JPH06338644A - Laser oscillator - Google Patents

Laser oscillator

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JPH06338644A
JPH06338644A JP7921994A JP7921994A JPH06338644A JP H06338644 A JPH06338644 A JP H06338644A JP 7921994 A JP7921994 A JP 7921994A JP 7921994 A JP7921994 A JP 7921994A JP H06338644 A JPH06338644 A JP H06338644A
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JP
Japan
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prism
laser oscillator
optical axis
optical
total reflection
Prior art date
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Pending
Application number
JP7921994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Yano
宣夫 矢野
Kenichi Hayashi
健一 林
Fumio Sakai
文雄 酒井
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06338644A publication Critical patent/JPH06338644A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a laser oscillator, such as an excimer laser oscillator or a YAG laser oscillator provided with an optical resonator, which is capable of obtaining directly a beam of a uniform intensity from the optical resonator by a simple constitution without using a complicated optical system, has a small number of constituent components and is easily adjusted. CONSTITUTION:A laser oscillator is one developed by devising the relation between the arrangement direction of a prism 21 and a totally reflecting mirror. With the prism 21 arranged on an optical path in a resonator 22, a vertical angle part 21A of this prism 21 is arranged on the side of a partially reflecting mirror 4 and a totally reflective film 23 is formed on a reflective surface 21B, which opposes to this vertical angle part 21A, of the prism 21 as a totally reflecting mirror means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザー発振器にかかる
もので、とくに部品を少なくして、ビーム断面のビーム
強度分布が均一なレーザー光を得ることができるエキシ
マレーザー発振器およびYAGレーザー発振器などのレ
ーザー発振器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser oscillator, and in particular, lasers such as an excimer laser oscillator and a YAG laser oscillator can be obtained by reducing the number of parts and obtaining a laser beam having a uniform beam intensity distribution in a beam cross section. It concerns oscillators.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、エキシマレーザー用ガス媒体を
レーザー媒質とするエキシマレーザー発振器は種類の異
なる他のレーザー発振器に比べ、上準位寿命が数ナノ秒
と短く、増幅効率が高いために、多重モード発振となり
やすい。このため、エキシマレーザー発振器から出射す
るレーザー光のビーム断面強度はきわめて不均一であ
る。
2. Description of the Related Art Generally, an excimer laser oscillator using a gas medium for an excimer laser as a laser medium has a shorter upper level lifetime of several nanoseconds and a higher amplification efficiency than other laser oscillators of different types. Mode oscillation tends to occur. Therefore, the beam cross-section intensity of the laser light emitted from the excimer laser oscillator is extremely nonuniform.

【0003】たとえば、放電励起型のエキシマレーザー
発振器では、電極方向にフラットトップな強度分布とな
り、電極と垂直方向にはガウシァンライクな強度分布と
なる。
For example, a discharge excitation type excimer laser oscillator has a flat top intensity distribution in the electrode direction and a Gaussian-like intensity distribution in the direction perpendicular to the electrodes.

【0004】図11ないし図13にもとづき概説する。
図11は一般的なエキシマレーザー発振器1の概略斜視
図であって、このエキシマレーザー発振器1は、レーザ
ー容器2と、レーザー容器2の前後にそれぞれ設けた全
反射鏡3(全反射鏡手段)および部分反射鏡4(部分反
射鏡手段)を有する光共振器5とを有する。
An outline will be given based on FIGS. 11 to 13.
FIG. 11 is a schematic perspective view of a general excimer laser oscillator 1. This excimer laser oscillator 1 includes a laser container 2, a total reflection mirror 3 (total reflection mirror means) provided before and after the laser container 2, and And an optical resonator 5 having a partial reflection mirror 4 (partial reflection mirror means).

【0005】レーザー容器2には、一対の放電電極6お
よびレーザー発振用のガス媒体を収容し、放電電極6の
間における放電によってプラズマを生成し、光共振器5
によりレーザー発振が行われる。
The laser vessel 2 contains a pair of discharge electrodes 6 and a gas medium for laser oscillation, and plasma is generated by the discharge between the discharge electrodes 6 to generate an optical resonator 5.
Laser oscillation is performed by.

【0006】一対の放電電極6はそれぞれその断面を均
一な放電に適した半円形に近い形状とすることにより、
その間にできるだけ均一な放電状態を発生させることと
し、その長さを2Lとする。
Each of the pair of discharge electrodes 6 has a cross section close to a semicircle suitable for uniform discharge,
During that time, a discharge state that is as uniform as possible is generated, and the length thereof is set to 2L.

【0007】図示のように、放電電極6の頂面6Aに平
行なその長さ方向をX軸(光軸)とし、一対の放電電極
6を含む平面内であって放電電極6の長さ方向中心を通
る方向をY軸とし、放電電極6の上記長さ方向(光軸、
X軸)および上記中心方向(Y軸)に垂直な方向をZ軸
とする。
As shown in the figure, the length direction parallel to the top surface 6A of the discharge electrode 6 is defined as the X axis (optical axis), and the length direction of the discharge electrode 6 is in the plane including the pair of discharge electrodes 6. The Y-axis is the direction passing through the center, and the lengthwise direction of the discharge electrode 6 (optical axis,
The direction perpendicular to the X axis) and the central direction (Y axis) is defined as the Z axis.

【0008】放電電極6間では頂面6Aの部分が放電状
態が最良であり、したがって、出射するレーザー光のビ
ーム強度は、この部分からのものが最大となる。ただ
し、実際のビーム強度は、部分反射鏡4より外側におい
てこれを測定するものであるが、説明の便のため、上記
X軸、Y軸およびZ軸にもとづいて以下述べる。
A portion of the top surface 6A between the discharge electrodes 6 has the best discharge state, and therefore the beam intensity of the emitted laser light is maximum from this portion. However, the actual beam intensity is measured outside the partial reflecting mirror 4, but for convenience of description, it will be described below based on the X axis, Y axis, and Z axis.

【0009】すなわち、図12に示すように、Z=0の
XY平面におけるビーム強度(XY平面で切ってX軸の
方向からみたビーム強度)が最大であり、ここからZの
正方向および負方向にずれるにしたがって、ビーム強度
はそれぞれ次第に弱くなる(ガウシァンライクな強度分
布)。
That is, as shown in FIG. 12, the beam intensity in the XY plane where Z = 0 (the beam intensity as seen from the X-axis direction when cut in the XY plane) is the maximum, and the positive and negative directions of Z from this point. The beam intensity gradually weakens as the position shifts (Gaussian-like intensity distribution).

【0010】また、図13に示すように、X軸に垂直な
YZ平面におけるビーム強度(YZ平面で切ってX軸の
方向からみたビーム強度)は放電電極6の頂面6Aの間
の間隔2Dに相当する部分が最大であり、ここからYの
正方向および負方向にずれるにしたがって、ビーム強度
はそれぞれ次第に弱くなる(フラットトップな強度分
布)。
Further, as shown in FIG. 13, the beam intensity in the YZ plane perpendicular to the X axis (the beam intensity seen from the X axis direction when cut in the YZ plane) is 2D between the top surfaces 6A of the discharge electrodes 6. Is the maximum, and the beam intensity gradually weakens (flat top intensity distribution) as it deviates in the positive and negative directions of Y from here.

【0011】したがって、発振したレーザー光を各種用
途に応用するにあたって、ビーム強度分布を均一化する
ことは重要であるにもかかわらず、その発振方向とは垂
直方向(電極間の方向および発振方向とは垂直な方向;
Z軸方向)に均一なビーム強度分布(あるいはフラット
トップな強度分布)を得ることが困難であるという問題
がある。
Therefore, in applying the oscillated laser light to various applications, it is important to make the beam intensity distribution uniform, but the oscillation direction is perpendicular to the direction (inter-electrode direction and oscillation direction). Is the vertical direction;
There is a problem that it is difficult to obtain a uniform beam intensity distribution (or flat top intensity distribution) in the Z-axis direction.

