DE102020201211A1

DE102020201211A1 - Regelvorrichtung, Regelsystem, Verfahren zum Betreiben eines Regelsystems.

Info

Publication number: DE102020201211A1
Application number: DE102020201211.3A
Authority: DE
Inventors: Arian Kriesch; Matthias Manger; Claudius Weimann; Ulrich Vogl
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-05
Also published as: EP4097808C0; EP4097808A1; WO2021151712A1; EP4097808B1; US20220368104A1; CN115023868A; TW202203532A

Abstract

Regelvorrichtung (1), aufweisend ein Halbleitersubstrat (2) und ein erstes auf dem Halbleitersubstrat (2) ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22). Es ist vorgesehen, dass die Regelvorrichtung, zumindest ein zweites auf dem Halbleitersubstrat ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung, aufweisend ein Halbleitersubstrat und ein erstes auf dem Halbleitersubstrat ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System.
Die Erfindung betrifft ferner ein Regelsystem, ein Verfahren zum Betreiben des Regelsystems sowie eine Projektionsbelichtungsanlage, welche ein solches Regelsystem aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Regelvorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So wird beispielsweise in Idjadi et al., Integrated Pound-Drever-Hall laser stabilization system in silicon, Nature Communications 8, 1-9 (2017) eine Regelvorrichtung beschrieben, welche ein Halbleitersubstrat und ein erstes auf dem Halbleitersubstrat ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System aufweist. Dabei bewirkt die Regelvorrichtung, dass eine Frequenz einer durch einen Laser oder ein Lasermodul emittierten Laserstrahlung derart auf eine vorgebbare Referenzfrequenz regelbar oder stabilisierbar ist, dass die Frequenz der Laserstrahlung gleich der Referenzfrequenz ist. Die Referenzfrequenz wird dabei durch ein Element der Regelvorrichtung selbst erzeugt.
Weitere Regelvorrichtungen sind aus Drever, R. W. P. et al., Laser phase and frequency stabilization using an optical resonator, Appl. Phys. B Photophysics Laser Chem. 31, 97-105 (1983) sowie den Druckschriften WO2013/016249A2 , US2013/0044772A1 , WO2013/040143A2 , Alnis et al., Subhertz linewidth diode lasers by stabilization to vibrationally and thermally compensated ultralow-expansion glass Fabry-Perot cavities, Phys. Rev. A - At. Mol. Opt. Phys. 88 (2008), Zhao et al., SubHertz frequency stabilization of a commercial diode laser, Opt. Commun. 283, 4696-4700 (2019), Toptica-Photonics GmbH. Product catalog and data sheets, Tuneable Diode Lasers, copied 2020, Seite 41 und Biedermann, B., Menlo Systems ORS1500 Optical Reference System: Design and Performance (2013) bekannt.
Vor dem obigen Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Regelvorrichtung sowie ein verbessertes Regelsystem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest ein zweites Pound-Drever-Hall-System auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist. Auf dem Halbleitersubstrat sind somit zumindest zwei, insbesondere mehr als zehn, vorzugsweise mehr als fünfzig, Pound-Drever-Hall-Systeme ausgebildet. Der Vorteil hierbei ist, dass ein einziges Bauteil beziehungsweise eine einzige Regelvorrichtung zur Verfügung gestellt wird, die mehrere Pound-Drever-Hall-Systeme aufweist, die insbesondere gleichzeitig betreibbar sind. Alternativ zum gleichzeitigen Betrieb ist das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System insbesondere bedarfsabhängig einsetzbar oder verwendbar. „Bedarfsabhängig“ bedeutet beispielsweise, dass das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System als Ersatzsystem zum ersten Pound-Drever-Hall-System dient oder vorgesehen ist, so dass, insbesondere bei einer fehlerhaften Funktionsfähigkeit oder einer kritischen Degradation beziehungsweise Verschlechterung der Funktionsfähigkeit des ersten Pound-Drever-Hall-Systems, das zweite Pound-Drever-Hall-Systems die Funktion oder Aufgabe des ersten Pound-Drever-Hall-Systems übernimmt oder übernehmen kann. Darüber hinaus ist die Regelvorrichtung auf kostengünstige und bauraumsparende Art und Weise herstellbar, da die jeweiligen Pound-Drever-Hall-Systeme auf ein und demselben Halbleitersubstrat ausgebildet oder ausbildbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind das erste und das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System separat ansteuerbar. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass die Pound-Drever-Hall-Systeme gezielt, insbesondere unabhängig voneinander, betreibbar sind. Beispielsweise ist damit gewährleistet, dass die zumindest zwei Pound-Drever-Hall-Systeme gleichzeitig oder alternativ zeitversetzt zueinander betrieben werden können oder betreibbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Regelvorrichtung zumindest ein Steuergerät auf, das dazu ausgebildet ist, das erste und das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System anzusteuern. Der Vorteil hierbei ist, dass die mehreren Pound-Drever-Hall-Systeme auf einfache Art und Weise, insbesondere zentral durch ein einziges Steuergerät, ansteuerbar sind. Das Steuergerät ist vorzugsweise ein separates, also nicht auf dem Halbleitersubstrat ausgebildetes, Steuergerät, das signaltechnisch, insbesondere drahtbasiert, mit der Regelvorrichtung verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein jeweiliges Pound-Drever-Hall-System zumindest eine ansteuerbare Phasenmodulatoreinheit und/oder zumindest eine Photodetektoreinheit aufweist. Insbesondere wird durch Ansteuerung der Phasenmodulatoreinheit Lichtstrahlung, welche durch den Phasenmodulator geleitet wird, auf vorgebbare Art und Weise phasenmoduliert beziehungsweise frequenzmoduliert. Dies gewährleistet die Erzeugbarkeit zumindest eines Seitenbands, also eines Frequenzbandes, das zu einer Trägerfrequenz der Lichtstrahlung äquidistant beabstandet ist. Die Photodetektoreinheit dient dazu, eine durch das Pound-Drever-Hall-System geleitete Lichtstrahlung zu detektieren oder zu erfassen. Die Phasenmodulatoreinheit und die Photodetektoreinheit sind vorzugsweise durch ein oder mehrere optische Wellenleiterelemente miteinander verbunden. Die optischen Wellenleiterelemente oder ein jeweiliges optisches Wellenleiterelement ist vorzugsweise aus einem Glasmaterial, Polymermaterial und/oder aus Siliziumnitrid gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Photodetektoreinheit ein separates Bauelement, das mit der Regelvorrichtung stoffschlüssig verbunden ist. Der Vorteil hierbei ist, dass ein Herstellprozess der Regelvorrichtung vereinfacht wird, da die Photodetektoreinheit separat auf dem Halbleitersubstrat anbringbar ist. Vorzugsweise ist die Photodetektoreinheit auf das Halbleitersubstrat gebondet.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Pound-Drever-Hall-System zumindest ein elektronisches Bauelement aufweist. Das zumindest eine elektronische Bauelement ist oder die elektronischen Bauelemente sind beispielsweise ein Verstärker, ein Oszillator, ein Tiefpassfilter oder Bandpassfilter, ein Spannungs-Strom-Wandler und/oder ein Analog-Digital-Wandler.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das elektronische Bauelement ein separates Bauelement ist, das mit der Regelvorrichtung stoffschlüssig verbunden ist. Der Vorteil hierbei ist, dass ein Herstellprozess der Regelvorrichtung vereinfacht wird, da das elektronische Bauelement oder die elektronischen Bauelemente separat auf dem Halbleitersubstrat anbringbar ist/sind. Vorzugsweise ist das elektronische Bauelement oder sind die elektronischen Bauelemente auf das Halbleitersubstrat gebondet.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Halbleitersubstrat Silizium und/oder Siliziumnitrid auf.
Das erfindungsgemäße Regelsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch zumindest ein Lasermodul zur Erzeugung von Laserstrahlung, zumindest eine mit dem Lasermodul gekoppelte oder koppelbare Regelvorrichtung und zumindest einen mit der Regelvorrichtung gekoppelten oder koppelbaren optischen Resonator aus, wobei die Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass ein besonders genaues und besonders schnelles Regelsystem zur Regelung einer Frequenz, insbesondere einer Trägerfrequenz einer Lichtstrahlung des Lasermoduls, zur Verfügung gestellt wird. Vorzugweise wird die Frequenz oder Trägerfrequenz auf eine sich in dem optischen Resonator ausbildende Resonanzfrequenz geregelt. Insbesondere gewährleistet das Regelsystem eine Regelbarkeit der Frequenz oder Trägerfrequenz derart, dass diese auch bei einer Änderung der Resonanzfrequenz stets gleich der Resonanzfrequenz ist oder bleibt. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass durch das Regelsystem mehrere Lasermodule parallel betreibbar und regelbar sind. Der optische Resonator wird vorzugsweise durch zwei zueinander beabstandet angeordnete Spiegelelemente gebildet. Vorzugsweise weist das Regelsystem zusätzlich zumindest einen Isolator und zumindest eine Verzögerungsplatte, insbesondere eine λ/4 oder λ/2-Platte beziehungsweise ein äquivalentes integriertes Bauelement, auf.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Lasermodul mit dem ersten Pound-Drever-Hall-System der Regelvorrichtung gekoppelt und mit dem zumindest zweiten Pound-Drever-Hall-System der Regelvorrichtung koppelbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass das zweite Pound-Drever-Hall-System im Bedarfsfall an das Lasermodul koppelbar ist. Das zweite Pound-Drever-Hall-System dient somit insbesondere als Ersatzsystem für das erste Pound-Drever-Hall-System. Bei einem Ausfall oder einer fehlerhaften Funktionsfähigkeit des ersten Pound-Drever-Hall-Systems bleibt somit eine zuverlässige Funktionsfähigkeit der Regelvorrichtung und des Regelsystems gewährleistet.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Regelsystem zumindest zwei Lasermodule und zumindest drei Pound-Drever-Hall-Systeme aufweist, wobei jedes der Lasermodule mit jeweils einem Pound-Drever-Hall-System der Regelvorrichtung gekoppelt ist und wobei jedes der Lasermodule mit zumindest einem dritten Pound-Drever-Hall-System der Regelvorrichtung koppelbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass das dritte Pound-Drever-Hall-System im Bedarfsfall an eines der Lasermodule koppelbar ist, so dass auch bei einem Ausfall oder einer fehlerhaften Funktionsfähigkeit eines gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems eine zuverlässige Funktionsfähigkeit der Regelvorrichtung und des Regelsystems gewährleistet ist oder bleibt.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Pound-Drever-Hall-System mit dem optischen Resonator gekoppelt ist und dass das zweite Pound-Drever-Hall-System mit dem optischen Resonator koppelbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass das zweite Pound-Drever-Hall-System im Bedarfsfall an den optischen Resonator koppelbar ist. Das zweite Pound-Drever-Hall-System dient somit als Ersatzsystem für das erste Pound-Drever-Hall-System. Bei einem Ausfall oder einer fehlerhaften Funktionsfähigkeit des ersten Pound-Drever-Hall-Systems ist somit eine zuverlässige Funktionsfähigkeit der Regelvorrichtung und des Regelsystems gewährleistet.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Regelsystem zumindest zwei optische Resonatoren und zumindest drei Pound-Drever-Hall-Systeme aufweist, wobei jeder der optischen Resonatoren mit jeweils einem Pound-Drever-Hall-System der Regelvorrichtung gekoppelt ist und wobei jeder der optischen Resonatoren mit dem zumindest dritten Pound-Drever-Hall-System koppelbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass das dritte Pound-Drever-Hall-System im Bedarfsfall an einen der optischen Resonatoren koppelbar ist, so dass auch bei einem Ausfall oder einer fehlerhaften Funktionsfähigkeit eines gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems eine zuverlässige Funktionsfähigkeit der Regelvorrichtung und des Regelsystems gewährleistet ist oder bleibt.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme größer ist als die Anzahl der Lasermodule oder der optischen Resonatoren. Dies gewährleistet, dass zumindest ein Pound-Drever-Hall-System als Ersatzsystem oder Zusatzsystem zur Verfügung steht. Weist das Regelsystem mehr Lasermodule als optische Resonatoren auf, so ist die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme vorzugsweise größer als die Anzahl der Lasermodule. Weist das Regelsystem mehr optische Resonatoren als Lasermodule auf, so ist die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme vorzugsweise größer als die Anzahl der optischen Resonatoren.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme mindestens doppelt so groß wie die Anzahl der Lasermodule oder der optischen Resonatoren.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Regelsystem zumindest eine Ansteuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, das erste und das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System zur Durchführung einer Kopplung oder Entkopplung anzusteuern. Der Vorteil hierbei ist, dass ein jeweiliges Pound-Drever-Hall-System gezielt und auf einfache Art und Weise mit einem bestimmten Lasermodul und/oder einem bestimmten optischen Resonator koppelbar oder davon entkoppelbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Ansteuereinheit eine Matrixschaltung, insbesondere eine optische, photonisch integrierte oder faseroptische Matrixschaltung. Der Vorteil hierbei ist eine besonders schnelle Durchführbarkeit einer Kopplung und/oder Entkopplung.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Lasermodul mit zumindest zwei Pound-Drever-Hall-Systemen gekoppelt. Der Vorteil hierbei ist, dass Laserstrahlung eines einzigen Lasermoduls in zwei oder mehr Pound-Drever-Hall-Systeme parallel beziehungsweise gleichzeitig geleitet wird oder werden kann. Vorzugsweise ist jedes der Pound-Drever-Hall-Systeme mit ein und demselben optischen Resonator gekoppelt. Alternativ ist jedes der Pound-Drever-Hall-Systeme mit jeweils einem optischen Resonator gekoppelt, wobei sich die optischen Resonatoren voneinander unterscheiden. Optional weist das Regelsystem zumindest zwei Lasermodule auf, wobei jedes der zumindest zwei Lasermodule mit jeweils zumindest zwei Pound-Drever-Hall-Systemen gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die Laserstrahlung des in das eine mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems und die Laserstrahlung des in das andere mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems einen Phasenversatz oder Frequenzversatz zueinander auf. „Phasenversatz“ bedeutet hierbei, dass die Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des in das eine mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems und die Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des in das andere mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems unterschiedlich, insbesondere äquidistant zueinander beabstandet, sind. Mit „Phasenversatz“ ist somit insbesondere ein Frequenzversatz zu verstehen. „Äquidistant“ bedeutet, dass die Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des einen mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des mit dem anderen Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems ist. Insbesondere bilden die Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des einen mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems und die Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des anderen mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems einen Frequenzkamm. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des einen mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems und der Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des mit dem anderen Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems einem ganzzahligen Vielfachen eines Modenabstandes zwischen zumindest zwei Resonatormoden des optischen Resonators entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform ist zur Erzeugung des Phasenversatzes oder Frequenzversatzes eine Modulatoreinheit zwischen Lasermodul und den Pound-Drever-Hall-Systemen geschaltet. Die Modulatoreinheit ist beispielsweise ein elektro-optischer Modulator oder elektro-optischer Phasenmodulator. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass der Phasenversatz oder Frequenzversatz, und damit insbesondere der Frequenzkamm, welchen die Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des einen mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems und die Frequenz oder Trägerfrequenz der Laserstrahlung des anderen mit dem Lasermodul gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems bilden, auf einfache Art und Weise erzeugbar ist. Der elektro-optische Phasenmodulator ist somit vorzugsweise dazu ausgebildet, mehrere Seitenbänder zu erzeugen, welche den Frequenzkamm bilden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Modulatoreinheit eine Kammlinienabstandsteuereinheit auf.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Regelsystem eine weitere Photodetektoreinheit auf, wobei die Photodetektoreinheit mit einer Referenzlichtquelle verbindbar oder verbunden ist.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Regelsystem einen ersten wellenlängenselektiven optischen Schalter und zumindest einen zweiten wellenlängenselektiven optischen Schalter auf. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass bestimmbare oder bestimmte Kammlinien eines Frequenzkammes, insbesondere zur Frequenzregelung, selektierbar oder filterbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des Regelsystems zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 25 aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Durchführen einer Frequenzregelung für ein Lasermodul eines Regelsystems zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 26 aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Frequenzregelung auf Basis einer Ansteuerung einer Kammlinienabstandsteuereinheit durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithografie mit den Merkmalen des Anspruchs 28 zeichnet sich durch ein Regelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 24 aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Projektionssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithografie mit den Merkmalen des Anspruchs 29 zeichnet sich durch ein Regelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 24 aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Projektionsbelichtungsanlage für die EUV-Lithografie mit den Merkmalen des Anspruchs 30 zeichnet sich durch ein Regelsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 24 aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 eine schematische Darstellung einer Regelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung eines Regelsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 ein Ablaufdiagramm zur Frequenzstabilisierung oder Frequenzregelung eines Lasermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel,
4 ein Frequenzverlauf einer durch das Regelsystem geregelten Frequenz des Lasermoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
5 eine schematische Darstellung eines Regelsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 eine schematische Darstellung eines Regelsystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
7 ein Frequenzverlauf einer geregelten Frequenz des Lasermoduls gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
8 eine schematische Darstellung eines Regelsystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
9 ein Frequenzverlauf einer geregelten Frequenz des Lasermoduls gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
10 ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Regelsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel und
11 eine Projektionsbelichtungsanlage, welche ein Regelsystem aufweist gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Regelvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Regelvorrichtung 1 weist ein Halbleitersubstrat 2 sowie ein erstes auf dem Halbleitersubstrat 2 ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System 3 und ein zweites auf dem Halbleitersubstrat 2 ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System 4 auf. Optional sind auf dem Halbleitersubstrat 2 mehr als zwei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4 ausgebildet, insbesondere mehr als zehn, bevorzugt mehr als fünfzig, optional mehr als hundert.
