CN107210577A - 激光装置 - Google Patents

激光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107210577A
CN107210577A CN201580075739.1A CN201580075739A CN107210577A CN 107210577 A CN107210577 A CN 107210577A CN 201580075739 A CN201580075739 A CN 201580075739A CN 107210577 A CN107210577 A CN 107210577A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
amplifier
optical system
sparking electrode
electrode pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580075739.1A
Other languages
English (en)
Inventor
荒川正树
柿崎弘司
若林理
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aurora Advanced Laser Corp
Gigaphoton Inc
Original Assignee
Aurora Advanced Laser Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aurora Advanced Laser Corp filed Critical Aurora Advanced Laser Corp
Publication of CN107210577A publication Critical patent/CN107210577A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/034Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/038Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H01S3/2316Cascaded amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

该激光装置可以具有:振荡器,其包括第1激光腔室、光谐振器和配置在第1激光腔室中的第1放电电极对,该振荡器输出激光;第1放大器,其包括配置在从振荡器输出的激光的光路上的第2激光腔室、和以第1间隙间隔配置于第2激光腔室中的第2放电电极对,该第1放大器对激光进行放大并输出;以及第1光束调节光学系统,其配置在振荡器和第1放大器之间的光路上,调节从振荡器输出的激光,以使得入射到第1放大器的激光沿第2放电电极对的放电方向上的光束宽度与第2放电电极对的第1间隙间隔大致相同。

Description

激光装置
技术领域
本公开涉及激光装置。
背景技术
激光退火装置是向成膜于基板上的非晶硅膜照射脉冲激光使其改性为多晶硅(ポリシリコン)膜的装置,其中,该脉冲激光是从准分子激光器等激光系统输出的,具有紫外线区域的波长。通过将非晶硅膜改性为多晶硅膜,能够制作TFT(薄膜晶体管)。该TFT用于比较大型的液晶显示器中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-277977号公报
专利文献2:美国专利第8803027号说明书
专利文献3:日本专利第4818871号公报
专利文献4:日本专利第5376908号公报
发明内容
本公开的一个方面的激光装置可以具有:振荡器,其输出激光,包括第1激光腔室、光谐振器和配置在第1激光腔室中的第1放电电极对;第1放大器,其对激光进行放大并输出,包括配置在从振荡器输出的激光的光路上的第2激光腔室、和以第1间隙间隔配置于第2激光腔室中的第2放电电极对;以及第1光束调节光学系统,其配置在振荡器和第1放大器之间的光路上,调节从振荡器输出的激光,以使得入射到第1放大器的激光沿第2放电电极对的放电方向上的光束宽度与第2放电电极对的第1间隙间隔大致相同。
本公开的一个方面的激光装置可以具有:振荡器,其输出激光,包括第1激光腔室、光谐振器和配置在第1激光腔室中的第1放电电极对;第1放大器,其对激光进行放大并输出,包括配置在从振荡器输出的激光的光路上的第2激光腔室、和配置于第2激光腔室中的第2放电电极对;以及第1光束调节光学系统,其配置在振荡器和第1放大器之间的光路上,调节从振荡器输出的激光,包括正光焦度的第1光学元件、和相比第1光学元件靠激光的下游侧配置的正或负光焦度的第2光学元件。
本公开的一个方面的激光装置可以具有:振荡器,其输出激光,包括第1激光腔室、光谐振器和配置在第1激光腔室中的第1放电电极对;第1放大器,其对激光进行放大并输出,包括配置在从振荡器输出的激光的光路上的第2激光腔室、和配置于第2激光腔室中的第2放电电极对;以及第1光束调节光学系统,其是配置在振荡器和第1放大器之间的光路上的双远心光学系统。
附图说明
下面参照附图对本公开的几个实施方式仅作为示例进行说明。
图1A概略性示出比较例的激光装置的结构。
图1B是从与放电电极对之间的放电方向平行的方向观察图1A所示的放大器PA而得到的图。
图2A示出沿图1A的IIA线的光束截面的光束轮廓。
图2B示出沿图1A的IIB线的光束截面的光束轮廓。
图2C示出沿图1A的IIC线的光束截面的光束轮廓。
图3A概略性示出本公开的第1实施方式的激光装置的结构。
图3B概略性示出本公开的第1实施方式的激光装置的结构。
图4A示出沿图3A的IVA线的光束截面的光束轮廓。
图4B示出沿图3A的IVB线的光束截面的光束轮廓。
图4C示出沿图3A的IVC线的光束截面的光束轮廓。
图5A是从V方向观察作为图3A所示的光束调节光学系统的第1例的光束调节光学系统40a而得到的图。
图5B是从H方向观察光束调节光学系统40a而得到的图。
图6A是从V方向观察作为图3A所示的光束调节光学系统的第2例的光束调节光学系统40b而得到的图。
图6B是从H方向观察光束调节光学系统40b而得到的图。
图7A是从V方向观察作为图3A所示的光束调节光学系统的第3例的光束调节光学系统40c而得到的图。
图7B是从H方向观察光束调节光学系统40c而得到的图。
图8A是从V方向观察作为图3A所示的光束调节光学系统的第4例的光束调节光学系统40d而得到的图。
图8B是从H方向观察光束调节光学系统40d而得到的图。
图9A是从V方向观察作为图3A所示的光束调节光学系统的第5例的光束调节光学系统40e而得到的图。
图9B是从H方向观察光束调节光学系统40e而得到的图。
图10A概略性示出本公开的第2实施方式的激光装置的结构。
图10B概略性示出本公开的第2实施方式的激光装置的结构。
图11A示出沿10A的XIA线的光束截面的光束轮廓。
图11B示出沿10A的XIB线的光束截面的光束轮廓。
图11C示出沿10A的XIC线的光束截面的光束轮廓。
图12A概略性示出本公开的第2实施方式的激光装置的变形例的结构。
图12B概略性示出本公开的第2实施方式的激光装置的变形例的结构。
图13概略性示出本公开的第3实施方式的激光装置的结构。
图14A是将图13所示的激光装置简化示出的光学配置图。
图14B是概略性示出本公开的第3实施方式的激光装置的第1变形例的结构的光学配置图。
图14C是概略性示出本公开的第3实施方式的激光装置的第2变形例的结构的光学配置图。
具体实施方式
<内容>
1.概要
2.比较例的激光装置
2.1 MOPA激光源的结构
2.2 MOPA激光源的动作
2.3课题
3.包括光束调节光学系统的激光装置
3.1结构
