JP2000162655A - Clbo結晶による和周波光の発生方法 - Google Patents
Clbo結晶による和周波光の発生方法Info
- Publication number
- JP2000162655A JP2000162655A JP10339172A JP33917298A JP2000162655A JP 2000162655 A JP2000162655 A JP 2000162655A JP 10339172 A JP10339172 A JP 10339172A JP 33917298 A JP33917298 A JP 33917298A JP 2000162655 A JP2000162655 A JP 2000162655A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavelength
- sum frequency
- crystal
- clbo crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
発生させるための実用上の条件を明らかにし、実用上実
現可能なCLBO結晶による和周波光の発生方法を提供
すること。 【解決手段】 波長950nm〜1100nmの第1の
コヒーレント光と、波長200nm〜250nmの第2
のコヒーレント光から、ほぼ193nmの和周波光を発
生させるに際し、CLBO結晶を冷却する。また、第1
のコヒーレント光をNd:YAGレーザ光またはNd:
YVO4 レーザ光とする場合には、結晶の温度を−18
0°C以下とするのが望ましい。さらに、CLBO結晶
の温度を、位相整合する角度がほぼ90度となる温度に
することにより、ノン・クリティカル・フェーズ・マッ
チングとすることができる。
Description
光を放出するArFエキシマレーザの代替光源として使
用される固体レーザ光源等に用いられるCLBO結晶に
よる193nmの和周波光の発生方法に関する。
い、露光光の波長が短波長化しており、次世代の半導体
リソグラフィー用光源として、波長193nmのArF
エキシマレーザが有力視されている。しかし、上記エキ
シマレーザは、レーザ媒質として腐食性ガスを使用する
ためメンテナスン上の問題があり、実用化する上で解決
しなければならない問題も多い。そこで、ArFエキシ
マレーザの代替光源として使用できる波長がほぼ193
nmの光を放出する固体レーザの開発が検討されてい
る。
ーザの代替光源を構成するには、Nd:YAGレーザ光
源等が放出するコヒーレント光と、波長可変レーザや光
パラメトリック発振器が放出するコヒーレント光あるい
はその高調波光を、CLBO結晶等の和周波結晶に入射
して、波長がほぼ193nmの和周波光を得る方法が考
えられる。すなわち、波長が950nm〜1100nm
の第1のコヒーレント光と、波長がほぼ200nm〜2
50nmの第2のコヒーレント光(例えば、ほぼ106
4nmの波長の光を放出するNd:YAGレーザ光と、
ほぼ236nmの波長の光を放出する可変波長レーザ
光)をCLBO結晶に入射し、和周波混合することによ
り、波長がほぼ193nmの光を得る方法が考えられ
る。
が950nm〜1100nmの第1のコヒーレント光
と、波長がほぼ200nm〜250nmの第2のコヒー
レント光をCLBO結晶に入射し、和周波混合すること
により、ほぼ193nmの光を得ることができるが、C
LBO結晶により和周波光を得るには、位相整合がとら
れていなければならず、従来においては、上記2波長の
光の組み合わせで、193nmの和周波光を発生させる
ための条件が必ずしも明らかにされていなかった。本発
明は、上記事情に鑑みなされたものであって、その目的
とするところは、CLBO結晶により193nmの和周
波光を発生させるための実用上の条件を明らかにし、実
用上実現可能なCLBO結晶による和周波光の発生方法
を提供することである。
行い検討したところ、1064nmの波長の光と236
nmの波長の光をCLBO結晶に入射して波長がほぼ1
93nmの光を発生させるには、CLBO結晶を適切な
温度環境下におく必要があることが明らかになった。す
なわち、CLBO結晶に入射する一方の光の波長を固定
し、他方の光の波長とCLBO結晶の温度を変えて位相
整合角を求める実験を行ったところ、CLBO結晶の温
度が室温(23°C)とき、波長がほぼ195nmの和
周波光を得ることができたが、波長をさらに193nm
に近づけるには、CLBO結晶の温度をさらに低下させ
ることが好ましいことが分かった。
あって、上記課題を次のようにして解決する。 (1)CLBO結晶を冷却し、波長950nm〜110
0nmの第1のコヒーレント光と、波長200nm〜2
50nmの第2のコヒーレント光から、ほぼ193nm
の和周波光を発生させる。 (2)上記(1)において、第1のコヒーレント光をN
d:YAGレーザ光、または、Nd:YVO4 レーザ光
とし、上記結晶の温度を−180°C以下とする。 (3)上記(1)において、CLBO結晶の温度を、位
相整合する角度(光が位相整合するときの結晶の光学軸
と光の入射方向のなす角度)がほぼ90度となる温度に
する。 本発明は上記(1)〜(3)のように構成したので、C