Ein jeweiliges Pound-Drever-Hall-System 3, 4 weist zumindest eine Phasenmodulatoreinheit 5, zumindest ein Strahlteilerelement 6, das beispielsweise durch einen oder mehrere teildurchlässige Spiegel oder durch insbesondere gekoppelte Wellenleiter gebildet ist, und zumindest eine Photodetektoreinheit 7 auf. Vorzugsweise sind die Phasenmodulatoreinheit 5, das Strahlteilerelement 6 und die Photodetektoreinheit 7 durch optische Wellenleiterelemente 8 miteinander verbunden. Die Wellenleiterelemente 8 sind vorzugsweise aus einem Glasmaterial, Polymermaterial, Silizium und/oder Siliziumnitrid gebildet. Die Phasenmodulatoreinheit 5, das Strahlteilerelement 6 und die Wellenleiterelemente 8 sind vorzugsweise monolithisch in dem Halbleitersubstrat 2 integriert oder darauf ausgebildet. Die Photodetektoreinheit 7 ist vorzugsweise monolithisch in dem Halbleitersubstrat 2 integriert oder darauf ausgebildet. Optional ist die Photodetektoreinheit 7 ein separates Bauelement, das mit der Regelvorrichtung 1, insbesondere dem Halbleitersubstrat 2, stoffschlüssig verbunden ist, beispielsweise durch eine Bondverbindung.
Weiterhin weist ein jeweiliges Pound-Drever-Hall-System 3, 4 zumindest ein elektronisches Bauelement 9 auf. Vorliegend weist ein jeweiliges Pound-Drever-Hall-System 3, 4 mehrere elektronische Bauelemente 9 auf, insbesondere einen elektronischen Verstärker 10, ein elektronisches Mischelement 11, einen elektronischen Oszillator 12, ein elektronisches Treiberelement 13 zur Ansteuerung des Phasenmodulators 5, ein Tiefpassfilterelement 14, einen Spannungs-Strom-Wandler 15 sowie einen hier nicht dargestellten Analog-Digital-Wandler auf. Vorzugsweise sind die elektronischen Bauelemente 9 jeweils monolithisch in dem Halbleitersubstrat 2 integriert oder ausgebildet. Optional ist zumindest eines der elektronischen Bauelemente 9 ein separates Bauelement, das mit der Regelvorrichtung 1, insbesondere dem Halbleitersubstrat 2 der Regelvorrichtung 1, stoffschlüssig verbunden ist, beispielsweise durch eine Bondverbindung. Optional bilden alle elektronischen Bauelemente 9 ein Bauelementmodul 17, das mit der Regelvorrichtung 1, insbesondere dem Halbleitersubstrat 2 der Regelvorrichtung 1, stoffschlüssig verbindbar oder verbunden ist, beispielsweise durch eine Bondverbindung.
Sowohl das erste als auch das zweite Pound-Drever-Hall-System 3, 4 sind ansteuerbar ausgebildet. Dies gewährleistet einen unabhängigen Betrieb der jeweiligen Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4. Zur Ansteuerung der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4 weist die Regelvorrichtung 1 ein Steuergerät 18 auf, wobei das Steuergerät 18 mit den Pound-Drever-Hall-Systemen 3, 4 signaltechnisch verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Regelvorrichtung 1 als photonisch integrierter Schaltkreis ausgebildet.
Vorzugsweise weist das Halbleitersubstrat 2 Silizium, Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid auf.
2 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Regelsystem 19 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Regelsystem 19 weist zumindest ein Lasermodul 20, vorliegend zwei Lasermodule 20, 21, die Regelvorrichtung 1, welche gemäß dem Ausführungsbeispiel drei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 aufweist, sowie zumindest einen optischen Resonator 16, vorliegend zwei optische Resonatoren 16, 23, auf. Das Regelsystem 19 dient zur Frequenzregelung oder Frequenzstabilisierung eines jeweiligen Lasermoduls 20, 21, insbesondere einer Frequenz oder Trägerfrequenz eines jeweiligen Lasermoduls 20, 21. Die Lasermodule 20, 21 sind vorzugsweise als durchstimmbare, kontinuierlich betreibbare Lasermodule 20, 21, insbesondere Laserdioden, ausgebildet.
Vorliegend ist das eine der Lasermodule 20 mit dem Pound-Drever-Hall-System 3 und das andere der Lasermodule 21 mit dem Pound-Drever-Hall-System 4 gekoppelt. „Gekoppelt“ bedeutet, vorliegend am Beispiel des Lasermoduls 20 und des Pound-Drever-Hall-Systems 3 erläutert, dass eine signaltechnische Verbindung zwischen dem Lasermodul 20 und dem Pound-Drever-Hall-System 3 besteht. Laserstrahlung, die durch das Lasermodul 20 emittiert wird, wird also in das Pound-Drever-Hall-System 3, insbesondere durch ein Wellenleiterelement 8, geleitet. Das Pound-Drever-Hall-System 22, welches vorliegend mit keinem der Lasermodule 20, 21 gekoppelt ist, ist vorliegend ein koppelbares Pound-Drever-Hall-System.
Weiterhin ist der optische Resonator 16 mit dem Pound-Drever-Hall-System 3 und der optische Resonator 23 mit dem Pound-Drever-Hall-System 4 gekoppelt. „Gekoppelt“ bedeutet, vorliegend am Beispiel des optischen Resonators 16 und des Pound-Drever-Hall-Systems 3 erläutert, dass eine signaltechnische Verbindung zwischen dem optischen Resonator 16 und dem Pound-Drever-Hall-System 3 besteht. Laserstrahlung, die in das Pound-Drever-Hall-System 3 geleitet wird, gelangt durch ein Wellenleiterelement 8 zum optischen Resonator 16. Das Pound-Drever-Hall-System 22, welches vorliegend mit keinem der optischen Resonatoren 16, 23 gekoppelt ist, ist vorliegend ein koppelbares Pound-Drever-Hall-System.