3.2动作
3.3作用
3.4其它
3.5光束调节光学系统的第1例
3.6光束调节光学系统的第2例
3.7光束调节光学系统的第3例
3.8光束调节光学系统的第4例
3.9光束调节光学系统的第5例
4.包括双远心光束调节光学系统的激光装置
4.1结构
4.2动作
4.3作用
4.4其它
4.5第2实施方式的变形例
5.包括多个放大器的激光装置
5.1结构
5.2动作及作用
5.3第3实施方式的变形例
下面,参照附图详细说明本公开的实施方式。下面说明的实施方式示出了本公开的几个示例,并不用来限定本公开的内容。并且,在各个实施方式中说明的全部结构及动作作为本公开的结构及动作未必是必须的。另外,对相同的构成要素标注相同的参照标号而省略重复说明。
1.概要
激光退火装置可以通过以规定的能量密度向玻璃基板上的非晶硅膜照射脉冲状激光而进行激光退火。近年来开始制造更大的液晶显示器,为了扩大规定的能量密度下的照射面积,要求增加激光的每1脉冲的能量。为了增加每1脉冲的能量,有时采用具有振荡器(MO)和放大器(PA)的双腔系统。这种采用双腔系统的激光装置也称作MOPA激光源。
从振荡器输出的激光的光束具有扩展性,因而在入射到放大器之前的期间中光束直径有可能增大。在该光束直径大于放大器的放电空间时,激光的一部分不能全部进入到放大器的放电空间中而浪费掉,因而MOPA激光源的激光生成效率下降。例如,在振荡器的放电空间和放大器的放电空间大致相同而振荡器与放大器之间的距离较远的情况下,可能尤其成为问题。
在本公开的一个方面中,配置在振荡器和放大器之间的光路上的第1光束调节光学系统可以包括正光焦度的第1光学元件、和相比第1光学元件配置在靠激光的下游侧的正或负光焦度的第2光学元件。
在本公开的一个方面中,配置在振荡器和放大器之间的光路上的第1光束调节光学系统可以是双远心光学系统。
第1光束调节光学系统可以调节激光,以使得入射到放大器的激光的光束宽度与该放大器的一对放电电极的间隙间隔大致相同。
2.比较例的激光装置
2.1MOPA激光源的结构
图1A概略性示出比较例的激光装置的结构。该激光装置可以是具有振荡器MO、放大器PA、和多个高反射镜18及19的MOPA激光源。图1A是从与激光的行进方向垂直且与振荡器MO及放大器PA中的一对放电电极之间的放电方向垂直的方向观察的图。图1B是从与一对放电电极之间的放电方向平行的方向观察图1A所示的放大器PA而得到的图。可以将激光的行进方向设为Z方向。可以将振荡器MO及放大器PA中的一对放电电极之间的放电方向设为V方向。可以将与Z方向及V方向双方垂直的方向设为H方向。也可以是,激光被高反射镜18或者19反射,行进方向变化,随之Z方向及V方向变化。
振荡器MO可以包括第1激光腔室10、第1放电电极对11a及11b、后反射镜14和输出耦合镜15。第1放电电极对11a及11b可以配置在第1激光腔室10的内部。可以由后反射镜14及输出耦合镜15构成光谐振器。可以使第1放电电极对11a及11b之间的放电空间位于后反射镜14与输出耦合镜15之间。后反射镜14可以是以较高的反射率反射激光的反射镜。输出耦合镜15可以在使准分子激光光束透过的CaF2晶体等的基板上涂覆将准分子激光10%~40%反射的部分反射膜。可以在第1激光腔室10的两端分别配置窗10a及10b。
多个高反射镜18及19可以配置成将从振荡器MO输出的脉冲状激光作为种子光入射到放大器PA中。
放大器PA可以包括第2激光腔室20和第2放电电极对21a及21b。第2放电电极对21a及21b可以配置在第2激光腔室20的内部。可以在第2激光腔室20的两端分别配置窗20a及20b。
第1激光腔室10及第2激光腔室20可以分别封入准分子激光气体。准分子激光气体可以包括作为稀有气体的氩气、氪气或者氙气、作为卤素气体的氟气或者氯气、作为缓冲气体的氖气或者氦气。
形成于第1放电电极对11a及11b之间的放电空间和形成于第2放电电极对21a及21b之间的放电空间可以是大致相同的形状及大小。因此,第1放电电极对11a及11b的间隙间隔和第2放电电极对21a及21b的间隙间隔可以大致相同。
窗10a、10b、20a及20b都可以由使准分子激光透过的CaF2晶体等构成。窗10a、10b、20a及20b都可以向H方向倾斜布儒斯特角(Brewster's Angle)配置,以便降低反射。
2.2MOPA激光源的动作
图2A示出沿图1A的IIA线的光束截面的光束轮廓。图2B示出沿图1A的IIB线的光束截面的光束轮廓。图2C示出沿图1A的IIC线的光束截面的光束轮廓。
在振荡器MO中,可以通过未图示的电源向第1放电电极对11a及11b之间施加脉冲状的高电压。在向第1放电电极对11a及11b之间施加脉冲状的高电压时,可能在第1放电电极对11a及11b之间产生脉冲状的放电。借助该放电的能量可激发激光气体而跃迁到高能级。被激发的激光气体在以后跃迁到低能级时,能够放出与该能级差对应的波长的光。在准分子激光装置中,该光可以包括紫外线光。在激光腔室10内产生的光能够通过窗10a及10b射出到激光腔室10的外部。该光可以在构成光谐振器的后反射镜14和输出耦合镜15之间往复而形成驻波。该光在第1放电电极对11a及11b之间反复通过而被放大,能够产生激光振荡。
输出耦合镜15使在光谐振器中产生的光的一部分透射,由此能够从振荡器MO输出脉冲状的激光。在此,所输出的激光的光束轮廓能够成为如图2A所示的形状。即,能够成为与第1放电电极对11a及11b之间的放电空间大致相同尺寸的光束轮廓。
如图2A所示,从振荡器MO输出的激光的光束剖面可以是在放电方向即V方向较长的形状,也可以是大致长方形状。另外,从振荡器MO输出的激光光束的V方向上的光束轮廓,可以是具有大致均匀的能量密度的大致礼帽状。另外,从振荡器MO输出的激光的H方向上的光束轮廓可以是在中央附近能量密度较高、在端部附近能量密度较低的高斯分布状。
该激光可以相对于H方向和V方向以各自的发散角扩展的同时,经由高反射镜18及19作为种子光入射到放大器PA的窗20a。入射到窗20a的脉冲状激光的光束轮廓能够成为如图2B所示的形状。入射到窗20a的激光的一部分能够入射到第2放电电极对21a及21b之间的放电空间中。但是,存在入射到窗20a的激光的另一部分在放电空间的±V方向上露出而照射到第2放电电极对21a及21b,而不能进入放电空间中的情况。并且,存在入射到窗20a的激光的另一部分从放电空间在±H方向上露出而不能进入放电空间中的情况。
可以与激光的一部分入射到第2放电电极对21a及21b之间的放电空间中同步地,通过未图示的电源向第2放电电极对21a及21b之间施加脉冲状的高电压。在向第2放电电极对21a及21b之间施加脉冲状的高电压时,可在第2放电电极对21a及21b之间产生脉冲状的放电。当在激光气体中产生放电时,激光气体能够被激发。其结果是,在第2放电电极对21a及21b之间通过的激光被放大,被放大后的光能够经由窗20b从放大器PA输出到外部。从放大器PA输出的脉冲状激光的光束轮廓可成为如图2C所示的形状。从窗20b射出的激光可以略微扩展的同时行进。因此,图1A的IIC线位置的V方向光束宽度稍微大于第2放电电极对21a及21b的电极间隙。
2.3课题
在振荡器MO和放大器PA之间的距离较远的情况下,入射到放大器PA的窗20a的激光的光束尺寸可能大于放大器PA的放电空间。因此,激光的一部分可能不能全部进入到放大器PA的放电空间中,不能被放大。其结果是,MOPA激光源的激光生成效率可能下降。
因此,下面说明本公开的实施方式。
3.包括光束调节光学系统的激光装置
3.1结构
图3A及图3B概略性示出本公开的第1实施方式的激光装置的结构。第1实施方式的激光装置可以在高反射镜18及19之间的激光的光路上设置光束调节光学系统40。
光束调节光学系统40可以是调节成使入射到放大器PA的激光在V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔大致一致的形状的光学系统。该光束调节光学系统40例如可以包括柱面凸透镜41和柱面凹透镜42。