【0012】従来、このようなビーム強度不均一をなく
すために、ビームホモジナイザと呼ばれる光学系をエキ
シマレーザー発振器1の光共振器5の外部に設置するこ
とが行われている。
Conventionally, in order to eliminate such nonuniformity of beam intensity, an optical system called a beam homogenizer has been installed outside the optical resonator 5 of the excimer laser oscillator 1.

【0013】このビームホモジナイザは、複数のプリズ
ム、反射鏡、およびレンズなどを組み合わせ、ビームを
複数個のビームに分割し、そののち、再びこれら複数個
のビームを重ね合わせ、重ね合わせによる積分効果によ
ってビーム強度の均一化を図るものである。このような
ホモジナイザは、たとえば特開平2−323号などに開
示されている。
This beam homogenizer combines a plurality of prisms, reflecting mirrors, lenses and the like, divides the beam into a plurality of beams, and then superimposes the plurality of beams again, and by the integration effect of the superposition. This is intended to make the beam intensity uniform. Such a homogenizer is disclosed in, for example, JP-A-2-323.

【0014】またビーム広がり角を小さくすることによ
り、ビーム強度の均一化を図る方法として光共振器の構
成を工夫したものが「レーザー研究」1991年10月
号P966〜969に示されている。
Further, as a method for making the beam intensity uniform by reducing the beam divergence angle, a devised structure of the optical resonator is shown in "Laser Research", October 1991, P966-969.

【0015】図14に示すこの構成によるエキシマレー
ザー発振器10は、レーザー容器2の外部に部分反射鏡
4とプリズム11とを有する光共振器12を設けたもの
である。
An excimer laser oscillator 10 having this structure shown in FIG. 14 is provided with an optical resonator 12 having a partial reflection mirror 4 and a prism 11 outside the laser container 2.

【0016】しかしながら、従来の方法は、ビーム強度
を均一化させるビームホモジナイザなどの光学系13を
エキシマレーザー発振器10の光共振器12の外部に設
置するため、以下のような諸問題がある。
However, the conventional method has the following problems because the optical system 13 such as a beam homogenizer for uniformizing the beam intensity is provided outside the optical resonator 12 of the excimer laser oscillator 10.

【0017】すなわち、ビームホモジナイザなどの光学
系13により複数個に分割されたビームは伝播方向がそ
れぞれ異なるために、重ね合わせたのちのビームの広が
り角が大きくなるという問題がある。
That is, since the beams divided into a plurality of beams by the optical system 13 such as the beam homogenizer have different propagation directions, there is a problem that the divergence angle of the beams after superposition becomes large.

【0018】また、複数個の分割されたビームを重ね合
わせた場合に、ビーム強度が均一になる範囲は、ビーム
伝播方向に狭く、その範囲の前後では均一な強度分布と
ならないという問題がある。
Further, when a plurality of divided beams are superposed, the range in which the beam intensity becomes uniform is narrow in the beam propagation direction, and there is a problem that a uniform intensity distribution is not provided before and after the range.

【0019】さらに、ビーム強度を均一にしようとすれ
ばするほど、ビームの分割数を多くしなければならず、
ビームホモジナイザなどの光学系13の構成が複雑にな
る上、その調整が困難であるという問題がある。
Furthermore, the more uniform the beam intensity is, the more the number of beam divisions must be increased.
There is a problem that the configuration of the optical system 13 such as a beam homogenizer becomes complicated and its adjustment is difficult.

【0020】さらにまた、構成の複雑な光学系13を光
共振器12の外部に設置したことにより、ビームの伝播
効率が低下し、レーザーのエネルギーを有効に利用する
ことができないという問題がある。
Furthermore, since the optical system 13 having a complicated structure is installed outside the optical resonator 12, there is a problem that the beam propagation efficiency is lowered and the laser energy cannot be effectively used.

【0021】またとくに、図14に示したエキシマレー
ザー発振器10では、全反射鏡として働くプリズム11
は、ふたつの三角柱からこれを構成しているために、レ
ーザー容器2に対向するそれぞれの面を一平面に調整し
なければならず、また、その大きさもビームの幅に合わ
せなければならない。
Further, in particular, in the excimer laser oscillator 10 shown in FIG. 14, the prism 11 that functions as a total reflection mirror is used.
Since it is composed of two triangular prisms, each surface facing the laser vessel 2 must be adjusted to a single plane, and its size must be adjusted to the width of the beam.

【0022】さらに、光軸が上記ふたつの三角柱の境目
に一致しなければならないなど、調整が非常に困難であ
るという問題がある。
Further, there is a problem that adjustment is very difficult because the optical axis must coincide with the boundary between the two triangular prisms.

【0023】なお、この構成はふたつの独立した光共振
器を並置した構成に等しく、ビーム全体にわたってビー
ム強度を均一にすることは非常に困難であるという問題
がある。
Note that this configuration is equivalent to a configuration in which two independent optical resonators are arranged side by side, and there is a problem that it is very difficult to make the beam intensity uniform over the entire beam.

【0024】なおまた、一般のエキシマレーザー発振器
では、光共振器5として全反射鏡3および部分反射鏡4
を必要とし、図14に示したエキシマレーザー発振器1
0の場合にはプリズム11も必要であり、このエキシマ
レーザー発振器10も含めて構成部品点数が多く、光軸
調整が複雑である。
In addition, in the general excimer laser oscillator, the total reflection mirror 3 and the partial reflection mirror 4 are used as the optical resonator 5.
The excimer laser oscillator 1 shown in FIG.
In the case of 0, the prism 11 is also required, the number of constituent parts including the excimer laser oscillator 10 is large, and the optical axis adjustment is complicated.

【0025】加えて、図12および図13にもとづき説
明したように、ビームのプロファイルが全反射鏡3とプ
リズムとの間の距離に依存しているという問題がある。
In addition, as described with reference to FIGS. 12 and 13, there is a problem that the beam profile depends on the distance between the total reflection mirror 3 and the prism.

【0026】上述のように発振ビームの強度分布の不均
一性については、固体をレーザー媒質とする他のレーザ
ー発振器においても同様な問題がある。たとえば、YA
G(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザ
ー発振器について、以下述べる。
As described above, the non-uniformity of the intensity distribution of the oscillation beam has the same problem in other laser oscillators using a solid as a laser medium. For example, YA
The G (yttrium aluminum garnet) laser oscillator will be described below.

【0027】図15は、従来のYAGレーザー発振器1
4の概略構成図であって、このYAGレーザー発振器1
4は、YAGレーザーロッド15と、YAGレーザーロ
ッド15の前後にそれぞれ設けた全反射鏡16(全反射
鏡手段)および部分反射鏡17(部分反射鏡手段)を有
する光共振器18とを有する。
FIG. 15 shows a conventional YAG laser oscillator 1.
4 is a schematic configuration diagram of FIG. 4, showing the YAG laser oscillator 1
4 has a YAG laser rod 15 and an optical resonator 18 having a total reflection mirror 16 (total reflection mirror means) and a partial reflection mirror 17 (partial reflection mirror means) provided in front of and behind the YAG laser rod 15, respectively.

【0028】なお、YAGレーザー発振器14は実際に
は、そのレーザー媒質としてNd−YAG(ネオジウム
−イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、あるい
はEr−YAG(エルビウム−イットリウム・アルミニ
ウム・ガーネット)など添加物を変えたものがあり、こ
の他にもNd−ガラスなどを含むものとする。
The YAG laser oscillator 14 actually has various additives such as Nd-YAG (neodymium-yttrium aluminum garnet) or Er-YAG (erbium-yttrium aluminum garnet) as its laser medium. There are some types, and in addition to these, Nd-glass and the like are included.

