JP2005533380A - 遠隔uvレーザシステム及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 UV及び可視レーザシステム及びその使用方法、特に半導体検査又は処理に適するUV及び可視レーザシステムを提供する。
【解決手段】 発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを備えたモードロックレーザシステムを含むレーザ装置。出力ビームは、発振器空洞から発生される。発振器空洞には、利得媒体及びモードロック装置が配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。第2高調波発生器は、発振器空洞に結合される。UV出力ビームを発生する第3高調波発生器は、第2高調波発生器に結合される。光結晶ファイバには、レーザシステムに結合した近位端が設けられる。送出装置は、光結晶ファイバの遠位部分に結合される。
【解決手段】 発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを備えたモードロックレーザシステムを含むレーザ装置。出力ビームは、発振器空洞から発生される。発振器空洞には、利得媒体及びモードロック装置が配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。第2高調波発生器は、発振器空洞に結合される。UV出力ビームを発生する第3高調波発生器は、第2高調波発生器に結合される。光結晶ファイバには、レーザシステムに結合した近位端が設けられる。送出装置は、光結晶ファイバの遠位部分に結合される。
Description
本発明は、一般的に、UV及び可視レーザシステム、及びそれらの使用方法に関し、より具体的には、半導体検査又は処理に適するUV及び可視レーザシステムに関する。
半導体産業における増大する数のレーザ用途は、UV又は可視レーザ光を要求している。これらの用途には、検査及び材料処理作業が含まれる。これらの用途の多くは、被試験サンプルが清浄に保たれていること又は処理装置の近くにあることを要求し、従って、機械全体がクリーンルーム環境に配置される。
ダイオードポンプド半導体レーザは、その頑丈さのためにこの市場で益々受け入れられている。これらのシステムは、いくつかのサブシステム、すなわち、ポンプダイオードを作動させるための電源、ポンプダイオード自体、レーザヘッド、可視又はUV放射を発生させるための高調波変換装置から成る。レーザシステム全体は、一般的に、クリーンルームに配置された半導体処理機械内に含まれる。
ダイオードポンプド半導体レーザは、その頑丈さのためにこの市場で益々受け入れられている。これらのシステムは、いくつかのサブシステム、すなわち、ポンプダイオードを作動させるための電源、ポンプダイオード自体、レーザヘッド、可視又はUV放射を発生させるための高調波変換装置から成る。レーザシステム全体は、一般的に、クリーンルームに配置された半導体処理機械内に含まれる。
ポンプ源として使用されるダイオードは、電源に置くことができる。次に、ポンプ光は、ダイオードからマルチモードファイバに結合され、外装ファイバケーブルによりレーザヘッドへ運ばれる。このようにして、電源及びダイオードは、遠方に位置することができ、他方、レーザヘッド及び高調波変換装置は、半導体処理機械に位置することができる。電源及びダイオードは、半導体処理機械の外側、又はクリーンルームの外部にすら置くことができる。
しかし、ダイオードを電源に配置し、次にダイオードポンプ光をマルチモードファイバ内に結合することは、ポンプ光がIR領域にあって連続波で回折限界的でないから機能する。これに反して、レーザの出力は、可視又はUVであり、多くの場合にパルス駆動され、回折限界的なビームを有する。従って、ビーム品質を保つために単一モードファイバを必要とするが、これは、パルス及びUV放射の両方で問題がある。
半導体検査又は処理に適するUV及び可視レーザシステムの改善の必要性が存在する。更に、レーザ共振器及び電源がクリーンルームの外側位置に配置される半導体検査又は処理用途に対するUV又は可視レーザシステムの必要性も存在する。
半導体検査又は処理に適するUV及び可視レーザシステムの改善の必要性が存在する。更に、レーザ共振器及び電源がクリーンルームの外側位置に配置される半導体検査又は処理用途に対するUV又は可視レーザシステムの必要性も存在する。
従って、本発明の1つの目的は、ダイオードポンプレーザ、及び遠隔位置用途におけるその使用方法を提供することである。
本発明の別の目的は、ダイオードポンプレーザ、及びレーザ共振器及び電源がクリーンルームの外側位置に配置される半導体検査及び処理用途におけるその使用方法を提供することである。
