DE102009024360A1 - Slab-Typ-Laser-Vorrichtung - Google Patents

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Krzysztof Hiratsuka Nowak
Takashi Hiratsuka Suganuma
Osamu Hiratsuka Wakabayashi
Akira Hiratsuka Endo
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Abstract

Eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung hat einen Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teil 30, der in einer Region gebildet wird, die durch ein Paar von flachen Elektrodenplatten 41, 42 definiert ist, die gegenüberliegend parallel zueinander in einem Raum angeordnet sind, der mit einem Gas-Laser-Medium zu befüllen ist, das durch eine elektrische Hochfrequenzquelle angeregt wird. Die Vorrichtung umfasst einen Oszillatorteil 10, der ein Paar von Resonanzspiegeln 11, 12 umfasst, die gegenüberliegend mit einem Teil des Gas-Laser-Medium-Teils 30 dazwischen angeordnet sind, und zum Verstärken eines Laserstrahls, um eine vorbestimmte Lichtintensität zu haben, um den Laserstrahl auszugeben, und wobei der Verstärkerteil eine Mehrzahl von Rückspiegeln 37, 38 umfasst, die gegenüberliegend mit einem Teil des Gas-Laser-Medium-Teils 30 dazwischen angeordnet sind. Der einfallende Laserstrahl geht mehrere Male zwischen den Rückspiegeln 37, 38 hin und her, und der Laserstrahl wird verstärkt, um eine vorbestimmte Energie zu haben.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung zum Ausstrahlen eines Pulslaserstrahls, und insbesondere eine Kohlendioxid(CO2)-Gas-Slab-Typ-Laser-Vorrichtung zum Ausstrahlen eines Treiber-Laserstrahls, der auf ein Zielmaterial angewendet werden soll, um das Zielmaterial in Plasma zum Ausstrahlen extrem ultravioletten (EUV) Lichtes in einer extrem ultravioletten Lichtquellen-Vorrichtung.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In den vergangenen Jahren, als Halbleiterprozesse genauer wurden, hat die Photolithographie einen schnellen Fortschritt zu genauerer Produktion gemacht. In der nächsten Generation wird Mirkofertigung bei 60 nm bis 45 nm und weiter Mikroherstellung bei 32 nm und jenseits davon erforderlich werden. Dementsprechend wird Belichtungsequipment erwartet, das entwickelt werden soll durch Kombination einer extrem ultraviolettem (EUV) Lichtquelle, die EUV-Licht erzeugt, das eine Wellenlänge von ungefähr 13 nm hat, und reduzierten Projektions-Reflexions-Optiken, um z. B. die Anforderung nach Mikroherstellung bei 32 nm und jenseits zu erfüllen.
  • In jüngster Zeit ermöglicht ein Immersionsverfahren, das ein ArF-Laser verwendet, sogar die Mikrofertigung bei 45 nm, und eine Mikrofertigung bei 32 nm bis 22 nm und jenseits, das EUV-Licht verwendet, wird in der EUV-Lithographie ausgeführt werden.
  • Was die EUV-Lichtquelle anbetrifft gibt es drei Arten von Lichtquellen, die eine LPP(d. h. laserhergestelltes Plasma)-Lichtquelle, die Plasma verwendet, das durch Anwendung eines Laserstrahls auf ein Ziel bzw. Target erzeugt wird, eine DPP(d. h. durch Entladung hergestelltes Plasma)-Lichtquelle, die Plasma verwendet, das durch Entladung hergestellt wird, und eine SR(d. h.: Synchrotron-Strahlung)-Lichtquelle, die orbitale Strahlung verwendet, umfasst. Unter diesen hat die LPP-Lichtquelle den Vorteil, dass eine extrem hohe Intensität erhalten werden kann, die nahe an Schwarzkörperstahlung ist, da die Plasmadichte beträchtlich größer gemacht werden kann, dass die Lichtemission durch Wahl des Zielmaterials von nur dem nötigen Wellenband ausgeführt werden kann, und dass ein extrem großer Sammelraumwinkel von 2π Steradiant bis 4π Steradiant sichergestellt werden kann, da es eine Punktlichtquelle ist, die eine im Wesentlichen isotrope Winkelverteilung hat, und es kein strukturelles Bauteil gibt, wie Elektroden, die die Lichtquelle umgeben. Daher ist die LPP-Lichtquelle als Lichtquelle für EUV Lithographie, was eine Leistung von 100 W und mehr erfordert, als überlegen angesehen.
  • 31 zeigt eine System-Gestaltung einer LPP-Typ-EUV-Lichtquelle.
  • Eine EUV-Lichtquelle erzeugt durch Fokussieren eines Treiber-Laserstrahls auf einem Zielmaterial, wie Zinn (Sn), Plasma, das in einer Vakuumkammer vorhanden ist. Ein Vielfalt von Wellenlängenkomponenten, die extrem ultraviolettes Licht (EUV) enthalten, werden von dem erzeugten Plasma ausgestrahlt, und die gewünschte EUV-Komponente unter der Vielfalt von Wellenlängenkomponenten wird durch Verwendung von Sammelspiegeln (EUV Sammelspiegeln) selektiv reflektiert und gesammelt, und zu einer Vorrichtung, die EUV-Licht verwendet, wie eine Belichtungsvorrichtung, ausgegeben.
  • Die EUV-Lichtquelle ist erforderlich, um eine Ausgangsleistung zu haben, die 100 W übersteigt. Zum Beispiel erzeugt ein Kohlenstoffdioxid-Gas(CO2)-Laserstrahl durch Anwendung auf Zinn (Sn), um Plasma zu erzeugen, EUV-Licht mit einer vergleich sweise hohen Leistungsfähigkeit. Sogar eine CO2-Laser-Vorrichtung, die einen Treiber-Laserstrahl zur Plasmaerzeugung abstrahlt, erfordert eine höhere Leistungsfähigkeit und Raumersparnis für industrielle Anwendungen.
  • 32 ist ein schematisches Diagramm, das die Gestaltung einer Haupt-Oszillator-Energie-Verstärker-Typ-Laser-Vorrichtung – im Deutschen entsprechend dem Englischen Begriff als ”Master-Oscillator-Power-Amplifier-Typ-Laser-Vorrichtung” bezeichnet, zeigt, die als Treiber-Laser verwendet werden soll.
  • Ein Pulslaser wird zur Plasmaerzeugung verwendet. Eine Haupt-Oszillator-Energie-Verstärkertyp-Laser-Vorrichtung, wie sie in 32 gezeigt ist, umfasst einen Laser-Oszillator, der ein Kurzpuls-CO2-Laser-Impuls-Generator ist, und einen Laser-Verstärker zum Verstärken eines Kurzpuls-CO2-Laserstrahls. Der Laser-Verstärker umfasst eine Entladungsvorrichtung zum Anregen eines CO2-Laser-Gases, das Kohlendioxid (CO2), Stickstoff (N2), Helium (HE), ferner entsprechend dem Bedarf Wasserstoff (H2), Kohlenmonoxid (CO), Xenon (XE) und so weiter enthält.
  • Ein Laserstrahl (Seed-Laserstrahl), der eine Energie ”A” hat, die von dem Laser-Oszillator ausgestrahlt wird, wird in dem Laser-Verstärker verstärkt, um ein Laserstrahl zu sein, der eine gewünschte Energie ”B” hat. Der Laserstrahl, der die Energie ”B” hat, wird durch ein Laserstrahl-Ausbreitungssystem oder eine Linse fokussiert und wird auf ein EUV-Lichterzeugungszielmaterial aufgebracht, das aus Zinn (Sn), Xenon (Xe) usw. ausgewählt ist.
  • Die Erfinder dieser Anmeldung haben schon einen Treiber-Laser für eine extrem-ultraviolett-Lichtquellen-Vorrichtung in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung JP-P2009-26854 A vorgeschlagen. Der Treiber-Laser verwendet als Laser-Verstärker zum Verstärken einer Laserenergie ”A” zu einer Laserenergie ”B”, einen Slab-Typ-Laser-Verstärker, der ein optisches System umfasst, das eine Vielzahl von Spiegeln zur Mehr-Weg-Reflexion eines Laserstrahl hat, der von einem ersten Fenster einfällt, um ihn in eine Entladungsregion auszubreiten und aus einem zweiten Fenster auszugeben.
  • Entsprechend der vorgeschlagenen Treiber-Laser-Vorrichtung ist es möglich, einen Treiber-Laser zu verkleinern und eine Laserstrahl effizient zu verstärken, da ein solches Mehrwegverfahren derart angepasst ist, dass ein einfallender Laserstrahl in einem Lasermedium mehrere Male hin- und hergeht.
  • Jedoch hat die Haupt-Oszillator-Energie-Verstärker-Typ-Laser-Vorrichtung, die die oben genannte Gestaltung hat, das Problem, dass ein großer Einbaubereich erforderlich ist, da die Laser-Vorrichtung zumindest zwei Lasermodule, wie einen Oszillator und einen Verstärker, umfasst.
  • Als verwandte Technologie ist ein schneller längsgeströmter CO2-Laser-Verstärker in einem Artikel, d. h. Tatsuya Ariga und Akira Endo "CO2 Laser for Extreme Ultraviolet (EUV) Rays Lithography", O plus E, New Technology Communications, Volume 28, No. 12 (Dec. 2004), pp. 1263–1267 (Übersetzung des Titels des Artikels: "CO2 Laser für extrem ultraviolett (EUV) Stahlen Lithographie Lichtquelle"), offenbart.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der oben stehenden Situationen ausgeführt, und hat ein Ziel, eine Laser-Vorrichtung mit einer höheren Leistungsfähigkeit und einem reduzierten Einbauraum für eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung zum Ausstrahlen eines Puls-Laserstrahls vorzusehen, insbesondere für eine Slab-Typ-Kohlendioxid-Gas (CO2)-Laser-Vorrichtung zum Ausstrahlen eines Treiber-Laserstrahls, um auf ein Zielmaterial angewendet zu werden, um das Zielmaterial in ein Plasma zum Ausstrahlen extrem ultraviolettem (EUV) Lichts in einer extrem Ultraviolett-Lichtquellenvorrichtung zu wandeln.
  • Um das oben genannte Ziel zu erreichen, umfasst eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teil, das in einem Bereich gebildet wird, der durch ein Paar flacher Elektrodenplatten, die gegenüberliegend parallel zueinander angeordnet sind, in einem Raum definiert wird, der mit einem Gaslasermedium befüllt werden soll, wobei das Gaslasermedium angeregt wird, wenn hochfrequenter elektrischer Strom auf das Paar an flachen Elektrodenplatten in dem Raum angewendet wird, der mit Gas-Laser-Medium befüllt ist, und wobei die Vorrichtung aufweist: Ein Oszillatorteil, das ein Paar von Resonator-Spiegeln umfasst, die mit einem Teil des Slab-Gas-Laser-Medium-Teils dazwischen gegenüberliegend angeordnet sind, und eine Kopplungseinheit, wobei das Oszillatorteil einen Laserstrahl verstärkt, der in dem Oszillatorteil oszilliert bzw., um eine vorbestimmte Lichtintensität zu haben, und danach die Kupplungseinheit antreibt bzw. steuert, um dem Laserstrahl auszustrahlen; und ein Verstärkerteil, das einen Einfallsspiegel für das Ablenken des Laserstrahls, der von dem Oszillatorteil ausgestrahlt wird, umfasst, und eine Vielzahl von Rückspiegeln, die gegenüberliegend mit einem Teil des Slab-Laser-Gas-Medium-Teils dazwischen angeordnet sind, wobei das Verstärkerteil derart angeordnet ist, dass ein Laserstrahl mehrere Male zwischen der Vielzahl von Rückspiegeln hin-und-her geht, und das Verstärkerteil den Laserstrahl empfängt, der von dem Oszillatorteil ausgestrahlt wird, und den Laserstrahl zu einem verstärkten Laserstrahl verstärkt, der eine vorbestimmte Energie hat, um einen verstärkten Laserstrahl auszugeben.
  • Da ein Treiber-Laser wie oben erwähnt unter Verwendung eines Slab-Typ-Laser-Verstärker-Teils gebildet ist, ist es möglich, des Treiber-Laser zu verkleinern, einen Laserstrahl effizient zu verstärken, und einen Laserstrahl zu erhalten, der durch Unterdrückung der Aufweitung des Strahles eine größere Fokussierleistung hat.
  • Dementsprechend ist es möglich, durch Verwendung der erfindungsgemäßen Laser-Vorrichtung als Treiber-Laser einer extrem ultravioletten Lichtquellenvorrichtung einen platzsparenden und effizienten EUV-Generator zu erhalten.
  • Zusätzlich ist eine erfindungsgemäße Slab-Typ-Laser-Vorrichtung kompakt und hat eine hohe Verstärkungseffizient, da Licht von einem Viel-Linien-Seeder durch einen regenerativen Verstärker in der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung verstärkt wird und danach weiter durch einen Viel-Weg-Verstärker in der gleichen Slab-Typ-Laser-Vorrichtung verstärkt wird.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung zeigt;
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Beispiels einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines dritten Beispiels einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines vierten Beispiels einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines fünften Beispiels einer erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform zeigt;
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 7 ist eine Seitenansicht, die eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 9 ist ein optisches Systemdiagramm einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des zweiten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines dritten Beispiels einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zweigt;
  • 11 ist ein optisches Systemdiagramm einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des dritten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 12 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines vierten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 13 ist ein optisches Systemdiagramm einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des vierten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines fünften Bei spiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 15 ist ein optisches Systemdiagramm einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des fünften Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
  • 16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines sechsten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
  • 17 ist ein optisches Systemdiagramm einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des sechsten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
  • 18 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines siebenten Beispiels der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 19 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 20 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Beispiels der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 21 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 22 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Bei spiels der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 23 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines dritten Beispiels der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 24 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 25 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 26 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels einer siebenten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 27 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Beispiels der siebenten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
  • 28 ist eine schematische Kurve, die einen Verstärkungsbereich eines Kohlendioxid-Gas-Lasers in einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend der jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 29 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Halbleiter-Laser-Vorrichtung zeigt, die als ein Seeder einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend den jeweiligen Ausführungsformen der Erfindung benutzt werden soll
  • 30 ist ein schematisches Diagramm, das ein Gestaltung einer anderen Halbleiter-Laser-Vorrichtung zeigt, die als ein Seeder einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend der jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung benutzt werden soll.
  • 31 ist ein schematisches Diagramm einer extrem-ultraviolett-Lichtquellenvorrichtung, auf die eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend den jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet wird; und
  • 32 ist ein Blockdiagramm einer Master-Oszillator-Energieverstärker-T-Laser-Vorrichtung des Standes der Technik.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen detailliert unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In den Figuren sind die gleichen Bezugszeichen auf gleiche Bauteile bezogen, und die Beschreibung davon wird ausgelassen werden.
  • (Ausführungsform 1)
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
  • Eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform ist eine CO2-Laser-Vorrichtung für das Bereitstellen eines Laserstrahls, der auf ein Zielmaterial angewendet werden soll, um das Zielmaterial in einer extrem hohen ultraviolett Lichtquellenvorrichtung zum Bereitstellen von extrem ultraviolett (EUV) Licht an eine Belichtungsvorrichtung in Plasma wandelt.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung hat eine Gestaltung, in der ein Oszillatorteil 10 und ein Verstärkerteil 20 zusammen mit einem Körper eines Slab-Typ-CO2-Laser-Medium-Teils 10 integriert sind. Das CO2-Laser-Medium-Teil 30 bildet durch Anwendung einer Hochfrequenz-Spannung auf die Elektroden, um ein CO2-Lasermedium anzuregen, das Kohlendioxidgas (CO2) enthält, das zwischen die Elektroden eingebracht ist, zwischen einem Paar von Elektroden ein Entladungsfeld eines Slab-Typs in einem Bereich, in dem die Elektroden, die mit einer (nicht gezeigten) Hochfrequenzen-Energiequelle verbunden sind, gegenüber angeordnet sind.
  • Der Oszillatorteil 10 umfasst ein Teil des CO2-Laser-Medium-Teils 30, und ist mit einem Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12, einer elektro-optischen (EO) Pockelszelle 13, einem Polarisator 14 und einem Verbindungsspielgel 15 versehen.
  • Der Oszillatorteil 10 erzeugt durch Verwendung der EO-Pockelszelle 13, die einen Q-Switch zum Umschalten einer Polarisierungsrichtung bei hoher Geschwindigkeit bildet, einen Kurzpuls-CO2-Laserstrahl, der eine Pulsweite von ungefähr 10 ns hat. Im Übrigen kann ein akkusto-optisches Element (AO-Element) anstelle der EO-Pockelszelle 13 ausgewählt werden, wenn ein Laserstrahl gefordert wird, der eine Pulsweite von ungefähr 100 ns hat.