Das Regelsystem 19 weist eine Ansteuereinheit 24 auf, die dazu ausgebildet ist, die vorliegend drei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 und/oder die vorliegend zwei Lasermodule 20, 21 jeweils anzusteuern, insbesondere um eine Kopplung eines der Lasermodule 20, 21 an eines der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 und/oder eine Entkopplung eines der Lasermodule 20, 21 von einem der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 durchzuführen. Die Ansteuereinheit 24 weist eine Matrixschaltung 25, insbesondere eine hochfrequente optische Matrixschaltung, auf. Die Ansteuereinheit 24 oder die Matrixschaltung 25 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Signaleingängen 26 und eine Mehrzahl von Signalausgängen 27. Vorzugsweise ist ein jeweiliger Signaleingang 26 mit jeweils einem Lasermodul 20, 21 und ein jeweiliger Signalausgang 27 mit jeweils einem Pound-Drever-Hall-System 3, 4 verbindbar. Die Ansteuereinheit 24 ist vorzugsweise mit dem Steuergerät 18 oder einem weiteren, hier nicht dargestellten, Steuergerät signaltechnisch verbunden.
Das Regelsystem 19 weist vorliegend eine weitere, insbesondere als optische Matrixschaltung 25 ausgebildete, Ansteuereinheit 28 auf, die dazu ausgebildet ist, die vorliegend drei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 und/oder die vorliegend zwei optischen Resonatoren 16, 23 jeweils anzusteuern, insbesondere um eine Kopplung eines der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 an einen der optischen Resonatoren 16, 23 und/oder eine Entkopplung eines der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 von einem der optischen Resonatoren 16, 23 durchzuführen.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 größer als die Anzahl der Lasermodule 20, 21 oder der optischen Resonatoren 16, 23. Bevorzugt ist die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 mindestens doppelt so groß wie die Anzahl der Lasermodule 20, 21 oder der optischen Resonatoren 16, 23. Dies gewährleistet, dass stets eine ausreichende Anzahl an zusätzlichen, insbesondere koppelbaren, oder als Ersatz dienenden Pound-Drever-Hall-Systemen 3, 4, 22 zur Verfügung steht.
Optional weist die Regelvorrichtung 1 einen hier nicht dargestellten optischen Isolator und/oder eine Verzögerungsplatte, beispielsweise eine λ/4-Platte, auf. Der Isolator und/oder die Verzögerungsplatte sind vorzugsweise zwischen der Regelvorrichtung 1 und optischem Resonator 16, 23 angeordnet.
Optional ist zumindest eines der Lasermodule 20, 21, insbesondere alle Lasermodule 20, 21, Bestandteil der Regelvorrichtung 1 selbst. Das Lasermodul 20, 21 ist also optional auf dem Halbleitersubstrat 2 der Regelvorrichtung 1 ausgebildet.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Frequenzstabilisierung oder Frequenzregelung eines Lasermoduls. Der Einfachheit halber wird das Verfahren am Beispiel des Lasermoduls 20, des Pound-Drever-Hall-Systems 3 und des optischen Resonators 16 beschrieben.
In einem ersten Schritt S1 wird das Lasermodul 20 an das Pound-Drever-Hall-System 3 gekoppelt. Die Kopplung erfolgt durch die Ansteuereinheit 24.
In einem zweiten Schritt S2 wird durch das Lasermodul 20 Laserstrahlung vorgebbarer Frequenz, im Folgenden als Trägerfrequenz bezeichnet, erzeugt und in das Pound-Drever-Hall-System 3 geleitet.
In einem dritten Schritt S3 gelangt die Laserstrahlung in den Phasenmodulator 5. Der Phasenmodulator wird zu Erzeugung zumindest eines Seitenbandes, insbesondere mehrerer Seitenbänder, angesteuert. Mit „Seitenbändern“ sind vorliegend Frequenzen gemeint, die zur Trägerfrequenz der Laserstrahlung äquidistant beabstandet sind.
In einem vierten Schritt S4 gelangt die Laserstrahlung zum Strahlteilerelement 15. Dort wird ein Teil der Laserstrahlung (erster Teilstrahl), aufweisend die Trägerfrequenz, in Richtung der Photodetektoreinheit 7 abgelenkt. Ein anderer Teil der Laserstrahlung (zweiter Teilstrahl) wird in Richtung des optischen Resonators 16 gelenkt. Der optische Resonator 16 ist vorzugsweise durch zwei sich in einem vorgebbaren Abstand zueinander angeordneten Spiegelelemente oder insbesondere gekoppelter Wellenleiterelemente gebildet. Der Teil der Laserstrahlung, die auf den optischen Resonator 16 trifft, gelangt in den optischen Resonator 16 hinein, wird im optischen Resonator 16 reflektiert, gelangt zurück zum Strahlteiler 15 und wird dann in Richtung der Photodetektoreinheit 7 abgelenkt. Der andere Teil der Laserstrahlung, also die Laserstrahlung, die durch den optischen Resonator 16 gelangt, weist ebenfalls die Trägerfrequenz auf, wobei diese Trägerfrequenz eine frequenzabhängige Phasenverschiebung durch die insbesondere komplexe Reflektivität des optischen Resonators 16 aufweisen kann.
In einem fünften Schritt S5 wird die Trägerfrequenz des ersten Teilstrahls mit der Trägerfrequenz des zweiten Teilstrahls überlagert und verglichen. Die Überlagerung erfolgt in der Photodetektoreinheit 7.
In einem sechsten Schritt S6 wird auf eine Abweichung zwischen der Trägerfrequenz des ersten Teilstrahls mit der Trägerfrequenz des zweiten Teilstrahls, überwacht. Dies erfolgt insbesondere in Abhängigkeit einer Überlagerung der Trägerfrequenz des zweiten Teilstrahls mit der Trägerfrequenz des ersten Teilstrahls und den durch den Phasenmodulator 5 erzeugten Seitenbändern. Ist die erfasste Abweichung gleich Null, was beispielsweise auf Basis des sich in Abhängigkeit der Überlagerung generierten Photostromes ermittelbar ist, so wird bei Schritt S2 fortgefahren. Die Abweichung ist dann Null, wenn die Trägerfrequenz des Lasermoduls 20 gleich der Resonanzfrequenz des optischen Resonators 16 ist. Zusätzlich oder alternativ ist Abweichung dann Null, wenn die Trägerfrequenz des ersten Teilstrahls gleich der Trägerfrequenz des zweiten Teilstrahls ist, wobei die Trägerfrequenz des zweiten Teilstrahls gleich der Resonanzfrequenz des optischen Resonators 16 ist oder sein muss.
Ist die erfasste Abweichung ungleich Null, so wird in einem siebten Schritt S7 die Trägerfrequenz des Lasermoduls 20 derart geregelt, dass diese gleich der der Resonanzfrequenz des optischen Resonators 16 ist. Die Regelung erfolgt durch einen elektrischen Korrekturstrom oder Regelstrom, welcher auf Basis des Photostromes insbesondere durch die elektronischen Bauelemente 9 erzeugt und dem Lasermodul 20 zugeführt wird.
Der Vorteil sowohl des Regelsystems 19 als auch des Verfahrens ist, dass die Frequenz oder Trägerfrequenz des Lasermoduls 20, 21 besonders schnell und besonders genau auf Veränderungen des optischen Resonators 16, 23, insbesondere Längenänderungen, reagiert oder reagieren kann. Die Trägerfrequenz ist somit kontinuierlich derart regelbar, dass diese gleich der Resonanzfrequenz des optischen Resonators 16 ist. Die Ausbildung von zumindest zwei Pound-Drever-Hall-Systemen 3, 4 auf ein und demselben Halbleitersubstrat 2 gewährleistet, dass auf kostengünstige und bauraumsparende Art und Weise eine Mehrzahl von optischen Resonatoren 16, 23 gleichzeitig und unabhängig voneinander überwacht wird oder werden kann und damit die Trägerfrequenz mehrerer Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4 kontinuierlich regelbar ist.
Ein Beispiel eines Frequenzverlaufs, bei welchem die Trägerfrequenz, vorliegend dargestellt unter Bezugszeichen 65, geregelt ist, ist in 4 dargestellt. Dabei stellen die schräg verlaufenden Linien Moden oder Resonatormoden dar, welche sich in dem optischen Resonator 16 ausbilden oder ausbilden können. Auf der x-Achse, vorliegend mit X bezeichnet, ist die Länge des optischen Resonators 16 und auf der y-Achse, vorliegend mit Y bezeichnet, die Trägerfrequenz oder Laserfrequenz dargestellt. In Abhängigkeit der Länge des optischen Resonators 16 wird die Trägerfrequenz geregelt, damit diese auf derselben Mode bleibt. Die Bandbreite der Durchstimmbarkeit des Lasermoduls 20, vorliegend unter dem Bezugszeichen 60 dargestellt, ist vorzugsweise mindestens 100 GHz und höchstens 10000 GHz, vorzugsweise mindestens 1000 GHz und höchstens 10000 GHz, besonders bevorzugt mindestens 1000 GHz und höchstens 5000 GHz.
5 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Regelsystem 29 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Regelsystem 29 entspricht dem in 2 beschriebenen Regelsystem 19 mit dem Unterschied, dass das Regelsystem 29 zusätzlich eine weitere Photodetektoreinheit 30, beispielsweise eine Photodiode, insbesondere eine Vierfachphotodiode, aufweist. Die weitere Photodetektoreinheit 30 ist ein separates Bauelement oder alternativ Bestandteil der Regelvorrichtung 1 selbst, also auf dem Halbleitersubstrat 2 der Regelvorrichtung 1 ausgebildet. Die weitere Photodetektoreinheit 30 ist mit einer Referenzlichtquelle 31, die zur Erzeugung einer Referenzträgerfrequenz oder Referenzfrequenz ausgebildet ist, signaltechnisch verbunden. Zusätzlich wird zumindest ein Seitenband, insbesondere mehrere Seitenbänder, zur Referenzträgerfrequenz erzeugt. Die Referenzlichtquelle 31 weist vorzugsweise einen Frequenzkammgenerator zur Erzeugung des zumindest einen Seitenbandes, insbesondere eines Frequenzkammes, auf. In der weiteren Photodetektoreinheit 30 wird die insbesondere geregelte Trägerfrequenz des Lasermoduls 20, 21 mit der Referenzträgerfrequenz beziehungsweise dem Frequenzkamm überlagert. Die Photodetektoreinheit 31 ist mit einer Auswerteeinheit 32 signaltechnisch verbunden. Durch die Auswerteeinheit 32 wird auf eine Abweichung zwischen der Trägerfrequenz und der Referenzträgerfrequenz beziehungsweise dem Frequenzkamm überwacht. Ist die erfasste Abweichung gleich Null, ist also die Trägerfrequenz gleich der Referenzträgerfrequenz, so ist die Längenänderung des optischen Resonators 16 Null. Ist die erfasste Abweichung ungleich Null, ist also die Trägerfrequenz ungleich der Referenzträgerfrequenz, so wird in Abhängigkeit einer Lage oder Lageänderung der Trägerfrequenz relativ zu der Referenzträgerfrequenz, insbesondere zu dem jeweiligen Seitenband oder den jeweiligen Seitenbändern, eine Längenänderung des optischen Resonators 16 bestimmt. „Längenänderung“ bedeutet vorliegend eine Abstandsänderung, beispielsweise in Folge einer transversalen Verschiebung, oder Lageänderung, beispielsweise in Folge einer Verkippung, der Spiegelelemente des optischen Resonators 16, 23 zueinander.
6 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Regelsystem 33 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Regelsystem 33 weist vorliegend ein Lasermodul 20, die Regelvorrichtung 1, welche gemäß dem Ausführungsbeispiel zumindest zwei, vorliegend drei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 aufweist, sowie zumindest einen optischen Resonator, vorliegend drei optische Resonatoren 16, 23, 34, auf.
Vorliegend ist das Lasermodul 20 mit jedem der drei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 gekoppelt. Die Trägerfrequenzen der in die jeweiligen Pound-Drever-Hall-Systeme geleiteten Laserstrahlung weisen vorliegend einen Phasenversatz oder Frequenzversatz zueinander auf. Zur Erzeugung des Phasenversatzes oder Frequenzversatzes ist eine Modulatoreinheit 35 zwischen Lasermodul 20 und den Pound-Drever-Hall-Systemen 3, 4, 22 geschaltet. Die Modulatoreinheit 35 ist vorzugsweise als elektro-optischer Modulator ausgebildet. Vorzugsweise ist die Modulatoreinheit 35 mit dem Steuergerät 18 zur Ansteuerung durch das Steuergerät 18 signaltechnisch verbunden. Durch den Phasenversatz oder Frequenzversatz wird insbesondere ein Frequenzkamm erzeugt. Das bedeutet, dass die Trägerfrequenzen oder Kammlinien der jeweiligen in die Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 geleiteten Laserstrahlung äquidistant zueinander beabstandet sind. Anders ausgedrückt: Die Laserstrahlung, welche in den optischen Resonator 16 gekoppelt wird oder koppelbar ist, weist ein Frequenzkammspektrum auf. Dieses ist durch mehrere Frequenzen in gleichem Frequenzabstand charakterisiert. Vorzugsweise wird ein Frequenzabstand gewählt, der einem ganzzahligen Vielfachen eines Modenabstandes zwischen zumindest zwei Resonatormoden des optischen Resonators 16 entspricht.
Der Vorteil hierbei ist, dass insbesondere für den vorliegenden Fall, dass jedes der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 mit ein und demselben optischen Resonator, vorliegend mit dem optischen Resonator 16, gekoppelt ist, dieser eine optische Resonator 16 durch mehrere Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 überwachbar ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Bandbreite der Durchstimmbarkeit des Lasermoduls begrenzt ist, beispielsweise weniger als 1000 GHz, insbesondere weniger als 100 GHz, ist.
Wird beispielsweise die Trägerfrequenz des Pound-Drever-Hall-Systems 3, vorliegend als erste Trägerfrequenz 36 bezeichnet, in Abhängigkeit der Resonanzfrequenz des optischen Resonators 16 geregelt und erreicht die Trägerfrequenz eine Grenze der Durchstimmbarkeit des Lasermoduls 20, so wird vorzugsweise ein anderes der Pound-Drever-Hall-Systeme 4, 22 angesteuert. Dieses angesteuerte Pound-Drever-Hall-System 4, 22 ist insbesondere ein solches Pound-Drever-Hall-System 4, in das eine zur ersten Trägerfrequenz äquidistant benachbarte zweite Trägerfrequenz 37 eingeleitet wird. Die Frequenzregelung erfolgt dann auf Basis dieser zweiten Trägerfrequenz 37. Erreicht diese zweite Trägerfrequenz die Grenze der Durchstimmbarkeit des Lasermoduls 20, so wird vorzugsweise ein anderes der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 22 angesteuert, beispielweise ein Pound-Drever-Hall-System 4, in das eine zur zweiten Trägerfrequenz 37 äquidistant benachbarte dritte Trägerfrequenz 38 eingeleitet wird. Die Ansteuerung eines jeweiligen Pound-Drever-Hall-Systems 3, 4, 22 erfolgt in Abhängigkeit der sich ausbildenden oder aktuellen Resonanzfrequenz des optischen Resonators 16.
Ein Beispiel eines Frequenzverlaufs, bei welchem die Trägerfrequenz gemäß dem zu 6 beschriebenen Regelsystem 33 geregelt wird, ist in 7 gezeigt.
Dargestellt sind die erste Trägerfrequenz 36, die zweite Trägerfrequenz 37, die dritte Trägerfrequenz 38 und optionale weitere Trägerfrequenzen. Eine Schaltung auf eine jeweilige Trägerfrequenz 36, 37, 38 erfolgt dann, wenn die Grenze, also entweder eine obere Grenze 39 oder eine untere Grenze 40, der Durchstimmbarkeit des Lasermoduls 20 erreicht ist. Die Bandbreite der Durchstimmbarkeit des Lasermoduls, also der Abstand der oberen Grenze 39 zur unteren Grenze 40, ist vorliegend insbesondere maximal 100 GHz, insbesondere maximal 1000 GHz.
8 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Regelsystem 58 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das Regelsystem 58 weist vorliegend ein Lasermodul 20, die Regelvorrichtung 1, welche gemäß dem Ausführungsbeispiel zumindest zwei, vorliegend drei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22, aufweist, sowie zumindest einen optischen Resonator 16 auf. Das Regelsystem weist weiterhin einen ersten wellenlängenselektiven optischen Schalter 59 und eine zweiten wellenlängenselektiven optischen Schalter 60, sowie die Ansteuereinheit 24 und die Modulatoreinheit 35 auf.
Vorliegend ist das Lasermodul 20 mit jedem der drei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 gekoppelt oder koppelbar. Aus der Trägerfrequenz des Lasermoduls 20 wird mittels der Modulatoreinheit 35 ein Frequenzkamm erzeugt. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Kammlinien des Frequenzkammes der Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22. Dies gewährleistet, dass ein Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 auf eine Kammlinie gelockt ist oder sein kann beziehungsweise an eine Kammlinie gekoppelt ist oder sein kann. Vorliegend ist ein Kammlinienabstand zwischen zwei Kammlinien des Frequenzkammes variabel einstellbar, insbesondere durch Ansteuerung der Modulatoreinheit 35 durch das Steuergerät 18. Vorzugsweise weist die Modulatoreinheit 35 eine ansteuerbare Kammlinienabstandsteuereinheit 61 auf, die zur variablen Einstellung des Kammlinienabstandes ausgebildet ist.
Der aus der Laserstrahlung erzeugte Frequenzkamm wird in einen Phasenmodulator 5 geleitet. Durch diesen wird zu jeder erzeugten Kammlinie zumindest ein Seitenband erzeugt. Die Laserstrahlung wird anschließend durch einen Strahlteiler 62 in einen ersten Teilstrahl 63 und einen zweiten Teilstrahl 64 getrennt. Der erste Teilstrahl 63 wird zu dem ersten wellenlängenselektiven optischen Schalter 59 geführt. Der zweite Teilstrahl 64 wird zu dem optischen Resonator 16 und anschließend zu dem zweiten wellenlängenselektiven optischen Schalter 60 geführt. Der erste Teilstrahl 63 ist vorliegend der Lichtstrahl mit der Trägerfrequenz. Der zweite Teilstrahl 64, also die Laserstrahlung, die durch den optischen Resonator 16 gelangt, weist ebenfalls die Trägerfrequenz auf, wobei diese Trägerfrequenz eine frequenzabhängige Phasenverschiebung durch die insbesondere komplexe Reflektivität des optischen Resonators 16 aufweisen kann.
Der wellenlängenselektiven optischen Schalter 59, 60 sind dazu ausgebildet, aus den vorliegend drei Kammlinien oder Eingangsfrequenzen eine Ausgangskammlinie oder Ausgangsfrequenz zu schalten oder filtern. Die wellenlängenselektiven optischen Schalter 59, 60 filtern dabei jeweils dieselbe Kammlinie, beispielsweise jeweils die erste, zweite oder dritte Kammlinie. Die jeweils geschalteten oder gefilterten Ausgangskammlinien werden in einem weiteren Strahlteiler 62 zusammengeführt und gelangen zur Photodetektoreinheit 7, bei welcher die Kammlinien überlagert werden.
Optional weist das zu 2 beschriebene Regelsystem 19 oder das zu 5 beschriebene Regelsystem 29 die wellenlängenselektiven optischen Schalter 59, 60 sowie optional die Kammlinienabstandsteuereinheit 61 auf.
Optional weisen die Regelsysteme 33, 58 zumindest zwei Lasermodule 20, 21 auf, wobei jedes der zumindest zwei Lasermodule 20, 21 mit jeweils zumindest zwei Pound-Drever-Hall-Systemen 3, 4. 22 gekoppelt ist.
Ein Beispiel eines Frequenzverlaufs, bei welchem die Trägerfrequenz gemäß dem zu 8 beschriebenen Regelsystem 58 geregelt wird, ist in 9 gezeigt. Dargestellt sind die erste Trägerfrequenz 36 oder erste Kammlinie, die zweite Trägerfrequenz 37 oder zweite Kammlinie, die dritte Trägerfrequenz 38 oder dritte Kammlinie und optionale weitere Trägerfrequenzen oder Kammlinien. Eine Ansteuerung der Modulatoreinheit 35, insbesondere der Kammlinienabstandsteuereinheit 61, erfolgt dann, wenn die Kammlinie, die auf eine Resonatormode gelockt oder gekoppelt ist, eine Grenze der Durchstimmbarkeit des Lasermoduls 20 erreicht, also entweder eine obere Grenze 39 oder eine untere Grenze 40.
Auf Basis derjenigen, insbesondere nächstbenachbarten, Kammlinie oder Trägerfrequenz, vorliegend die Kammlinie 66, welche dabei weiterhin auf eine Resonatormode gekoppelt oder gelockt ist oder bleibt, beziehungsweise auf Basis des entsprechend gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems 3, 4, 22, erfolgt dann eine Regelung, insbesondere eine weitere Regelung, des Kammlinienabstandes. Dies gewährleistet, dass stets eine Kammlinie auf eine Resonatormode gelockt bleibt oder ist.
Vorzugsweise wird die Kammlinienabstandsteuereinheit 61 des Modulators 35 zu einem vorgebbaren Zeitpunkt, beispielsweise eine vorgebbare Zeitdauer vor Erreichen der Grenze 39, 40 oder bei Erreichen der Grenze 39, 40, angesteuert.
10 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Regelsystems 19, 29, 33, 58.
In einem ersten Schritt S1 werden das eine Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 der Regelvorrichtung 1 und ein zumindest anderes Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 der Regelvorrichtung 1 betrieben oder in Betrieb genommen. Weist die Regelvorrichtung 1 mehr als zwei Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 auf, so werden vorzugsweise alle Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 betrieben.
In einem zweiten Schritt S2 wird das Lasermodul 20, 21 an eines der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 der Regelvorrichtung 1 gekoppelt. Optional oder zusätzlich wird das mit dem Lasermodul 20, 21 gekoppelte Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 an einen optischen Resonator 16, 23, 34 gekoppelt.
In einem dritten Schritt S3 wird zumindest ein Ist-Wert eines vorgebbaren elektrischen Parameters des einen Pound-Drever-Hall-Systems 3, 4, 22 erfasst. Der elektrische Parameter ist beispielsweise eine elektrische Kapazität oder ein elektrischer Widerstand zumindest eines der elektronischen Bauteile 9 der Regelvorrichtung 1 und/oder eines sonstigen Elements des Pound-Drever-Hall-Systems 3, 4, 22, beispielsweise der Photodetektoreinheit 7.
In einem vierten Schritt S4 wird der Ist-Wert mit einem vorgebbaren Soll-Wert verglichen. Beispielsweise wird ein erfasster Ist-Widerstand mit einem vorgebbaren Soll-Widerstand verglichen. Wird eine Abweichung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert kleiner oder gleich einer vorgebbaren Grenzabweichung erfasst, so wird bei Schritt S3 fortgefahren.
Wird eine Abweichung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert größer der vorgebbaren Grenzabweichung erfasst, so wird in einem fünften Schritt S5 auf eine Funktionsunfähigkeit oder kritische Funktionsfähigkeit des Pound-Drever-Hall-Systems 3, 4, 22 erkannt und das Lasermodul 20, 21 von dem funktionsunfähigen Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 entkoppelt. Anschließend wird das Lasermodul 20, 21 an ein anderes, koppelbares Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 gekoppelt. Vorzugsweise wird das funktionsunfähige Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 zusätzlich von dem optischen Resonator 16, 23, 34 entkoppelt und der optische Resonator 16, 23, 34 anschließend an das andere, koppelbare Pound-Drever-Hall-System 3, 4, 22 gekoppelt. Eine jeweilige Koppelung und/oder Entkoppelung erfolgt durch die Ansteuereinheit 24 beziehungsweise Matrixschaltung 25.
Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass eine zuverlässige Überwachung des optischen Resonators 16, 23, 34 gewährleistet ist oder bleibt, selbst wenn eines der eingesetzten oder gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 funktionsunfähig ist oder wird.
11 zeigt gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Projektionsbelichtungsanlage 42 für die EUV-Lithographie beziehungsweise eine EUV-Lithografievorrichtung. Die Projektionsbelichtungsanlage 42 weist ein Strahlerzeugungssystem 43 mit einer ansteuerbaren, Arbeitslicht erzeugenden Lichtquelle, vorliegend einer EUV-Lichtquelle 44, ein Beleuchtungssystem 45 und ein Projektionssystem 46 auf.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Strahlerzeugungssystem 43 ein einen Innenraum des Strahlerzeugungssystems zumindest bereichsweise umschließendes erstes Gehäuse 47, das Beleuchtungssystem 45 ein einen Innenraum des Beleuchtungssystems 45 zumindest bereichsweise umschließendes zweites Gehäuse 48 und das Projektionssystem 46 ein einen Innenraum des Projektionssystems 46 zumindest bereichsweise umschließendes drittes Gehäuse 49 auf. Das erste, zweite und/oder dritte Gehäuse 47, 48, 49 sind jeweils als Teilgehäuse eines hier nur vereinfacht dargestellten Gesamtgehäuses 50 der Projektionsbelichtungsanlage 42 ausgebildet.
Die Projektionsbelichtungsanlage 42, insbesondere das Gesamtgehäuse 50 oder die das Gesamtgehäuse 50 bildenden Teilgehäuse 47, 48, 49 wird/werden unter Vakuumbedingungen betrieben.
Vorliegend wird das von der EUV-Lichtquelle 44 emittierte EUV-Licht, welches vorliegend eine Wellenlänge von mindestens 5 nm und höchstens 30 nm aufweist, in einem Kollektorspiegel 51 der Strahlerzeugungseinrichtung 43 gebündelt und anschließend in das Beleuchtungssystem 45 geleitet.
Das Beleuchtungssystem 45 weist vorliegend zumindest ein erstes und ein zweites jeweils als Spiegel oder Spiegelelement ausgebildetes optisches Element 52, 53 auf. Das in das Beleuchtungssystem 45 eingeleitete EUV-Licht durch die optischen Elemente 52, 53 auf eine Photomaske 54 beziehungsweise ein Retikel geleitet, welche eine Struktur aufweist, die mittels des Projektionssystems 46 in verkleinertem Maßstab auf einen Wafer 55 abgebildet wird. Hierzu weist das Projektionssystem ein drittes und viertes optisches Element 56, 57 auf, welche ebenfalls jeweils als Spiegel oder Spiegelelement ausgebildet sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Projektionssystem 46 das Regelsystem 19, 29, 33, 58 auf. Das Regelsystem 19, 29, 33, 58 ist insbesondere vollständig oder vorzugsweise nur teilweise in dem Projektionssystem 46 angeordnet oder anordenbar.
Wie oben beschrieben weist das Regelsystem 19, 29, 33, 58 zumindest ein Lasermodul 20, 21 zur Erzeugung von Laserstrahlung, zumindest eine mit dem Lasermodul 20, 21 gekoppelte oder koppelbare Regelvorrichtung 1 und zumindest einen mit der Regelvorrichtung gekoppelten oder koppelbaren optischen Resonator 16, 23, 34 auf. Optional weist das Regelsystem 19, 29, 33, 58 zusätzlich zumindest eine Ansteuereinheit 24 und/oder zumindest eine Modulatoreinheit 35 auf.
Vorliegend bilden das dritte und das vierte optische Element 56, 57 den optischen Resonator 16, 23, 34. Die Regelvorrichtung 1 ist durch zumindest einen optischen Wellenleiter 8, beispielsweise eine Glasfaser, mit dem optischen Resonator 16, 23, 34 verbunden. Das Regelsystem 19, 29, 33, 58, insbesondere die Regelvorrichtung 1, ist mit einem Steuergerät 18 signaltechnisch verbunden.
Optional weisen das Projektionssystem 46 als auch das Beleuchtungssystem 45 jeweils mehr als zwei, insbesondere drei, vier, fünf oder mehr optische Elemente 52, 53, 56, 57 auf. Ein optischer Resonator 16, 23, 34 wird vorzugsweise durch jeweils zwei optische Elemente, die in einem Strahlengang des Arbeitslichts benachbart zueinander angeordnet sind, gebildet. Das Beleuchtungssystem 45 kann somit ebenfalls einen optischen Resonator 16, 23, 34 oder mehrere optische Resonatoren 16, 23, 34 aufweisen. Die optischen Resonatoren 16, 23, 34 des Projektionssystems 46 und des Beleuchtungssystems 45 sind vorzugsweise durch ein einziges Regelsystem 19, 29, 33, 58 oder eine einzige Regelvorrichtung 1 überwachbar oder mit dieser Regelvorrichtung 1 signaltechnisch verbunden. Optional weist das Beleuchtungssystem 45 eine separate, diesem zugeordnete Regelvorrichtung 1 oder ein separates Regelsystem 19, 29, 33, 58 auf.
Der Vorteil der Frequenzstabilisierung mittels der Regelvorrichtung 1 ist, dass Änderungen, insbesondere Längenänderungen, eines jeweiligen optischen Resonators 16, 23, 34 besonders genau und besonders schnell detektiert oder erfasst werden können. Besonders genau bedeutet, dass Längenänderungen oder Positionsänderungen im Picometerbereich detektierbar sind. Besonders schnell bedeutet, dass Längenänderungen oder Positionsänderungen im Mikrosekundenbereich detektierbar sind.
Wird beispielsweise eine Änderung der Länge des optischen Resonators 16, 23, 34 oder eine Änderung der Position der den optischen Resonator 16, 23, 34 bildenden optischen Elemente zueinander erfasst, welche größer ist als eine vorgebbare Grenzänderung, so wird vorzugsweise eine Maßnahme durchgeführt, welche beispielsweise die Position oder Lage zumindest eines der optischen Elemente des Resonators 16, 23, 34 korrigiert oder justiert. Die Korrektur erfolgt dabei derart, dass die korrigierte Länge oder Position einer vorgebbaren Soll-Länge oder vorgebbaren SollPosition entspricht. Vorzugsweise wird durch das Steuergerät 18 zumindest eines der optischen Elemente 52, 53, 56, 57 oder ein anderes Element des Projektionssystems 42 angesteuert, welches dazu ausgebildet ist, die Lage oder Position der optischen Elemente 52, 53, 56, 57 beziehungsweise des optischen Resonators 16, 23, 34 zu korrigieren oder zu justieren.
Vorzugsweise weist die Regelvorrichtung 1 Mittel zur Temperierung, insbesondere zur Erwärmung und/oder Kühlung des Halbleitersubstrats 2 und/oder der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 auf. Vorzugsweise weist die Regelvorrichtung 1 Mittel zur thermischen Isolierung des Halbleitersubstrats 2 und/oder der Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 auf. Vorzugsweise weist die Regelvorrichtung 1 ein Gehäuse auf, in welchem das Halbleitersubstrats 2 und/oder die Pound-Drever-Hall-Systeme 3, 4, 22 zumindest bereichsweise angeordnet sind.
Die Verwendung der Regelvorrichtung 1 und/oder des Regelsystem 19, 29, 33, 58 ist nicht auf die Verwendung mit einer Projektionsbelichtungsanlage beschränkt. Die Regelvorrichtung 1 und/oder des Regelsystem 19, 29, 33, 58 sind auch verwendbar beispielsweise in oder mit optischen Koordinatenmesssystemen, in oder mit Lidar (light detection and ranging)-Systemen oder in oder mit optischen Kohärenztomografie-Systemen.
Vorzugsweise weist das Regelsystem 19, 29, 33, 58 oder die Regelvorrichtung 1 einen PID-Regler auf, wobei das D-Glied des PID-Reglers ungleich Null ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Biedermann, B., Menlo Systems ORS1500 Optical Reference System: Design and Performance (2013 [0004]

Claims

Regelvorrichtung (1), aufweisend ein Halbleitersubstrat (2) und ein erstes auf dem Halbleitersubstrat (2) ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22), gekennzeichnet durch zumindest ein zweites auf dem Halbleitersubstrat ausgebildetes Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22).
Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) separat ansteuerbar sind.
Regelvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zumindest ein Steuergerät (18), das dazu ausgebildet ist, das erste und das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) anzusteuern.
Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) zumindest eine ansteuerbare Phasenmodulatoreinheit (5) und/oder zumindest eine Photodetektoreinheit (7) aufweist.
Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Photodetektoreinheit (7) ein separates Bauelement ist, das mit der Regelvorrichtung (1) stoffschlüssig verbunden ist.
Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) zumindest ein elektronisches Bauelement (9) aufweist.
Regelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine elektronische Bauelement (9) ein separates Bauelement ist, das mit der Regelvorrichtung (1) stoffschlüssig verbunden ist.
Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitersubstrat (2) Silizium, Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid aufweist.
Regelsystem (19, 29, 33, 58) zur Frequenzregelung eines Lasermoduls (20, 21), aufweisend zumindest ein Lasermodul (20, 21) zur Erzeugung von Laserstrahlung, zumindest eine mit dem Lasermodul (20, 21) gekoppelte oder koppelbare Regelvorrichtung (1) und zumindest einen mit der Regelvorrichtung (1) gekoppelten oder koppelbaren optischen Resonator (16, 23, 34), dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
Regelsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasermodul (20, 21) mit dem ersten Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1) gekoppelt und mit dem zumindest zweiten Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1) koppelbar ist.
Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch zumindest zwei Lasermodule (20, 21) und zumindest drei Pound-Drever-Hall-Systeme (3, 4, 22), wobei jedes der Lasermodule (20, 21) mit jeweils einem Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1) gekoppelt ist und wobei jedes der Lasermodule (20, 21) mit zumindest einem dritten Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1) koppelbar ist.
Regelsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) mit einem optischen Resonator (16, 23, 34) gekoppelt ist und dass das zweite Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) mit dem optischen Resonator (16, 23, 34) koppelbar ist.
Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch zumindest zwei optische Resonatoren (16, 23, 34) und zumindest drei Pound-Drever-Hall-Systeme (3, 4, 22), wobei jeder der optischen Resonatoren (16, 23, 34) mit jeweils einem Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1) gekoppelt ist und wobei jeder der optischen Resonatoren (16, 23, 34) mit dem zumindest dritten Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) koppelbar ist.
Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme (3, 4, 22) größer ist als die Anzahl der Lasermodule (20, 21) oder der optischen Resonatoren (16, 23, 34).
Regelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Pound-Drever-Hall-Systeme (3, 4, 22) mindestens doppelt so groß wie die Anzahl der Lasermodule (20, 21) oder der optischen Resonatoren (16, 23, 34).
Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch zumindest eine Ansteuereinheit (24), die dazu ausgebildet ist, das erste und das zumindest zweite Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22) zur Durchführung einer Koppelung oder Entkoppelung anzusteuern.
Regelsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (24) eine Matrixschaltung (25) ist.
Regelsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lasermodul (20, 21) mit zumindest zwei Pound-Drever-Hall-Systemen (3, 4, 22) gekoppelt ist.
Regelsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung des in das eine mit dem Lasermodul (20, 21) gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems (3, 4, 22) und die Laserstrahlung des in das andere mit dem Lasermodul (20, 21) gekoppelten Pound-Drever-Hall-Systems (3, 4, 22) einen Phasenversatz zueinander aufweisen.
Regelsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Phasenversatzes eine Modulatoreinheit (35) zwischen Lasermodul (20, 21) und den Pound-Drever-Hall-Systemen (3, 4, 22) geschaltet ist.
Regelsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulatoreinheit (35) eine Kammlinienabstandsteuereinheit (61) aufweist.
Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch eine weitere Photodetektoreinheit (31), wobei die Photodetektoreinheit (30) mit einer Referenzlichtquelle (31) verbindbar oder verbunden ist.
Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 22, gekennzeichnet durch einen ersten wellenlängenselektiven optischen Schalter (59) und zumindest einen zweiten wellenlängenselektiven optischen Schalter (60).
Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 23, gekennzeichnet durch einen PID-Regler, wobei das D-Glied des PID-Reglers ungleich Null ist.
Verfahren zum Betreiben eines Regelsystems (19, 29, 33, 58), wobei das Regelsystem (19, 29, 33, 58) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 24 ausgebildet ist, aufweisend folgende Schritte: a) Betreiben des einen Pound-Drever-Hall-Systems (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1) und des zumindest anderen Pound-Drever-Hall-Systems (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1); b) Koppeln des Lasermoduls (20, 21) an eines der Pound-Drever-Hall-Systeme (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1); c) Erfassen zumindest eines Ist-Wertes eines vorgebbaren elektrischen Parameters des einen Pound-Drever-Hall-Systems (3, 4, 22); d) Vergleichen des Ist-Wertes mit einem vorgebbaren Soll-Wert; e) Entkoppeln des Lasermoduls (20, 21) von dem einen Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22), wenn eine ermittelte Abweichung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert größer ist als eine vorgebbare Grenzabweichung; f) Koppeln des Lasermoduls (20, 21) an ein anderes der Pound-Drever-Hall-Systeme (3, 4, 22).
Verfahren zum Durchführen einer Frequenzregelung für ein Lasermodul (20, 21) eines Regelsystems (19, 29, 33, 58), wobei das Regelsystem (19, 29, 33, 58) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 24 ausgebildet ist, aufweisend folgende Schritte: a) Koppeln des Lasermoduls (20, 21) an zumindest eines der Pound-Drever-Hall-Systeme (3, 4, 22) der Regelvorrichtung (1), b) Erzeugen von Laserstrahlung durch das Lasermodul (20, 21) und Einleiten der Laserstrahlung in das Pound-Drever-Hall-System (3, 4, 22); c) Einleiten der Laserstrahlung, aufweisend eine Trägerfrequenz der Laserstrahlung, in einen Phasenmodulator (5) der Regelvorrichtung (1) und Erzeugen zumindest eines Seitenbandes; d) Aufteilen der Laserstrahlung in eine erste Teilstrahlung, aufweisend eine Trägerfrequenz der Laserstrahlung, und eine zweite Teilstrahlung, aufweisend eine potentiell phasenverschobene Trägerfrequenz der Laserstrahlung; e) Überlagerung der ersten Teilstrahlung und der zweiten Teilstrahlung; f) Überwachen auf eine vorgebbare Abweichung zwischen der ersten Teilstrahlung und der zweiten Teilstrahlung; g) Regeln der Trägerfrequenz der Laserstrahlung, wenn auf eine Abweichung zwischen der ersten Teilstrahlung und der zweiten Teilstrahlung erkannt wird, die größer ist als die vorgebbare Abweichung, wobei die Regelung der Trägerfrequenz derart erfolgt, dass diese gleich der Referenzfrequenz wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzregelung auf Basis einer Ansteuerung einer Kammlinienabstandsteuereinheit (61) durchgeführt wird.
Beleuchtungssystem (45) für eine Projektionsbelichtungsanlage (42) für die EUV-Lithografie, aufweisend: ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse (48), mindestens zwei optische Elemente (52, 53), welche in dem Gehäuse (48) angeordnet sind, wobei die mindestens zwei optischen Elemente (52, 53) einen optischen Resonator (16, 23, 34) bilden, gekennzeichnet durch ein Regelsystem (19, 29, 33, 58), das nach einem der Ansprüche 9 bis 24 ausgebildet ist.
Projektionssystem (46) für eine Projektionsbelichtungsanlage (42) für die EUV-Lithografie, aufweisend: ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse (49), mindestens zwei optische Elemente (56, 57), welche in dem Gehäuse (49) angeordnet sind, wobei die mindestens zwei optischen Elemente (56, 57) einen optischen Resonator (16, 23, 34) bilden, gekennzeichnet durch ein Regelsystem (19, 29, 33, 58), das nach einem der Ansprüche 9 bis 24 ausgebildet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (42) für die EUV-Lithografie, aufweisend: ein Beleuchtungssystem (45) und ein Projektionssystem (46), gekennzeichnet durch ein Regelsystem (19, 29, 33, 58), das nach einem der Ansprüche 9 bis 24 ausgebildet ist.
Projektionsbelichtungsanlage (42) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungssystem (45) gemäß Anspruch 28 und/oder das Projektionssystem (46) gemäß Anspruch 29 ausgebildet ist.