本発明の上記及び他の目的は、発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを備えたモードロックレーザシステムを含むレーザ装置において達成される。出力ビームは、発振器空洞から発生される。発振器空洞には、利得媒体及びモードロック装置が配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。第2高調波発生器は、発振器空洞に結合される。UV出力ビームを発生する第3高調波発生器は、第2高調波発生器に結合される。光結晶ファイバには、レーザシステムに結合した近位端が設けられる。送出装置は、光結晶ファイバの遠位部分に結合される。
本発明の別の目的は、ダイオードポンプレーザ、及びレーザ共振器及び電源がクリーンルームの外側位置に配置される半導体検査及び処理用途におけるその使用方法を提供することである。
本発明の上記及び他の目的は、発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを備えたモードロックレーザシステムを含むレーザ装置において達成される。出力ビームは、発振器空洞から発生される。発振器空洞には、利得媒体及びモードロック装置が配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。第2高調波発生器は、発振器空洞に結合される。UV出力ビームを発生する第3高調波発生器は、第2高調波発生器に結合される。光結晶ファイバには、レーザシステムに結合した近位端が設けられる。送出装置は、光結晶ファイバの遠位部分に結合される。
本発明の別の実施形態では、レーザ装置は、発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを備えたモードロックレーザシステムを含み、出力ビームを発生する。利得媒体及びモードロック装置は、発振器空洞に配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。第1の増幅器も含まれる。第2高調波発生器は、第1の増幅器に結合される。UV出力ビームを発生する第3高調波発生器は、第2高調波発生器に結合される。光結晶ファイバには、レーザシステムに結合した近位端が設けられる。送出装置は、光結晶ファイバの遠位部分に結合される。
本発明の別の実施形態では、レーザ装置は、発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを備えたモードロックIRレーザシステムを含む。利得媒体及びモードロック装置は、発振器空洞に配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。光結晶ファイバには、IRレーザシステムに結合した近位端が設けられる。高調波変換送出装置は、光結晶ファイバの遠位端に結合される。
本発明の別の実施形態では、レーザ装置は、発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを備えたモードロックIRレーザシステムを含む。利得媒体及びモードロック装置は、発振器空洞に配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。第1増幅器も含まれる。光結晶ファイバは、IRレーザシステムに結合した近位端を有する。高調波変換送出装置は、光結晶ファイバの遠位端に結合される。
本発明の別の実施形態では、UV出力ビームを遠隔位置へ送出する方法は、モードロック赤外線レーザシステムを提供する。レーザシステムは、出力ビームを発生する発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを含む。利得媒体及びモードロック装置は、発振器空洞に配置される。光結晶ファイバが設けられ、これは、レーザシステムに結合した近位部分と送出装置に結合した遠位部分とを有する。赤外線レーザシステムは、遠隔位置からある一定の距離に配置される。UV出力ビームは、遠隔位置からある一定の距離において発生される。UV出力ビームは、遠隔位置の送出装置に送出される。
本発明の別の実施形態では、UV出力ビームを遠隔位置へ送出する方法が提供される。モードロックIRレーザシステムは、出力ビームを発生する発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラを含む。利得媒体及びモードロック装置は、発振器空洞に配置される。ダイオードポンプ源は、利得媒体に入射するポンプビームを発生する。高調波変換送出装置は、遠隔位置に配置される。光結晶ファイバが設けられ、IRレーザシステムに結合した近位部分と高調波変換送出装置に結合した遠位部分とを有する。IRレーザビームは、IRレーザシステムから高調波変換送出装置へ光結晶ファイバによって送出される。UVビームは、遠隔位置の高調波変換送出装置から発生される。
様々な実施形態において、本発明は、レーザシステムを有するレーザ装置及びその使用方法を提供する。一実施形態では、レーザシステムは、発振器システム又は発振器/増幅器システムを含む。発振器/増幅器システムは、発振器システムと同様なものであるが、1つ又はそれ以上の増幅器を含む。発振器システム及び発振器/増幅器システムは、第2、第3、第4、及び第5高調波発生器と結合することができる。第2高調波発生器は、発生器システム及び発振器/増幅器システムと共に単独で、及び第3、第4、及び第5高調波発生器と様々に組合せて使用することができる。更に、高調波発生器は、OPOと結合することができる。OPOは、発振器又は高調波発生器からの基本ビームによってポンピングすることができる。OPOの出力は、高調波発生器に混ぜて付加的な可変波長源を発生させることができる。
一実施形態では、発振器システムは、Nd:YVO4利得媒体を含み、多重量子井戸吸収体によりモードロックされる。この発振器システムの特定実施形態では、発振器は、Nd:YVO4利得媒体に入射する13ワットのポンプ電力をもたらす単一ファイバ結合ダイオードバーによってポンピングされ、一般的に、繰返し率80MHzで5〜6ワットの5〜15ピコ秒パルスを発生する。別の実施形態では、発振器/増幅器システムは、多重量子井戸吸収体によってモードロックされたNd:YVO4利得媒体、ダブルパス増幅器、及び2つのシングルパス増幅器を含む。増幅器の各々は、Nd:YVO4利得媒体を有し、2つのファイバ結合ダイオードポンプ源によってポンピングされる。この発振器/増幅器システムは、繰返し率80MHzで25〜30ワットの5〜15ピコ秒パルスを発生する。別の実施形態では、880nmのポンピング波長が、利得媒体の同様な値の熱レンズでの増大したパワーに対して使用される。
発振器及び発振器/増幅器システムは、多重量子井戸可飽和吸収体、非線形ミラーモードロック方法、偏光結合モードロック方法、又は、限定はしないが、AO変調器の使用を含む他のモードロック技術でモードロックすることができる。量子井戸可飽和吸収体の一例は、本明細書において引用により組み込まれている米国特許第5,627,854号に開示されている。非線形ミラーモードロック方法の一例は、本明細書において引用により組み込まれている米国特許第4,914,658号に開示されている。偏光結合モードロック方法の一例は、本明細書において引用により組み込まれている米国特許第6,021,140号に開示されている。より短いパルス及び単一出力ビームを発生させるために、利得媒体は、本明細書において引用により組み込まれている米国特許第5,812,308号に説明されたような折り畳み式ミラーに隣接して位置決めされる。
発振器/増幅器システムの性能を有する高パワー発振器システムは、多重ファイバ結合ダイオード、及び非線形ミラーモードロック技術又は偏光結合モードロック方法のいずれかを使用して達成することができる。この高パワー発振器システムは、繰返し率80〜120MHzの4〜10ピコ秒パルスにより出力パワー10〜20ワットを発生する。
高い繰返し率は、レーザシステムが擬似CW源として使用される用途に対して望ましい。いくつかの用途に対しては、80MHzの繰返し率は、擬似CWと見なされるのに十分な高さである。この繰返し率は、1.8メートルの発振器空洞長を用いて達成される。空洞長が0.4メートルまで短縮されると、繰返し率は、350MHzに増大する。
高い繰返し率は、レーザシステムが擬似CW源として使用される用途に対して望ましい。いくつかの用途に対しては、80MHzの繰返し率は、擬似CWと見なされるのに十分な高さである。この繰返し率は、1.8メートルの発振器空洞長を用いて達成される。空洞長が0.4メートルまで短縮されると、繰返し率は、350MHzに増大する。
次に、図1を参照すると、発振器システム10の一実施形態は、高反射器14及び出力カプラ16によって形成された共振器空洞12を有する。共振器空洞12内には、利得媒体18が配置される。適切な利得媒体18としては、以下に限定されるものではないが、Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Ti:サファイア、Cr:YAG、Cr:フォルステライト、Yb:YAG、Yb:ガラス、Yb:KGW、Yb:KYW、KYbW、及びYbAGなどが含まれる。好ましい利得媒体18は、Nd:YVO4である。発振器空洞12内には、モードロック装置19が配置される。一実施形態では、発振器システム10は、13ワットの出力を発生するファイバ結合バー20によりモードロック及びポンピングされる。発振器空洞12は、公称でパルス幅5から15ピコ秒により繰返し率80MHzで1から6ワットのパワーを発生することができる。