  • Der Polarisator 14 ist ein optisches Element zur Reflexion von s-polarisiertem Licht und zum Durchlassen von p-polarisiertem Licht. Und die EO-Pockelszelle 13 ist optisches Element, in der eine Polarisation nur gewechselt wird, wenn eine Hochspannung darauf angewendet wird.
  • Da die Polarisation nicht verändert wird, wenn keine Spannung auf die EO-Pockelszelle 13 aufgebracht wird, geht ein P-polarisierter Laserstrahl, der durch das Oszillatorteil 10 erzeugt wird, mehrere Male zwischen dem Resonator-Spiegel 11 und dem Resonator-Spiegel 12 hin und her, und der Laserstrahl kann durch Übertragung von Energie des Lasermediums auf den Laser strahl verstärkt werden. Das heißt, eine Übertragung des Laserstrahls durch das Lasermedium erzeugt eine stimulierte Emission, und die stimulierte Emission verstärkt den Laserstrahl.
  • Ein CO2-Laserstrahl, der durch das Oszillatorteil 10 erzeugt wird, wird S-polarisiertes Licht, während der Laserstrahl durch die EO-Pockelszelle 13, die mit einer Spannung entsprechend einer λ/4 Wellenlänge versorgt wird, hin-und-her geht, und der Laserstrahl wird durch den Polarisator 14 reflektiert, fällt auf den Verbindungsspiegel 15 ein, wird durch den Verbindungsspiegel 15 reflektiert, und wird in das Verstärkerteil 20 eingegeben.
  • Ein Mechanismus für die Ausgabe von Licht, das in einem Resonator zur Außenseite des Resonators zu gewünschten Zeiten, wie oben beschrieben, in Schwingung versetzt ist, oder ein Mechanismus zum Einleiten von Licht in den Resonator wird als Kopplungseinheit in Bezug genommen.
  • Das Verstärkerteil 20 umfasst ein Teil des CO2-Laser-Medium-Teils 30 und ist mit einem Einfall-Spiegel 21 versehen, sowie mit einem Rückspiegel 22 und einem Rückspiegel 23, die aneinander gegenüberliegend sind.
  • Der Rückspiegel 22 und der Rückspiegel 23 sind ebene Spiegel und mit dem CO2-Laser-Medium-Teil 30 dazwischen einander gegenüberliegend parallel angeordnet. Der CO2-Laserstrahl, der von dem Oszillatorteil 10 zugeführt wird, wird durch den Einfallsspiegel 21 abgelenkt, tritt zwischen den Rückspiegel 22 und den Rückspiegel 23 ein, die parallel zueinander und gegenüberliegend angeordnet sind, und ändert seine Reflexionsposition, während er zwischen dem Rückspiegel 22 und dem Rückspiegel 23 Viel-Weg-reflektiert wird, und tritt letzten Endes vom Rand des Rückspiegels 22 aus und wird durch ein Ausgabefenster der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung in eine EUV-Lichterzeugungskammer oder einem anderen CO2-Laser-Verstärker eingespeist.
  • Der CO2-Laserstrahl wird in Ausgangsenergie verstärkt, während der Laserstrahl durch das angeregte CO2-Lasermedium hin-und-her geht, und wird ein Hochenergie-Laserstahl.
  • Im Vergleich zu einer konventionellen Slab-Typ-Laser-Vorrichtung, in der ein Resonator und ein Verstärker in Serie verbunden sind, wird die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform mit dem Laser-Oszillator-Teil 10 gebildet, das das CO2-Lasermedium mit dem Verstärkerteil 20 teilt, und daher sind konventionell zwei Bauteile in einem Körper integriert, was in einer Vereinfachung und Verkleinerung der Gestaltung der Vorrichtung resultiert. Zusätzlich arbeitet das Oszillatorteil 10 in dem gleichen CO2-Lasermedium wie das Verstärkerteil 20, und der Laserstrahl bildet einen Vielweglaufweg in dem Verstärkerteil 20 und kann genügend Energie von dem Verstärkerteil 20 erhalten. Dementsprechend kann ein Hochenergie-CO2-Laserstrahl erhalten werden, und die Effizienz der Oszilierung eines CO2-Laserstrahls wird verbessert. Das heißt, dass aufgrund dessen, dass das Oszillatorteil 10 in dem gleichen CO2-Lasermedium wie das Verstärkerteil 20 arbeitet und dass der Laserstrahl am Verstärkerteil 20 Viel-Weg-verstärkt wird, wird die Effizienz der Verstärkung groß und ein Hochenergie-CO2-Laser kann erhalten werden, ebenso wie eine kompakte Slab-Typ-Laser-Vorrichtung realisiert werden kann.
  • Wie oben erwähnt ist die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Erfindung eine Kurzpuls-CO2-Laser-Vorrichtung, die Raumeinsparung und Hochenergie realisiert. Ferner wird die Laser-Vorrichtung mit der längeren Pulsweite hochenergetischer und effizienter.
  • 2–5 sind schematische Diagramme, die andere erfindungsgemäße Beispiele zeigen.
  • Obwohl sowohl der Rückspiegel 22 als auch der Rückspiegel 23, die im Verstärkerteil 20 einander gegenüberliegen, im Beispiel, wie es in 1 gezeigt ist, ebene Spiegel sind, ist es auch möglich, dass ein Spiegel ein konkaver Spiegel 24 ist, wie es in 2 gezeigt ist, oder dass beide Spiegel 25 und 26 konkave Spiegel sind, wie es in 3 gezeigt ist. Ferner ist es möglich, dass ein Spiegel ein konkaver Spiegel ist und der andere ein konvexer Spiegel ist, so dass ein Entladungsteil, der einen großen Querschnittsbereich hat, effektiv wie in einem unstabilen Resonator genutzt werden kann.
  • Zusätzlich ist es, wie in 4 gezeigt, bevorzugt, dass ein Paar von Reflektorspiegeln 27 und 28 gegenüberliegend in jedem der hin und her gehenden optischen Wege angeordnet ist. Obwohl diese Reflektor-Spiegel individuell angeordnet sein können, können die Rückspiegel 27 und die Rückspiegel 28, die einander gegenüberliegend sind, gebildet sein, um jeweilige integrale Einheit zu sein. Wenn die Rückspiegel benutzt werden, die integral geformt sind, ist es einfach, eine Ausrichtung zu machen.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem ein sättigungsfähiger absorbierender Stoff 31, wie Schwefelhexaflorid (SF6), in einen hin und her gehenden optischen Pfad des Verstärkerteils 20 zwischengesetzt ist. Eine störende Oszillation, die in dem Verstärkerteil 20 erzeugt wird, kann durch Verwendung des sättigungfähigen absorbierenden Stoffes unterdrückt werden.
  • Hier umfasst das Verstärkerteil 20 den Rückspiegel 22 und den Rückspiegel 23, die einander gegenüberliegend sind, und ist als Viel-Weg-Verstärker gestaltet, der mit einem optischen System versehen ist, in dem ein einfallender Laserstrahl zumindest zweimal durch das Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teil 30 geht und verstärkt wird und funktioniert, um dem Laserstrahl, der von dem Oszillatorteil 10 ausgegeben wird, zu ermöglichen, in den Verstärker einzutreten, um ihn zu einem Laserstrahl zu verstärken, der eine vorbestimmte Energie hat, und den verstärkten Laserstrahl auszugeben.
  • (Ausführungsform 2)
  • Die 6 bis 18 sind Zeichnungen, die eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform wird mit einem Verstärkerteil angewendet, das durch Verbessern des optischen Systems (Rückspiegel-Optiken) im Vergleich zu der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform eine stabilisierte optische Achse hat, und mit Ausnahme von dem Verstärkerteil im Wesentlichen die gleiche Gestaltung hat.
  • <erstes Beispiel>
  • Die 6 und 7 zeigen eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels entsprechend der zweiten Ausführungsform. 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Gestaltungskonzept der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels zeigt, und 7 ist eine Seitenansicht, die einen Querschnitt eines Teils der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels zeigt.
  • Wie in den 6 und 7 gezeigt hat die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels die Gestaltung, in der der Oszillatorteil 10 und der Verstärkerteil 20 zusammen mit einem Körper des Slab-Typ-CO2-Laser-Medium-Teils 30 integriert sind. Der Slab-Typ-CO2-Laser-Medium-Teil 30 bildet durch Anwendung einer Hochfrequenz-Spannung von der Hochfrequenz-Energiequelle auf die Elektroden, um ein CO2-Lasermedium anzuregen, das ein Kohlendioxidgas (CO2) enthält, das zwischen den Elektroden eingeschoben ist, ein Entladungsfeld eines Slab-Typs zwischen einem Paar von flachen Plattenelektroden 40 und 41 in einem Bereich, in dem die Elektroden, die mit einer Hochfrequenz-Energiequelle verbunden sind, gegenüberliegend angeordnet sind.
  • Die Lücke zwischen den Elektroden ist ungefähr 0,5 mm bis 5 mm, und der Entladungs-Querschnittsbereich hat eine Form eines dünnen Rechtecks.
  • Der Oszillatorteil 10 umfasst einen Teil eins CO2-Laser-Medium-Teils 30 und ist mit einem Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12, einer elektro-optischen (EO) Pockenwelle 13, einem Polarisator 14 und einem Verbindungsspiegel 15 versehen. Der Oszillatorteil 10 umfasst die EO-Pockelszelle 13, die einen Q-Switch zum Umschalten einer Ablenkrichtung bei hohen Geschwindigkeiten bildet, und erzeugt einen kurzpulsigen CO2-Laserstrahl, der eine Pulsweite von ungefähr 10 ns bis 100 ns hat. Wenn ein Laserstrahl, der eine Pulsweite von ungefähr 100 ns hat, angewendet werden kann, kann ein akkusto-optisches Element (AO-Element) anstelle der EO-Pockelszelle verwendet werden.
  • Ein P-polarisierter Laserstrahl, der in dem Oszillatorteil 10 erzeugt wird, geht mehrere Male zwischen dem Resonator-Spiegel 11 und dem Resonator-Spiegel 12 hin und her, während keine Spannung auf die EO-Pockelszelle 13 aufgebracht wird, und der Laserstrahl kann durch Übertragung von Energie des Lasermediums zu dem Laserstrahl verstärkt werden. Ein Fenster 19, das einen oszillierenden Laserstrahl durchlässt, ist an der Wand des Slab-Laser-Gehäuses 32 des Oszillatorteils 10 gebildet.
  • Wenn eine Spannung auf die EO-Pockelszelle 13 aufgebracht wird, um eine Phasenverschiebung entsprechend λ/4 Wellenlänge zu machen, wird der P-polarisierte CO2-Laserstrahl, der in dem Oszillatorteil 10 erzeugt wird, S-polarisiertes Licht, während der Laserstrahl durch die EO-Pockelszelle 13 hin-und-her geht, und daher wird er durch der Polarisator 14 reflektiert und fällt auf den Verbindungsspiegel ein, der ein hochreflektierender (HR) Spiegel ist.
  • Der CO2-Laserstrahl, der durch den Verbindungsspiegel 15 reflektiert wird, wird zu einem Einfallsspiegel 21 des Verstär kerteils 20 geführt und reflektiert, läuft durch ein Einfallfenster 33 und tritt in das Slab-Typ-Lasergehäuse 32 des Verstärkerteils 20 als ein Seed-Laserstrahl ein. Der Seed-Laserstrahl geht bei einer Einfallsstrahl-Position (einem erster fester Punkt) 34 vorbei, die eine virtuelle Objektposition in einem optischen System ist, durch das Laufen durch den Slab-Typ-CO2-Laser-Medium-Teil 30, der als Verstärkungsbereich dient, verstärkt, wird mit einer hohen Reflexion durch einen sphärischen konkaven HR-Spiegel reflektiert, der als erster Rückspiegel 37 dient, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich erneut verstärkt und wird mit einer hohen Reflexion durch einen sphärischen konkaven HR-Spiegel reflektiert, der als nächster Rückspiegel 38 dient.
  • Der Laserstrahl, der durch den Rückspiegel 38 reflektiert wird, wird während des Laufens durch den Verstärkerbereich erneut verstärkt, wird mit hoher Reflexion an dem gegenüberliegenden Rückspiegel 37 reflektiert, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich verstärkt, wird durch den Rückspiegel 38 erneut reflektiert, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich verstärkt. Der verstärkte Laserstrahl läuft durch ein Austrittsfenster 36 und wird von dem Verstärkerteil 20 ausgegeben.
  • Das optisches System dieses Beispiels, das die Rückspiegel 37 und 38 in dem Verstärkerteil 20 umfasst, ist derart gestaltet, dass ein Querschnittsbild des Laserstrahls an einer einfallenden Strahlposition (dem ersten festen Punkt) 34 in ein Einfallsstrahl-Übertragungsbild in einer einfallenden Strahl-Übertragungsposition (ein zweiter fester Punkt) 35 auf einem optischen Weg des Laserstrahls in der Nähe des Austrittsfensters 36 übertragen wird.
  • Der Vorteil dieser Methode ist wie folgt. Sogar wenn die optische Achse des einfallenden Strahls am Verstärkerteil ziemlich abgelenkt von einer gewöhnlichen einfallenden Strahlposition (dem ersten festen Punkt) 34 ist, schwankt der Austrittsstrahl an der einfallenden Strahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35 in dem gleichen Maße wie der einfallende Strahl an der ersten Position. Folglich schwankt die Effizienz der Verstärkung weniger, eine stabile Verstärkung kann erhalten werden, und die Stabilität der optischen Achse wird verbessert. In dem Fall, dass die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels verwendet wird, können Vorrichtungen basierend auf der Einfallsstrahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35 in folgenden Verfahren in der Nähe des Austrittsfensters 36 als Referenzpunkt montiert werden.
  • <zweites Beispiel>
  • Die 8 und 9 zeigen eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Beispiels entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 ist ein schematisches Diagramm eines Oszillatorteils und eines Verstärkerteils in der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels, und 9 ist ein optisches Systemdiagramm bezüglich des Verstärkerteils dieses Beispiels. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels unterscheidet sich von der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels in einem Merkmal, dass ein Laserstrahl über einen dreifachen Weg in Rückspiegel-Optiken des Verstärkerteils verstärkt wird. Bezüglich der anderen Punkte hat die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels im Wesentlichen die gleiche Gestaltung wie die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels. Ein Seed-Laserstrahl, der von dem Oszillatorteil 10 durch den Verbindungsspiegel 15 ausgegeben wird, wird durch eine Einfallsspiegel 21 reflektiert, läuft schräg durch ein Einfallsfenster 33 und wird durch das Laufen durch ein Slab-Typ-CO2-Laser-Medium-Teil 30, das als ein Verstärkungsbereich dient, verstärkt. Der Seed-Laserstrahl fällt unter einem Winkel Einfallswinkel, der größer als Null Grad ist, auf einen sphärischen konkaven HR-Spiegel ein, der als Rückspiegel 37 dient, und wird mit einer hohen Reflexion reflektiert, und wird im dem Verstärkerbereich 30 erneut verstärkt. Anschließend fällt der Seed-Laserstrahl unter einem Einfallswinkel, der größer als Null Grad ist, auf einen zweiten Rückspiegel 38 ein, der ein sphärischer konkaver HR-Spiegel ist, der gegenüberliegend zum vorherigen Rückspiegel 37 angeordnet ist, ein, wird mit einer hohen Reflexion reflektiert, wird in Verstärkungsbereich 30 verstärkt und läuft durch das Austrittsfenster und wird ausgegeben.
  • Das optische System dieses Beispiels, das die Rückspiegel 27 und 38 in dem Verstärkerteil 20 umfasst, ist auch derart gestaltet, das ein Querschnittsbild eines Laserstrahls an einer Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34, der in die Nähe des Einfallsfensters 33 gesetzt ist, in ein Einfallsstrahl-Übertagungsbild an einer vorbestimmten Einfallsstrahl-Übertragungsposition (den zweiten festen Punkt) 35 auf dem optischen Weg des Laserstrahls in der Nähe des Austrittsfenster 36 übertragen wird.
  • Allgemein wird eine kombinierte Brennweite F von zwei dünnen Linsen M1 und M2 und ein Abstand ZH zwischen dem Hauptpunkt der einen Linse M1 auf der Vorderseite und dem Vorderseiten-Hauptpunkt dieses kombinierten Linsensystems durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt. F = f1·f2/(f1 + f2 – t) (1) ZH = f1·t/(f1 + f2 – t) (2)wobei f1 eine Brennweite der Vorderseitenlinse M1; f2 eine Brennweite der Rückseitenlinse M2; und ”t” ein Abstand zwischen diesen Linsen ist.