LBO結晶により波長がほぼ193nmの和周波光を得
ることができる。また、位相整合する角度をほぼ90度
となる温度にすることにより、角度許容幅を大きくする
こと(ノン・クリティカル・フェーズ・マッチング)が
できる。
おけるCLBO結晶と入射光と出射光の関係を示す図で
ある。同図に示すように、光学軸を光の入射方向に対し
てθ度傾けたCLBO結晶1に波長λ1(第1波長λ1
という)の第1のコヒーレント光と、波長λ2(第2波
長λ2という)の第2のコヒーレント光に入射し、プリ
ズム2により、波長λ3の和周波光を取り出した。な
お、同図では波長λ1,λ2,λ3の光を3本に分けて
記載しているが、実際は重なっている。本実施例では上
記第1のコヒーレント光として、Nd:YAGレーザの
基本波光である波長1064nmの光を用い、第2のコ
ヒーレント光として、チタンサファイアレーザから構成
される可変波長レーザ光を用いた。また、CLBO結晶
を内部が真空に保たれた容器内に収納し、該容器に液体
窒素を用いた冷却機構を設けて、CLBO結晶の温度を
−200°C近傍まで冷却できるようにした。そして、
第1波長λ1を上記1064nmに固定し、第2のコヒ
ーレント光の第2波長λ2を変えて、各温度におけるC
LBO結晶の位相整合角の温度依存特性を調べた。
定を行った。図2に示すように、Nd:YAGレーザ光
源3から放射される光を3倍波発生用非線形結晶7に入
射し、3倍波を発生し、ダイクロイックミラーDM1,
DM3を介して和周波発生用非線形光学結晶8(CLB
O)に入射した。また、タイミング調整器5で上記N
d:YAGレーザ光源3と同期が取られたNd:YAG
レーザ光源4に組み込まれたその2倍波(532nm)
のレーザ光により波長可変レーザ光源であるチタンサフ
ァイアレーザ光源6(Ti:SAレーザ光源という)を
励起し、Ti:SAレーザ光源6が放出するレーザ光を
ミラーM4、ハーフミラーHs1、ミラーM2、ダイク
ロイックミラーDM3を介して和周波発生用非線形光学
結晶8に入射した。和周波発生用非線形光学結晶8は、
上記3倍波とTi:SAレーザ光源が放出するレーザ光
の和周波光を発生する。この和周波光(波長λ2)をダ
イクロイックミラーDM2を介して、被測定対象である
CLBO結晶1に入射した。
される基本波レーザ光(波長λ1)をダイクロイックミ
ラーDM1、ミラーM1、ダイクロイックミラーDM2
を介して被測定対象であるCLBO結晶1に入射した。
また、上記Nd:YAGレーザ光源3とNd:YAGレ
ーザ光源4の同期が正しくとられ、被測定対象CLBO
結晶1に同時にTi:SAレーザ光源6からのレーザ光
と、Nd:YAGレーザ光源3の基本波光が到達してい
るかを調べるため、ピンフォトダイオード11,12に
より上記波長λ1の光とλ2の光を検出し、オッシロス
コープ13でモニタした。
出するレーザ光の波長を変えることにより、230〜2
40nmの範囲で変えた。Ti:SAレーザ光源6が放
出するレーザ光の波長は波長計9により測定した。ま
た、位相整合角は、前記図1のθを変え、結晶表面から
の反射光の入射光軸からのズレを検出することにより測
定した。また、位相整合のピークを確認するため、発生
する和周波光のパワーをサーモパイル型パワーメータま
たは、蕉電型パワーメータ10で測定した。上記のよう
に、波長λ1の光と波長λ2の光を測定対象となるCL
BO結晶1に入射し、位相整合角を求めてグラフ上にプ
ロットし、各温度における温度依存特性を調べた。
おける位相整合角と第2波長λ2の関係を示す図であ
る。同図において、横軸は第2波長λ2、縦軸は位相整
合角であり、各曲線は、CLBO結晶を180°C、1
00°C、23°C、−90°C、−160°C、−1
85°Cの温度にしたときの波長λ2と位相整合角の関
係を示しており、各曲線に付された196.48nm、
195.69nm、194.82nm、193.93n
m、193.39nmは、各温度において位相整合角が
90°のときにCLBO結晶から出射される和周波光の
波長を示している。なお、−160°Cのときの和周波
光の波長は−185°Cのときの和周波光の波長に近い
ので図示されていない。
低下させると、位相整合可能な第2波長λ2が低下し、
これに伴い和周波光の波長も193nmに近づいてい
く。また、位相整合角が90°のとき、第2波長λ2が
最も小さくなりこれに伴い和周波光の波長も小さくな
る。さらに図3から明らかなように、位相整合角が90
°近傍であればCLBO結晶の角度θ(位相整合角)の
変動に対する和周波光の波長の変動も小さくなる。すな
わち、位相整合角が90°のとき、いわゆる、ノン・ク
リティカル・フェーズ・マッチングとすることができ
る。
度と、第2波長λ2および得られる和周波光の波長をプ
ロットした図である。同図において、横軸はCLBO結
晶の温度、縦軸は、混合する第2波長λ2である。同図
から明らかなように、温度を低下させるに従って、位相
整合可能な第2波長λ2が小さくなり、これに伴い和周
波光の波長も短くなる。以上の実験から、CLBO結晶
の温度を低下させていくことにより波長が193nmに
近い和周波光を得ることができることがわかった。ま
た、CLBO結晶の温度を−180°C以下にすること