【0029】このYAGレーザー発振器14の発振ビー
ムの形状は、図16に示すように、光軸を中心とした放
射状のどの切断面においてもガウシァンライクな強度分
布であり、YAGレーザーロッド15の中心からの距離
の中心が強く、周辺部が弱くなっている。
As shown in FIG. 16, the shape of the oscillation beam of the YAG laser oscillator 14 has a Gaussian-like intensity distribution at any radial cross section about the optical axis. The center of the distance is strong and the periphery is weak.

【0030】したがって、YAGレーザー発振器14の
発振ビームを用いて被加工物の一定面積を加工する場合
には、発振ビームの周辺部を除去するか、あるいは光学
系(図示せず)によって、被加工部分にあたるビームの
部分を均一にする必要があるという問題がある。
Therefore, when a certain area of the workpiece is processed by using the oscillation beam of the YAG laser oscillator 14, the peripheral portion of the oscillation beam is removed or an optical system (not shown) is used to process the workpiece. There is a problem that it is necessary to make the beam portion corresponding to the portion uniform.

【0031】しかして、こうしたYAGレーザー発振器
14およびその他のレーザー発振器(図示せず)では、
光共振器18内部に光学部品を配置して発振ビームを均
一化する構造はない。
However, in such a YAG laser oscillator 14 and other laser oscillators (not shown),
There is no structure for arranging an optical component inside the optical resonator 18 to make the oscillation beam uniform.

【0032】なお図17に示すように、エキシマレーザ
ー発振器1においては、その発振ビームの光軸に垂直な
面内でのパターン1Aは矩形であり、YAGレーザー発
振器14においてはその発振ビームの光軸に垂直な面内
でのパターン14Aは円形である。
As shown in FIG. 17, in the excimer laser oscillator 1, the pattern 1A in the plane perpendicular to the optical axis of the oscillating beam is rectangular, and in the YAG laser oscillator 14, the optical axis of the oscillating beam. The pattern 14A in the plane perpendicular to is circular.

【0033】[0033]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、複雑な光学系を用い
ることなく簡単な構成により、強度が均一なビームを光
共振器から直接得ることが可能であるとともに、構成部
品点数が少ない、かつ調整の容易な、光共振器を備えた
エキシマレーザー発振器あるいはYAGレーザー発振器
などのレーザー発振器を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a beam having a uniform intensity can be directly obtained from an optical resonator with a simple structure without using a complicated optical system. It is an object of the present invention to provide a laser oscillator such as an excimer laser oscillator or a YAG laser oscillator that includes an optical resonator and that has a small number of constituent parts and is easy to adjust.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、プリ
ズムを配置する向きおよび全反射鏡との関係を工夫する
ことに着目したもので、全反射鏡手段および部分反射鏡
手段を備えた光共振器と、この光共振器の間に設けたレ
ーザー媒質と、を有するレーザー発振器であって、上記
光共振器内の光路上にプリズムを配置するとともに、こ
のプリズムの頂角部を上記部分反射鏡手段側に配置し、
かつこの頂角部に対向するその反射面に上記全反射鏡手
段として全反射膜を形成したことを特徴とするレーザー
発振器である。
That is, the present invention focuses on devising the direction in which prisms are arranged and the relationship with the total reflection mirror, and optical resonance provided with the total reflection mirror means and the partial reflection mirror means. And a laser medium provided between the optical resonators, wherein a prism is arranged on the optical path in the optical resonator, and the apex angle portion of the prism is the partial reflection mirror. Placed on the means side,
Further, the laser oscillator is characterized in that a total reflection film is formed as the total reflection mirror means on the reflection surface facing the apex angle portion.

【0035】上記プリズムは、これを角錐状あるいは円
錐状とすることができる。なお、エキシマレーザー発振
器の場合には角錐状あるいは円錐状のいずれもこれを採
用可能であり、YAGレーザー発振器の場合には円錐状
が望ましい。
The prism may have a pyramid shape or a cone shape. In the case of the excimer laser oscillator, either a pyramid shape or a cone shape can be adopted, and in the case of the YAG laser oscillator, the cone shape is desirable.

【0036】上記プリズムは、上記光共振器の光軸に対
して直角にこれを配置することができる。
The prism can be arranged at right angles to the optical axis of the optical resonator.

【0037】上記プリズムは、上記光共振器の光軸に対
して直角にその上記全反射膜を配置することができる。
In the prism, the total reflection film can be arranged at right angles to the optical axis of the optical resonator.

【0038】上記プリズムを上記光路に沿って移動させ
るプリズム移動機構を設けることができる。
A prism moving mechanism for moving the prism along the optical path can be provided.

【0039】上記レーザー媒質は、これをエキシマレー
ザー用ガス媒体とすることにより本発明をエキシマレー
ザー発振器に応用することができる。
The present invention can be applied to an excimer laser oscillator by using the above laser medium as a gas medium for excimer laser.

【0040】上記プリズムは、上記光共振器の間にその
光軸に平行に位置する一対の放電電極を含む平面に対し
て直角に、かつ該光共振器の該光軸に対して直角にこれ
を配置することができる。
The prism is perpendicular to the plane containing the pair of discharge electrodes located parallel to the optical axis between the optical resonators and perpendicular to the optical axis of the optical resonator. Can be placed.

【0041】上記プリズムは、上記光共振器の間にその
光軸に平行に位置する一対の放電電極を含む平面(上記
Y軸方向を含む平面)に対して直角(上記X軸方向)
に、かつ該光共振器の該光軸に対して直角(上記Z軸方
向に)にその上記全反射膜を配置することができる。
The prism is perpendicular to the plane including the pair of discharge electrodes (the plane including the Y-axis direction) located parallel to the optical axis between the optical resonators (the X-axis direction).
And the total reflection film can be arranged at right angles (in the Z-axis direction) to the optical axis of the optical resonator.

【0042】上記プリズムには、上記光軸に平行な方向
に厚さを設けることができる。
The prism may be provided with a thickness in a direction parallel to the optical axis.

【0043】上記レーザー媒質は、これをYAGレーザ
ーロッドとすることにより本発明をYAGレーザー発振
器に応用することができる。
The present invention can be applied to a YAG laser oscillator by using the above laser medium as a YAG laser rod.

【0044】[0044]

【作用】本発明によるレーザー発振器においては、光共
振器内の光路上にプリズムを配置したので、ビームホモ
ジナイザなどの光学系を光共振器の外部に設置したため
による既述の諸問題を解消可能であるとともに、プリズ
ムによるレーザー光の屈折作用により、ビーム強度を均
一化することができる。
In the laser oscillator according to the present invention, since the prism is arranged on the optical path in the optical resonator, it is possible to solve the above-mentioned problems caused by installing an optical system such as a beam homogenizer outside the optical resonator. At the same time, the beam intensity can be made uniform by the refraction of the laser light by the prism.

【0045】なお、エキシマレーザー発振器の場合に
は、その放電電極に垂直な方向でのビーム強度を均一化
可能である。また、プリズムに光軸に平行な方向に厚さ
を設けることにより、入射光のプリズムによる全反射を
容易とすることができる。
In the case of the excimer laser oscillator, the beam intensity in the direction perpendicular to the discharge electrode can be made uniform. Further, by providing the prism with a thickness in a direction parallel to the optical axis, total reflection of incident light by the prism can be facilitated.

【0046】とくに、当該プリズムの反射面に上記全反
射鏡手段に相当する全反射膜を形成したので、プリズム
により全反射鏡手段の機能を兼備することができ、構成
部品点数を減少させることができる。
In particular, since the total reflection film corresponding to the total reflection mirror means is formed on the reflection surface of the prism, the prism can also serve as the total reflection mirror means, and the number of constituent parts can be reduced. it can.

【0047】[0047]

【実施例】つぎに本発明をエキシマレーザー発振器に応
用した第1の実施例によるエキシマレーザー発振器20
を図1ないし図5にもとづき説明する。ただし、以下の
説明において、図11ないし図17と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
EXAMPLE Next, an excimer laser oscillator 20 according to a first example in which the present invention is applied to an excimer laser oscillator.
Will be described with reference to FIGS. However, in the following description, the same parts as those in FIGS. 11 to 17 are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.

【0048】図1はエキシマレーザー発振器20を示す
概略構成図であって、図11にもとづき前述したY軸方
向からみた図である。このエキシマレーザー発振器20
は、レーザー容器2と、プリズム21および部分反射鏡
4を有する光共振器22とを有する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an excimer laser oscillator 20, and is a diagram viewed from the Y-axis direction described above based on FIG. This excimer laser oscillator 20
Has a laser container 2 and an optical resonator 22 having a prism 21 and a partial reflection mirror 4.

【0049】このプリズム21は、部分反射鏡4側に向
けて配置した頂角部21Aと、光軸に垂直な反射面21
Bと、反射面21Bに所定の角度で対向する斜面21C
および21Dと、光軸に平行な両側面21Eとを有する
たとえば角柱状(三角柱)を呈し、レーザー容器2から
所定距離だけ離れた位置にこれを設けてある。
The prism 21 has an apex angle portion 21A arranged toward the partial reflecting mirror 4 side and a reflecting surface 21 perpendicular to the optical axis.
B and a slope 21C facing the reflection surface 21B at a predetermined angle.
And 21D and both side surfaces 21E parallel to the optical axis, for example, a prism (triangular prism) is provided, which is provided at a position separated from the laser container 2 by a predetermined distance.

【0050】この所定の距離としては、プリズム21を
移動させると、ビーム強度の均一性が変化するので、そ
のビーム強度が最も均一となる位置を表している。
As the predetermined distance, when the prism 21 is moved, the uniformity of the beam intensity changes, and therefore the position where the beam intensity is most uniform is shown.

【0051】さらに、上記反射面21Bには、前記全反
射鏡3に相当する全反射鏡手段として全反射膜23を設
けてある。
Further, a total reflection film 23 as total reflection mirror means corresponding to the total reflection mirror 3 is provided on the reflection surface 21B.

【0052】また、このプリズム21の配置姿勢として
は、Z軸に平行な方向に(光共振器5の光軸に対して直
角に)、かつ放電電極6を含む平面(X−Y平面)に対
して直角にその反射面21Bを向けてある。
The prism 21 is arranged in a plane parallel to the Z axis (perpendicular to the optical axis of the optical resonator 5) and on a plane including the discharge electrode 6 (XY plane). The reflecting surface 21B is oriented at a right angle to it.

【0053】本発明におけるプリズムの形状としては各
種のものを採用可能である。たとえば、図2に示すプリ
ズム24は、頂角部24Aと、光軸に垂直であるととも
に全反射膜25を形成した反射面24Bと、反射面24
Bに所定の角度で対向する斜面24Cおよび斜面24D
と、光軸に平行な左側面24Eおよび右側面24Fと、
光軸に平行な上面24Gおよび下面24Hと、を有する
五角柱である。
Various shapes can be adopted as the shape of the prism in the present invention. For example, the prism 24 shown in FIG. 2 has an apex angle portion 24A, a reflecting surface 24B which is perpendicular to the optical axis and has a total reflection film 25 formed thereon, and a reflecting surface 24.
Slope 24C and slope 24D facing B at a predetermined angle
And a left side surface 24E and a right side surface 24F parallel to the optical axis,
It is a pentagonal prism having an upper surface 24G and a lower surface 24H parallel to the optical axis.

【0054】さらに図3に示すプリズム26は、頂角部
26Aと、光軸に垂直であるとともに全反射膜27を形
成した反射面26Bと、反射面26Bに所定の角度で対
向する斜面26C、斜面26D、斜面26Eおよび斜面
26Fと、光軸に平行な左側面26Gおよび右側面26
Hと、光軸に平行な上面26Iおよび下面26Jと、を
有する五角柱である。なお、斜面26C、斜面26D、
斜面26Eおよび斜面26Fは四角錐をなす。
Further, the prism 26 shown in FIG. 3 has an apex angle portion 26A, a reflecting surface 26B which is perpendicular to the optical axis and has a total reflection film 27 formed thereon, and an inclined surface 26C which faces the reflecting surface 26B at a predetermined angle. Slope 26D, slope 26E and slope 26F, and left side surface 26G and right side surface 26 parallel to the optical axis.
It is a pentagonal prism having H and an upper surface 26I and a lower surface 26J parallel to the optical axis. The slope 26C, the slope 26D,
The slope 26E and the slope 26F form a quadrangular pyramid.

【0055】以下、エキシマレーザー発振器20の動作
についてとくに図4にもとづき説明する。レーザー容器
2から放射されたビームは、プリズム21に入射され
る。入射されたビームは、このプリズム21によりふた
つの方向に偏向される。すなわち、光軸を境に上側のビ
ームは下向きに、下側のビームは上向きに偏向される。
The operation of the excimer laser oscillator 20 will be described below with reference to FIG. The beam emitted from the laser container 2 is incident on the prism 21. The incident beam is deflected by the prism 21 in two directions. That is, the upper beam is deflected downward and the lower beam is deflected upward with respect to the optical axis.

【0056】偏向された光は全反射膜23で反射され、
プリズム21により再び偏向されて光軸に平行なビーム
として部分反射鏡4を通して出射される。
The deflected light is reflected by the total reflection film 23,
The beam is deflected again by the prism 21 and emitted as a beam parallel to the optical axis through the partial reflecting mirror 4.

【0057】偏向されるビームについてより具体的に述
べると、たとえば、光軸から遠い点P1および光軸に近
い点Q1で発生したビームはそれぞれ、プリズム21お
よび全反射膜23によって、光軸に近い点P2および光
軸から遠い点Q2を通過することになる。
More specifically, the deflected beam will be described. For example, the beam generated at the point P1 far from the optical axis and the beam generated at the point Q1 near the optical axis are close to the optical axis by the prism 21 and the total reflection film 23, respectively. It will pass through the point P2 and the point Q2 far from the optical axis.

【0058】すなわち、図示のプリズムの配置姿勢にお
いて、つまりZ軸方向において、光軸に対し中心部で発
生したビームは外周部へ、外周部で発生したビームは中
心部へとそれぞれ移動する。
That is, in the arrangement posture of the illustrated prism, that is, in the Z-axis direction, the beam generated at the central portion with respect to the optical axis moves to the outer peripheral portion, and the beam generated at the outer peripheral portion moves to the central portion.

【0059】このような移動が部分反射鏡4と全反射膜
23との間で繰り返し行われて、一種の重ね合わせが行
われ、その一部が出射ビームとなる。このビームはZ軸
方向においてレーザー光の重ね合わせが行われたことに
より、ビーム強度が均一となる。
Such a movement is repeatedly performed between the partial reflection mirror 4 and the total reflection film 23 to perform a kind of superposition, and a part thereof becomes an outgoing beam. This beam has a uniform beam intensity due to the superposition of laser beams in the Z-axis direction.

【0060】かくして、プリズム21が(プリズム21
の全反射膜23が)従来の全反射鏡3の機能を果たすの
で、部分反射鏡4とプリズム21だけの部品により光共
振器22を構成するとともに、プリズム21の屈折作用
によるビームの重ね合わせによって、強度分布が一様な
ビームをこの光共振器22から直接得ることができる。
Thus, the prism 21 (the prism 21
Since the total reflection film 23 of (1) fulfills the function of the conventional total reflection mirror 3, the optical resonator 22 is composed of only the partial reflection mirror 4 and the prism 21, and the beams are superposed by the refraction of the prism 21. A beam having a uniform intensity distribution can be obtained directly from the optical resonator 22.

【0061】上記プリズム21は、そのすべての面を平
面で構成してあるが、たとえば図2に示すプリズム24
の斜面24Cおよび斜面24Dを、球面、あるいは平面
を除く非球面などの曲面としたレンズや、図3に示すプ
リズム26の斜面26C、斜面26D、斜面26Eおよ
び斜面26Fを、球面、あるいは平面を除く非球面など
の曲面としたレンズを使用することもできる。
The prism 21 has a flat surface on all of its surfaces. For example, the prism 24 shown in FIG.
24C and 24D of the prism are curved surfaces such as spherical surfaces or aspherical surfaces other than flat surfaces, and the slopes 26C, 26D, 26E and 26F of the prism 26 shown in FIG. 3 are spherical surfaces or flat surfaces. It is also possible to use a lens having a curved surface such as an aspherical surface.

【0062】たとえば図5は、本発明におけるプリズム
のさらに他の例を示すものであって、プリズムを円錐状
のプリズム28としたものである。
For example, FIG. 5 shows still another example of the prism according to the present invention, in which the prism is a conical prism 28.

【0063】図5に示すプリズム28は、頂角部28A
と、光軸に垂直であるとともに全反射膜29を形成した
反射面28Bと、反射面28Bに所定の角度で対向する
円錐状の斜面28Cと、光軸に平行な円周面28Dと、
を有する。
The prism 28 shown in FIG. 5 has an apex portion 28A.
A reflecting surface 28B that is perpendicular to the optical axis and has a total reflection film 29 formed thereon, a conical sloped surface 28C that faces the reflecting surface 28B at a predetermined angle, and a circumferential surface 28D that is parallel to the optical axis.
Have.

【0064】こうした円錐状のプリズム28を用いれ
ば、ビーム強度が均一化される平面が前述のプリズム2
1、24、26のようにその斜面の数に依存することな
く、Z軸方向においてビーム強度を均一化することがで
きるのみならず、X軸(光軸)まわりの方向において、
つまり光軸のまわり360度の全方位においてレーザー
光を重ね合わせることにより、全方位における均一化を
図ることができる。
If such a conical prism 28 is used, the plane on which the beam intensity is made uniform is the prism 2 described above.
The beam intensity can be made uniform in the Z-axis direction without depending on the number of slopes as in 1, 24, and 26, and in the directions around the X-axis (optical axis),
That is, by overlapping the laser beams in all directions of 360 degrees around the optical axis, it is possible to achieve uniformity in all directions.

【0065】したがって、放電電極6上のチリあるいは
そのわずかなズレや、レーザー発振による発熱にともな
う各構成部品のゆがみなどにより放電状態が不均一とな
り、この放電状態にともなうビーム強度の不均一性が生
じても、これを適正に均一化することが可能となる。
Therefore, the discharge state becomes non-uniform due to dust on the discharge electrode 6 or a slight deviation thereof, or distortion of each component due to heat generation by laser oscillation, and the non-uniformity of the beam intensity due to the discharge state. Even if it occurs, it becomes possible to properly make it uniform.

【0066】円錐状のプリズム28は、角錐状のプリズ
ム21、24、26よりも位置決め調整操作は容易であ
るが、エキシマレーザー発振器においては図17に示し
たように発振ビームの光軸に垂直な面内でのパターン1
Aは矩形であるため、このパターン1Aを囲むより大き
な断面積を必要とするが、角錐状のプリズム21、2
4、26はより小さなプリズムでビームの均一化が可能
である。
The cone-shaped prism 28 is easier to perform the positioning adjustment operation than the pyramidal prisms 21, 24 and 26, but in the excimer laser oscillator, as shown in FIG. 17, it is perpendicular to the optical axis of the oscillation beam. In-plane pattern 1
Since A has a rectangular shape, a larger cross-sectional area surrounding the pattern 1A is required.
Reference numerals 4 and 26 are smaller prisms that can make the beam uniform.

【0067】なお、図2に示す五角柱状のプリズム24
の光軸に平行な上面24Gおよび下面24H、図3に示
す五角柱状のプリズム26の光軸に平行な左側面26
G、右側面26Hと、上面26Iおよび下面26J、さ
らに図5に示す円錐状のプリズム28の光軸に平行な円
周面28Dにそれぞれ表されるように、光軸に平行な方
向に厚さを設けることにより、入射光のプリズム(全反
射膜25、27、29)による全反射を容易とすること
ができる。
The pentagonal prism 24 shown in FIG.
24G and the lower surface 24H parallel to the optical axis of the left side surface 26 parallel to the optical axis of the pentagonal prism 26 shown in FIG.
G, the right side surface 26H, the upper surface 26I and the lower surface 26J, and the thickness in the direction parallel to the optical axis as represented by the circumferential surface 28D parallel to the optical axis of the conical prism 28 shown in FIG. By providing the, it is possible to facilitate total reflection of incident light by the prisms (total reflection films 25, 27, 29).

【0068】つぎに図6は、本発明の第2の実施例によ
るエキシマレーザー発振器30を示すもので、前記プリ
ズム21は、プリズム移動機構31にこれを取り付けて
ある。
Next, FIG. 6 shows an excimer laser oscillator 30 according to a second embodiment of the present invention, in which the prism 21 is attached to a prism moving mechanism 31.

【0069】このプリズム移動機構31は、一軸ステー
ジ固定部32と、一軸ステージ可動部33と、ホルダ固
定部34と、プリズム可動部35と、傾き調整ねじ36
とを有する。
The prism moving mechanism 31 includes a uniaxial stage fixing portion 32, a uniaxial stage moving portion 33, a holder fixing portion 34, a prism moving portion 35, and an inclination adjusting screw 36.
Have and.

【0070】一軸ステージ可動部33は、光路に沿って
移動可能に上記一軸ステージ固定部32にこれを取り付
けてあり、この一軸ステージ可動部33上にホルダ固定
部34を固定してある。
The uniaxial stage movable portion 33 is attached to the uniaxial stage fixing portion 32 so as to be movable along the optical path, and the holder fixing portion 34 is fixed on the uniaxial stage movable portion 33.

【0071】プリズム可動部35は、ホルダ固定部34
にこれを取り付け、光路に対して垂直方向の移動が可能
となるようにする。
The prism movable portion 35 is the holder fixing portion 34.
This is attached to the lens so that it can move in the direction perpendicular to the optical path.

【0072】このプリズム可動部35にプリズム21を
保持し、傾き調整ねじ36を調整することによってプリ
ズム21の光軸とレーザー光とを平行にする。
The prism 21 is held on the prism movable portion 35, and the tilt adjusting screw 36 is adjusted to make the optical axis of the prism 21 parallel to the laser light.

【0073】本発明における重要な要素のひとつは、プ
リズム21を間に挟んだ全反射膜23と部分反射鏡4と
の間の距離である。すなわち、ビームの重ね合わせが行
われたときのビーム強度は、全反射膜23と部分反射鏡
4との間の距離に支配される。
One of the important factors in the present invention is the distance between the partial reflection mirror 4 and the total reflection film 23 sandwiching the prism 21. That is, the beam intensity when the beams are superposed is governed by the distance between the total reflection film 23 and the partial reflection mirror 4.

【0074】したがって、均一なビームを必要とする場
合には、上述した一軸ステージ可動部33を移動させ、
全反射膜23と部分反射鏡4との間の距離を所定の距離
とする。
Therefore, when a uniform beam is required, the uniaxial stage movable part 33 described above is moved,
The distance between the total reflection film 23 and the partial reflection mirror 4 is set to a predetermined distance.

【0075】また均一な分布のビームを必要としないと
きには、全反射膜23に対して一軸ステージ可動部33
を移動させることにより、任意のビーム幅を有するビー
ムを得ることができる。
When a beam having a uniform distribution is not required, the uniaxial stage movable part 33 with respect to the total reflection film 23.
A beam having an arbitrary beam width can be obtained by moving.

【0076】なお、プリズム21の移動にともなって機
械的ガタツキなどに起因する光軸のズレが発生した場合
には、傾き調整ねじ36を用いてこれを調整することが
できる。
If a deviation of the optical axis due to mechanical rattling or the like occurs as the prism 21 moves, the tilt adjusting screw 36 can be used to adjust the deviation.

【0077】なお、上述の実施例では、レーザー容器2
の外側に光共振器22を設けたいわゆる外部共振器タイ
プについて説明したが、レーザー容器2の内部に光共振
器22を設けた内部共振器タイプについても同様であ
る。
In the above embodiment, the laser container 2
The so-called external resonator type in which the optical resonator 22 is provided outside the above is described, but the same applies to the internal resonator type in which the optical resonator 22 is provided inside the laser container 2.

【0078】つぎに図7は、本発明をYAGレーザー発
振器に応用した第3の実施例によるYAGレーザー発振
器40を示すもので、YAGレーザー発振器40は、Y
AGレーザーロッド15と、全反射鏡16および部分反
射鏡17を有する光共振器18と、全反射鏡16とYA
Gレーザーロッド15との間に配置した円錐状のプリズ
ム41と、を有する。
Next, FIG. 7 shows a YAG laser oscillator 40 according to a third embodiment in which the present invention is applied to a YAG laser oscillator.
AG laser rod 15, optical resonator 18 having total reflection mirror 16 and partial reflection mirror 17, total reflection mirror 16 and YA
And a conical prism 41 arranged between the G laser rod 15 and the G laser rod 15.

【0079】円錐状のプリズム41は、頂角部41A
と、光軸に垂直である底面41Bと、底面41Bに所定
の角度で対向する円錐状の斜面41Cとを有する。
The conical prism 41 has an apex angle portion 41A.
And a bottom surface 41B perpendicular to the optical axis and a conical slope surface 41C facing the bottom surface 41B at a predetermined angle.

【0080】以下、YAGレーザー発振器40の動作に
ついてとくに図8にもとづき説明する。YAGレーザー
ロッド15から放射されたビームは、プリズム41に入
射される。入射されたビームは、このプリズム41によ
りふたつの方向に偏向される。すなわち、光軸を境に上
側のビームは下向きに、下側のビームは上向きに偏向さ
れる。
The operation of the YAG laser oscillator 40 will be described below with reference to FIG. The beam emitted from the YAG laser rod 15 is incident on the prism 41. The incident beam is deflected by the prism 41 in two directions. That is, the upper beam is deflected downward and the lower beam is deflected upward with respect to the optical axis.

【0081】偏向された光は全反射鏡16で反射され、
プリズム41により再び偏向されて光軸に平行なビーム
として部分反射鏡17を通して出射される。
The deflected light is reflected by the total reflection mirror 16,
The beam is deflected again by the prism 41 and emitted as a beam parallel to the optical axis through the partial reflection mirror 17.

【0082】偏向されるビームについてより具体的に述
べると、たとえば、光軸から遠い点P1および光軸に近
い点Q1で発生したビームはそれぞれ、プリズム41お
よび全反射鏡16によって、光軸に近い点P2および光
軸から遠い点Q2を通過することになる。
More specifically, the deflected beam is, for example, a beam generated at a point P1 far from the optical axis and a beam generated at a point Q1 near the optical axis, which are close to the optical axis by the prism 41 and the total reflection mirror 16, respectively. It will pass through the point P2 and the point Q2 far from the optical axis.

【0083】すなわち、図示のプリズムの配置姿勢にお
いて、つまり光軸に対し中心部で発生したビームは外周
部へ、外周部で発生したビームは中心部へとそれぞれ移
動する。
That is, in the illustrated arrangement of the prisms, that is, the beam generated at the center with respect to the optical axis moves to the outer peripheral portion, and the beam generated at the outer peripheral portion moves to the central portion.

【0084】このような移動が部分反射鏡17と光共振
器18との間で繰り返し行われて、一種の重ね合わせが
行われ、その一部が出射ビームとなる。このビームはレ
ーザー光の重ね合わせが行われたことにより、ビーム強
度が均一となる。
Such a movement is repeated between the partial reflecting mirror 17 and the optical resonator 18 to perform a kind of superposition, and a part thereof becomes an outgoing beam. This beam has a uniform beam intensity due to the superposition of the laser beams.

【0085】かくして、プリズム41の屈折作用による
ビームの重ね合わせによって、強度分布が一様なビーム
をこの光共振器18から直接得ることができる。
Thus, the beams having a uniform intensity distribution can be directly obtained from the optical resonator 18 by superimposing the beams by the refraction effect of the prism 41.

【0086】この発振ビームに対して簡単な拡大縮小光
学系(図示せず)を用いることにより、均一な加工が可
能となる。
Uniform processing can be performed by using a simple enlargement / reduction optical system (not shown) for the oscillation beam.

【0087】つぎに図9は、本発明の第4の実施例によ
るYAGレーザー発振器50を示すもので、YAGレー
ザー発振器50は、YAGレーザーロッド15と、円錐
状のプリズム51および部分反射鏡17を有する光共振
器52とを有する。
Next, FIG. 9 shows a YAG laser oscillator 50 according to a fourth embodiment of the present invention. The YAG laser oscillator 50 includes a YAG laser rod 15, a conical prism 51 and a partial reflecting mirror 17. And the optical resonator 52.

【0088】プリズム51は、部分反射鏡17側に向け
て配置した頂角部51Aと、光軸に垂直であるとともに
全反射膜53を形成した反射面51Bと、反射面51B
に所定の角度で対向する円錐状の斜面51Cとを有し、
YAGレーザーロッド15から所定距離だけ離れた位置
にこれを設けてある。
The prism 51 has an apex angle portion 51A arranged toward the partial reflection mirror 17 side, a reflection surface 51B which is perpendicular to the optical axis and has a total reflection film 53 formed thereon, and a reflection surface 51B.
Has a conical slope 51C facing each other at a predetermined angle,
This is provided at a position separated from the YAG laser rod 15 by a predetermined distance.

【0089】この所定の距離としては、プリズム51を
移動させると、ビーム強度の均一性が変化するので、そ
のビーム強度が最も均一となる位置を表している。
As the predetermined distance, when the prism 51 is moved, the uniformity of the beam intensity changes, and therefore the position where the beam intensity is most uniform is shown.

【0090】以下、YAGレーザー発振器50の動作に
ついてとくに図10にもとづき説明する。YAGレーザ
ーロッド15から放射されたビームは、プリズム51に
入射される。入射されたビームは、このプリズム51に
よりふたつの方向に偏向される。すなわち、光軸を境に
上側のビームは下向きに、下側のビームは上向きに偏向
される。
The operation of the YAG laser oscillator 50 will be described below with reference to FIG. The beam emitted from the YAG laser rod 15 is incident on the prism 51. The incident beam is deflected by the prism 51 in two directions. That is, the upper beam is deflected downward and the lower beam is deflected upward with respect to the optical axis.

【0091】偏向された光は全反射膜53で反射され、
プリズム51により再び偏向されて光軸に平行なビーム
として部分反射鏡17を通して出射される。
The deflected light is reflected by the total reflection film 53,
The beam is deflected again by the prism 51 and emitted as a beam parallel to the optical axis through the partial reflecting mirror 17.

【0092】偏向されるビームについてより具体的に述
べると、たとえば、光軸から遠い点P1および光軸に近
い点Q1で発生したビームはそれぞれ、プリズム51お
よび全反射膜53によって、光軸に近い点P2および光
軸から遠い点Q2を通過することになる。
More specifically, the deflected beam is, for example, a beam generated at a point P1 far from the optical axis and a beam generated at a point Q1 near the optical axis, which are close to the optical axis by the prism 51 and the total reflection film 53, respectively. It will pass through the point P2 and the point Q2 far from the optical axis.

【0093】すなわち、図示のプリズムの配置姿勢にお
いて、つまり光軸に対し中心部で発生したビームは外周
部へ、外周部で発生したビームは中心部へとそれぞれ移
動する。
That is, in the arrangement posture of the illustrated prism, that is, the beam generated at the central portion with respect to the optical axis moves to the outer peripheral portion, and the beam generated at the outer peripheral portion moves to the central portion.

【0094】このような移動が部分反射鏡17とプリズ
ム51との間で繰り返し行われて、一種の重ね合わせが
行われ、その一部が出射ビームとなる。このビームはレ
ーザー光の重ね合わせが行われたことにより、ビーム強
度が均一となる。
Such a movement is repeated between the partial reflecting mirror 17 and the prism 51, a kind of superposition is performed, and a part thereof becomes an outgoing beam. This beam has a uniform beam intensity due to the superposition of the laser beams.

【0095】かくして、プリズム51の屈折作用による
ビームの重ね合わせによって、強度分布が一様なビーム
をこの光共振器52から直接得ることができる。
Thus, by superimposing the beams by the refraction action of the prism 51, a beam having a uniform intensity distribution can be obtained directly from the optical resonator 52.

【0096】なお上記プリズム41、51は、そのすべ
ての面を平面で構成してあるが、たとえば円錐状の斜面
41C、51Cを、球面、あるいは平面を除く非球面な
どの曲面としたレンズを使用することもできる。
Although all the surfaces of the prisms 41 and 51 are formed by planes, for example, a lens in which the conical slopes 41C and 51C are curved surfaces such as spherical surfaces or aspherical surfaces other than flat surfaces is used. You can also do it.

【0097】さらに、YAGレーザー発振器40、50
の場合には、図17に示したようにその発振ビームのパ
ターン14Aが円形であるので、円錐状のプリズム4
1、51を用いることにより、光軸のまわり360度の
全方位においてレーザー光を重ね合わせ、全方位におけ
る均一化を図って同じく円形の均一光を得ることができ
る。
Further, the YAG laser oscillators 40, 50
In this case, since the oscillating beam pattern 14A is circular as shown in FIG. 17, the conical prism 4
By using Nos. 1 and 51, it is possible to superimpose the laser beams in all directions of 360 degrees around the optical axis, achieve homogenization in all directions, and obtain circular uniform light.

【0098】なお、既述のプリズム21、24、26、
28、41、51のビーム通過面には無反射コーティン
グを施すことが好ましい。
Incidentally, the above-mentioned prisms 21, 24, 26,
It is preferable to apply a non-reflective coating to the beam passage surfaces of 28, 41 and 51.

【0099】また、本発明によるレーザー発振器をエキ
シマレーザー発振器およびYAGレーザー発振器に応用
した実施例を述べたが、その他各種のレーザー発振器に
応用可能である。
Further, although the embodiment in which the laser oscillator according to the present invention is applied to the excimer laser oscillator and the YAG laser oscillator has been described, it can be applied to various other laser oscillators.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エキシマ
レーザー発振器あるいはYAGレーザー発振器などのレ
ーザー発振器の光共振器の全反射鏡手段に相当する全反
射膜をプリズムに設けたことにより、レーザー発振器か
らの出射ビームのビーム強度を均一化するとともに、構
成部品点数を減らして簡素なかつ調整容易な構成とする
ことができる。
As described above, according to the present invention, the prism is provided with the total reflection film corresponding to the total reflection mirror means of the optical resonator of the laser oscillator such as the excimer laser oscillator or the YAG laser oscillator. The beam intensity of the beam emitted from the oscillator can be made uniform, and the number of constituent parts can be reduced to provide a simple and easily adjustable configuration.

【0101】[0101]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明をエキシマレーザー発振器に応用した第
1の実施例によるエキシマレーザー発振器20の概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an excimer laser oscillator 20 according to a first embodiment in which the present invention is applied to an excimer laser oscillator.

【図2】同、プリズムの変形の一例(プリズム24)を
示す正面図および左側面図である。
FIG. 2 is a front view and a left side view showing an example (prism 24) of a modification of the prism.

【図3】同、プリズムの変形の他例(プリズム26)を
示す正面図および左側面図である。
3A and 3B are a front view and a left side view showing another modification of the prism (prism 26).

【図4】同、エキシマレーザー発振器20の動作を説明
するための概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram for explaining the operation of the excimer laser oscillator 20.

【図5】同、プリズムの変形のさらに他例(円錐状のプ
リズム28)を示す正面図および左側面図である。
FIG. 5 is a front view and a left side view showing still another example (conical prism 28) of deformation of the prism.

【図6】本発明の第2の実施例によるエキシマレーザー
発振器30を示す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an excimer laser oscillator 30 according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明をYAGレーザー発振器に応用した第3
の実施例によるYAGレーザー発振器40の概略構成図
である。
FIG. 7: Third application of the present invention to a YAG laser oscillator
3 is a schematic configuration diagram of a YAG laser oscillator 40 according to the example of FIG.

【図8】同、YAGレーザー発振器40の動作を説明す
るための概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram for explaining the operation of the YAG laser oscillator 40.

【図9】本発明の第4の実施例によるYAGレーザー発
振器50の概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a YAG laser oscillator 50 according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】同、YAGレーザー発振器50の動作を説明
するための概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram for explaining the operation of the YAG laser oscillator 50.

【図11】従来のエキシマレーザー発振器1の概略斜視
図である。
FIG. 11 is a schematic perspective view of a conventional excimer laser oscillator 1.

【図12】同、Z軸方向におけるXY平面におけるビー
ム強度のグラフである。
FIG. 12 is a graph of beam intensity on the XY plane in the Z-axis direction.

【図13】同、X軸方向におけるYZ平面におけるビー
ム強度のグラフである。
FIG. 13 is a graph of beam intensity on the YZ plane in the X-axis direction.

【図14】従来の出射ビームのビーム強度を均一化可能
としたエキシマレーザー発振器1の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional excimer laser oscillator 1 capable of making the beam intensity of an outgoing beam uniform.

【図15】従来のYAGレーザー発振器14の概略構成
図である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a conventional YAG laser oscillator 14.

【図16】同、YAGレーザー発振器14の発振ビーム
のビーム強度のグラフである。
FIG. 16 is a graph of the beam intensity of the oscillation beam of the YAG laser oscillator 14 of the same.

【図17】同、エキシマレーザー発振器1における発振
ビームの光軸に垂直な面内でのパターン1A、およびY
AGレーザー発振器14における発振ビームの光軸に垂
直な面内でのパターン14Aを示す説明図である。
17 is a pattern 1A and Y in the plane perpendicular to the optical axis of the oscillation beam in the excimer laser oscillator 1. FIG.
It is explanatory drawing which shows the pattern 14A in a surface perpendicular | vertical to the optical axis of the oscillation beam in AG laser oscillator 14. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザー発振器 1A エキシマレーザー発振器1による発振ビームの光
軸に垂直な面内でのパターン(矩形) 2 レーザー容器 3 全反射鏡(全反射鏡手段) 4 部分反射鏡(部分反射鏡手段) 5 光共振器 6 一対の放電電極 6A 一対の放電電極6の頂面 10 エキシマレーザー発振器 11 プリズム 12 光共振器 13 ビームホモジナイザなどの光学系 14 YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネッ
ト)レーザー発振器 14A YAGレーザー発振器14による発振ビームの
光軸に垂直な面内でのパターン(円形) 15 YAGレーザーロッド 16 全反射鏡(全反射鏡手段) 17 部分反射鏡(部分反射鏡手段) 18 光共振器 20 エキシマレーザー発振器 21 プリズム 21A プリズム21の頂角部 21B 光軸に垂直な、プリズム21の反射面 21C、21D 反射面21Bに所定の角度で対向する
斜面 21E 光軸に平行な両側面 22 光共振器 23 反射面21Bに形成した全反射膜 24 角錐状のプリズム 24A 頂角部 24B 光軸に垂直な反射面 24C、24D 反射面24Bに所定の角度で対向する
斜面 24E、24F 光軸に平行な左側面および右側面 24G、24H 光軸に平行な上面および下面 25 反射面24Bに形成した全反射膜 26 角錐状のプリズム 26A 頂角部 26B 光軸に垂直な反射面 26C、26D、26E、26F 反射面26Bに所定
の角度で対向する斜面 26G、26H 光軸に平行な左側面および右側面 26I、26J 光軸に平行な上面および下面 27 反射面26Bに形成した全反射膜 28 円錐状のプリズム 28A 頂角部 28B 光軸に垂直な反射面 28C 反射面28Bに所定の角度で対向する円錐状の
斜面 28D 光軸に平行な円周面 29 反射面28Bに形成した全反射膜 30 エキシマレーザー発振器 31 プリズム移動機構 32 一軸ステージ固定部 33 一軸ステージ可動部 34 ホルダ固定部 35 プリズム可動部 36 傾き調整ねじ 40 YAGレーザー発振器 41 円錐状のプリズム 41A 頂角部 41B 光軸に垂直な底面 41C 底面41Bに所定の角度で対向する円錐状の斜
面 50 YAGレーザー発振器 51 円錐状のプリズム 51A 頂角部 51B 光軸に垂直な反射面 51C 反射面51Bに所定の角度で対向する円錐状の
斜面 52 光共振器 53 全反射膜 2L 放電電極6の長さ 2D 放電電極6の頂面6Aの間の間隔 P1、Q2 光軸から遠い点 P2、Q1 光軸に近い点
1 Excimer Laser Oscillator 1A Pattern (rectangular) in a plane perpendicular to the optical axis of an oscillation beam by the excimer laser oscillator 1 Laser container 3 Total reflection mirror (total reflection mirror means) 4 Partial reflection mirror (partial reflection mirror means) 5 Optical resonator 6 Pair of discharge electrodes 6A Top surface of pair of discharge electrodes 6 Excimer laser oscillator 11 Prism 12 Optical resonator 13 Optical system such as beam homogenizer 14 YAG (yttrium aluminum garnet) laser oscillator 14A YAG laser oscillator 14 Pattern in a plane perpendicular to the optical axis of the oscillating beam (circular) 15 YAG laser rod 16 Total reflection mirror (total reflection mirror means) 17 Partial reflection mirror (partial reflection mirror means) 18 Optical resonator 20 Excimer laser oscillator 21 Prism 21A Vertical angle 21B of prism 21B Vertical to optical axis The reflecting surfaces 21C and 21D of the prism 21 are inclined surfaces facing the reflecting surface 21B at a predetermined angle 21E Both sides parallel to the optical axis 22 Optical resonator 23 Total reflection film formed on the reflecting surface 21B 24 Pyramidal prism 24A Top Corner 24B Reflecting surface 24C, 24D perpendicular to the optical axis 24C, 24D Slopes facing the reflecting surface 24B at a predetermined angle 24E, 24F Left and right surfaces parallel to the optical axis 24G, 24H Upper and lower surfaces parallel to the optical axis 25 Reflection Total reflection film formed on surface 24B 26 Pyramidal prism 26A Apex angle portion 26B Reflection surface perpendicular to the optical axis 26C, 26D, 26E, 26F Slopes facing the reflection surface 26B at a predetermined angle 26G, 26H Parallel to the optical axis Left side surface and right side surface 26I, 26J Upper surface and lower surface parallel to optical axis 27 Total reflection film formed on reflecting surface 26B 28 Conical prism 28A Apex angle portion 28B Reflecting surface perpendicular to the optical axis 28C Conical inclined surface facing the reflecting surface 28B at a predetermined angle 28D Circular surface parallel to the optical axis 29 Total reflection film formed on the reflecting surface 28B 30 Excimer laser oscillator 31 Prism moving mechanism 32 Uniaxial stage fixed part 33 Uniaxial stage movable part 34 Holder fixed part 35 Prism movable part 36 Tilt adjusting screw 40 YAG laser oscillator 41 Conical prism 41A Vertical angle part 41B Bottom face perpendicular to optical axis 41C Predetermined on bottom face 41B Conical slopes facing each other at an angle of 50 YAG laser oscillator 51 Conical prism 51A Vertical angle portion 51B Reflecting surface perpendicular to the optical axis 51C Conical slope facing the reflecting surface 51B at a predetermined angle 52 Optical resonator 53 Total reflection film 2L Length of discharge electrode 6 2D Distance between top surfaces 6A of discharge electrode 6 P1, Q2 Optical axis Point far from P2, Q1 Point near optical axis

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 全反射鏡手段および部分反射鏡手段を
備えた光共振器と、 この光共振器の間に設けたレーザー媒質と、を有するレ
ーザー発振器であって、 前記光共振器内の光路上にプリズムを配置するととも
に、 このプリズムの頂角部を前記部分反射鏡手段側に配置
し、かつこの頂角部に対向するその反射面に前記全反射
鏡手段として全反射膜を形成したことを特徴とするレー
ザー発振器。
1. A laser oscillator comprising: an optical resonator provided with a total reflection mirror means and a partial reflection mirror means; and a laser medium provided between the optical resonators. A prism is disposed on the road, the apex angle portion of the prism is disposed on the side of the partial reflection mirror means, and a total reflection film is formed as the total reflection mirror means on the reflection surface facing the apex angle portion. Laser oscillator characterized by.
【請求項2】 前記プリズムは、これを角錐状とした
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー発振器。
2. The laser oscillator according to claim 1, wherein the prism has a pyramid shape.
【請求項3】 前記プリズムは、これを円錐状とした
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー発振器。
3. The laser oscillator according to claim 1, wherein the prism has a conical shape.
【請求項4】 前記プリズムは、前記光共振器の光軸
に対して直角にこれを配置したことを特徴とする請求項
1記載のレーザー発振器。
4. The laser oscillator according to claim 1, wherein the prism is arranged at right angles to the optical axis of the optical resonator.
【請求項5】 前記プリズムは、前記光共振器の光軸
に対して直角にその前記全反射膜を配置したことを特徴
とする請求項1記載のレーザー発振器。
5. The laser oscillator according to claim 1, wherein the prism has the total reflection film arranged at right angles to an optical axis of the optical resonator.
【請求項6】 前記プリズムを前記光路に沿って移動
させるプリズム移動機構を設けたことを特徴とする請求
項1記載のレーザー発振器。
6. The laser oscillator according to claim 1, further comprising a prism moving mechanism that moves the prism along the optical path.
【請求項7】 前記レーザー媒質は、これをエキシマ
レーザー用ガス媒体としたことを特徴とする請求項1記
載のレーザー発振器。
7. The laser oscillator according to claim 1, wherein the laser medium is a gas medium for an excimer laser.
【請求項8】 前記プリズムは、前記光共振器の間に
その光軸に平行に位置する一対の放電電極を含む平面に
対して直角に、かつ該光共振器の該光軸に対して直角に
これを配置したことを特徴とする請求項7記載のレーザ
ー発振器。
8. The prism is perpendicular to a plane including a pair of discharge electrodes located parallel to the optical axis between the optical resonators and perpendicular to the optical axis of the optical resonator. The laser oscillator according to claim 7, wherein the laser oscillator is arranged in
【請求項9】 前記プリズムは、前記光共振器の間に
その光軸に平行に位置する一対の放電電極を含む平面に
対して直角に、かつ該光共振器の該光軸に対して直角に
その前記全反射膜を配置したことを特徴とする請求項7
記載のレーザー発振器。
9. The prism is perpendicular to a plane including a pair of discharge electrodes located parallel to the optical axis between the optical resonators and perpendicular to the optical axis of the optical resonator. 8. The total reflection film is arranged on the substrate.
The laser oscillator described.
【請求項10】 前記プリズムには、前記光軸に平行
な方向に厚さを設けたことを特徴とする請求項7記載の
レーザー発振器。
10. The laser oscillator according to claim 7, wherein the prism is provided with a thickness in a direction parallel to the optical axis.
【請求項11】 前記レーザー媒質は、これをYAG
レーザーロッドとしたことを特徴とする請求項1記載の
レーザー発振器。
11. The laser medium is YAG
The laser oscillator according to claim 1, wherein the laser oscillator is a laser rod.
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