  • Wenn der Abstand zwischen der Position eines Objekts und der Vorderseitenlinse M1 gleich dem Abstand ”t” zwischen den Linsen ist, wird eine Vergrößerung M eines Übertragungsbildes des Objekts in diesem kombinierten Linsensystem durch die folgende Gleichung ausgedrückt. M = (ZH + t – F)/F (3)
  • Ferner wird, wie in 9 gezeigt, der Abstand ”t” zwischen zwei dünnen Linsen M1 und M2 als L bezeichnet, der Abstand zwischen der Einfallstrahlposition (dem ersten festen Punkt) 34, die der Objektposition entspricht, und der ersten Linse M1 wird gleich L gesetzt, der Abstand zwischen der Einfallsstrahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35, in dem das Übertragungsbild des Querschnittsbildes an der Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34 gebildet wird, und der Linse M2 wird gleich L, und ein Bild soll mit einer Vergrößerung M1 = 1 gebildet werden. Zusätzlich wird angenommen, dass die konkaven HR-Spiegel 37 und 38, die durch die Linse M1 bzw. die Linse M2 dargestellt werden die gleiche Brennweite f = R/2 haben.
  • Wenn diese Beziehungen in den oben erwähnten Gleichungen ersetzt werden, werden die folgenden Gleichungen erhalten. F = f2/(2f – L) (4) ZH = f·L/(2f – L) (5) M = 1 = (ZH + L – F)/F (6)
  • Aus den Gleichungen (4), (5) und (6) ergibt sich in dem Fall, in dem f = R/2 = L, das heißt, dass die sphärisch konkaven HR-Spiegel 37 und 38, die einen Krümmungsradius von R = 2L haben, einander gegenüber in einem Intervall des Abstandes L angeordnet sind, dass das Querschnittsbild des Strahls an der Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34 mit 1:1 an die Einfallsstrahl-Übertragungsposition (den zweiten festen Punkt) 35 auf dem optischen Pfad des Austrittsstrahls übertragen wird.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels schwankt das Übertragungsbild des Austrittsstrahls nur in dem gleichen Maß wie der Einfallsstrahl, und daher kann eine stabile Verstärkung sogar dann erreicht werden, wenn die optische Achse des Einfallstrahls an dem Verstärkerteil abgelenkt wird, und die Stabilität der optischen Achse des Austrittsstrahls wird verbessert.
  • <Drittes Beispiel>
  • Die 10 und 11 zeigen eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines dritten Beispiels der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 ist schematisches Diagramm eines Oszillatorteils und eines Verstärkerteils in der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiel, und 11 ist ein optisches Systemdiagramm bezüglich des Verstärkerteils dieses Beispiels.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist eine Modifikation der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels, in dessen Modifikation ein Laserstrahl über fünf Wege in einem optischen System, das Rückspiegel im Verstärkerteil umfasst, verstärkt wird. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Übertragungsbild, das von einem Querschnittsbild eines einfallenden Laserstrahl an einem ersten festen Punkt abgeleitet wird, an einem dritten festen Punkt auf dem Weg eines umgedrehten optischen Wegs gebildet wird. Und weiter wird ein zweites Übertragungsbild, das von dem ersten Übertragungsbild auf dem Weg dieses optischen Pfades abgeleitet wird, an einem zweiten festen Punkt auf dem optischen Pfad eines Austrittlaserstrahls gebildet. Jedoch wird auch in diesem Beispiel der Querschnitt des einfallenden Laserstrahls an dem ersten festen Punkt zu einem zweiten festen Punkt auf dem optischen Pfad des Austrittlaserstrahls übertragen, und dabei wird eine optische Achse stabilisiert. Daher hat dieses Beispiel im Wesentlichen die gleiche Gestaltung wie die des ersten Beispiels.
  • Im Folgenden wird der Verstärkerteil 20 erklärt.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlquerschnittsbild an den ersten festen Punkt 34 auf dem optischen Einfallsstrahl-Pfad auf der Eingangsseite übertragen wird und zweimal Bilder gebildet werden, und ein Bild an dem zweiten festen Punkt 35 auf dem optischen Austrittsstrahl-Pfad auf der Ausgangsseite gebildet wird. Insbesondere ist das optische System dieses Beispiels derart gestaltet, dass eine vorbestimmte Position (der erste feste Punkt) 34 des einfallenden Strahls im Wesentlichen mit der zweiten Übertragungsbild-Position (dem zweiten festen Punkt) 35 des einfallenden Strahls auf dem optischen Pfad des Austrittsstrahls als letztes Übertragungsbild zusammenfällt. Die Gestaltung eines solchen optischen Systems ist zweckdienlich, wenn ein optisches System einer gesamten Laser-Vorrichtung gestaltet wird.
  • Ein Paar von Rückspiegeln 37 und 38 ist in einem Intervall eines Abstandes L gegenüber mit einem Teil eines Verstärkerbereichs 30 dazwischen angeordnet. Die Rückspiegel 37 und 38 sind konkave HR-Spiegel, die einen Krümmungsradius R haben, und, wie in 10 gezeigt ist, beide Rückspiegel 37 und 38 sind angeordnet, um dazwischen ziemlich zur oberen Seite derart geneigt zu sein, dass der Raum der zwischen den Spiegeln 37 und 38 eingeschlossen ist, nach unten leicht enger wird.
  • Ein Seed-Laserstrahl von dem Oszillatorteil 10 läuft schräg durch ein Einfallsfenster 33 des Verstärkerteils 20, und wird während des Laufens durch den Verstärkerbereich 30 verstärkt. Hier ist eine Position (die erste feste Position) 34 an der Hälfte des Abstandes L zwischen dem Rückspiegel 37 und dem Rückspiegel 38 als eine Einfallsstrahl-Position in dem optischen Rückspiegelsystem gesetzt. Der Laserstrahl, der durch diesen ersten festen Punkt läuft und verstärkt wird, trifft auf und wird reflektiert durch den konkaven HR-Spiegel unter einem Einfallswinkel und einem Reflexionswinkel, der größer als Null Grad ist auf der rechten Seite in der Figur. Der Laserstrahl wird schräg nach unten links in der Zeichnung reflektiert, und weiter erneut durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 verstärkt. Ferner trifft der Laserstrahl auf den und wird verstärkt durch den Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, auf der linken Seite in der Zeichnung und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30, der Wesentlichen horizontal in der Zeichnung ist, verstärkt. Hier kann an den dritten festen Punkt 39 in einer Zwischenposition zwischen dem Rückspiegel 37 und dem Rückspiegel 38 durch Einstellen der Gestaltung des optischen Systems das Querschnittsbild des einfallenden Strahls an den ersten festen Punkt 34 gebildet werden. Dieses Querschnittsbild ist das erste Übertragungsbild des Querschnitts des einfallenden Strahls an dem ersten festen Punkt.
  • Der Laserstrahl wird ferner durch Laufen durch den Verstärkerbereich 30 verstärkt, und wird durch den Rückspiegel 37 auf der rechten Seite reflektiert, und derweil nach oben links in der Zeichnung abgelenkt und in dem Verstärkerbereich 30 verstärkt. Dann wird der Laserstrahl nach oben rechts durch den Rückspiegel 38 auf der linken Seite reflektiert, in dem Verstärkerbereich 30 verstärkt, und läuft durch ein Austrittsfenster 36 als Austrittsstrahl. Ferner tritt der Laserstrahl in einen anderen Laser-Verstärker ein, und wird weiter verstärkt um hohe Energie zu haben. Der verstärkte Laserstrahl wird z. B. einer Belichtungseinheit oder einer Laserbearbeitungseinheit in folgenden Verfahren bereit gestellt. Zu diesem Zeitpunkt bildet das optische Rückspiegelsystem das zweite Übertragungsbild des einfallenden Strahls an dem zweiten festen Punkt 35 in einer Zwischenposition zwischen dem Rückspiegel 37 auf der linken Seite und dem Rückspiegel 38 auf der rechten Seite des optischen Pfads des Laserstrahls, der von dem Rückspiegel 37 auf der linken Seite läuft, wo der Laserstrahl zuletzt zum Austrittsfenster basierend auf dem ersten Übertragungsbild, das an dem dritten festen Punkt 39 gebildet wird, reflektiert wird. Übrigens kann die Position (der zweite feste Punkt) 35, wo das zweite Übertragungsbild des einfallenden Strahls gebildet wird, mit der Einfallsstrahl-Position (dem zweiten festen Punkt) 34 überlappen.
  • 11 ist ein optisches Systemdiagramm, das das optische System durch Ersetzen von Reflexionselementen durch Übertragungselemente in dem Verstärkerteil dieses Beispiels zeigt.
  • In dem optischen System dieses Beispiels wird, abweichend von dem optischen Systems des Beispiels, wie in 9 gezeigt, eine kombinierte Brennweite unbegrenzt, wenn f1 = f2 = L/2 und t = L in der Gleichung (1) ersetzt werden, und die Gleichungen (1), (2) und (3) können nicht angewendet werden. Ein derartiges optisches System wird allgemein als afokales System bezeichnet. Unter der Annahme, dass die Brennweiten der Linsen M1 und M2 f1 bzw. f2, sind und unter der Annahme, dass die Linse M1 und die Linse M2 in einem Intervall von f1 + f2 angeordnet sind, wird das Bild eines Objektes übertragen und ein Bild wird an einer Position mit einem Abstand f2 auf der Rückseite der Linse M2 gebildet, wenn das Objekt in einer Position mit einem Abstand f1 auf der Vorderseite der Linse M1 angeordnet wird.
  • Die Vergrößerung M1 wird in diesem Fall des afokalen Systems durch die folgende Gleichung ausgedrückt. M = f1/f2 (7)
  • Die Vergrößerung M wird in dem Fall 1, in dem f1 = f2 ist, wie in diesem Beispiel. Hier wird unter der Annahme, dass die Brennweite der Linsen M1, M2, M3 und M4 die gleiche Brennweite ”f” ist, und unter der Annahme, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Linsen L ist, wird ein optisches Bildgestaltungssystem, wie es in 11 gezeigt ist, erhalten, wenn die Beziehung L = 2f erfüllt ist. Unter der Annahme, das der Krümmungsradius der konkaven Spiegel 37 und 38 R ist, wird dieses optische System durch Erfüllen der Beziehung L = R realisiert.
  • Unter Bezugnahme auf 11 läuft ein einfallender Strahl (Seed-Laserstrahl) durch die Einfallsstrahl-Position (den ersten festen Punkt) 34 auf dem optischen Pfad des einfallenden Strahls, und tritt in die Linse M1 mit der Brennweite ”f” ein die die gleiche Fokussierleistung wie die des konkaven HR-Spiegels 37 auf der rechten Seite in der Zeichnung hat. Die Einfallsstrahl-Position (der erste feste Punkt) 34 ist in einem Abstand L/2 auf der Vorderseite der Linse L1 positioniert. Der Abstand zwischen der Linse M1 und der Linse M2, die die Brennweite ”f” haben sowie die gleiche Fokussierleistung wie der konkave HR-Spiegel 38 auf der linken Seite in der Zeichnung, ist L. Der Laserstrahl, der durch die Einfallsstrahl-Position (den ersten festen Punkt) 34 gelaufen ist, läuft durch die Linse M1 und die Linse M2, und bildet das erste Übertragungsbild an dem dritten festen Punkt 39, der die Position mit dem Abstand L/2 hinter der Linse M2 ist.
  • Ferner ist eine Linse M3, die die Brennweite ”f” hat und die gleiche Fokussierleistung wie der konkave HR-Spiegel 37 auf der rechten Seite in der Zeichnung in einer Position mit einem Abstand L/2 stromabwärts bezüglich des dritten festen Punkts 39 vorgesehen, wo das erste Übertragungsbild gebildet wird. Ferner ist eine Linse M4, die die Brennweite ”f” und die gleiche Fokussierleistung wie der konkave HR-Spiegel 38 auf der linken Seite in der Zeichnung hat, an einer Position mit einem Abstand L stromabwärts bezüglich der Linse M3 vorgesehen. Dann bildet der Strahl, der von dem reellen Bild des ersten Übertragungsbilds an dem dritten festen Punkt 39 erzeugt wird, nach dem Laufen durch die Linse M3 und die Linse M4 das zweite Übertragungsbild an einer Position mit einem Abstand L/2 von der Linse M4.
  • In diesem Beispiel werden die Übertragungsbilder zweimal gebildet, die Erfindung ist aber nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Ein Strahl kann mehrere Male derart übertragen werden, dass ein Bild an dem ersten festen Punkt auf dem optischen Pfad des einfallenden Strahls übertragen wird und letztendlich ein Bild an den zweiten festen Punkt auf dem optischen Pfad des Austrittsstrahls gebildet wird.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels schwankt das Übertragungsbild des Querschnitts an der Einfallsstrahl-Position (fester Punkt), das auf einem festen Punkt auf dem optischen Pfad des Austrittsstrahls übertragen wird, nur in dem gleichen Maße wie der einfallende Strahl, und eine Stabilität des Austrittsstrahls wird verbessert. Zusätzlich kann die Effizienz der Verstärkung auf hohem Niveau gehalten werden, und die Ausgabe des Lasers wird stabilisiert.
  • Ferner fallen in diesem Beispiel der erste feste Punkt auf dem optischen Einfallsstrahl-Pfad des Laser-Verstärkers und der zweite feste Punkt auf dem optischen Austrittsstrahl-Pfad miteinander zusammen, und afokales System wird als ein optisches System dieses Beispiels angenommen, und daher wird der Austrittsstrahl in einem Zustand ausgegeben, in dem die Strahlqualitätscharakteristiken (Strahlgröße, Strahldivergenzwinkel und dergleichen) des einfallenden Strahls beibehalten sind. Als Ergebnis hat dieses Beispiel Charakteristiken, dass in dem Fall des Bildens einer Vorrichtung, die durch Verbindung einer Anzahl an Verstärkern in Reihe eine große Verstärkung hat, die Ausrichtung unter optischen Vorrichtungen, die miteinander verbunden werden sollen, beträchtlich einfacher wird.
  • <Viertes Beispiel>
  • Die 12 und 13 zeigen eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines vierten Beispiels entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 ist ein schematisches Diagramm eines Oszillatorteils und eines Verstärkerteils in der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels, und 13 ist ein optisches Systemdiagramm bezüglich des Verstärkerteils dieses Beispiels.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines Viel-Weg-Verstärkungstyps, der im Wesentlichen eine ähnliche Gestaltung wie das erste Beispiel hat. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels unterscheidet sich von der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels dadurch, dass ein Einfallsspiegel für das Nehmen eines Seed-Laserstrahls als einen einfallenden Strahl, der vom einem Polarisator in dem Oszillatorteil in ein optisches Rückspiegelsystem direkt von der Seitenfläche des Verstärkerteils ausgegeben wird, auf der Seite eines Rückspiegels im Verstärkerteil vorgesehen ist, und dass der Laserstrahl in einer Zick-Zack Weise eines Viel-Wegs in dem Rückspiegelsystem hin-und-her geht.
  • Eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels umfasst, wie in 12 gezeigt, ein Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12 mit hoher Reflexion als einen Resonator eines Oszillators in dem Oszillatorteil 10, der in dem oberen Bereich in der Zeichnung angeordnet ist, und eine Pockelszelle 13, ein Fenster 19, ein Polarisator 14 und ein Verstärkerbereich 30 sind in dieser Reihenfolge in dem Resonator angeordnet. Ein gepulster Laserstrahl, der von dem Polarisator 14 ausgegeben wird, tritt direkt in den Verstärkerteil 20 als ein Seed-Laserstrahl ein, wird nach unten rechts in der Zeichnung durch einen Einfallsspiegel 21 reflektiert, und tritt in das optische Rückspiegelsystem, das ein Paar von Rückspiegeln 37 und 38 von konkaven HR-Spiegeln umfasst, die gegenüberliegend angeordnet sind, ein. Ein optisches Rückspiegelsystem wird derart gebildet, dass die Position des Einfallsspiegels 21 im Wesentlichen mit einer Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34 zusammenfällt.
  • Ein Seed-Laserstrahl, der über den Einfallsspiegel 21 in das optisches Rückspiegelsystem eingetreten ist, wird durch Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den ersten Pfad) verstärkt, und trifft auf und wird reflektiert durch den Rückspiegel 37 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist auf der rechten Seite in der Zeichnung und wird daher nach unten links reflektiert. Dann wird der Seed-Laserstrahl durch Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den zweiten Pfad) verstärkt und trifft auf den und wird reflektiert durch den Rückspiegel 38 auf der linken Seite in der Figur unter einen Winkel größer als Null Grad und wird daher nach rechts unten reflektiert. Weiter wird der Seed-Laserstrahl durch das Laufen durch den Verstärkungsbereich 30 (den dritten Pfad) verstärkt, und trifft auf den und wird reflektiert durch den Rückspiegel 37 auf der rechten Seite in den Zeichnungen unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, und wird daher nach unten links reflektiert. In dem vierten Pfad, dem fünften Pfad und dem sechsten Pfad wird für den Seed-Laserstrahl ebenso wiederholt, dass dieser einfällt auf und reflektiert wird unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, und daher nach unten reflektiert wird, und dann wird der Seed-Laserstrahl in einer horizontalen Richtung durch den Rückspiegel 38 auf der linken Seite reflektiert und durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den siebenten Pfad) verstärkt.