により、193nmに近い193.39nmの和周波光
を得ることができた。また、位相整合角が90°であれ
ば、CLBO結晶の温度が同じとき和周波光の波長は最
も短くなり、さらに前記したように、いわゆる、ノン・
クリティカル・フェーズ・マッチングとすることができ
る。
CLBOを冷却したので、波長950nm〜1100n
mの第1のコヒーレント光と、波長200nm〜250
nmの第2のコヒーレント光からほぼ193nmの和周
波光を発生させることができる。特に、第1のコヒーレ
ント光をNd:YAGレーザ光、または、Nd:YVO
4 レーザ光とし、上記結晶の温度を−180°C以下と
することにより、193nmに近い193.39nmの
和周波光を得ることができる。さらに、CLBO結晶の
温度を、位相整合する角度がほぼ90度となる温度にす
ることにより、ノン・クリティカル・フェーズ・マッチ
ングとすることができる。
の入射光と出射光の関係を示す図である。
る。
係を示す図である。
波光の波長の関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 波長950nm〜1100nmの第1の
コヒーレント光と、波長200nm〜250nmの第2
のコヒーレント光とをCLBO結晶に入射し和周波光を
発生させる方法であって、 波長がほぼ193nmの和周波光を発生するように上記
CLBO結晶を冷却することを特徴とするCLBO結晶
による和周波光の発生方法。 - 【請求項2】 第1のコヒーレント光がNd:YAGレ
ーザ光、または、Nd:YVO4 レーザ光であり、上記
結晶の温度が−180°C以下であることを特徴とする
請求項1のCLBO結晶による和周波光の発生方法。 - 【請求項3】 前記結晶の温度は、位相整合する角度が
ほぼ90度となる温度であることを特徴とする請求項1
のCLBO結晶による和周波光の発生方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33917298A JP4300608B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Clbo結晶による和周波光の発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33917298A JP4300608B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Clbo結晶による和周波光の発生方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000162655A true JP2000162655A (ja) | 2000-06-16 |
JP4300608B2 JP4300608B2 (ja) | 2009-07-22 |
Family
ID=18324930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33917298A Expired - Fee Related JP4300608B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Clbo結晶による和周波光の発生方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4300608B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2372449A2 (en) | 2010-04-01 | 2011-10-05 | Lasertec Corporation | Radiation source apparatus and DUV beam generation method |
-
1998
- 1998-11-30 JP JP33917298A patent/JP4300608B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2372449A2 (en) | 2010-04-01 | 2011-10-05 | Lasertec Corporation | Radiation source apparatus and DUV beam generation method |
US8503068B2 (en) | 2010-04-01 | 2013-08-06 | Lasertec Corporation | Radiation source apparatus and DUV beam generation method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4300608B2 (ja) | 2009-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3997450B2 (ja) | 波長変換装置 | |
US7649188B2 (en) | LPP type extreme ultra violet light source apparatus and driver laser for the same | |