3.2动作
图4A示出沿图3A的IVA线的光束截面的光束轮廓。图4B示出沿图3A的IVB线的光束截面的光束轮廓。图4C示出沿图3A的IVC线的光束截面的光束轮廓。
从振荡器MO输出的激光能够经由高反射镜18入射到光束调节光学系统40。通过光束调节光学系统40能够变换激光的光束轮廓,以使得激光在V方向上的光束宽度成为与第2放电电极对21a及21b的电极间隙大致相同的大小(图4B)。
被变换成V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的电极间隙大致相同大小的激光光束,能够入射到第2放电电极对21a及21b之间的放电空间中。
3.3作用
由此,与没有光束调节光学系统40的情况相比,能够抑制激光的一部分照射到第2放电电极对21a及21b而浪费掉。于是,能够增加从放大器PA输出的脉冲状激光的脉冲能量。
在如图4B所示激光在±H方向上露出的情况下,±H方向的两端部分被浪费,但激光在±H方向上的两端部分是光强度比较弱的部分,因而可以说激光能量的浪费不怎么大。
3.4其它
另外,在该实施方式中,示出了将光束调节光学系统40配置在高反射镜18及19之间的光路上的例子,但本公开不限于此。也可以是,光束调节光学系统40的至少一部分配置在输出耦合镜15和高反射镜18之间的光路上、或者配置在高反射镜19和窗20a之间的光路上。
另外,作为光束调节光学系统的功能,示出了使V方向上的光束宽度与第2放电电极对的间隙间隔大致相同的光束调节光学系统的例子,但本公开不限于此。也可以是不仅V方向,而且使H方向上的光束宽度也与放大器PA的放电区域在H方向上的宽度大致一致(在后面参照图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B进行说明)。
3.5光束调节光学系统的第1例
图5A是从V方向观察作为图3A所示的第1实施方式的光束调节光学系统40的第1例的光束调节光学系统40a而得到的图。图5B是从H方向观察光束调节光学系统40a而得到的图。
光束调节光学系统40a可以具有柱面凸透镜41和柱面凹透镜42。柱面凸透镜41和柱面凹透镜42双方可以配置在激光的光路上。柱面凸透镜41可以位于比柱面凹透镜42靠激光的上游侧的位置处。
柱面凸透镜41可以在比该柱面凸透镜41靠激光的下游侧且离开了焦距FL1的位置处具有后侧焦点轴F1。柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1可相当于示出在从图的左侧向柱面凸透镜41入射平行光线并通过右侧时会聚于线上的位置的轴。将在平行光线入射时使其透过并会聚的如柱面凸透镜41那样的光学元件、或者在平行光线入射时将其反射并会聚的如凹面镜那样的光学元件,称作正光焦度的光学元件。
柱面凹透镜42可以在比该柱面凹透镜42靠激光的下游侧且离开了焦距FL2的位置处具有前侧焦点轴F2。柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2可相当于示出将从图的右侧向柱面凹透镜42入射平行光线并通过图的左侧时的发散光线向柱面凹透镜42的右侧延长并相交的位置的轴。将在平行光线入射时使其透过并发散的如柱面凹透镜42那样的光学元件、或者在平行光线入射时将其反射并发散的如凸面镜那样的光学元件,称作负光焦度的光学元件。
柱面凹透镜42的焦距FL2可以在柱面凸透镜41的焦距FL1以下。柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2可以分别与H方向大致平行。柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2可以大致一致。也可以是,柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2相比柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧配置。
柱面凸透镜41可以由支架51支承。柱面凹透镜42可以由支架52支承。支承柱面凹透镜42的支架52可以由单轴载物台53支承,沿着激光的光路轴移动。支架51及单轴载物台53可以由板54支承。由此,柱面凹透镜42可以沿着激光的光路轴与Z方向平行地移动,能够变更距柱面凸透镜41的距离。
在单轴载物台53上可以配置有未图示的测微计(micrometer),而调节柱面凸透镜41和柱面凹透镜42之间的沿着激光的光路轴的距离。未图示的测微计可以调节柱面凹透镜42的位置,使得激光在V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的电极间隙大致一致。未图示的测微计可以是手动式测微计或者自动式测微计。自动式测微计可以构成为由未图示的控制装置进行驱动。
从振荡器MO输出的脉冲状激光可在成为发散光而使光束宽度逐渐扩大的同时,经由高反射镜18入射到光束调节光学系统40a的柱面凸透镜41。
作为具有扩展的光束而入射到柱面凸透镜41的激光,在通过柱面凸透镜41时成为收敛光而使V方向上的光束宽度逐渐缩小并入射到柱面凹透镜42。
通过进行调节使柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2比柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧,由此能够使在柱面凹透镜42通过的激光成为近似平行的光束。
通过柱面凹透镜42后的激光能够成为V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔大致相同的尺寸而入射到放大器PA。
优选如图5B所示,在将入射到柱面凸透镜41的激光在V方向上的光束宽度设为A、将通过柱面凹透镜42后的激光在V方向上的光束宽度设为B的情况下,以下的关系成立。
B≒G
B/A≒FL2/FL1
其中,G可以是第2放电电极对21a及21b的间隙间隔。根据入射到柱面凸透镜41的激光在V方向上的光束宽度A和第2放电电极对21a及21b的间隙间隔G决定透镜的焦距之比,由此能够将激光调节为期望的光束宽度。
在该例中,柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2分别与H方向大致平行配置,但本公开不限于该例。
例如,也可以配置成使柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2与V方向大致平行。在这种情况下,可以调节透镜间隔使得激光在H方向上的光束宽度与放大器PA的放电宽度大致一致。
3.6光束调节光学系统的第2例
图6A是从V方向观察作为图3A所示的第1实施方式的光束调节光学系统40的第2例的光束调节光学系统40b而得到的图。图6B是从H方向观察光束调节光学系统40b而得到的图。
相比于参照图5A及图5B说明的光束调节光学系统40a,光束调节光学系统40b可以具有球面凸透镜45而替代柱面凸透镜41。光束调节光学系统40b可以具有球面凹透镜46而替代柱面凹透镜42。
球面凸透镜45可以在比该球面凸透镜45靠激光的下游侧且离开了焦距FL1的位置处具有后侧焦点F1。球面凸透镜45的后侧焦点F1可相当于在从图的左侧向球面凸透镜45入射平行光线并通过右侧时所通过的光会聚的点。
球面凹透镜46可以在比该球面凹透镜46靠激光的下游侧且离开了焦距FL2的位置处具有前侧焦点F2。球面凹透镜46的前侧焦点F2可相当于将在从图的右侧向球面凹透镜46入射平行光线并通过图的左侧时的发散光线向球面凹透镜46的右侧延长并相交的点。
球面凸透镜45的后侧焦点F1和球面凹透镜46的前侧焦点F2可以大致一致。也可以是,球面凹透镜46的前侧焦点F2比球面凸透镜45的后侧焦点F1稍微靠激光的下游侧配置。
球面凸透镜45可以由支架51支承。球面凹透镜46可以由支架52支承。
关于透镜保持及位置调节用的结构,可以与参照图5A及图5B说明的第1例相同。
从振荡器MO输出的脉冲状的激光可在成为发散光而使光束宽度逐渐扩大的同时,经由高反射镜18入射到光束调节光学系统40a的球面凸透镜45。
作为具有扩展的光束而入射到球面凸透镜45的激光,在通过球面凸透镜45时成为收敛光使V方向及H方向上的光束宽度逐渐缩小并入射到球面凹透镜46。
通过进行调节使球面凹透镜46的前侧焦点轴F2比球面凸透镜45的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧,能够使通过球面凹透镜46后的激光成为近似平行的光束。
通过球面凹透镜46后的激光可成为V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔大致相同的尺寸、或者成为H方向的光束宽度与放大器PA的放电宽度大致相同的尺寸,而入射到放大器PA。
由光束调节光学系统40b调节的光束宽度可以使V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔一致,也可以使H方向上的光束宽度与放大器PA的放电宽度一致。或者,也可以在使V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔大致一致的透镜间隔和使H方向上的光束宽度与放大器PA的放电宽度大致一致的透镜间隔之间设定透镜间隔。
这样,根据第2例,能够减小激光在V方向上的光束宽度和H方向上的光束宽度双方而入射到放大器PA。因此,相比第1例,能够抑制激光的一部分被浪费的情况。并且,从放大器PA输出的脉冲状激光的脉冲能量可增加。
3.7光束调节光学系统的第3例
图7A是从V方向观察作为图3A所示的第1实施方式的光束调节光学系统40的第3例的光束调节光学系统40c而得到的图。图7B是从H方向观察光束调节光学系统40c而得到的图。
光束调节光学系统40c可以具有柱面凸透镜41和柱面凹透镜42。柱面凸透镜41和柱面凹透镜42的结构及动作,可以与参照图5A及图5B说明的第1例相同。
光束调节光学系统40c还可以具有柱面凸透镜43和柱面凹透镜44。柱面凸透镜43和柱面凹透镜44双方可以配置在激光的光路上。柱面凸透镜43可以位于相比柱面凹透镜44靠激光的上游侧的位置。
柱面凸透镜43可以在比该柱面凸透镜43靠激光的下游侧且离开了焦距FL3的位置处具有后侧焦点轴F3。
柱面凹透镜44可以在比该柱面凹透镜44靠激光的下游侧且离开了焦距FL4的位置处具有前侧焦点轴F4。
柱面凸透镜43的后侧焦点轴F3和柱面凹透镜44的前侧焦点轴F4可以分别与V方向大致平行。柱面凸透镜43的后侧焦点轴F3和柱面凹透镜44的前侧焦点轴F4可以大致一致。也可以是,柱面凹透镜44的前侧焦点轴F4相比柱面凸透镜43的后侧焦点轴F3稍微靠激光的下游侧配置。
柱面凸透镜43可以由支架56支承。柱面凹透镜44可以由支架57支承。支承柱面凹透镜44的支架57可以由单轴载物台58支承而沿着激光的光路轴移动。支架56及单轴载物台58可以由板59支承。由此,柱面凹透镜44能够沿着激光的光路轴与Z方向平行地移动,能够变更与柱面凸透镜43之间的距离。
在单轴载物台58可以配置有未图示的测微计而能够调节柱面凸透镜43和柱面凹透镜44之间的沿激光的光路轴的距离。
根据以上的结构,可以通过调节柱面凸透镜41和柱面凹透镜42之间的透镜间隔,使激光在V方向上的光束宽度成为与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔大致相同的尺寸。另外,可以通过调节柱面凸透镜43和柱面凹透镜44之间的透镜间隔,使激光在H方向上的光束宽度成为与放大器PA的放电宽度大致相同的尺寸。
这样,根据第3例,能够在V方向和H方向上独立地控制激光的光束宽度。因此,相比第1例及第2例,能够抑制激光的一部分被浪费的情况。并且,从放大器PA输出的脉冲状激光的脉冲能量能够增加。
3.8光束调节光学系统的第4例
图8A是从V方向观察作为图3A所示的第1实施方式的光束调节光学系统40的第4例的光束调节光学系统40d而得到的图。图8B是从H方向观察光束调节光学系统40d而得到的图。
在第4例中,相比参照图7A及图7B说明的第3例,可以使用双柱面凸透镜替代两个柱面凸透镜。
光束调节光学系统40d可以具有双柱面凸透镜47、柱面凹透镜42和柱面凹透镜44。这些柱面透镜可以位于激光的光路上。双柱面凸透镜47可以位于比柱面凹透镜42及柱面凹透镜44靠激光的上游侧的位置处。
双柱面凸透镜47可以具备具有与H方向平行的轴的第1凸柱面和具有与V方向平行的轴的第2凸柱面。双柱面凸透镜47可以在比该双柱面凸透镜47靠激光的下游侧且离开了焦距FL1的位置处具有后侧焦点轴F1。并且,双柱面凸透镜47可以在比该双柱面凸透镜47靠激光的下游侧且离开了焦距FL3的位置处具有后侧焦点轴F3。
双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F1和柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2可以分别与H方向大致平行。双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F1和柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2可以大致一致。柱面凹透镜42的前侧焦点轴F2可以相比双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧配置。
双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F3和柱面凹透镜44的前侧焦点轴F4可以分别与V方向大致平行。双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F3和柱面凹透镜44的前侧焦点轴F4可以大致一致。柱面凹透镜44的前侧焦点轴F4可以相比双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F3稍微靠激光的下游侧配置。
双柱面凸透镜47可以由支架51支承。柱面凹透镜42可以由支架52支承。柱面凹透镜44可以由支架57支承。
关于双柱面凸透镜47、柱面凹透镜42及柱面凹透镜44的保持及位置调节用的结构,实质上可以与参照图7A及图7B说明的结构相同。
根据以上的结构,通过调节双柱面凸透镜47和柱面凹透镜42之间的透镜间隔,可以使激光在V方向上的光束宽度成为与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔大致相同的尺寸。另外,通过调节双柱面凸透镜47和柱面凹透镜44之间的透镜间隔,可以使激光在H方向上的光束宽度成为与放大器PA的放电宽度大致相同的尺寸。
这样,根据第4例,能够在V方向和H方向上独立地控制激光的光束宽度。并且,第4例相比第3例能够减少透镜的数量,形成紧凑型结构。
3.9光束调节光学系统的第5例
图9A是从V方向观察作为图3A所示的第1实施方式的光束调节光学系统40的第5例的光束调节光学系统40e而得到的图。图9B是从H方向观察光束调节光学系统40e而得到的图。
在第5例中,相比参照图5A及图5B说明的第1例,可以使用作为正光焦度光学元件的柱面凸透镜来替代柱面凹透镜。
光束调节光学系统40e可以具有柱面凸透镜41和柱面凸透镜48。柱面凸透镜41和柱面凸透镜48双方可以位于激光的光路上。柱面凸透镜41可以位于比柱面凸透镜48靠激光的上游侧的位置处。
柱面凸透镜41可以在比该柱面凸透镜41靠激光的下游侧且离开了焦距FL1的位置处具有后侧焦点轴F1。
柱面凸透镜48可以在比该柱面凸透镜48靠激光的上游侧且离开了焦距FL2的位置处具有前侧焦点轴F2。柱面凸透镜48的前侧焦点轴F2可相当于示出在从图的右侧向柱面凸透镜48入射平行光线并通过左侧时会聚于线上的位置的轴。
柱面凸透镜48的焦距FL2可以在柱面凸透镜41的焦距FL1以下。柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凸透镜48的前侧焦点轴F2可以分别与H方向大致平行。柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凸透镜48的前侧焦点轴F2可以大致一致。也可以是,柱面凸透镜48的前侧焦点轴F2相比柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧配置。
柱面凸透镜41可以由支架51支承。柱面凸透镜48可以由支架52支承。
关于透镜保持及位置调节用的结构,可以与参照图5A及图5B说明的第1例相同。
从振荡器MO输出的脉冲状激光可以在成为发散光而使光束宽度逐渐扩大的同时,经由高反射镜18入射到光束调节光学系统40e的柱面凸透镜41。
作为具有扩展的光束入射到柱面凸透镜41的激光在比柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧的位置会聚后发散,并入射到柱面凸透镜48。
能够通过进行调节使柱面凸透镜48的前侧焦点轴F2比柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧,由此使得通过柱面凸透镜48后的激光成为近似平行的光束。
通过柱面凸透镜48后的激光可成为V方向上的光束宽度与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔大致相同的尺寸而入射到放大器PA。
优选如图9B所示,在将入射到柱面凸透镜41的激光在V方向上的光束宽度设为A、将通过柱面凸透镜48后的激光在V方向上的光束宽度设为B的情况下,以下的关系成立。
B≒G
B/A≒FL2/FL1
其中,G可以是第2放电电极对21a及21b的间隙间隔。根据入射到柱面凸透镜41的激光在V方向上的光束宽度A和第2放电电极对21a及21b的间隙间隔G决定透镜的焦距之比,由此能够将激光调节为期望的光束宽度。
在该例中,柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凸透镜48的前侧焦点轴F2分别与H方向大致平行配置,但本公开不限于该例。
例如,也可以配置成使柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1和柱面凸透镜48的前侧焦点轴F2与V方向大致平行。
另外,在参照图6A及图6B说明的第2例中,也可以使用球面凸透镜来替代球面凹透镜。在这种情况下,替代球面凹透镜46的球面凸透镜的前侧焦点F2可以相比球面凸透镜45的后侧焦点F1稍微靠激光的下游侧配置。
另外,在参照图7A及图7B说明的第3例中,也可以使用柱面凸透镜来替代柱面凹透镜。在这种情况下,替代柱面凹透镜42的柱面凸透镜的前侧焦点轴F2可以相比柱面凸透镜41的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧配置。并且,替代柱面凹透镜44的柱面凸透镜的前侧焦点轴F4可以相比柱面凸透镜43的后侧焦点轴F3稍微靠激光的下游侧配置。
另外,在参照图8A及图8B说明的第4例中,也可以使用柱面凸透镜来替代柱面凹透镜。在这种情况下,替代柱面凹透镜42的柱面凸透镜的前侧焦点轴F2可以相比双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F1稍微靠激光的下游侧配置。并且,替代柱面凹透镜44的柱面凸透镜的前侧焦点轴F4可以相比双柱面凸透镜47的后侧焦点轴F3稍微靠激光的下游侧配置。
4.包括双远心光束调节光学系统的激光装置
4.1结构
图10A及图10B概略性示出本公开的第2实施方式的激光装置的结构。第2实施方式的激光装置可以在高反射镜18及19之间的激光光路上设置作为双远心光学系统的光束调节光学系统60a。
光束调节光学系统60a可以包括焦距FL1的球面凸透镜61和焦距FL1的球面凸透镜62。球面凸透镜61和球面凸透镜62双方可以位于激光的光路上。
可以将这些透镜配置成使球面凸透镜61的后侧焦点和球面凸透镜62的前侧焦点处于大致相同的位置。在此,当在这些焦点重合的位置处配置假想的光圈时,在该假想的光圈的中心通过的光线可以在比球面凸透镜61靠激光的上游侧处与激光的光路轴大致平行。即,入射光瞳可以无限远。另外,在该假想的光圈的中心通过的光线可以在比球面凸透镜62靠激光的下游侧处也与激光的光路轴大致平行。即,出射光瞳可以无限远。
此外,输出耦合镜15的部分反射面可以位于球面凸透镜61的前侧焦点的位置。在图10A中,从球面凸透镜61到高反射镜18的距离FL1a与从高反射镜18到输出耦合镜15的部分反射面的距离FL1b之合计,可以由下式给出。
FL1a+FL1b=FL1
同样,从球面凸透镜62到高反射镜19的距离FL1a’与从高反射镜19到球面凸透镜62的后侧焦点的距离FL1b’之合计可以也是FL1。此时,输出耦合镜15的部分反射面的像可以在球面凸透镜62的后侧焦点面的位置处以大致等倍的复制倍率成像。即,图10A所示的物体面O可以按照复制倍率1:1复制在图10A所示的像面I上。
4.2动作
图11A示出沿10A的XIA线的光束截面的光束轮廓。图11B示出沿10A的XIB线的光束截面的光束轮廓。图11C示出沿10A的XIC线的光束截面的光束轮廓。
从振荡器MO输出的激光可经由高反射镜18及19和光束调节光学系统60a入射到放大器PA。可以通过光束调节光学系统60a将位于振荡器MO的输出耦合镜15的部分反射面的物体面O,从光束调节光学系统60a按照复制倍率1:1复制在激光的下游侧的像面I上。因此,图11A所示的光束截面的光束轮廓和图11B所示的光束截面的光束轮廓可大致相同。
另外,光束调节光学系统60a是双远心光学系统,因而即使沿着激光的光路轴在物体面O上移动时,复制倍率的变化也可能很小。并且,即使沿着激光的光路轴在像面I上移动时,复制倍率的变化也可能很小。
4.3作用
由此,能够抑制激光不能全部入射到放大器PA的放电空间中而使得激光的一部分被浪费的情况。并且,从放大器PA输出的脉冲状激光的脉冲能量能够增加。
4.4其它
另外,在该实施方式中,示出了光束调节光学系统60a配置在高反射镜18及19之间的光路上的例子,但本公开不限于此。光束调节光学系统60a也可以配置在输出耦合镜15和窗20a之间的光路的任意位置。
另外,对球面凸透镜61的焦距和球面凸透镜62的焦距大致相同的情况进行了说明,但本公开不限于此。也可以是,根据第1放电电极对11a及11b的间隙间隔与第2放电电极对21a及21b的间隙间隔之比,球面凸透镜61和球面凸透镜62具有彼此不同的焦距。
另外,对将输出耦合镜15的部分反射面设为物体面O、将放大器PA的窗20a的附近位置设为像面I的情况进行了说明,但本公开不限于此。也可以将振荡器MO的光谐振器内的位置设为物体面O。也可以将振荡器MO的窗10a及10b之间的位置设为物体面O。也可以将放大器PA的窗20a及20b之间的位置设为像面I。优选的是,可以将第1放电电极对11a及11b之间的位置设为物体面O、将第2放电电极对21a及21b之间的位置设为像面I。更优选的是,可以将第1放电电极对11a及11b之间的放电空间的大致中心位置设为物体面O、将第1放电电极对11a及11b之间的放电空间的大致中心位置设为像面I。
4.5第2实施方式的变形例
图12A及图12B概略性示出本公开的第2实施方式的激光装置的变形例的结构。在该激光装置中,也可以使用两个轴外抛物面反射镜68及69构成作为双远心光学系统的光束调节光学系统60b。
轴外抛物面反射镜68及轴外抛物面反射镜69双方可以位于激光的光路上。轴外抛物面反射镜68可以位于比轴外抛物面反射镜69靠激光的上游侧的位置处。
轴外抛物面反射镜68及轴外抛物面反射镜69都可以是以旋转抛物面的内面为反射面的反射镜。轴外抛物面反射镜68及轴外抛物面反射镜69可以配置成使它们的旋转抛物面的轴相互大致平行且它们的焦点F1大致一致。
轴外抛物面反射镜68在从振荡器MO与旋转抛物面的轴平行地入射作为平行光的激光的情况下,可以使激光的光路轴变化90°,并且会聚于焦点F1。轴外抛物面反射镜69在入射从焦点F1发散的激光的情况下,可以使激光的光路轴变化90°,并且可以与旋转抛物面的轴平行地向放大器PA引导作为平行光的激光。实际上,激光也可以不是平行光,可以具有某种程度的扩散角。
轴外抛物面反射镜68及轴外抛物面反射镜69的焦距可以彼此相同。此时,从轴外抛物面反射镜68朝向激光光路的上游侧位于相当于焦距FL1的距离的位置处的物体面O,可以按照复制倍率1:1复制在从轴外抛物面反射镜69朝向激光光路的下游侧位于相当于焦距FL1的距离的位置处的像面I上。物体面O可以位于振荡器MO的放电空间内。像面I可以位于放大器PA的放电空间内。
根据该变形例,除具有与参照图10A及图10B说明的光束调节光学系统60a相同的作用外,还能够使光束调节光学系统60b具有与高反射镜18及19和光束调节光学系统60a的组合大致一致的作用。因此,能够减少光学元件的数量。
另外,轴外抛物面反射镜68及轴外抛物面反射镜69可以根据振荡器MO的放电空间的大小与放大器PA的放电空间的大小之比,具有彼此不同的焦距。
5.包括多个放大器的激光装置
5.1结构
图13概略性示出本公开的第3实施方式的激光装置的结构。第3实施方式的激光装置除振荡器MO以外,还可以具有第1放大器PA1和第2放大器PA2。
振荡器MO及第1放大器PA1的结构分别与上述的振荡器MO及上述的放大器PA的结构相同。第2放大器PA2可以包括第3激光腔室30和第3放电电极对31a及31b。第3放电电极对31a及31b可以配置在第3激光腔室30的内部。可以在第3激光腔室30的两端分别配置窗30a及30b。这些部件的各结构可以与第1放大器PA1的各结构相同。
在振荡器MO和第1放大器PA1之间的激光光路中,例如除高反射镜18及19以外,还可以配置构成双远心光束调节光学系统的凸透镜61及凸透镜62。凸透镜61及凸透镜62可以分别具有焦距FL1。在图13中,从凸透镜61到高反射镜18的距离FL1a与从高反射镜18到凸透镜61的后侧焦点的距离FL1b之合计,可以用下式表示。
FL1a+FL1b=FL1
同样,从凸透镜62的前侧焦点到高反射镜19的距离FL1b’与从高反射镜19到凸透镜62的距离FL1a’之合计可以也是FL1。
在第1放大器PA1和第2放大器PA2之间的激光光路中,例如除高反射镜28及29以外,还可以配置构成双远心光束调节光学系统的凸透镜63及凸透镜64。凸透镜63及凸透镜64可以分别具有焦距FL2。在图13中,从凸透镜63到高反射镜28的距离FL2a与从高反射镜28到凸透镜63的后侧焦点的距离FL2b之合计,可以用下式表示。
FL2a+FL2b=FL2
同样,从凸透镜64的前侧焦点到高反射镜29的距离FL2b’与从高反射镜29到凸透镜64的距离FL2a’之合计可以也是FL2。
也可以是,凸透镜61及凸透镜62各自的焦距FL1、和凸透镜63及凸透镜64各自的焦距FL2彼此不同。
5.2动作及作用
图14A是将图13所示的激光装置简化示出的光学配置图。
凸透镜61的前侧焦点可以位于振荡器MO的放电空间的大致中心。凸透镜62的后侧焦点可以位于第1放大器PA1的放电空间的大致中心。由此,位于振荡器MO的放电空间的大致中心的物体面O可以被复制在位于第1放大器PA1的放电空间的大致中心的第1像面I1上。
凸透镜63的前侧焦点可以位于第1放大器PA1的放电空间的大致中心。凸透镜64的后侧焦点可以位于第2放大器PA2的放电空间的大致中心。由此,位于第1放大器PA1的放电空间的大致中心的第1像面I1可以被复制在位于第2放大器PA2的放电空间的大致中心的第2像面I2上。
这样,在凸透镜62的后侧焦点与凸透镜63的前侧焦点大致一致的情况下,位于振荡器MO的放电空间的大致中心的物体面O可以被复制在位于第2放大器PA2的放电空间的大致中心的第2像面I2上。
由此,不仅能够抑制激光的一部分被浪费的情况,并且增加从第2放大器PA2输出的脉冲状激光的脉冲能量,而且能够提高从振荡器MO到第2放大器PA2的光路的定位精度。
5.3第3实施方式的变形例
图14B是概略性示出本公开的第3实施方式的激光装置的第1变形例的结构的光学配置图。在该激光装置中,由凸透镜61及凸透镜62构成的双远心光束调节光学系统可以将振荡器MO的放电空间的靠近输出耦合镜的端部位置作为第1物体面O1,将第1放大器PA1的放电空间的靠近入口的位置作为第1像面I1。并且,由凸透镜63及凸透镜64构成的双远心光束调节光学系统可以将第1放大器PA1的放电空间的靠近出口的端部位置作为第2物体面O2,将第2放大器PA2的放电空间的靠近入口的位置作为第2像面I2。
图14C是概略性示出本公开的第3实施方式的激光装置的第2变形例的结构的光学配置图。在该激光装置中,由凸透镜41a及凹透镜42a构成的光束调节光学系统可以配置在振荡器MO和第1放大器PA1之间。另外,由凸透镜41b及凹透镜42b构成的光束调节光学系统可以配置在第1放大器PA1和第2放大器PA2之间。
上述的说明仅是单纯的例示而并非进行限定。因此,能够在不脱离所附的权利要求书的情况下对本公开的实施方式进行变更,这对于本领域技术人员是显而易见的。
本说明书和所附的权利要求书整体中使用的用语应该解释为“非限定性的”用语。例如,“包含”或“所包含的”这样的用语应该解释为“不限于作为包含的内容而记载的内容”。“具有”这样的用语应该解释为“不限于作为具有的内容而记载的内容”。此外,本说明书和所附的权利要求书中记载的修饰语“一个”应该解释为“至少一个”或“一个或一个以上”的意思。

Claims (14)

1.一种激光装置,其中,该激光装置具有:
振荡器,其输出激光,包括第1激光腔室、光谐振器和配置在所述第1激光腔室中的第1放电电极对;
第1放大器,其对所述激光进行放大并输出,包括配置在从所述振荡器输出的所述激光的光路上的第2激光腔室、和以第1间隙间隔配置于所述第2激光腔室中的第2放电电极对;以及
第1光束调节光学系统,其配置在所述振荡器和所述第1放大器之间的光路上,调节从所述振荡器输出的所述激光,以使得入射到所述第1放大器的所述激光沿所述第2放电电极对的放电方向上的光束宽度与所述第2放电电极对的所述第1间隙间隔大致相同。
2.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述第1光束调节光学系统包括正光焦度的第1光学元件、和相比所述第1光学元件靠所述激光的下游侧配置的正或负光焦度的第2光学元件。
3.根据权利要求2所述的激光装置,其中,
所述第1光学元件具有第1焦距FL1,
所述第2光学元件具有在所述第1焦距FL1以下的第2焦距FL2,
入射到所述第1光学元件的所述激光沿所述第2放电电极对的放电方向上的第1光束宽度A、与从所述第2光学元件射出的所述激光沿所述第2放电电极对的放电方向上的第2光束宽度B之比B/A由式B/A≒FL2/FL1确定,且所述第2光束宽度B与所述第2放电电极对的所述第1间隙间隔大致相同。
4.一种激光装置,其中,该激光装置具有:
振荡器,其输出激光,包括第1激光腔室、光谐振器和配置在所述第1激光腔室中的第1放电电极对;
第1放大器,其对所述激光进行放大并输出,包括配置在从所述振荡器输出的所述激光的光路上的第2激光腔室、和配置于所述第2激光腔室中的第2放电电极对;以及
第1光束调节光学系统,其配置在所述振荡器和所述第1放大器之间的光路上,调节从所述振荡器输出的所述激光,包括正光焦度的第1光学元件、和相比所述第1光学元件靠所述激光的下游侧配置的正或负光焦度的第2光学元件。
5.根据权利要求4所述的激光装置,其中,
所述第1光学元件具有第1焦距FL1,
所述第2光学元件具有在所述第1焦距FL1以下的第2焦距FL2,
所述激光装置被配置为,所述第2光学元件的前侧焦点的位置相比所述第1光学元件的后侧焦点的位置稍靠所述激光的下游侧。
6.一种激光装置,其中,该激光装置具有:
振荡器,其输出激光,包括第1激光腔室、光谐振器和配置在所述第1激光腔室中的第1放电电极对;
第1放大器,其对所述激光进行放大并输出,包括配置在从所述振荡器输出的所述激光的光路上的第2激光腔室、和配置于所述第2激光腔室中的第2放电电极对;以及
第1光束调节光学系统,其是配置在所述振荡器和所述第1放大器之间的光路上的双远心光学系统。
7.根据权利要求6所述的激光装置,其中,
所述第1光束调节光学系统的倍率是大致等倍。
8.根据权利要求6所述的激光装置,其中,
所述第1光束调节光学系统的物点位于所述光谐振器内,
所述第1光束调节光学系统的像点位于所述第2放电电极对之间。
9.根据权利要求6所述的激光装置,其中,
所述第1光束调节光学系统的物点位于所述光谐振器的大致中心,
所述第1光束调节光学系统的像点位于所述第2放电电极对之间的大致中心。
10.根据权利要求1所述的激光装置,其中,所述激光装置还具有:
第2放大器,其对从所述第1放大器输出的所述激光进行放大并输出,包括配置在从所述第1放大器输出的所述激光的光路上的第3激光腔室、和以第2间隙间隔配置于所述第3激光腔室中的第3放电电极对;以及
第2光束调节光学系统,其配置在所述第1放大器和所述第2放大器之间的光路上,调节从所述第1放大器输出的所述激光,以使得入射到所述第2放大器的所述激光沿所述第3放电电极对的放电方向上的光束宽度与所述第3放电电极对的所述第2间隙间隔大致相同。
11.根据权利要求4所述的激光装置,其中,所述激光装置还具有:
第2放大器,其对从所述第1放大器输出的所述激光进行放大并输出,包括配置在从所述第1放大器输出的所述激光的光路上的第3激光腔室、和配置在所述第3激光腔室中的第3放电电极对;以及
第2光束调节光学系统,其配置在所述第1放大器和所述第2放大器之间的光路上,调节从所述第1放大器输出的所述激光,包括正光焦度的第3光学元件、和相比所述第3光学元件靠所述激光的下游侧配置的正或负光焦度的第4光学元件。
12.根据权利要求6所述的激光装置,其中,所述激光装置还具有:
第2放大器,其对从所述第1放大器输出的所述激光进行放大并输出,包括配置在从所述第1放大器输出的所述激光的光路上的第3激光腔室、和配置在所述第3激光腔室中的第3放电电极对;以及
第2光束调节光学系统,其是配置在所述第1放大器和所述第2放大器之间的光路上的双远心光学系统。
13.根据权利要求12所述的激光装置,其中,
所述第1光束调节光学系统的物点位于所述光谐振器的大致中心,
所述第1光束调节光学系统的像点及所述第2光束调节光学系统的物点位于所述第2放电电极对之间的大致中心,
所述第2光束调节光学系统的像点位于所述第3放电电极对之间的大致中心。
14.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
所述第1放电电极对以所述第1间隙间隔配置在所述第1激光腔室中。
CN201580075739.1A 2015-03-25 2015-03-25 激光装置 Pending CN107210577A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/059275 WO2016151827A1 (ja) 2015-03-25 2015-03-25 レーザ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107210577A true CN107210577A (zh) 2017-09-26

Family

ID=56979179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580075739.1A Pending CN107210577A (zh) 2015-03-25 2015-03-25 激光装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20170338620A1 (zh)
JP (1) JPWO2016151827A1 (zh)
CN (1) CN107210577A (zh)
WO (1) WO2016151827A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110459948A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 南昌航空大学 一种高精度平凹激光腔双光路对准装置及方法
CN110459946A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 南昌航空大学 一种基于高斯光束的平凹激光腔双光路对准装置及方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018060055A (ja) * 2016-10-05 2018-04-12 大日本印刷株式会社 照明装置および投射装置
JPWO2019012642A1 (ja) * 2017-07-13 2020-05-07 ギガフォトン株式会社 レーザシステム
WO2019229823A1 (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 ギガフォトン株式会社 光パルスストレッチャー、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
WO2020250298A1 (ja) 2019-06-11 2020-12-17 ギガフォトン株式会社 レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1574515A (zh) * 2003-06-23 2005-02-02 株式会社Orc制作所 激光装置
US20070280311A1 (en) * 2006-06-05 2007-12-06 Cymer, Inc. Device and method to create a low divergence, high power laser beam for material processing applications
US20080095209A1 (en) * 2006-09-21 2008-04-24 Komatsu Ltd., Laser device for exposure device
US20100078577A1 (en) * 2008-09-19 2010-04-01 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source device, laser light source device for extreme ultraviolet light source device, and method of adjusting laser light source device for extreme ultraviolet light source device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0388379A (ja) * 1989-08-31 1991-04-12 Hoya Corp レーザ装置
JPH03261191A (ja) * 1990-03-12 1991-11-21 Toshiba Corp レーザー増幅システム
JPH0428493A (ja) * 1990-05-22 1992-01-31 Nissan Motor Co Ltd レーザ光学系
JPH07307518A (ja) * 1994-05-11 1995-11-21 Hitachi Ltd 固体レーザ発振器
JP3655086B2 (ja) * 1998-03-25 2005-06-02 東京電力株式会社 アフォーカル結像光学系及びレーザ装置
JP2004039767A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Gigaphoton Inc Mopa式又は注入同期式レーザ装置
US20040202220A1 (en) * 2002-11-05 2004-10-14 Gongxue Hua Master oscillator-power amplifier excimer laser system
JP2008053317A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Sumitomo Heavy Ind Ltd 照射光学系
JP4912125B2 (ja) * 2006-11-29 2012-04-11 株式会社小松製作所 露光装置用狭帯域レーザ装置
JP5243716B2 (ja) * 2006-12-01 2013-07-24 株式会社小松製作所 露光装置用狭帯域レーザ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1574515A (zh) * 2003-06-23 2005-02-02 株式会社Orc制作所 激光装置
US20070280311A1 (en) * 2006-06-05 2007-12-06 Cymer, Inc. Device and method to create a low divergence, high power laser beam for material processing applications
US20080095209A1 (en) * 2006-09-21 2008-04-24 Komatsu Ltd., Laser device for exposure device
US20100078577A1 (en) * 2008-09-19 2010-04-01 Gigaphoton Inc. Extreme ultraviolet light source device, laser light source device for extreme ultraviolet light source device, and method of adjusting laser light source device for extreme ultraviolet light source device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110459948A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 南昌航空大学 一种高精度平凹激光腔双光路对准装置及方法
CN110459946A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 南昌航空大学 一种基于高斯光束的平凹激光腔双光路对准装置及方法
CN110459948B (zh) * 2019-08-27 2020-09-29 南昌航空大学 一种高精度平凹激光腔双光路对准装置及方法
CN110459946B (zh) * 2019-08-27 2020-09-29 南昌航空大学 一种基于高斯光束的平凹激光腔双光路对准装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016151827A1 (ja) 2018-01-11
WO2016151827A1 (ja) 2016-09-29
US20170338620A1 (en) 2017-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107210577A (zh) 激光装置
US10630042B2 (en) System and method for generating extreme ultraviolet light, and laser apparatus
TWI553978B (zh) 再生環型共振器
KR102109396B1 (ko) 레이저 광원으로부터 메인펄스와 프리펄스 빔을 분리하는 시스템 및 방법
US20130126751A1 (en) Optical device, laser apparatus, and extreme ultraviolet light generation system
US9153927B2 (en) Regenerative amplifier, laser apparatus, and extreme ultraviolet light generation system
US8116348B2 (en) Gas laser device
JP2007527117A (ja) レーザーの多重化
US20130153794A1 (en) Extreme ultraviolet light generation apparatus
US20130163073A1 (en) Solid-state laser amplifier, laser light amplifier, solid-state laser device, and laser device
US9685756B2 (en) Laser amplifier, laser apparatus, and extreme ultraviolet light generating system
US9762024B2 (en) Laser apparatus and extreme ultraviolet light generation system
JP6283374B2 (ja) 非球面ミラーを含む増強共振器
US20130092849A1 (en) Laser device, laser apparatus, and extreme ultraviolet light generation system
US10582601B2 (en) Extreme ultraviolet light generating apparatus using differing laser beam diameters
US9407052B2 (en) Amplifier, laser apparatus, and extreme ultraviolet light generation system
USRE45957E1 (en) Regenerative ring resonator
CN208078372U (zh) 一种内外腔倍频紫外激光器
Siebold et al. Pulse shape degradation from optical surface modulations in a spherical Öffner stretcher
WO1999065638A1 (fr) Appareil d&#39;usinage laser

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170926