  • Danach wird in dem achten bis elften Pfad, wie durch die gepunktete Linie in der Zeichnung angedeutet, für den Seed-Laserstrahl wiederholt, dass er durch den Rückspiegel schräg nach oben unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, reflektiert wird und durch das Laufen durch den Verstärkerbe reich 30 verstärkt wird. In dem elften Pfad wird der Seed-Laserstrahl durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 verstärkt und läuft durch ein Ausgabefenster 36 und wird als ein Austrittsstrahl ausgegeben. Am zweiten festen Punkt 35 auf dem elften Pfad und seitlich des Rückspiegels 37 auf der rechten Seite in der Figur wird ein Übertragungsbild durch Übertragen eines Querschnittsbildes des einfallenden Strahls an einem Punkt des Einfallsspiegels 21 gebildet, der mit dem ersten festen Punkt korrespondiert.
  • 13 zeigt ein optisches Systemdiagramm, in dem Reflexionselemente in dem optischen System dieses Beispiels durch Übertragungselemente ersetzt und in Serie gestaltet sind.
  • In dem Fall einer Viel-Weg-Verstärkung, in dem konkave Spiegel auf beiden Seiten des umgedrehenden (konkaven HR) Spiegelsystems angeordnet sind, ist das optische System, wie in 12 gezeigt, in der der Strahlquerschnitt in der Einfallposition des Einfallstrahls (der erste feste Punkt) übertragen wird und ein Bild an einem zweiten festen Punkt auf dem optischen Pfad eines verstärkten Austrittsstrahls gebildet wird, äquivalent zu einem optischen System wie es in 13 gezeigt ist. Das optische System wie es in 13 gezeigt ist umfasst eine kombinierte Linse, die eine Vielzahl von Linsen umfasst, die die gleiche Brennweite f = R/2 haben und mit einem Intervall L ausgerichtet sind. Und eine Vielzahl von Linsen ist derart in Serie angeordnet, dass das Übertragungsbild des Querschnittsbildes des einfallenden Strahls an einer Position (dem ersten festen Punkt) 34 in einem Abstand L auf der Vorderseite der ersten Linse M1 an einer Position (dem zweiten festen Punkt) 35 in einem Abstand L auf der Rückseite der letzten Linse Mn gebildet wird.
  • Hier wird angenommen, dass alle der Brennweiten von (k + 1) Teilen von Linsen (M1, M2, ... Mk+1) die gleiche Brennweite ”f” sind. Dann wird eine kombinierte Brennweite Fk+1 dieser Linsen, ein Abstand ZHk+1 zwischen dem Hauptpunkt auf der Vorderseite der kombinierten Linse von k Teilen von Linsen (M1, M2, ... Mk) und der Hauptpunkt des kombinierten Linsensystems von (k + 1) Teilen von Linsen (M1, M2, ... Mk+1), und eine Vergrößerung M durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt, die von den Gleichungen (1), (2) und (3) abgeleitet sind. Fk+1 = Fk·f/(Fk + f – L) (8) ZHk+1 = Fk·L/(Fk + f – L) + ZHk (9) M = (ZHk+1 + L – Fk+1)/Fk+1 (10)
  • In dem Fall, in dem k gleich Null ist (in dem Fall, in dem nur M1 existiert) ist ein Anfangswert F1 der kombinierten Brennweite ”f”. Hier kann durch Reihenfolgenberechnung von F1 bis Fn unter Verwendung der Gleichungen (8), (9) und (10) die Brennweite Fn der kombinierten Linse von n Stücken von Linsen (M1, M2, ... Mk+1) und die Hauptvorderseitenpunktposition ZHn davon erhalten werden, und die Brennweite ”f” von jeder Linse kann erhalten werden, so dass die Vergrößerung M erfüllt ist, um in etwa 1 zu sein.
  • Zum Beispiel wird ”f” unter der Annahme, dass der Abstand L zwischen einem Paar von Rückspiegel 1000 mm ist und die Vergrößerung M in dem Fall der Verstärkung des elften Weges ist, ungefähr 1100 mm und der Krümmungsradius R (= 2f) wird ungefähr 2200 mm, basierend auf den Gleichungen (8), (9) und (10).
  • In diesem Beispiel kann durch Verwendung eines derartigen optischen Systems, in dem ein Laserstrahl durch den Verstärkerbereich 30 schräg von der Oberseite zur Unterseite in einer Zick-Zack-Art läuft und dann weiter durch den Verstärkerbereich 30 von der Unterseite zur Oberseite in einer Zick-Zack-Art läuft eine hohe Effizienz der Verstärkung durch Viel-Weg-Verstärkung erreicht werden, die so viele Pfade wie elf Pfade hat, und ein stabiler Strahlweg kann durch Übertragung eines Querschnittsbildes eines Laserstrahl an der Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34, die die gleiche Position des Einfallsspiegels 21 ist, zu der Position des zweiten festen Punktes 35 auf dem optischen Pfad des Austrittsstrahls erreicht werden.
  • <fünftes Beispiel>
  • 14 und 15 zeigen eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines fünften Beispiels entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist ein schematisches Diagramm eines Oszillatorteils und eines Verstärkerteils in einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels, und 15 ist ein optisches Systemdiagramm bezüglich des Verstärkerteils dieses Beispiels.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines Viel-Pfad-Verstärkungstyps, die sich von der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des vierten Beispiels dadurch unterscheidet, dass eine Sechs-Pfadverstärkung durchgeführt wird, während ein ebender HR-Spiegel als einer der Rückspiegel verwendet wird.
  • Bezug nehmend auf 14 ist ein Oszillatorteil 10 zum Ausgeben eines Seed-Laserstrahls der gleiche wie der der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des vierten Beispiels wie in 12 gezeigt. Der einfallende Laserstrahl (Seed-Laserstrahl), der von dem Oszillatorteil 10 bereitgestellt wird, wird durch einen Einfallsspiegel 21 in einem Verstärkerteil 20 verstärkt und tritt in ein optisches Rückspiegelsystem ein. Das optische Rückspiegelsystem umfasst einen ebenen Rückspiegel 42 als einen ebenen HR-Spiegel, und eine konkaven Rückspiegel 38 als einen konkaven HR-Spiegel.
  • Der Seed-Laserstrahl, der von einem Einfallsspiegel 21 in einen Verstärkerbereich 30 getreten ist, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den ersten Pfad) verstärkt, trifft auf den ebenen Rückspiegel 42 unter einen Winkel, der größer als Null Grad ist, wird regelmäßig reflektiert, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den zweiten Pfad) verstärkt, trifft auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, um schräg nach unten wegzugehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den dritten Pfad) verstärkt.
  • Ferner wird der Seed-Laserstrahl regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den vierten Pfad) verstärkt, trifft auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den fünften Pfad) verstärkt, wird regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den sechsten Pfad) verstärkt, und wird als ein Austrittsstrahl durch ein Austrittsfenster 36 ausgegeben.
  • In diesem Beispiel ist das optische Rückspiegelsystem derart gestaltet, dass das Querschnittsbild des einfallenden Strahls an einer Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34, der der gleiche wie der von der Reflexionsebene des Einfallsspiegels 21 ist, zu einer Einfallsstrahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35 auf dem optischen Pfad des Austrittsstahls auf der Ausgangsseite übertragen wird. Der konkave Rückspiegel 38 und der ebene Rückspiegel 42 sind in einem Abstand L einander gegenüberliegend parallel angeordnet, und ein Übertragungsbild des Querschnitts des einfallenden Strahls an dem ersten festen Punkt 34, der einer Position des Einfallsspiegels 21 entspricht, wird an einem zweiten festen Punkt auf der Ausgangsseite gebildet. Der erste feste Punkt 34 und der zweite feste Punkt 35 sind in Positionen gesetzt, die durch die Seiten des konkaven Rückspiegels 38 ausgerichtet sind.
  • 15 zeigt ein optisches Systemdiagramm, in dem Reflektorelemente in dem optischen System dieses Beispiels durch Übertragungselemente ersetzt sind, und die Übertragungselemente sind in Serie ausgestaltet. In 15 haben ebene transparente Platten HR1, HR2 und HR3, die den ebenen Rückspiegel 42 repräsentieren, keine Fokussierleistung, und daher hat das optische System dieses Beispiels im Wesentlichen die gleiche Gestaltung wie das in 9 gezeigte. Die Gestaltung hat ein die Lage betreffendes Verhältnis, in dem der Abstand zwischen zwei Teilen von Linsen M1 und M2, die mit einen Teil des konkaven Rückspiegels 38 korrespondieren, 2L ist, und die Einfallsstrahl-Position (der erste feste Punkt) 34 ist in einem Abstand 2L auf der Vorderseite der Linse M1 positioniert und das Übertragungsbild des Einfallsstrahlquerschnitts an dem ersten festen Punkt wird an der Einfallsstrahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35 in einem Abstand 2L jenseits der Linse M2 gebildet.
  • Eine kombinierte Brennweite F, ein Abstand zwischen Hauptpunkten ZH und eine Vergrößerung M kann durch die folgenden Gleichungen erhalten werden, in denen in dem Gleichungen (4), (5) und (6) L durch 2L ersetzt ist. F = f2/(2f – 2L) (11) ZH = f·2L/(2f – 2L) (12) M = 1 = (ZH + 2L – F)/F (13)
  • Unter der Annahme, dass der Krümmungsradius R ist, hat die Brennweite ”f” des konkaven Rückspiegels 38 eine Beziehung f = R/2 = 2L wie aus 15 offensichtlich wird, und daher den Krümmungsradiums R = 4L.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels schwanken die Position und der Winkel des Austrittsstrahls nur in dem gleichen Maße wie die von dem einfallenden Strahl. Dementsprechend ist es selbst dann, wenn die optische Achse des einfallenden Strahls am Verstärkerteil ziemlich abgelenkt wird, unwahrscheinlich, dass die Effizienz der Verstärkung schwnkt, eine stabile Verstärkung kann erhalten werden und die Stabilität der optischen Achse wird verbessert. Ferner ist eins der Merkmale der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels, dass der einfallende Strahl und der Austrittsstrahl auf beiden Seitenflächen, die den konkaven Rückspiegel 38 einschließen, angeordnet sind.
  • <sechstes Beispiel>
  • Die 16 und 17 zeigen eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines sechsten Beispiels gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist ein schematisches Diagramm eines Oszillatorteils und eines Verstärkerteils in der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels, und 17 ist ein optisches Systemdiagramm bezüglich des Verstärkerteils dieses Beispiels.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist in eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines Viel-Pfad-Verstärkungstyps, die sich von der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des fünften Beispiels dadurch unterscheidet, dass ein konkaver Rückspiegel angeordnet ist, um einen Winkel bezüglich eines ebenen HR-Spiegels zu bilden.
  • Bezug nehmend auf 16 ist ein Oszillatorteil 10 mit einem Verbindungsspiegel 15 für das Eintreten eines Laserstrahls vom Oszillatorteil 10 zum Verstärkerteil 20 vorgesehen. Der Laserstrahl, der durch ein Fenster 19 läuft und zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 oszilliert, wird von dem Oszillator-Teil 10 durch einen Polarisator 14 und den Verbindungspiegel 15 ausgegeben und wird zum Verstärkerteil 20 als ein Seed- Laserstrahl bereit gestellt. Der Seed-Laserstrahl, der zum Verstärkerteil 20 bereitgestellt wird, wird durch einen Einfallsspiegel 21 reflektiert und tritt in ein optisches System ein, wie unten beschrieben. Dieses optische System umfasst einen ebenen Rückspiegel 42 und einen konkaven Rückspiegel 38, die einander gegenüberliegend in einem Abstand L angeordnet sind. Hier sind der ebene Rückspiegel 42 und der konkave Rückspiegel 38 ein ebener HR-Spiegel bzw. ein sphärischer HR-Spiegel.
  • Der ebene Rückspiegel 42 und der konkave Rückspiegel 38 sind nicht parallel zueinander angeordnet aber mit einem leichten Winkel. In 16 ist der konkave Rückspiegel 38 im oberen Bereich in der Zeichnung näher an dem ebenen Rückspiegel 42 angeordnet, und weiter weg liegend im unteren Bereich der Zeichnung. Mit der Gestaltung, mit der der ebene Rückspiegel 42 und der konkave Rückspiegel 38 in einer leicht geneigten Weise zueinander angeordnet sind, kann Viel-Pfad-Verstärkung, die eine größere Anzahl von Pfaden hat, erreicht werden.
  • Weiter ist in dem optischen Rückspiegelsystem eine Einfallsstrahl-Position (der erste feste Punkt) 39 angeordnet, um im Wesentlichen mit einer Reflexionsebene des Verbindungsspiegels 15 für das Reflektieren des Seed-Laserstrahls zusammenzufallen, der nach außen des Resonators ausgegeben wird, der die Oszillatorspiegel 11 und 12 umfasst. Als ein Ergebnis wird der erste feste Punkt 34 als eine Objektposition bemerkenswert stabiler. Daher ist das optische Rückspiegelsystem derart gestaltet, dass die Einfallsstrahl-Position (der erste feste Punkt) 34 an einer Position auf dem optischen Pfad mit einem Abstand 2L auf der Vorderseite der Position, in der ein einfallender Strahl zuerst auf den konkaven Rückspiegel 38 trifft ist. Zusätzlich ist das optische Rückspiegelsystem derart gestaltet, dass die Position einer Einfallsstrahl-Übertragungsposition (der zweite feste Punkt) 35, die in die Nähe eines Austrittsfensters 36 gesetzt ist, an einer Position auf dem optischen Pfad mit ei nem Abstand 2L auf der Rückseite der Position, in der der Austrittsstrahl zuletzt durch den konkaven Rückspiegel 38 reflektiert wird, ist.
  • Der einfallende Strahl, der das in das optische Rückspiegelsystem eingetreten ist, wird durch das Laufen durch einen Verstärkerbereich 30 nach schräg oben in der Zeichnung (der erste Pfad) verstärkt, trifft auf und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null ist, bezüglich des konkaven Rückspiegels 38, um schräg nach oben wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den zweiten Pfad) verstärkt, wird regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert, um schräg nach oben wegzugehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den dritten Pfad) verstärkt. Ferner trifft der einfallende Strahl auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, aber da die Reflexionsebene des konkaven Rückspiegels 38 nach unten in der Zeichnung weist, geht der einfallende Strahl bei diesem Mal schräg nach unten weg wie durch die gepunktete Linie in der Zeichnung angezeigt ist. Der einfallende Strahl, der durch den konkaven Rückspiegel 38 reflektiert wird, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den vierten Pfad) verstärkt, regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert, um schräg nach unten wegzugehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den fünften Pfad) verstärkt.
  • Der einfallende Strahl trifft im Folgenden auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 39 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den sechsten Pfad) verstärkt, wird regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert, um schräg nach unten wegzugehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den siebenten Pfad) verstärkt. Ferner trifft der einfallende Strahl auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel der größer als Null Grad ist, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den achten Pfad) verstärkt, wird regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 verstärkt, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den neunten Pfad) verstärkt, und läuft dann durch das Austrittsfenster 36 und wird als ein Austrittsstrahl ausgegeben.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird durch die Funktion des optischen Rückspiegelsystems das Querschnittsbild des Laserstrahls an der Reflexionsebene (dem ersten festen Punkt) 34 des Verbindungsspiegels 15 in eine Position (den zweiten festen Punkt) 35 in einem Abstand L auf der Rückseite von dem ebenen Rückspiegel 42 auf dem optischen Pfad eines Austrittsstrahls übertragen.
  • Bezug nehmend auf 17 ist der Abstand von der Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34 zu dem ersten konkaven Rückspiegel 38 2L, der Abstand zwischen einem jeweiligen der konkaven Rückspiegel 38 und einem jeweiligen des ebenen Rückspiegels 42 L, und der Abstand von dem letzten ebenen Rückspiegel 42 zur Einfallsstrahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35 L. Jedoch hat der ebene Rückspiegel 42 keine Fokussierleistung, und daher ist dort eine Beziehung, in der der Abstand zwischen benachbarten zwei Linsen (z. B. M1 und M2) entsprechend dem konkaven Rückspiegel 38 mit einer Brennweite ”f” 2L ist, in der der erste feste Punkt 34 in einem Abstand 2L auf der Vorderseite der Linse M1 positioniert ist, und in dem die Einfallsstrahl-Übertragungsposition (der zweite feste Punkt) 35 in einem Abstand 2L entfernt auf der Rückseite der letzten Linse M1 positioniert ist.
  • In dem Fall, in dem ein Abstand D = 2L zwischen Spiegeln (oder Linsen) verwendet wird, können eine kombinierte Brennweite Fk von k Teilen von Spiegeln (oder Linsen), ein Abstand ZHk zwischen Hauptpunkten, und eine Vergrößerung M aus den folgenden Gleichungen erhalten werden, in denen L durch 2L in den Gleichungen (8), (9) und (10) ersetzt ist. Fk+1 = Fk·f/(Fk + f – 2L) (14) ZHk+1 = Fk·2L/(Fk + f – 2L) + ZHk (15) M = (ZHk +1 + 2l – Fk+1)/Fk+1 (16)
  • In dem Fall, in dem k = 0 ist, ist ein Anfangswert F1 für die kombinierte Brennweite ”f”. Hier werden durch die nachfolgende Berechnung von F1 nach Fn durch Verwendung der Gleichungen (14), (15) und (16) die kombinierte Brennweite Fn und die Vorderseiten-Hauptpunktposition ZHn von n Teilen von Spiegeln (oder Linsen) (M1, M2, ... Mn) erhalten, und die Brennweite ”f” von jedem Spiegel (oder Linse) kann derart erhalten werden, dass die Vergrößerung erfüllt ist, um in etwa 1 zu sein.
  • Zum Beispiel ist der Krümmungsradius R ungefähr 7200 mm in dem Fall, wenn L gleich 600 mm ist und einen Neun-Pfad-Verstärkung durchgeführt wird.
  • Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass durch das Laufen durch eine Anzahl an Pfaden in dem Verstärkerbereich die Energie des Lasermediums effektiver genutzt wird, um einen Hochenergie-Laserstrahl zu erhalten. Zusätzlich wird die Position und der Winkel des Laserausgangsstrahls nach der Verstärkung stabilisiert, da das Strahlquerschnittsbild stark an der Position des Verbindungsspiegels 15 im Oszillatorteil 10 schwankt, übertragen wird und ein Bild gebildet wird, während der Laserstrahl ausgegeben wird.
  • <siebtes Beispiel>
  • 18 ist ein schematisches Diagramm eines Oszillator-Teils und eines Verstärkerteils in einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines siebenten Beispiels entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Übrigen unterscheidet sich ein optisches Systemdiagramm bezüglich des Verstärkerteils dieses Beispiel im Wesentlichen nicht von 17, und das optische Systemdiagramm ist weggelassen.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiel hat im Wesentlichen die gleiche Gestaltung wie die der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des sechsten Beispiels, das in 16 gezeigt ist und ist eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines Viel-Pfad-Verstärkungstyps, in dem ein konkaver Rückspiegel senkrecht zu einem Gehäuse angeordnet ist und ein ebener HR-Spiegel gegenüberliegend unter einem gewissen Winkel zu einem konkaven Rückspiegel angeordnet ist. In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Typs kann die Anzahl der Pfade im Übrigen durch Einstellung der Fokussierleistung, der Länge oder des eingeschlossenen Winkels eines Rückspiegels, eines Einfallswinkels eines Seed-Laserstrahls und dergleichen geändert werden. In dem Beispiel wie es in 18 gezeigt ist, ist die Anzahl der Pfade elf.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels wird ein Laserstrahl, der zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 oszilliert, durch einen Polarisator 14 und einen Verbindungsspiegel 15 von einem Oszillatorteil 10 zu einem Verstärkerteil 20 bereitgestellt. Der Seed-Laserstrahl, der zu dem Verstärkerteil 20 bereitgestellt wird, wird durch einen Einfallsspiegel 21 reflektiert und tritt in das optische Rückspiegelsystem ein, das einen ebenen Rückspiegel 42 und einen konkaven Rückspiegel 38 umfasst, die in einem Abstand L einander gegenüberliegend angeordnet sind.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist der konkave Rückspiegel 38 senkrecht zu einem Slab-Laser-Gehäuse 32 angeordnet, und der ebene HR-Spiegel 42 ist geneigt in einer Richtung einer Annäherung an den konkaven Rückspiegel 38 am oberen Ende in der Zeichnung angeordnet.
  • Der einfallende Strahl, der durch den Einfallsspiegel 21 reflektiert wird und in das optische Rückspiegelsystem eintritt, wird durch das Laufen durch einen Verstärkerbereich 30 nach schräg oben in der Zeichnung (den ersten Pfad) verstärkt, trifft auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, um nach schräg oben wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den zweiten Pfad) verstärkt, wird regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert um nach schräg oben wegzugehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den dritten Pfad) verstärkt. Anschließend trifft der einfallende Strahl auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, um nach schräg oben wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den vierten Pfad) verstärkt, wird regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert, um im Wesentlichen parallel zu der Wand des Gehäuses 32 weg zu gehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den fünften Pfad) verstärkt.
  • Der einfallende Strahl trifft auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, aber diesmal geht der einfallende Strahl nach schräg unten an einem Einfallspunkt des Einfallsstrahl weg, wie durch die gepunktete Linie in der Zeichnung angedeutet ist, da die Reflexionsebene des konkaven Rückspiegels 38 nach unten weist. Der einfallende Strahl, der durch den konkaven Rückspiegel 38 reflektiert wird, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich (den sechsten Pfad) verstärkt, wird regelmäßig durch den ebenen Rückspiegel 42 reflektiert, um schräg nach unten wegzugehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den siebenten Pfad) verstärkt.
  • Der einfallende Strahl trifft anschließend auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel der größer als Null Grad ist, um schräg nach unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereichs 30 (den achten Pfad) verstärkt, wird durch den ebenen Rückspiegel 42 regelmäßig reflektiert, um nach schräg unten wegzugehen, und wird durch das Laufen durch den Verstärkungsbereich 30 (den neunten Pfad) verstärkt. Ferner trifft der einfallende Strahl auf den und wird reflektiert durch den konkaven Rückspiegel 38 unter einem Winkel, der größer als Null Grad ist, um nach schräg unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den zehnten Pfad) verstärkt, wird durch den ebenen Rückspiegel 42 regelmäßig reflektiert, um nach schräg unten wegzugehen, wird durch das Laufen durch den Verstärkerbereich 30 (den elften Pfad) verstärkt, und läuft dann durch das Austrittsfenster 37 und wird als ein Austrittsstrahl ausgegeben.
  • Zu dieser Zeit wird durch die Funktion des optischen Rückspiegelsystems das Querschnittsbild des Laserstrahls in einer Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34, der einer Reflexionsebene des Polarisators 14 entspricht, zu einer Einfallslaserstrahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35 übertragen, der der Position im Abstand L von dem ebenen Rückspiegel 42 auf den optischen Pfad des Austrittsstrahls entspricht.
  • Das optische System dieses Falls ist derart gestaltet, dass eine optische Pfadlänge von der Einfallsstrahl-Position (dem ersten festen Punkt) 34 zu dem ersten konkaven Rückspiegel 38 2L ist, und entsprechende Abstände zwischen dem konkaven Rückspiegel 38 und dem ebenen Rückspiegel 42 L sind, und der Abstand von dem letzten konkaven Rückspiegel 38 zu der Einfalls strahl-Übertragungsposition (dem zweiten festen Punkt) 35 2L ist.
  • Die kombinierte Brennweite F und der Abstand zwischen den Hauptpunkten ZH kann aus den Gleichungen (14), (15) und (16) erhalten werden. Z. B. ist der Krümmungsradius R ungefähr 30000 mm in dem Fall, wo M = 1 und L = 1800 mm ist und eine elf-Pfadverstärkung durchgeführt wird.
  • Obwohl der Vorteil dieses Verfahrens der gleiche ist wie der des sechsten Bespiels besteht ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens darin, dass es einfacher ist, die Gestaltung sowie die Ausrichtung der Vorrichtung zu schaffen, da der optische Pfad durch das Einstellen des ebenen Rückspiegels 42 gesteuert wird, während der konkave Rückspiegel 38 fest ist, von der die Position und die Stellung normalerweise schwer einzustellen ist.
  • (Ausführungsform 3)
  • 19 ist ein schematisches Diagramm, dass eine Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform hat eine Gestaltung, in der ein regeneratives Verstärkerteil 50 und ein Verstärkerteil 20 zusammen mit einem einstückigen CO2-Laser-Medium-Teil 30 integriert sind, und in der ein CO2-Laserstrahl eines Seed-Laserstrahls, der von einem Anregungslichtgenerator, wie ein Viel-Linien-Seeder 60 eingeführt wird, erzeugt wird und zwischen den Resonator-Spiegeln verstärkt wird, danach Laser-verstärkt wird, um eine hohe Energie zu haben und an eine EUV-Lichtquellenvorrichtung bereitgestellt wird.
  • Der regenerative Verstärkerteil 50 ist ein Ersatz für den Oszillatorteil 10 in der ersten Ausführungsform und umfasst einen Teil eines CO2-Laser-Medium-Teils 30 und ist gestaltet, um eine zweite EO-Pockelszelle 16 und eine λ/4-Wellenlängen-Platte 17 zusätzlich zu einem Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12, einer ersten EO-Pockelszelle 13 und einem Polarisator zu haben. Im Übrigen hat der Polarisator 14 eine Verbindungsfunktion des Ablenkens eines Laserstrahls zu dem Verstärkerteil 20, so dass ein Verbindungsspiegel nicht erforderlich ist.
  • Der regenerative Verstärkerteil 50 empfängt Osziallationslicht von dem Viel-Linien-Seeder 60, das z. B. von einem CO2-Laser oder einem Festkörperlaser gebildet wird, und verstärkt es während seiner wiederholten hin-und-her-Bewegung in dem regenerativen Verstärkerteil 50, um das verstärkte Licht auszugeben. Hier kann als Beispiel eines Viel-Linien-Seeders ein Multi-Longitudinal-Mode-Halbleiterlaser, der in den Wellenlängen der Verstärkungslinien des CO2-Lasers oszilliert wird oder eine gebündelte Lichtkomponente kombiniert mit Lichtkomponenten von einer Vielzahl von Single-Longitudinal-Mode-Halbleiterlaser.
  • Wenn Osziallationslicht, das S-polarisiertes Licht ist, in die Vorrichtung von dem Viel-Linien-Seeder 60 eintritt, wird das einfallende Licht durch den Polarisator 14 reflektiert und wird in den regenerativen Verstärkerteil 50 eingespeist. Das eingespeiste Licht wird während seiner hin-und-her-Bewegung durch die λ/4-Wellenlängenplatte 17 zu P-polarisiertem Licht verändert, und daher läuft das eingespeiste Licht durch den Polarisator 14, wird durch den Resonator-Spiegel 17 an der Vorderseite reflektiert, um zurückzukehren, und läuft erneut durch den Polarisator 14.
  • Die Funktion des regenerativen Verstärkers 50 wird detaillierter beschrieben. Der S-polarisierte Seed-Laserstrahl wird in Richtung der Reflexionsebene des Polarisators 14 von dem Viel-Linien-Seeder 16 eingespeist. Dieser Seed-Laserstrahl wird hoch durch den Polarisator reflektiert und in den Resonator des regenerativen Verstärkerteils 50 eingespeist. Der eingespeiste Seed-Laserstrahl läuft durch die erste EO-Pockelszelle 13 wie sie ist, und wird in kreisförmig polarisiertes Licht durch die λ/4-Wellenlängenplatte 17 umgewandelt. Ferner wird der Seed-Laserstrahl in P-polarisiertes Licht gewandelt, wenn es an dem Resonator-Spiegel 11 umgedreht wird und erneut durch die λ/4-Wellenlängenplatte 17 hindurch läuft. Der Seed-Laserstrahl läuft durch die erste EO-Pockelszelle 13 wie er ist in dem polarisierten Licht-Zustand, um durch den Polarisator 14 zu laufen. Dann läuft dieser P-polarisierte Laserstrahl durch das CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, läuft durch zweite EO-Pockelszelle 16 wie er ist in dem P-polarisiertem Lichtzustand, wird durch den Resonator-Spiegel 12 auf der Vorderseite reflektiert, um zurückzukehren, läuft durch die zweite EO-Pockelszelle 16 und das CO2-Laser-Medium-Teil 30 erneut und wird verstärkt, und läuft in dem P-polarisierten Lichtzustand durch den Polarisator 14.
  • Der P-polarisierte Laserstrahl, der den Polarisator 14 durchgelaufen ist, wird in S-polarisiertes Licht gewandelt, wenn er hin-und-her geht, um die λ/4-Wellenlängenplatte 17 zu durchlaufen, so dass er durch den Polarisator 14 reflektiert wird. Daher dreht der Seed-Laserstrahl durch Anwendung einer Spannung für eine λ/4 Wellenlänge auf die EO-Pockelszelle 13 weiter die Polarisationsebene, um P-polarisiertes Licht zu sein, und der Seed-Laserstrahl kann den Polarisator durchlaufen.
  • Der oben erwähnte Inhalt wird detaillierter beschrieben. In dem Fall, dass keine Spannung auf die erste EO-Pockelszelle aufgebracht wird, wird der P-polarisierte Laserstrahl, der den Polarisator 14 durchlaufen hat, in S-polarisiertes Licht gewandelt, wenn es hin-und-her geht, um durch die λ/4-Wellenlängenplatte 17 zu laufen, so dass der Laserstrahl hoch durch den Polarisator 14 reflektiert wird. Dann läuft der Laserstrahl durch Anwendung einer Spannung auf die ersten EO-Pockelszelle 13, um eine Phasenverschiebung, die einer λ/4 Wellenlänge entspricht, zu machen, durch die erste EO-Pockelszelle 13 und die λ/4-Wellenlängenplatte 17, und dabei wird der Laserstrahl von P-polarisiertem Licht in S-polarisiertes Licht gewandelt. Ferner wird der Laserstrahl durch den Resonator-Spiegel 11 reflektiert, dann durchläuft der Laserstrahl die λ/4-Wellenlängenplatte 17 und die erste EO-Pockelszelle 13 erneut, und wird dabei von S-polarisiertem Licht in P-polarisiertes Licht gewandelt, um durch den Polarisator 14 zu laufen.
  • In den Zustand, in dem eine Spannung, die einer λ/4 Wellenlänge entspricht, auf die erste EO-Pockelszelle 13 aufgebracht wird, geht der Laserstrahl mehrere Male zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 hin und her, um die Ausgangsleistung des Laserstrahl mittels des CO2-Lasermediums zu verstärken. In anderen Worten geht Seed-Laserstrahl von dem Viel-Linien-Seeder in dem Zustand, in dem eine Spannung auf die erste EO-Pockelszelle 13 aufgebracht wird, um eine Phasenverschiebung entsprechend λ/4 Wellenlänge zu machen, viele Male zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 hin und her, um eine effiziente Verstärkung mittels des CO2-Lasermediums durchzuführen.
  • Zu dieser Zeit wird der Seed-Laserstrahl am CO2-Laser-Medium-Teil 30 in dem regenerativen Verstärkerteil 40 hinreichend verstärkt, wenn die Spannung für die λ/4 Wellenlänge auf die zweite EO-Pockelszelle 16 aufgebracht wird, dann wird der CO2-Laserstrahl in dem regenerativen Verstärkerteil 50 zu S-polarisiertem Licht gewandelt und durch den Polarisator 14 reflektiert, und tritt dann in den Verstärkerteil 20 ein.
  • Nachdem der Laserstrahl in dem regenerativen Verstärkerteil 50 freigesetzt ist, kann dann Oszillationslicht von dem Viel-Linien-Seeder 60 in dem regenerativen Verstärkerteil 50 genommen werden, wenn die Spannung auf Null gedreht wird, um auf die erste EO-Pockelszelle 13 und die zweite EO-Pockelszelle 16 aufgebracht zu werden.
  • Der Verstärkerteil 20 umfasst einen Teil eines CO2-Laser-Medium-Teils 30 und ist mit einem Einfallsspiegel 21 und einem Paar von Rückspiegeln 22 und 23 versehen.
  • Der Verstärkerteil 20 ist der gleiche wie der der ersten Ausführungsform, so dass sowohl der Rückspiegel 22 als auch der Rückspiegel 23, der dem vorgenannten gegenüber liegt, ebene Spiegel sein können, wie in 1 gezeigt. Es ist jedoch ganz selbstverständlich möglich, dass ein Spiegel ein konkaver Spiegel ist, oder dass beide Spiegel konkave Spiegel sind. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass einer ein konkaver Spiegel ist und der andere ein konvexer Spiegel ist, so dass der elektrische Entladungsteil von großem Querschnittsbereich effektiv genutzt werden kann. Weiter ist es bevorzugt, dass ein Paar von Reflexionsspiegeln sowohl im hingehenden als auch im rückgehenden optischen Pfad angeordnet sind.
  • Weiter ist es möglich, dass ein sättigungfähiger absorbierender Stoff, ein Raumfilter oder dergleichen zwischengesetzt ist, um eine störende Oszillation im Verstärkerteil 20 zu unterdrücken.
  • Der CO2-Laserstrahl, der in den Verstärkerteil von dem regenerativen Verstärkerteil 50 eingetreten ist, wird zwischen dem Rückspiegel 22 und dem dazu gegenüberliegenden Rückspiegel 23, die parallel angeordnet sind, Viel-Weg-reflektiert, und wird letztendlich an eine EUV-Licht-Erzeugungskammer oder einen anderen CO2-Laser-Verstärker durch ein Ausgabefenster der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung bereitgestellt.
  • Der CO2-Laserstrahl wird während seiner hin-und-her-Bewegung in dem angeregten CO2-Lasermedium in Ausgangsenergie verstärkt und wird ein Hochenergie-Laserstrahl.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform wird das CO2-Lasermedium – verglichen mit einer herkömmlichen Slab-Typ-Laser-Vorrichtung – gemeinsam vom Verstär kerteil 20 und von regenerativen Verstärkerteil 50 genutzt, so dass die Gestaltung einer Vorrichtung vereinfacht und verkleinert wird. Ferner kann ein CO2-Laser erhalten werden, der eine hohe Oszillationswirksamkeit und eine hohe Energie hat, da der Laserstrahl in dem gleichen CO2-Lasermedium an dem regenerativen Verstärkerteil 50 und an dem Verstärkerteil 20 eine beliebige Anzahl an Malen hin-und-her geht und ausreichende Energieübertragung empfangen kann.
  • Das heißt, die Effizienz der Verstärkung wird groß und daher kann ein Hochenergie-CO2-Laserstrahl erhalten werden, ebenso wie eine kompakte Slab-Typ-Laser-Vorrichtung erhalten wird, da der regenerative Verstärkerteil und der Verstärkerteil 20 in dem gleichen CO2-Lasermedium betrieben werden, und da ein Laserstrahl am Verstärkerteil 20 Viel-Weg-verstärkt wird.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform wird ein kurz-Puls-CO2-Laser-Oszillator, der Raumeinsparung und Hochenergie realisiert.
  • Übrigens ist, wie oben erwähnt, der Fall, in dem ein Laserstrahl eingespeist werden soll, ein Laserstrahl, der von einem Viel-Weg-Seeder erhalten wird, aber es ist auch bevorzugt, dass ein Laserstrahl unter Verwendung eines Einweg-Seeder benutzt, der bereit gestellt werden soll.
  • 20 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Beispiel dieser Ausführungsform zeigt.
  • Im Vergleich mit der Laser-Vorrichtung, wie sie in 19 gezeigt ist, unterscheidet sich die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels nur darin, dass ein Paar von Prismen 18 in einem optischen Laserpfad des regenerativen Verstärkerteils 50 eingesetzt ist, und die anderen sind exakt gleich.
  • Durch das Einsetzten eines Paars von Prismen 18 in den regenerativen Verstärkerteil 50 kann eine feine Einstellung des op tischen Abstands zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 erhalten werden. Daher ist eine Wellenlängenwahl und eine Wellenlängeneinstellung des Ausgangslaserstrahl leicht gemacht, da die Wellenlängenwahl sogar in dem Fall, in dem ein Viel-Weg-Seeder 60 verwendet wird, gemacht werden kann, und die Resonanzeinstellung durch Verwendung eines Einzel-Weg-Seeders gemacht werden kann.
  • Übrigens kann die optische Achse des Ausgangslaserstrahls ganz selbstverständlich durch Anwendung auf die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform mit einem Verstärkerteil, der durch Verbesserung des optischen Systems des Viel-Weg-Verstärkers des Verstärkerteils 20 wie es für die oben erwähnte zweite Ausführungsform offenbart ist, erhalten wird und in dem ein Strahlquerschnittsbild an der Einfallsstrahl-Position (dem ersten fixen Punkt) zu einer Einfallsstrahl-Übertragungsposition (dem zweiten fixen Punkt) übertragen wird, der in der Nähe des Ausgangs existiert, stabilisiert werden.
  • (Ausführungsform 4)
  • Die 21–25 sind Zeichnungen, die eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform ist eine CO2-Laservorrichtung, um einen Laserstrahl zu einem Zielmaterial in einer extrem ultravioletten Lichtquellenvorrichtung bereitzustellen. Dieses Ausführungsform besteht darin, ein Oszillatorteil, dass ein einfaches optisches System hat, auf ein Verstärkerteil, das mit einem optischen Rückspiegelsystem, das ebene Spiegel hat, die gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, um im Wesentlichen parallel zu sein, versehen ist, anzuwenden, und das Andere außer dem Oszillatorteil hat im Wesentlichen die gleiche Gestaltung wie die einer Slab-Typ-Laser- Vorrichtung des ersten Beispiels entsprechend der ersten Ausführungsform.
  • <erstes Beispiel>
  • 21 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels hat eine Gestaltung, in der ein Oszillatorteil und ein Verstärkerteil 20 zusammen in einem einstückigen Slab-Typ-CO2-Laser-Medium-Teil 30 integriert sind. Im Vergleich zu der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform wie in 1 gezeigt, sind die Gestaltungen des Slab-Typ-CO2-Laser-Medium-Teils 30 und des Verstärkerteils 20 identisch, und nur die Gestaltung des Oszillator-Teils 10 ist unterschiedlich.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels umfasst das Oszillatorteil 10 einen Teil eines CO2-Laser-Medium-Teils 30 und ist mit einem Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12, einer elektro-optischen (EO) Pockelszelle 13 und einem Polarisator 14 versehen. Ein Verbindungsspiegel wird nicht verwendet.
  • In dem Oszillatorteil 10 wird eine S-polarisierte Lichtkomponente in einen CO2-Laserstrahl, der in dem Oszillatorteil 10 erzeugt wird, durch den Polarisator 14 reflektiert und oszilliert zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 und ist gewachsen. In geeigneten Intervallen, die EO-Pockelszelle 13 treibend, um eine Phasenverschiebung entsprechend λ/4 zu machen, wird der CO2-Laserstrahl, der in Schwingung versetzt ist, in P-polarisiertes Licht gewandelt, und dann läuft der CO2-Laserstrahl durch den Polarisator 14, um in den Verstärkerteil 20 einzutreten.
  • Der CO2-Laserstrahl, der in den Verstärkerteil eingetreten ist, fällt auf den und wird reflektiert durch den Einfallsspiegel 21, durchläuft den Verstärkungs-CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, und wird anschließend zwischen den Rückspiegeln 22 und 23, die im Wesentlichen parallel angeordnet sind, Viel-Weg-verstärkt, und wird dann ausgegeben. In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist der Verbindungsspiegel 15 nicht am Verstärkerteil 10 verwendet, und daher ist das optische System vereinfacht.
  • <zweites Beispiel>
  • 22 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Beispiels entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Oszillatorteil der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels umfasst ein Teil eines CO2-Laser-Medium-Teils 30, und ist mit einem Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12, einer elektro-optischen (EO) Pockelszelle 13 und einem Polarisator 14 versehen, das Gleiche, wie in dem ersten Beispiel.
  • Jedoch versetzt abweichend von dem ersten Beispiel das Oszillatorteil 10 eine P-polarisierte Lichtkomponente in Schwingung, die durch den Polarisator 14 zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 unter den polarisierten Lichtkomponenten des CO2-Laserstrahls läuft, der in dem Oszillatorteil 10 erzeugt wird, mit. Der Laserstrahl oszilliert auf dem optischen Pfad von dem wesentlichen grader Linie zwischen einem Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12, die einander gegenüberliegend parallel sind. Ferner wird der CO2-Laserstrahl von P-polarisiertem Licht in S-polarisiertes Licht gewandelt, wenn die EO-Pockelszelle 13 gesteuert wird, um eine Phasenverschiebung entsprechend λ/4 zu machen, und der CO2-Laserstrahl wird durch den Polarisator 14 reflektiert und tritt in das Verstärkerteil 20 ein.
  • In der Gestaltung wie sie in 22 gezeigt ist, funktioniert ein Einfallsspiegel 21, um den einfallenden CO2-Laserstrahl zu führen, um zwischen den Rückspiegeln 22 und 23, die im Wesent lichen parallel angeordnet sind, Viel-Weg-reflektiert zu werden. Der Einfallsspiegel 21 ist im Wesentlichen in einer diagonalen Position bezüglich des Polarisators 14 angeordnet, der den CO2-Lasermedium-Teil 30 einschließt. Daher macht der CO2-Laserstrahl, der durch den Polarisator 14 in die Laufrichtung wechselt und in dem CO2-Laser-Medium-Teil 30 läuft, zusätzlich den Effekt einer Verstärkung durch, bis er den Einfallsspiegel 21 erreicht, tritt dann zwischen die Rückspiegel 22 und 23 ein, die im Wesentlichen parallel angeordnet sind, wird Viel-Weg-verstärkt und wird ausgegeben, so dass die Effizienz der Verstärkung mehr verbessert ist.
  • Zusätzlich ist in dem Oszillatorteil 10 ein Verbindungsspiegel nicht benutzt, so dass das optische System vereinfacht wird.
  • <drittes Beispiel>
  • 23 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines dritten Beispiels entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Oszillator-Teil 10 einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels umfasst einen Teil eines CO2-Laser-Medium-Teils 30, ist mit einem Paar von Resonator-Spiegeln 11 und 12, einer elektro-optischen (EO) Pockelszelle 13 und einem Polarisator 14 versehen und benutzt die Resonanz der P-polarisierten Lichtkomponente, das gleiche wie im zweiten Ausführungsbeispiel. Jedoch sind das Oszillator-Teil 10 und das Verstärkerteil 20 angeordnet, um einander zu kreuzen, und die zwei Teile teilen einen Teil des CO2-Laser-Medium-Teils 30. In einer gewünschten Einstellung wird eine Spannung auf die EO-Pockelszelle 13 aufgebracht und ein Phasenverschiebung entsprechend λ/4 gemacht, wobei ein Laserstrahl, der in der EO-Pockelszelle 13 hin-und-her geht, von P-polarisiertem Licht in S-polarisiertes Licht gewandelt wird. Durch das Schalten des CO2-Laserstrahls, der im P-polarisiertem Lichtzustand in den S-polarisiertem Lichtzustand in Schwingung versetzt wird, wird der Laserstrahl durch den Polarisator 14 hoch reflektiert und tritt in den Verstärkerteil 20 wie er ist ein. Daher ist es nicht nur nicht erforderlich einen Verbindungsspiegel anzuordnen, sondern auch einen Einfallsspiegel 21.
  • (Ausführungsform 5)
  • 24 ist eine Zeichnung, die eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform hat eine Gestaltung, die ein photo-akkustisches Element 70 anstelle einer EO-Pockelszelle und eines Polarisators in einem Oszillator-Teil 10, ebenso wie die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform keinen Verbindungsspiegel, und ferner keinen Einfallsspiegel im Verstärkerteil 20 umfasst.
  • Wenn das photo-akkustische Element 70 in einer vorbestimmten Einstellung betrieben wird, während der Laserstrahl zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 schwingt, wird der Laserstrahl in einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform in einer Richtung ausgegeben, die von der optischen Achse zwischen den Resonator-Spiegeln verschieden ist, und tritt in den Verstärkerteil 20 von der zu dem Oszialltor-Teil 10 nahen Seite ein. Der einfallende Laserstrahl wird zwischen den Rückspiegeln 22 und 23, die im Wesentlichen parallel angeordnet sind und das CO2-Laser-Medium-Teil 30 einschließen, Viel-Weg-verstärkt, und wird dann von einem entfernten Bereich 20, der von dem Oszillatorteil 10 entfernt ist, ausgegeben.
  • (Ausführungsform 6)
  • 25 ist eine Zeichnung, die eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform ist mit einem regenerativen Verstärkerteil 50 anstelle eines Oszillatorteils 10 einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend der fünften Ausführungsform versehen, dass in einer optischen Resonanzachse zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 mit einem zweiten photo-akkustischen Element 71 versehen ist, und verstärkt einen Seed-Laserstrahl, der durch das zweite photo-akkustische Element eingeführt wird.
  • Wenn das zweite akkustische Element 71 in dem regenerativen Verstärker 50 auf ”angeschaltet” gewechselt wird, wird ein gepulster Seed-Laserstrahl in dieser Ausführungsform in einen Resonator eingeleitet, der von den Resonator-Spiegel 11 und 12 gebildet wird. Wenn das zweite photo-akkustische Element 71 in ”aus” geschaltet wird, wird danach der Seed-Laserstrahl durch den Resonator-Spiegel 12 gedreht, läuft mit beibehaltender Laufrichtung durch das zweite photo-akkustische Element 71, das auf ”aus” gestellt wurde, läuft durch den CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, und läuft dann durch das erste photo-akkustische Element 70, das auf ”aus” geschaltet wurde, wird durch den Resonator-Spiegel 11 umgedreht, läuft mit beibehaltender Laufrichtung durch das erste photo-akkusitische Element 70, das auf ”aus” geschaltet wurde, und tritt dann in den CO2-Laser-Medium-Teil 30 ein und wird erneut verstärkt.
  • Durch Wiederholung davon wird der Seed-Laserstrahl umgestaltet und verstärkt. Zu einem Zeitpunkt, wenn eine gewünschte Energie erhalten ist, wird das photo-akkustische Element 70 betätigt, und der umgestaltete und verstärkte Laserstrahl wird zu einem Verstärkerteil 20 ausgegeben. Der Laserstrahl, der von dem regenerativen Verstärker 50 ausgegeben wird, läuft durch das CO2-Laserteil 30 und wird verstärkt, und trifft auf den und wird reflektiert durch eine Hoch-Reflexions-Spiegel 22. Ferner läuft der Laserstrahl durch das CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, wird zwischen einem Hoch-Reflexions-Spiegel 23 und dem Hoch-Reflexions-Spiegel 22 Viel-Weg-verstärkt, und wird von dem Verstärkerteil 20 ausgegeben.
  • (Ausführungsform 7)
  • Die 26 und 27 zeigen eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform ist anstelle des Oszillatorteils in der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform wie in 22 z. B. gezeigt, mit einem regenerativen Verstärkerteil versehen, in den ein Seed-Laserstrahl, der umgestaltet und verstärkt werden soll, eingeführt wird.
  • <erstes Beispiel>
  • 26 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines ersten Beispiels entsprechend der siebenten Ausführungsform zeigt. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist mit einer EO-Pockelszelle 13, einem Polarisator 14 und einem photo-akkustischen Element 17 zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 in einem regenerativen Verstärkerteil 50 versehen und ist mit einem Seed-Laserstrahl eingeführt, der durch das photo-akkustische Element umgestaltet und verstärkt werden soll, und stellt den verstärkten Laserstrahl an das Verstärkerteil 20 bereit.
  • Wenn das photo-akkustische Element 71 des regenerativen Verstärkerteils 50 auf ”angestellt” gestellt wird, wird ein gepulster Seed-Laserstrahl von P-polarisiertem Licht in der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels in den Resonator eingeführt, der von den Resonator-Spiegeln 11 und 12 gebildet wird. Wenn das photo-akkustische Element 71 auf ”aus” gestellt wird, wird danach der Seed-Laserstrahl am Resonator-Spiegel 12 gedreht, läuft mit beibehaltener Laufrichtung durch das photo-akkustische Element 71, das auf ”aus” gestellt wurde, läuft durch ein CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, läuft dann durch den Polarisator 14 in einem Zustand des P-polarisiertem Lichts, läuft durch die EO-Pockelszelle 13, die auf ”aus” gestellt wurde, wird an dem Resonator-Spiegel 11 gedreht, läuft mit beibehaltener Laufrichtung durch die EO-Pockelszelle 13, läuft in einem Zustand von P-polarisiertem Licht durch den Polarisator 14, und tritt ein und läuft durch das CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird erneut verstärkt. Durch Wiederholung davon wird der Seed-Laserstrahl umgestaltet und verstärkt.
  • Zu einem Zeitpunkt, wenn eine gewünschte Energie erhalten ist, wird der Seed-Laserstrahl, wenn die EO-Pockenzelle 13 betätigt ist, in S-polarisiertes Licht gewandelt, durch den Polarisator 14 hoch reflektiert, umgestaltet und verstärkt und zum Verstärkerteil 20 ausgegeben. Der Laserstrahl, der von diesem regenerativen Verstärkerteil 50 zu dem Verstärkerteil 20 ausgegeben wird, läuft durch das CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt und trifft auf und wird reflektiert durch einen Hoch-Reflexions-Spiegel 21. Ferner läuft der Laserstrahl durch das CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, wird zwischen einem Hoch-Reflexions-Spiegel 23 und einem Hoch-Reflexions-Spiegel 23 Viel-Weg-verstärkt, und wird von dem Verstärkerteil 20 ausgegeben.
  • <zweites Beispiel>
  • 27 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Gestaltung einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung eines zweiten Beispiels entsprechend der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels ist zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 in einem regenerativen Verstärkerteil 50 mit einer ersten EO-Pockelszelle 13, einem Polarisator 14, einer zweiten EO-Pockelszelle 16 und einem Hoch-Reflexionsfilm-Spiegel 17-2 versehen, der als ein Element zum Machen einer Phasenverschie bung entsprechend λ/4 wirkt. Der Polarisator 14 führt einen Seed-Laserstrahl von S-polarisiertem Licht zwischen die Resonator-Spiegel 11 und 12 ein, was den den Seed-Laserstrahl umgestaltet und verstärkt, um den Seed-Laserstrahl zu dem Verstärkerteil 20 bereitzustellen. Es ist nicht erforderlich, einen Verbindungsspiegel zwischen dem regenerativen Verstärkerteil 50 und dem Verstärkerteil 20 vorzusehen.
  • In der Slab-Typ-Laser-Vorrichtung dieses Beispiels trifft ein gepulster Seed-Laserstrahl von S-polarisiertem Licht auf eine und wird reflektiert durch eine polarisierte Filmebene des Polarisators 14, und wird in einen Resonator eingeführt, der zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 gebildet wird. Der Seed-Laserstrahl, der in den Resonator eingeführt wird, läuft durch ein Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, läuft durch die zweite EO-Pockelszelle 16 während die Laufrichtung beibehalten wird, wird durch den Hoch-Reflexionsfilm-Spiegel 17-2, der mit einem Reflexionsfilm zum Machen einer Phasenverschiebung entsprechend λ/4 beschichtet ist, reflektiert und wird dabei in kreisförmig polarisiertes Licht gewandelt, wird durch den Resonator-Spiegel 12 reflektiert und wird durch den Hoch-Reflexions-Spiegel 17-2 zum Machen einer Phaseverschiebung entsprechend λ/4 erneut reflektiert und wird dabei in P-polarisiertes Licht gewandelt. Dann läuft der Seed-Laserstrahl durch die zweite EO-Pockelszelle 16, während die Laufrichtung beibehalten wird, läuft durch das CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, und läuft durch den Polarisator 14. Dann läuft der Seed-Laserstrahl durch die erste EO-Pockelszelle 13, wird durch den Resonator-Spiegel 11 gedreht, und läuft durch die erste EO-Pockelszelle 13 und den Polarisator 14 in einem Zustand von P-polarisiertem Licht.
  • Der Seed-Laserstrahl durchläuft weiter den CO2-Laser-Medium-Teil und wird in einem Zustand des P-polarisierten Lichts verstärkt, wird danach in kreisförmig polarisiertes Licht mit einer Phasenverschiebung entsprechend λ/4, die durch den Betrieb der zweiten EO-Pockelszelle 16 gemacht wird, verwandelt, und wird durch Reflexion mittels des Hoch-Reflexionsfilm-Spiegels 17-2, der eine Phasenverschiebung entsprechend λ/4 macht, in S-polarisiertes Licht gewandelt. Dieses S-polarisierte Licht wird durch den Resonator-Spiegel 12 reflektiert, durch den Hoch-Reflexionsfilm-Spiegel 17-2, der eine Phasenverschiebung entsprechend λ/4 macht, in kreisförmig polarisiertes Licht gewandelt, und weiter in P-polarisiertes Licht mit einer Phasenverschiebung entsprechend λ/4, die durch die zweite EO-Pockelszelle gemacht wird, gewandelt. Ferner durchläuft dieses P-polarisierte Licht den CO2-Laserteil 30 und wird verstärkt, und läuft durch den Polarisator 14. Dann läuft dieses P-polarisierte Licht durch die erste EO-Pockelszelle 13, wird durch den Resonator-Spiegel 11 reflektiert, läuft durch die erste EO-Pockelszelle 13 und den Polarisator in einem Zustand des P-polarisierten Lichts, und tritt erneut in den CO2-Laser-Medium-Teil 30 ein. Weiter werden diese Betriebszustände wiederholt.
  • Ferner wird die erste EO-Pockelszelle 13 zu einem Zeitpunkt, wenn der Seed-Laserstrahl, der durch Resonanz zwischen den Resonator-Spiegeln 11 und 12 umgestaltet und verstärkt wird, kommt, um eine gewünschte Energie zu haben, wird die erste EO Pockelszelle betätigt, wobei das P-polarisierte Licht in kreisförmig polarisiertes Licht gewandelt wird, dann hoch bzw. stark durch den Resonator-Spiegel 11 reflektiert wird, in S-polarisiertes Licht durch die erste EO-Pockelszelle gewandelt und hoch durch den Polarisator 14 reflektiert wird, und daher wird ein Laserstrahl ausgegeben, der aus dem Seed-Laserstrahl durch Umgestaltung und Verstärkung gebildet wird. Der Laserstrahl, der von dem regenerativen Verstärker ausgegeben wird, läuft durch den CO2-Laser-Medium-Teil 30 und wird verstärkt, und trifft auf einen und wird reflektiert durch einen Hoch-Reflexions-Spiegel 21. Ferner wird der Laserstrahl in dem CO2- Laser-Medium-Teil 30 während der hin-und-her-Bewegung zwischen den Spiegeln 22 und 23 verstärkt, und wird ausgegeben.
  • 28 ist eine schematische Kurve, die schematisch die Beziehung zwischen dem Verstärkungsgradbereich und einer Wellenlänge jeder Linie eine CO2-Lasers in dem Fall zeigt, wo ein Longitudinal-Mode eines Halbleiterlasers, der einen Seed-Laserstrahl erzeugt, ein Single-Mode ist. In dem Graph gemäß 28 ist eine Wellenlänge schematisch auf der Abszissenachse aufgezeichnet, und ein Verstärkungsgrad ist schematisch auf der Ordinatenachse aufgezeichnet. Die gepunkteten Linien zeigen die Verstärkungswellenlängenbereiche von P(18), P(20), P(22), P(24), P(26), P(28) und P(30) an, und es existieren dort bezüglich jeder dieser Linien Verstärkungsgradbereiche vorbestimmter Wellenlängenbreite. Diese Verstärkungsgradwellenlängenbandbreite Δν ist durch eine Druckverbreiterung von einer Rotationsverstärkungsbandbreite erzeugt worden, und sie kann durch die folgende Gleichung erhalten werden: Δν = 7,58(ΦCO2 + 0,73ΦN2 + 0,64ΦHe) × P(300/T)1/2 (17)wobei: Φ einen Partialdruck bezeichnet, P einen Druck (torr), und T die Temperatur (K) bezeichnet. Unter typischen Bedingungen, dass CO2:N2:He = 1:1:8, der Druck 100 torr ist und die Temperatur 450 Kelvin ist, ist die Verstärkungsgradbandbreite Δν von jeder Linie 424 MHz, das heißt die Wellenlängenbandbreite wird ungefähr 0,001588 μm.
  • Daher kann im Fall einer Single-Longitudinal-Mode-Oszillation eine Verstärkung im Fall, wo die Oszillationswellenlänge eines Halbleiterlasers im Bereich von 10,5912 ± 0,000794 μm beispielsweise stabilisiert wird, Verstärkung gemacht werden, so dass die Oszillationswellenlänge im Bereich innerhalb der Verstärkungsgradbandbreite von ungefähr 0,001588 μm bezüglich der CO2-Laserverstärkungslinie P(20) von 10,5912 μm sein soll. Jedoch muss die Oszillationswellenlänge eines Halbleiterlasers in der Nähe eines Peaks eines Verstärkungsgrades stabilisiert werden, um die Ausgangsenergie des Lasers stabil zu halten. Übrigens ist die Oszillationswellenlänge des Halbleiterlasers nicht auf diese Verstärkungslinie P(20) begrenzt, jedoch kann durch Stabilisieren der Oszillationswellenlänge im Bereich von ±0,00794 μm zentriert mit der Wellenlänge jeder Verstärkungslinie eine Verstärkung gemacht werden. Um jedoch eine stabile Ausgangsenergie des Lasers beizubehalten, ist es erforderlich, die Oszillationswellenlänge jedes Halbleiterlasers in der Nähe des Peaks jedes Verstärkungsgrades zu stabilisieren.
  • 29 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Resonators in dem Fall zeigt, wo ein Halbleiterlaser eines Single-Longitudinal-Modes als Seed-Laser verwendet wird. Ein Ausgangsverbindungsspiegel (Ausgangsverbinder: OC) 62 ist an der Vorderseite der Halbleitervorrichtung 61 angeordnet, und ein rückseitiges optisches Modul 63 ist auf der Rückseite angeordnet. Der OC 62 und das rückseitige optische Modul 63 bilden einen optischen Resonator. Der OC 62 ist Spiegel, der mit einer teilweise reflektierenden Spiegelschicht versehen ist, und gibt einen Teil eines Laserstrahls aus und kehrt dahingegen einen Teil des Laserstrahls in den Resonator zurück, um in Schwingung versetzt zu werden. In dem rückseitigen optischen Modul 63 sind eine Kollimator-Linse 64 und ein Beugungsgitter 65 angeordnet. Das Beugungsgitter 65 ist Littrow-gestaltet, so dass der Einfallswinkel und der Beugungswinkel die gleichen sind. Durch Ändern dieses Einfalls- und Beugungswinkels kann die Wellenlänge, die ausgewählt werden soll, gesteuert werden.
  • Mit dieser Gestaltung kann durch Auswahl nur einer Lichtkomponente aus den Lichtkomponenten eines Multi-Longitudinal-Modes, der ein Beugungsgitter 65 benutzt, um es zu dem Resonator umzukehren, eine Single-Longitudinal-Mode-Oszillation gemacht werden. Ferner ist die Wellenlänge des Single-Longitudinal-Modes mit der Verwendung eines Mechanismus des Drehens dieses Beugungsgitters 65, um eine Wellenlängenauswahl zu machen, und eines Mechanismus des Steuerns und Stabilisieren einer Resona torlänge, was nicht gezeigt ist, fest, um P(20) von 10,5912 μm zu sein, und wobei eine Pulsverstärkung, die einen CO2 Gas-Laser-Verstärker benutzt, gemacht werden kann.
  • Obwohl die Wellenlänge eines Halbleiterlasers mit P(20) zusammenfällt, ist es in dieser Ausführungsform nicht auf dieses Beispiel beschränkt, jedoch muss die Wellenlänge nur mit dem Verstärkungsgradbereich von jeder Verstärkungslinie zusammenfallen. Obwohl eine Littrow-Gestaltung eines Beugungsgitters als ein Beispiel eines Single-Longitudinal-Modes dieses Halbleiterlasers gezeigt ist, ist darüber hinaus dies nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern verschiedene Wellenlängenauswahltechniken, z. B. Etalon, können verwendet werden, durch die ein Single-Longitudinal-Mode ausgewählt werden kann. Obwohl in dieser Ausführungsform ein Beispiel eines Halbleiterlasers, der eine Single-Longitudinal-Modeoszillation unter Verwendung eines externen Resonators macht, ist diese Ausführungsform ferner nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern es ist bevorzugt, einen Halbleiterlaser des Distributed-Feedback-Typs zu verwenden, in dem ein Wellenlängenauswahlelement, wie ein Beugungsgitter, in eine Halbleitervorrichtung integriert ist. Weiter kann ein Quanten-Kaskaden-Laser als Seed-Laser-Oszillator in der Erfindung verwendet werden.
  • 30 ist ein schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Gestaltung eines Halbleiterlasers zeigt, der als Seed-Laser in einer Slab-Typ-Laser-Vorrichtung entsprechend den betreffenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung benutzt werden soll. Was unterschiedlich zu dem Beispiel aus 29 ist, ist die Verwendung einer Vielzahl von Halbleiterleiterlasern des Single-Longitudinal-Modes, und die Ausgangsstrahlen werden gebündelt, um einen Viel-Linien-Seeder zu bilden, und in einen Resonator des regenerativen Verstärker-Teils entsprechend der Erfindung eingespeist. Ein Multiplexing-Beugungsgitter wird als ein optisches Element verwendet, das als Multiplexing-Teil funktioniert.
  • In der Spektralanalyse am Beugungsgitter gelten die folgenden Gleichungen zwischen den Einfallswinkel α und dem Beugungswinkel β. mλ = a(sinα ± sinβ) (18)
  • Wobei: m die Spektralordnung bezeichnet, λ die Wellenlänge bezeichnet, und ”a” den Abstand zwischen Gittern bezeichnet. Daher kann Multiplexing durch Setzen der Einfallswinkel α1, α2, ... αn und des Beugungswinkels β mit den geltenden folgenden Gleichungen gemacht werden. mλ1 = a(sinα1 ± sinβ) (19) mλ2 = a(sinα2 ± sinβ) (20)... mλn = a(sinαn ± sinβ) (21)wobei die Oszillationswellenlänge λ1, λ2, ... λn eines Halbleiterlasers eine der Wellenlängen der Verstärkerlinien eines CO2-Lasers, wie in 28 gezeigt, sein kann.
  • In 30 hat jede der Vielzahl der Halbleiterlaser 67-1 bis 67-n (67) einen Single-Longitudinal-Mode, und oszilliert Licht, das eine Wellenlänge im Verstärkerwellenbereich eines regenerativen Verstärkerteils und eines Verstärkerteils hat. Betreffenden Strahlen des Halbleiterlasers 67-1 bis 67-n (67) sind in das Multiplexing-Beugungsgitter 66 unter Einfallwinkeln α1, α2, ... αn eingegeben. Weiter werden entsprechende Strahlen des Halbleiterlasers von dem Multiplexing-Beugungsgitter 66 unter dem gleichen Beugungswinkel β ausgegeben, der gebündelt werden soll. Ein Beispiel eines Multiplexing-Teils ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern es kann nur eine Funktion haben, eine Vielzahl von Single-Longitudinal- Modehalbleiterlaserstrahlen auf die gleiche optische Achse zu bündeln.
  • Jeder Halbleiterlaser 67 ist im Wesentlichen angepasst, um eine Wellenlänge im Verstärkerwellenlängenbereich eines regenerativen Verstärkerteils und eines Verstärkerteils zu haben, jedoch wird die Wellenlänge durch Veränderung des Beugungsindex aufgrund der Temperaturvariation usw. verändert. Daher wird jede Wellenlänge durch die Kompensation von der Temperatur oder durch Einstellung der Resonatorlänge und der gewählten Wellenlänge des Beugungsgitters über eine nicht gezeigte Longitudinal-Mode-Steuereinrichtung gesteuert, die an jedem der Halbleiterlaser 67-1 bis 67-n montiert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2009-26854 A [0011]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Tatsuya Ariga und Akira Endo ”CO2 Laser for Extreme Ultraviolet (EUV) Rays Lithography”, O plus E, New Technology Communications, Volume 28, No. 12 (Dec. 2004), pp. 1263–1267 (Übersetzung des Titels des Artikels: ”CO2 Laser für extrem ultraviolett (EUV) Stahlen Lithographie Lichtquelle”) [0014]

Claims (28)

  1. Eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung, die ein Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teil (30) aufweist, das in einem Bereich gebildet wird, der durch ein Paar von flachen Elektrodenplatten (40 und 41) definiert wird, die einander gegenüberliegend parallel zueinander in einem Raum angeordnet ist, der mit einem Gas-Laser-Medium zu befüllen ist, wobei das Gas-Laser-Medium angeregt wird, wenn elektrische Hochfrequenz-Energie auf das Paar der flachen Elektrodenplatten (40 und 41) in dem Raum aufgebracht wird, der mit dem Gas-Laser-Medium befüllt ist, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Oszillatorteil (10), das ein Paar von Resonatorspiegeln (11 und 12) umfasst, die gegenüberliegend mit einem Teil des besagten Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teils (30) dazwischen angeordnet sind, und eine Verbindungseinheit (13–15), wobei besagter Oszillatorteil (11) einen Laserstrahl verstärkt, der in dem Oszillatorteil (10) in Schwingung versetzt wird, um eine vorbestimmte Lichtintensität zu haben, und danach besagte Verbindungseinheit (13–15) ansteuert, um den Laserstrahl abzustrahlen; und ein Verstärker-Teil (20), das einen Einfallsspiegel (21) zum Ablenken des Laserstrahls umfasst, der von dem Oszillatorteil (10) abgestrahlt wird, und eine Vielzahl von Rückspiegeln (37 und 38), die gegenüberliegend mit einem Teil des besagten Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teils (30) dazwischen angeordnet sind, wobei besagtes Verstärker-Teil (20) derart gestaltet ist, dass ein Laserstrahl mehrere Male zwischen besagter Vielzahl von Rückspiegeln (37 und 38) hin- und hergeht, und wobei besagtes Verstärkerteil den Laserstrahl, der von dem besagten Oszillatorteil (10) abgestrahlt wird, empfängt und den Laserstrahl zu einem verstärkten Laserstrahl verstärkt, der eine vorbestimmte Energie hat, um einen verstärkten Laserstrahl auszugeben.
  2. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei besagte Verbindungseinheit eine Pockelzelle (13), einen Polarisator (14) und einen Verbindungsspiegel (15) umfasst, und besagte Pockelzelle (13) den Laserstrahl in S-polarisiertes Licht derart wandelt, dass der Laserstrahl an einer Oberfläche des Polarisators (14) reflektiert wird und auf den Verbindungsspiegel (15) einfällt, und durch den Verbindungsspiegel (15) reflektiert wird und auf besagtes Verstärkerteil (20) auftrifft.
  3. Eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung, die ein Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teil (30) umfasst, der in einem Bereich gebildet wird, der durch ein Paar von flachen Elektrodenplatten (40 und 41) definiert wird, die gegenüberliegend parallel zueinander in einem Raum angeordnet sind, der mit einem Gas-Laser-Medium zu befüllen ist, wobei besagtes Gas-Laser-Medium angeregt wird, wenn eine elektrische Hochfrequenz-Energie auf das Paar der flachen Elektrodenplatten (40 und 41) in dem Raum, der mit dem Gas-Laser-Medium befüllt ist, aufgebracht wird, wobei die Vorrichtung aufweist: ein regeneratives Verstärker-Teil (50), das ein Paar von Resonatorspiegeln (11 und 12), die gegenüberliegend mit einem Teil des besagten Slab-Typ-Laser-Medium-Teils (30) dazwischen angeordnet sind, eine λ/4-Wellenlängenplatte (17), und eine Verbindungseinheit (13, 14, 16) umfasst, wobei besagtes regeneratives Verstärkerteil (50) einen Seed-Laserstrahl empfängt, der von einem Seed-Laser-Generator (60) ausgegeben wird, den Seed-Laserstrahl zwischen besagtem Paar von Resonatorspiegeln (11 und 12) in Schwingung versetzt ist, um den Seed- Laserstrahl zu verstärken, um eine vorbestimmte Lichtintensität zu haben, und danach besagte Verbindungseinheit (13, 14, 16) steuert, um den verstärkten Laserstrahl auszugeben; und ein Verstärker-Teil (20), das einen Einfallsspiegel (21) für das Ablenken des Laserstrahls, der von dem regenerativen Verstärker-Teil (50) ausgegeben wird, und eine Vielzahl von Rückspiegeln (22 und 23) umfasst, die mit einem Teil des besagten Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teils (30) dazwischen gegenüberliegend angeordnet sind, wobei besagtes Verstärkerteil (20) derart gestaltet ist, das ein Laserstrahl mehrere Male zwischen besagter Mehrzahl von Rückspiegeln (22 und 23) hin-und-her geht, und wobei besagtes Verstärkerteil den Laserstrahl, der von besagtem regenerativen Verstärkerteil (50) ausgesandt wird, empfängt und den Laserstrahl zu einem verstärkten Laserstrahl, der eine vorbestimmte Energie hat, verstärkt, um den verstärkten Laserstrahl auszugeben.
  4. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei besagte Verbindungseinheit eine erste Pockelzelle (13), einen Polarisator (14) und eine zweite Pockelzelle (16) umfasst, und ein Schalten zwischen der regenerativen Verstärkung des Seed-Laserstrahls in besagtem regenerativen Verstärkerteil (50) und dem Ausgeben des Laserstrahls zu besagtem Verstärkerteil (20) durch Einstellen der Spannungen, die auf die erste Pockelzelle (13) und die zweite Pockelzelle (16) aufgebracht werden sollen, gemacht wird.
  5. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der Seed-Laser-Generator irgendeinen von einem Single-Weg-Seeder und einem Viel-Weg-Seeder umfasst.
  6. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei besagtes Lasermedium ein CO2-Lasermedium umfasst, das Kohlendioxid-Gas (CO2) enthält.
  7. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei besagte Mehrzahl von Rückspiegeln (22 und 23, oder 37 und 38) irgendeine von einer Kombination von ebenen Spiegeln, einer Kombination von einem ebenen Spiegel und einem konkaven Spiegel, einer Kombination von konkaven Spiegeln und einer Kombination von einem konkaven Spiegel und einem konvexen Spiegel umfasst.
  8. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: einen sättigungsfähigen, absorbierenden Stoff (31), der zwischen besagte Mehrzahl von Rückspiegeln (21 und 23, oder 37 und 38) in besagter Verstärkerteil angeordnet ist.
  9. Eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung, die ein Slab-Typ-Gas-Laser-MediumTeil (30) umfasst, das in einem Laser-Verstärkerbereich gebildet wird, der durch ein Paar von flachen Elektrodenplatten (41 und 42) definiert wird, die gegenüberliegend parallel zueinander in einem Raum angeordnet sind, der mit einem Gas-Laser-Medium zu befüllen ist, wobei besagtes Gaslasermedium angeregt wird, wenn eine elektrische Hochfrequenz-Energie auf das Paar von flachen Elektrodenplatten (41 und 42) in dem Raum aufgebracht wird, der mit dem Lasergasmedium befüllt ist, wobei besagte Vorrichtung aufweist: ein Oszillatorteil (10), das ein Paar von Resonatorspiegel (11 und 12), die gegenüberliegend mit einem Teil des besagten Slab-Typ-Gas-Laser-Mediums (30) dazwischen angeordnet sind, und eine Verbindungseinheit (13) umfasst, wobei besagtes Oszillatorteil (10) einen Laserstrahl ver stärkt, der in besagten Oszillatorteil (10) oszilliert, um eine vorbestimmte Lichtintensität zu haben, und danach besagte Verbindungseinheit (13, 14) steuert, um den Laserstrahl auszugeben; und ein Verstärkerteil (20), das als Viel-Weg-Verstärker gestaltet ist, der mit einem optischen System versehen ist, in dem der Laserstrahl, der von besagtem Oszillatorteil (10) abgestrahlt wird, zumindest zweimal durch einen Teil des besagten Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teils (30) läuft und verstärkt wird, wobei besagtes Verstärkerteil (20) den Laserstrahl empfängt, der von besagtem Oszillatorteil (20) abgestrahlt wird, und den Laserstrahl zu einem verstärktem Laserstrahl verstärkt, der eine vorbestimmte Energie hat, um den verstärkten Laserstrahl auszugeben.
  10. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: ein Einfallsteil, das zumindest ein optisches Element umfasst, zum Einbringen des Laserstrahls, der durch das Steuern der Verbindungseinheit (13, 14) ausgegeben wird, zu besagtem Verstärkerteil (20).
  11. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei besagte Verbindungseinheit eine Pockelzelle (13) und einen Polarisator (14) umfasst, wobei besagte Pockelzelle (13) einen Laserstrahl in S-polarisiertes Licht oder p-polarisiertes Licht wandelt und besagter Polarisator (14) auf einer polarisierten Licht-Trennungsebene des Polarisators (14) das S-polarisierte Licht reflektiert und das P-polarisierte Licht überträgt, um den Laserstrahl auszugehen, der in besagtem Oszillatorteil (10) Laser-oszilliert wurde.
  12. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei besagte Verbindungseinheit ein photo-akkustisches Element (70 oder 71) umfasst, wobei besagtes photo-akkustisches Element eine Richtung des Laserstrahls in eine Richtung wandelt, die von einer optischen Achse des Resonators verschieden ist, der in besagtem Oszillatorteil gebildet wird, um den Laserstrahl auszugehen, der in besagtem Oszillatorteil (10) Laser-oszilliert wurde.
  13. Eine Slab-Typ-Laser-Vorrichtung, die ein Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teil (30) umfasst, das in einem Laser-Verstärkerbereich gebildet wird, der durch ein Paar von flachen Elektrodenplatten (40 und 41) definiert wird, die gegenüberliegend parallel zueinander in einem Raum angeordnet sind, der mit einem Gas-Laser-Medium zu befüllen ist, wobei besagtes Gas-Laser-Medium angeregt wird, wenn eine elektrische Hochfrequenz-Energie auf besagte flache Elektrodenplatten (40 und 41) in einem Raum aufgebracht wird, der mit dem Gas-Laser-Medium befüllt ist, wobei besagte Vorrichtung aufweist: ein regeneratives Verstärkerteil (50), das ein Paar von Resonatorspiegeln (11 und 12) umfasst, die gegenüberliegend mit einem Teil des besagten Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teils (30) dazwischen angeordnet sind, eine erste Verbindungseinheit (71) für das Einspeisen eines Seed-Laserstrahls, der von einem Seed-Laser-Generator ausgestrahlt wird, zwischen besagtes Paar von Resonatorspiegeln (11 und 12), und eine zweite Verbindungseinheit (14) für das Ausstrahlen eines Laserstrahls, der zwischen besagtem Paar von Resonatorspiegeln (11 und 12) zu einer Außenseite verstärkt wird, wobei besagtes regeneratives Verstärkerteil (50) einen Seed-Laserstrahl empfängt, der von einem Seed-Lasergenerator durch besagte erste Verbindungseinheit (71) abgegeben wird, den Laserstrahl zwischen besagtem Paar von Resonatorspiegeln (11 und 12) in Schwingung versetzt, um den Laserstrahl zu verstärken, um eine vorbestimmte Lichtintensität zu haben, und danach die zweite Verbindungseinheit (14) steuert, um den verstärkten Laserstrahl auszugeben; und ein Verstärkerteil (20), das als Viel-Weg-Verstärker gestaltet ist, der mit einem optischen System versehen ist, in dem der einfallende Laserstrahl, der von besagtem regenerativen Verstärkerteil (50) ausgegeben wird, zumindest zweimal einen Teil von besagtem Slab-Typ-Gas-Laser-Medium-Teil (30) durchläuft und verstärkt wird, wobei besagtes Verstärkerteil den Laserstrahl empfängt, der von besagtem regenerativen Verstärkerteil ausgegeben wird, und den Laserstrahl zu einem verstärkten Laserstrahl verstärkt, der eine vorbestimmte Energie hat, um den verstärkten Laserstrahl auszugeben.
  14. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 13 ferner aufweisend: ein Einfallsteil, das zumindest ein optisches Element (15) umfasst, für das Eintreten des Laserstrahls, der durch das Steuern der zweiten Verbindungseinheit (14) ausgestrahlt wird, in besagtes Verstärkerteil (20).
  15. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei jede der ersten und zweiten Verbindungseinheiten ein optisches Element (17) für das Bewirken einer Phasenverschiebung entsprechend λ/4, einen Polarisator (14), eine erste Pockelzelle (13), und eine zweite Pockelzelle (16) umfasst, und ein Schalten zwischen einer regenerativen Verstärkung des Seed-Laserstrahls in besagtem regenerativen Verstärkerteil (50) und der Ausgabe des Laserstrahls zu besagtem Verstärkerteil (20) durch Steuerung des Betä tigungstaktes der ersten Pockelzelle (13) und der zweiten Pockelzelle (16) gemacht wird.
  16. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei jede der besagten ersten und zweiten Verbindungseinheiten ein optisches Element (17) für das Bewirken einer Phasenverschiebung entsprechend λ/4, einen Polarisator (14), eine Pockelzelle (13) und ein photo-akkustisches Element (70) umfasst, und ein Schalten zwischen der regenerativen Verstärkung des Seed-Laserstrahls in dem regenerativen Verstärkerteil (50) und der Ausgabe des Laserstrahls zu besagtem Verstärkerteil (20) durch Steuerung des Betätigungstaktes der Pockelzelle (13) und des photo-akkustischen Elements (70) gemacht wird.
  17. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei jede der ersten und zweiten Verbindungseinheiten ein erstes photo-akkustisches Element (70) und ein zweites photo-akkustisches Element (71) umfasst, und ein Schalten zwischen einer regenerativen Verstärkung des Seed-Laserstrahls in besagtem regenerativen Verstärkerteil (50) und einer Ausgabe des Laserstrahls zum Verstärkerteil (20) durch Steuerung des Betriebstakts des ersten photo-akkustischen Elements (70) und des zweiten photo-akkustischen Elements (71) gemacht wird.
  18. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei besagter Seed-Laser-Generator (60) einen Seed-Laser-Oszillator (61–65) zum Durchführen einer Single-longitudinal-Mode-Oszillation umfasst, um einen Laserstrahl in einem Wellenlängenbereich auszustrahlen, der eine Vielzahl von Verstärkungslinien eines Slab-Typ-Gas-Laser-Mediums umfasst.
  19. Die Slab-Typ-Gas-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei besagter Seed-Laser-Generator (60) eine Mehrzahl von Seed-Laser-Oszillatoren (67) zum Durchführen der betreffenden Single-Longitudinal-Mode-Oszillationen mit verschiedenen Oszillationswellenlängen umfasst, um Lichtstrahlen in einem Wellenlängenbereich auszustrahlen, der eine Vielzahl von Verstärkungslinien eines Slab-Typ-Laser-Gas-Mediums umfasst, und wobei die Lichtstrahlen kombiniert werden, die die entsprechenden Wellenlängen haben, um einen Seed-Laserstrahl zu bilden.
  20. Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 19, wobei besagtes Lasermedium ein CO2-Lasermedium umfasst, das Kohlendioxidgas (CO2) enthält.
  21. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei besagter Seed-Laser-Oszillator (60) einen Quanten-Kascaden-Laser umfasst.
  22. Die Slab-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 21, wobei besagter Viel-Weg-Verstärker des besagten Verstärkerteils (20) ein optisches System bildet, in dem der Laserstrahl, der darin einfällt, auf einem optischen Pfad eines einfallenden Laserstrahls, der zuerst in einen Laserverstärkungsbereich eintritt, durch einen ersten festen Punkt (34) läuft, und durch einen zweiten festen Punkt (35) in dem letzten Bereich eines optischen Pfads eines Austrittsstrahls, der durch besagten Laserverstärkungsbereich läuft und ausgegeben wird, läuft, und ein Querschnittsbild des einfallenden Strahls an dem ersten festen Punkt (34) übertragen wird und ein Bild an dem zweiten festen Punkt (35) gebildet wird.
  23. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei besagter Viel-Weg-Verstärker des besagten Verstärkerteils (20) ein optisches System bildet, in dem das Querschnittsbild eines einfallenden Strahls an dem ersten festen Punkt (34) auf dem optischen Pfad des einfallenden Strahls übertragen wird, und ein Bild zumindest einmal in einem optischen Pfad zwischen dem ersten festen Punkt (34) und dem zweiten festen Punkt (35) gebildet wird, und danach das Querschnittsbild übertragen wird und ein Bild an dem zweiten festen Punkt (35) auf dem optischen Pfad des Austrittsstrahls gebildet wird.
  24. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei besagte Verbindungseinheit oder besagte zweite Verbindungseinheit einen von einem Polarisator (14) und einem photo-akkustischen Element (70 oder 71) umfasst, wobei besagter Viel-Weg-Verstärker des besagten Verstärkerteils (20) ein optisches System bildet, in dem der erste feste Punkt (34) auf dem optischen Pfad des einfallenden Laserstrahls mit einer Position des besagten einen von dem besagtem Polarisator (14) und dem besagtem photo-akkustischen Element (70 oder 71) der besagten Verbindungseinheit oder der besagten zweiten Verbindungseinheit zusammenfällt, und das Querschnittsbild des einfallenden Strahls an dem ersten festen Punkt (34) übertragen wird, und ein Bild an dem zweiten festen Punkt (35) auf dem optischen Pfad des Austrittsstrahls gebildet wird, der durch den letzten Bereich des besagten Laserverstärkungsbereichs läuft und ausgegeben wird.
  25. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 14, wobei besagter Viel-Weg-Verstärker des besagten Verstärkerteils (20) ein optisches System bildet, in dem ein Querschnittsbild des Laserstrahl an dem ersten festen Punkt (34), der einer Position von zumindest einem optischen Element des Einfallsteils entspricht, übertragen wird, und ein Bild an einem zweiten festen Punkt (35) auf dem optischen Pfad eines Austrittsstrahls gebildet wird, der durch einen letzten Bereich des besagten Verstärkungsbereichs läuft und ausgegeben wird.
  26. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 25, wobei besagtes optisches System eine Vielzahl von Rückspiegeln (22 und 23, oder 37 und 38) hat, die irgendeine von einer Kombination von ebenen Spiegeln, einer Kombination eines ebenen Spiegels und eines konkaven Spiegels, einer Kombination aus konkaven Spiegeln, und einer Kombination eines konkaven Spiegels und eines konvexen Spiegels umfasst.
  27. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 21, wobei besagtes optisches System eine Kombination von ebenen Spiegeln umfasst.
  28. Die Slab-Typ-Laser-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 27, weiter aufweisend: einen sättigungsfähigen absorbierenden Stoff (31) der in einem optischen Pfad des besagten optischen Systems in dem Verstärkerteil (20) angeordnet ist.
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