US5365366A (en) | Synchronously pumped sub-picosecond optical parametric oscillator | |
JP3909867B2 (ja) | レーザ装置 | |
JP3977529B2 (ja) | 波長変換レーザ装置およびレーザ加工装置 | |
US6741620B2 (en) | Methods and devices for efficient generation of ultraviolet light | |
WO2003049239A2 (en) | Solid state system and method for generating ultraviolet light | |
WO1997048155A1 (en) | Solid-state laser system for ultraviolet micro-lithography | |
Adams et al. | Tunable narrow linewidth ultra-violet light generation by frequency doubling of a ring Ti: sapphire laser using lithium tri-borate in an external enhancement cavity | |
Zhao et al. | High-power continuous-wave narrow-linewidth 253.7 nm deep-ultraviolet laser | |
JP2001021931A (ja) | Type1の非線形結晶を用いた加工用レーザ装置 | |
CN101202405A (zh) | 用1342nm激光7倍频获得192nm紫外激光的方法 | |
US6240111B1 (en) | Laser beam generating apparatus and method | |
Mes et al. | Third-harmonic generation of a continuous-wave Ti: Sapphire laser in external resonant cavities | |
JP2000162655A (ja) | Clbo結晶による和周波光の発生方法 | |
Rodríguez-García et al. | Tunable, CW laser emission at 225 nm via intracavity frequency tripling in a semiconductor disk laser | |
JP5213368B2 (ja) | レーザ光第2高調波発生装置 | |
Nakazato et al. | Development of high coherence, 200mW, 193nm solid-state laser at 6 kHz | |
JPH0750442A (ja) | 加工用レーザ装置 | |
Barnes | Optical parametric oscillators | |
Kim et al. | Compact, wavelength-selectable, energy-ratio variable Nd: YAG laser at mid-ultraviolet for chemical warfare agent detection | |
JP4265424B2 (ja) | 波長変換方法、波長変換レーザ装置、およびレーザ加工装置 | |
JPH10303488A (ja) | 光源装置 | |
Paul et al. | Optically pumped external-cavity semiconductor lasers for precision spectroscopy and laser cooling of atomic Hg | |
Masuda et al. | All-solid-state, continuous-wave, 195 nm light generation in β-BaB2O4 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051014 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080229 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090331 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090413 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130501 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130501 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140501 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |