pp. 74- 79.

18. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Виноходов А.Ю., Кирюхин Ю.Б. и др. О причинах снижения мощности импульсно-периодического XeCI -лазера впроцессе работы . "Квантовая электроника". 1983.т. 10, №11, с.2336-2340.

19. Letardi Т., Bollanti S., Di Lazzaro Р., Flora F., et al. Some Design Limitations for Large- Aperture High- Energy Per Pulse Excimer Lasers. Nuovo Cimento, 1993, 15D, p. 495- 507.

20. Баранов В.Ю., Борисов B.M., Виноходов А.Ю., Высикайло Ф.И., Кирюхин Ю.Б. Об особенностях импульсно-периодического режима эксимерных лазеров., "Квантовая электроника", 1983, т. 10, №3, с.541-546.

21. Баранов В.Ю.,Малюта Д.Д., Межевов B.C., Напартович А.П. Перегревно-акустическая неустойчивость в импульсно-периодических лазерах. "Физика плазмы", 1980, т.6, вып.4, с.785-792.

22. Борисов В.М., Кирюхин Ю.Б., Кочетов И.В., Новиков В.П. Кинетика электронов и вызванные акустическими возмущениями неоднородности энерговклада в импульсно- периодическом ХеС1- лазере. Квантовая электроника, 1985,12, с.1641- 1649.

23. АрутунянР.В., Баранов В.Ю., Борисов В.М., Виноходов А.Ю., Кирюхин Ю.Б. Влияние приэлектродных процессов на контрагирование объемного разряда в импульсно-периодических лазерах., "Квантовая электроника". 1985.Т. 12, №5, с.971-976.

24. Stamm U., Patzel R., Bragin I., Kleinschmidt J., Voss F., Basting D. Resent development in industrial eximer laser technology. Proc. SPIE, GCL/HPL 1996, Scotland,UK.

25. Rebhan U., Bragin I., Voss F., Stamm U. Recent result on long-life 1 kHz excimer laser development. Proc. SPIE, 1997, v.2702, p.284.

26. Endert H., Becker-deMos В., Stamm U., Bornies S., Voss F., Basting D. Optimization of high power excimer laser for TFT annealing. Proc. SPIE 1998, vol.3343,р.432 .

27. Макагоу М., Bonnet J., Pigache D. High efficiency discharge-pumped XeCl laser. Appl. Phys.B, 1998, v.66, p.417-426.

28. Rosenkranz H., Basting D., Rebhan U., Muckenheim. Advanced Control System for Excimer Lasers. Proc. SPIE, 1988, Vol.1023, Excimer Lasers and Application.

29. Борисов B.M., Демьянов А.В., Кирюхин Ю.Б. Теоретическое и экспериментальное исследование возникновения крупномасштабной неустойчивости в разряде XeCl-лазера с УФ-предыонизацией. Квантовая электроника, 1997, v.24, с.25-30.

30. Борисов В.М., Высикайло Ф.И., Кочетов И.В., Молчанов Д.Н., Христофоров О.Б. Объемный разряд в трехкомпонентных смесях инертных газов с галогеносодержащими молекулами. Препринт ИАЭ-4246/7. М.,1986.

31. ХеС1-лазере. Тезисы докладов III Всесоюзн. коиф. по физике газового разряда, Киев, 1986, ч.З, с.294.

32. Ernst J .J. Compact uniform-field electrode profiles. Optic. Comms., 1983, 47.

33. Ernst J.J. Uniform-field electrodes with minimum width. Optic. Comms., 1984, v.49, p.275.

34. Stappaerts E.A. A new analitical desing method for discharge laser electrode profiles Appl. Phys Lett., 1982, v.40, p. 1018.

35. Hermsen T. Note on the design of electrode profiles for discharge lasers. Opt. Commun.,1987, v. 64, p.59.48.1shii A., Yasuoka K., Okita Yu. and Tamadawa T. 3 kHz XeCl excimer laser using new type of electrode. Appl. Phys., 1995, Vol.34, p.2324-2328.

36. Basting D. et al. Thyratrons with magnetic switches: the key to reliable excimer lasers. Lasers and optoelectronik, 1984, v.16, p.128. 49a.Levatter J.I.,

37. Shao-Chi Lin. Necessary conditions for the homogeneous formation of pulsed avalanche discharges at high pressures. J Appl. Phys., 1980, 51, p.210.

38. Shields H., Alcock A.J.,Taylor R.S. Preionizationkinetics of anx-ray preionized XeCl gas discharge laser. Appl. Phys., 1983, В 31, 27- 35 .

39. Месяц Г.А., Королев Ю.Д. Объемные разряды высокого давления в газовых лазерах. УФН, 1986, 148, вып. 1, стр. 101- 122.

40. Taylor R.S., Leopold К.Е. Magnetic-spiker excitation of gas- discharge lasers, Appl. Phys. B, 1994, v.59, p.479-508.

41. Lin S.C., Bao Z., Gong G., Huo Y., Shu J., Tang S., Wei Y., Zheng C. Study of X-ray preionized avalanch discharge XeCl laser at high gas pressure. Appl. Phys. Lett., 1981, v.38,p.328.

42. Levatter J.I., Robertson K.L., Lin S.C.Long pulse behavior of the avalanceself-sustained discharge pumped XeCl laser. Appl. Phys. Lett., 1981, v.39, p.297.

43. Shield S.H., Alcock A.J. Shot Pulse X-Ray Preionization of a High Pressure XeCl Gas Discharge Laser. Opt. Commun.,1982, v.42, p. 128.

44. Taylor R.S., Corkum P.B., Watanabe S., Leopold K.E., Alcock A.J. Time Depedn Gain and Absorption in a 5 J UV Preionized XeCl Laser. IEEE J. Quantum Electron., 1983, QE-19, p. 416.

45. Timmermans J.C. Double discharge XeCl-laser. Proefschrift Universiteit Twente Enschede, 1995.

46. Riva R., Legentil M., Pasquiers S., Puech V. Experimental and theoretical investigation of XeCl phototriggered laser. J.Appl.Phys., 1995, v.28, p.856.

47. Brown A., Sergoyan E., White F., M. Von Dadelssen and Fisher C. 20J X-ray Preionized Flow-Compatible XeCl Laser (NIKE). Spectra Technology, Inc., Washington, D.C., 1989.

48. Godard В., Estocq E., Joulain F., Murer P., Stehle M., Bonnet J. and Pigache D. Parametric study of high average-power XeCl laser. Proc. SPIE, 1991, v.1503, 71.

49. Makarov M. Parametric optimization of discharge pumped XeCl lasers. Rev. Sci. Instrum., 1997, 68.

50. Makarov M. Effect of electrode processes on the spatial uniformity of the XeCl laser discharge. J. Phys.D, 1995, v.28, p.1083.

51. Lacour B., Yannier C.Phototriggering of 1-J using either UV or X-rays. J. Appl.Phys., 1987, v. 62, p.754.

52. Makarov M., Bychkov Yu. The dynamic of XeCl Discharge contraction. Appl. Phys., 1996, v.29,p.350.

53. Lacour B., Gagol C., Vincent B. Operation of compact industrial XeCl laser at high average power. Proc. SPIE, 1996, vol.2788.

54. Long W.H., Plummer M.J., Stappaers E.A. Efficient discharge pumping of an XeCl laser using a high voltage prepulse. Appl. Phys. Lett, v.43, p.735.

55. Taylor R.S., LeopoldK.E., Dadelszen M. Magnetic-spiker electrical circuit for gas discharge laser. Proc. SPIE 1994, v.2206, p.131.

56. Van Goor, Witteman W. J., Timmermans C.M., J. van Spijker, Couperus J. High average power XeCl laser with X-ray preionization and spiker sustained excitation. Intern. Conf. On High-Power Gas and Solid State Lasers. Proc. SPIE 1994, v.2206, p.30.

57. Taylor R.S., Leopold K.E. Ultraloud optical-pulse coronapreionizedXeCl laser. J.Appl. Phys., 1989, v.65, p.22.

58. Bernard N., Hofmann Th., FontainerB.L., Delapone Ph., Sentis M., Forestier B.M. High repetition rate spiker-sustained XeCl laser. Appl. Phys.,1996, B62, p.431.

59. Басов, И.Н. Коновалов. Электроразрядный ХеС1- лазер с КПД 4% и энергией генерации 14 Дж. Квантовая электроника, 1996, v.23, с.787- 790.

60. Letardi Т., Bollanti S., DiLazzaro Р., Flora F., Giordano G., Hermsen Т., Zheng C.E. Proc. Intern. Conf. On Optical Sience and Engeneering, Hamburg,1988.

61. Timmermans J.C.M, HofmannTh, van Goor F.A. and Witeman W.J. Stability of a lkW excimer laser with long optical pulses. Proc. SPIE, 1995, vol.3092, p.165.

62. BonnetJ., Pigache D., Estocq E., Laborde P., Stehle M. Experimental analysis of an X-ray preionized XeCl laser. Proc. Int. Symp. On Gas Flow and Chemical Lasers, SPIE, 1988, v.l031,p.374.

63. Borisov V.M., Khristoforov O.B., Kirykhin Yu.B., Yinokhodov A.Yu., Demin A.I., Vodchits V.A., Basting R., Stamm U., Voss F., Bragin I. High average power eximer laser. Proc.SPIE, 1998, v.3574, p.56.

64. Борисов B.M., Виноходов А.Ю., Кирюхин Ю.Б., Степанов Ю.Ю., Христофоров О.Б. Компактный импульсно- периодический XeCl- лазер. ПТЭД988, № 4, с. 157- 159.

65. Baikov Yu., Baranov V.Yu., Borisov V.M., Kapitanov A.V., Khristoforov O.B. et al. Stratospheric Ozone Concentration Measurment using a Lidar Based on a Powerfull Excimer Laser With SRS Cell. Laser Physics, 1992, v.2, №3, p.383- 385.

66. Борисов B.M., Высикайло Ф.И., Мамонов С.Г., Напартович А.П., Степанов Ю.Ю. Исследование характеристик фотоионизационных эксимерных лазеров. Квантовая электроника, 1980, т.7 , с.593-598.

67. Hasama Т., Miyazaki К., Yamada К., Sato Т. 50 J Discharge-pumped XeCl laser. IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 25, 1,1989, p.l 13.

68. Letardi Т., DiLazaro P., Giordano G., Zheng C.E. Large area X-ray preionizer for electric discharge lasers. Appl. Phys.,1989, B48, p.55.

69. Bollanti S., DiLazzaro P., Flora F., Giordano G., Letardi Т., SchinaG., Zheng C.E. Parametric study of an X-ray preionizer with plasma cathode. Rev. Sci. Instrum., 1993, v.65,p.315.

70. VanGoor F. Fast rise time X-ray preionization source using a corona plasma cathode. J.Phys.D, 1993,26, p.404.

71. Андреев С.И., Белоусова И.М., Дашук П.Н., Зарослов Д.Ю., Зобов Е.А., Кармов Н.В., КузьминГ.П., Никифоров С.М., Прохоров A.M. Плазмолистовой СО лазер. Квантовая электроника, 1976, v. 3, с.1721.

72. Baranov V.Yu., Borisov V.M., Khristoforov O.B., Novikov V.P., Vinokhodov A.Yu. Energy and average power limitations in UVpreionizedXeCl- lasers. Proc. CLEO-87, Baltimore, USA, 1987, v. 14, FH7, p.328- 329.

73. Борисов B.M., Виноходов А.Ю., Кирюхин Ю.Б., Молчанов Д.Н., Христофоров О.Б. Импульсно- периодический электроразрядный ХеС1- лазер. Квантовая электроника, 1990, у.17, с.163- 165.

74. Борисов В.М., Молчанов Д.Н., Прокофьев А.В., Христофоров О.Б. Простой компактный десятиджоулевый ХеС1- лазер с двойной формирующей линией Блюмляйна. Квантовая электроника, 1989, v.16, с.2170- 2172.

75. Борисов В.М., Молчанов Д.Н., Новиков В.П., Христофоров О.Б. Широкоапертурный ХеС1- лазер с УФ предыонизацией и энергией генерации 20 Дж. Квантовая электроника, 1987, v.14, с.1542.

76. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Давидовский A.M., Христофоров О.Б.

77. Использование разряда по поверхности диэлектрика для предыонизации в эксимерных лазерах. Квантовая электроника, 1981, v.8, с.77.

78. Баранов В.Ю., Бреев В.В., Малюта Д.Д.и др. Ограничение частоты следования импульсов в С02 лазерах импульсно-периодического действия. Квантовая электроника, 1977, 4, N9, с. 1861-1867.

79. Виноходов А.Ю. "Электроразрядный импульсно-периодический ХеС1-лазер". Автореферат диссертации кан. физ.-мат. наук. Москва, 1988.

80. Борисов В.М., Виноходов А.Ю., Высикайло Ф.И., Кирюхин Ю.Б.Установление стационарного уровня мощности генерации в эксимерном импульсно-периодическом лазере. "Квантовая электроника", 1984, т. 11№10.C.2069-2073.

81. Борисов В.М., Новиков В.П., Христофоров О.Б. О неустойчивости однородной формы самостоятельного разряда в эксимерных лазерах. ТВТ, 1986, 24, с.1072.

82. Борисов В.М., Демин А.И., Ельцов A.B., Новиков В.П., Христофоров О.Б., Эффективная предыонизация в ХеС1-лазерах. Квантовая электроника, 1999, 26, с. 3.

83. Борисов В.М., Молчанов Д.Н., Новиков В.П., Христофоров О.Б. Эффективный режим предыонизации в разряде широкоапертурного ХеС1-лазера. Тезисы докладов V Всесоюзн. конф. по физике газового разряда, Т.1, 64, Омск, 1990.

84. Кржижановский В.И., Кузмичев А.И., Левченко Г.В., Лубан Р.Б., Шендаков А.И. Влияние включений LaB6 в материале катода на его эрозию и параметры импульсного дугового разряда. ТВТД990, 27.

85. Watanabe S., Endoh A. Wide aperture self- sustained discharge KrF and XeCl lasers. Appl. Phys. Lett. 1982, vol.41, pp. 799-801.

86. Pfeufer V., Vop F., Becker- de Mos, Stam U., Enhert H., Basting D. Optimisation of 200 W excimer laser for TFT annealing. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng.,1997, Vol. 2992, p. 35.

87. Wexler B.L., desRosiers A.P. and Shipman J.D. Elimination of surface tracking of low inductance laser head design. CLEO 1985, May 21-24.

88. Ю7.Борисов B.M., Виноходов А.Ю., Водчиц B.A., Демин А.И., Ельцов А.В., Basting D., Stamm U., Vop F. Компактный 600 Вт KrF лазер. Квантовая электроника,1998, 25, с. 126.

89. Dreiskemper R., Botticher W., Schroder G.Light emission during cathode sheat formation in preionized high pressure glow discharges. IEEE Trans. Plasma Sci.23, 180,1995.

90. Uteza O., DelaportePh., Fontaine В., Forestier В., Sentis M., Tassy I. Influence of cathode roughness on discharge homogeneity of a high-pulse repetition frequency long-pulse XeCl laser. Appl.Phys.B, 1998, 67, 185.

91. Godard В. , Murrer P., StehleM., Bonnet J. , Pigache D. Yel 15- second generation of SOPRA's vel industrial eximer laser, energy up to 20 J", CLEO/ Pacific Rim Conference, Japan, July 10-14,1995.

92. Борисов B.M., Христофоров О.Б., Виноходов А.Ю., Кирюхин Ю.Б., Водчид В.А., Демин А.И., Ельцов A.B., Иванов A.C. Мощные эксимерные лазеры для промышленных применений. Y Международный симп. по радиационной плазмодинамике. Москва, 2ООО.

93. Borisov V.M., Vinokhodov A.Yu., Yodchits V.A., El'tsov A.V., Basting R., Stamm U., Voss F. Operational stability of a compact 600-W KrF laser. 1998, Quantum Electronics, v.28(2), p.123-126.