Ismeretbővítő kutatás (alap- elméleti kutatás)

excimer lézer, rövid impulzusú lézer, krf erősítő, gázkisülésű lézer

A homogén, nagy térfogatú gázkisülés létrehozása különösen fontos rövid impulzusú KrF erősítők esetében. Ennek az az oka, hogy az excimerek telítési energiasűrűsége kicsi a kisjelű erősítési tényezőhöz viszonyítva. Az erősítés telítődésének elkerülése céljából tehát a nyaláb keresztmetszetét az erősítés folyamán célszerű folytonosan növelni. Ez az eljárás egy nagy keresztmetszetű, elektronnyalábbal pumpált KrF erősítő esetében megvalósítható ugyan, azonban a kutatások szempontjából a gázkisüléssel táplált excimer lézerek előnyösebben használhatók. A nyaláb keresztmetszetének növelésével kapcsolatos problémára további megoldást jelent az úgynevezett off-axis erősítési séma, amelynek segítségével a nyaláb keresztmetszete az egyik irányban növelhető. Megoldást jelent az is, ha nagy elektródatávolságú, széles és homogén kisüléssel gerjesztett lézert alkalmazunk. A rövid impulzusú excimer erősítők szempontjából ez azért is előnyös, mert a pillanatnyilag tárolt energia – amely a rövid impulzusú erősítők legfőbb értékmérője - a kisülés keresztmetszetének növelésével nagyobb lesz. A homogén gázkisülés egyik feltétele a gerjesztő impulzus meredek felfutása. Ugyanakkor a kereskedelemben kapható excimer lézerek L-C inverziós gerjesztő köreinek felépítéséből adódik, hogy a gázkisülést tápláló elektromos impulzusnak „előválla” (lassú felfutású kezdeti szakasza) van. Ezt úgy értelmezhetjük, hogy a mágneskapcsoló nyitott állapotában is véges nagy impedanciával rendelkezik, ami azt jelenti, hogy szivárgó áram jut az elektródára, amely a nemkívánatos elővállat okozza. Ennek a lassú felfutású elővállnak köszönhetően az aktív közegben ioncsatornák alakulnak ki lerontva a kisülés minőségét illetve homogenitását. Kutatásaink a soros mágneskapcsolót tartalmazó áramkörrel gerjesztett excimer lézerekben a mágneskapcsoló szivárgó áramának kompenzálására alkalmas áramkörök fejlesztésére is irányulnak. Ezek az áramkörök javítják a kisülés homogenitását és gyakorlati előnyük, hogy bármikor beépíthetők a hagyományos gerjesztő kört használó excimer lézerekbe. A KrF homogén pumpálása a hatékony előionizáció alkalmazását igényli, amelyet ultraibolya sugarakkal – közvetlenül a gerjesztő feszültségimpulzus előtt – hozunk létre. Az előionizáció minősége különösen fontos rövid impulzusok erősítése esetén, mivel ekkor a tárolt energia, s így a nyaláb homogenitása fontossá válik. Az L-C inverzió elvén működő, gázkisülést gerjesztő áramkörök alkalmazása esetén, elterjedt az a megoldás, hogy az előionizációt az aktív közegbe elhelyezett szikraközökkel biztosítják. Kutatásaink a rövid impulzusú KrF excimer erősítők előionizációjának javítására szolgáló elektromos kapcsolások fejlesztésére is kiterjednek.