任意的に、全体的に参照符号23で示した1つ又はそれ以上の増幅器が含まれる。共振器空洞12からの出力ビーム22は、第1の増幅器24により増幅することができる。第2の増幅器26を含むこともできる。また、パワーを増大させるために付加的な増幅器を含むこともできる。増幅器24及び26は、一般的に共振器空洞12内で使用されるものと同じ利得媒体を有する。Nd:YVO4は、増幅器内で高利得を発揮するので利得媒体として適する物質である。Nd:YVO4の高利得は、より少ない利得媒体内通過を要求する単純化された増幅器設計をもたらす。増幅器24及び26は、それぞれ出力ビーム28及び30を発生する。増幅器24及び26は、シングルパス、ダブルパス、及びフォーパス増幅器とすることができる。フォーパス増幅器は、本明細書において引用により組み込まれている米国特許第5,812,308号に開示されている。発振器と、ダブルパス増幅器と、2つのシングルパス増幅器とを使用した発振器/増幅器システム10は、30ワットの平均パワーを供給することができる。
出力ビーム22、28、又は30は、全体的に参照符号31で示し、第2高調波発生器32を含むことができる高調波発生器に入射することができる。第2高調波発生器32からの出力34は、出力ビーム40を発生させるために、第3高調波発生器36に入射することができる。代替的に、出力34は、出力ビーム44を発生させるために、第4高調波発生器42に入射することができる。発振器システム10は、高調波発生器32、36、及び42の様々な組合せ、及び、第5又はそれよりも高次の高調波発生器又はOPOを含むことができることが認められるであろう。第2高調波発生器32は、非臨界位相適合LBOを使用することができ、第3高調波発生器36は、II型LBOを使用することができ、第4高調波発生器42は、I型BBOを使用することができる。
特定の実施形態では、発振器システム10は、高調波を発生する発振器空洞12を含む。出力ビーム22は、第2高調波発生器32に入射する。この特定実施形態では、発振器システム10は、第3高調波発生器36又は第4高調波発生器42を含むことができる。この発振器システム10の出力パワーは、1064nmで5ワットである。高調波発生システムは、532nmで2ワット、355nmで1ワット、又は266nmで200ミリワットを発生する。
別の特定実施形態では、発振器/増幅器システム10の利得媒体は、Nd:YVO4であり、1064nmで29ワットの7ピコ秒パルスが発生される。高調波発生システムは、532nmで22ワット、355nmで11ワット、又は266nmで4.7ワットを発生することができる。
別の特定実施形態では、発振器/増幅器システム10の利得媒体は、Nd:YVO4であり、1064nmで29ワットの7ピコ秒パルスが発生される。高調波発生システムは、532nmで22ワット、355nmで11ワット、又は266nmで4.7ワットを発生することができる。
別の特定実施形態では、発振器/増幅器システム10は、532nmで2ワットを発生させるために、発振器空洞12、フォーパス増幅器24、及び第2高調波発生器32を含む。この発振器/増幅器システムは、本明細書において引用により組み込まれているKafka他、「J.Opt.Soc.Am.B」、12、2147−2157(1995年)によって説明されたような非臨界位相適合LBOを使用したOPOをポンピングすることができる。
別の特定実施形態では、発振器/増幅器システム10は、発振器空洞12、ダブルパス増幅器24、及び3つのシングルパス増幅器26を含み、1064nmで42ワットの7ピコ秒パルスを発生する。この発振器/増幅器システムは、非臨界位相適合KTAを使用してOPOをポンピングすることができ、1535nmで出力ビームを発生する。「レーザ及び電気光学に関する会議」、1998年OSA技術ダイジェストシリーズ(アメリカ光学協会、ワシントンDC、1998年)締め切り後論文CPD3、第6巻におけるNebel他によって説明されているように、1535nmにおける出力ビームは、629nmで11.6ワットをもたらすために1064nmビームと混合させることができる。米国アリゾナ州ツーソン所在のスペクトラ・フィジクス・セミコンダクタ・レーザーズから市販の40ワットを発生するファイバ結合バーを使用して、発振器又は発振器/増幅器システム10の出力パワーを増大させることができる。
0.5%よりも低いドーピングレベルを有するNd:YVO4利得媒体18も、発振器又は発振器/増幅器システム10の出力パワーを増大させるために使用することができる。40ワットファイバ結合バーと低ドーピングレベルのNd:YVO4利得媒体との組合せは、発振器又は発振器/増幅器システム10の出力パワーを大きく増大させる。低ドーピングレベルNd:YVO4利得媒体18の使用はまた、ミスアラインメントに対する発振器空洞12の感度を下げると共に、増幅器24又は26からの出力ビームの品質を改善させることもできる。低ドーピングレベルNd:YVO4利得媒体の使用、より長いNd:YVO4利得媒体の使用、及びNd:YVO4利得媒体におけるより大きなポンプ容積の使用については、本明細書において引用により組み込まれている米国特許第6,185,235号に開示されている。発振器システム及び/又は発振器/増幅器システム10は、レーザシステム110として集合的に示されており、出力ビーム22、28、30、34、40、又は44は、出力ビーム112として集合的に示されている。
ここで図2を参照すると、本発明の一実施形態は、レーザシステム110を含むレーザ装置100である。光結晶ファイバ114は、レーザシステム110に結合した近位部分116と送出装置120に結合した遠位部分118とを有する。適切な送出装置は、以下に限定されるものではないが、1つ又はそれ以上のレンズ、ミラー、スキャナ、顕微鏡、望遠鏡、及び音響光学又は電気光学装置などを含む。
光結晶ファイバ114の特徴は、関連のある波長において低い吸収性を有するということである。更に、損傷閾値及び非線形効果の閾値が共に高い。一例として、また、限定はしないが、非線形効果の閾値は、1キロワットを大きく超える可能性がある。一実施形態では、光結晶ファイバ114は、中空コア単一モード光結晶ファイバである。中空コア単一モード光結晶ファイバ114は、空気中で出力ビーム112を誘導し、そのモード品質を維持する。これらのファイバは、英国バス所在のブレイズ・フォトニクスから市販されている。
図3に示すように、別の実施形態では、レーザシステム210は、1000nmと1100nmの間の波長、最も好ましくは1064nmの波長の出力を発生するIRレーザシステムである。パワー範囲は、5から30ワットの間とすることができる。
IRレーザシステム210は、レーザシステム10と似ているが、高調波発生器を含まない。IRレーザシステム210は、共振器空洞212、高反射器214、出力カプラ216、利得媒体218、及びモードロック装置219を有する。IRレーザシステム210は、ポンプ源220によってポンピングされ、出力ビーム222を発生する。IRレーザシステム210は、出力ビーム222を増幅する1つ又はそれ以上の増幅器223を含むことができる。増幅器223は、用途に応じて第1増幅器224、第2増幅器226、及び付加的な増幅器を含むことができる。
IRレーザシステム210は、レーザシステム10と似ているが、高調波発生器を含まない。IRレーザシステム210は、共振器空洞212、高反射器214、出力カプラ216、利得媒体218、及びモードロック装置219を有する。IRレーザシステム210は、ポンプ源220によってポンピングされ、出力ビーム222を発生する。IRレーザシステム210は、出力ビーム222を増幅する1つ又はそれ以上の増幅器223を含むことができる。増幅器223は、用途に応じて第1増幅器224、第2増幅器226、及び付加的な増幅器を含むことができる。
図4を参照すると、IRレーザシステム310は、IRレーザシステム210と類似であり、出力ビーム312を発生する。出力ビーム312は、高調波変換送出装置320に結合した光結晶ファイバ314に結合される。高調波変換送出装置320は、高調波発生器332、336、及び342の様々な組合せ、並びに、第5又はそれよりも高次の高調波発生器又はOPO、及び送出装置120と実質的に同じである送出装置338を含むことができる。
本発明の1つの方法においては、レーザシステム110又は310つまり集合的に410は、遠隔位置422から遠くに配置される。送出装置120又は高調波変換送出装置320つまり集合的に420は、遠隔位置422に配置される。レーザシステム410からの出力ビーム112又は312つまり集合的に412は、図5に示すように光結晶ファイバ414により遠隔位置422の送出装置420に供給される。IRレーザシステム310の実施形態では、その電源、ポンプダイオード、及びIRレーザヘッドは、全て遠隔位置422から離して配置される。遠隔位置422の例としては、クリーンルーム、真空容器、及び封入された機械などが含まれる。
一実施形態では、遠隔位置422は、半導体産業において使用されるクリーンルームである。しかし、本発明は、レーザシステム410を遠隔位置422から離して置くことが望ましい様々な異なる種類のクリーンルーム及び他の遠隔位置でもその利用を見出すことが認められるであろう。
一実施形態では、レーザシステム410は、遠隔位置422から2から200メートル離して配置される。別の実施形態では、レーザシステム410は、遠隔位置422から10メートルを超えずに配置される。
一実施形態では、レーザシステム410は、遠隔位置422から2から200メートル離して配置される。別の実施形態では、レーザシステム410は、遠隔位置422から10メートルを超えずに配置される。
レーザシステム410は、遠隔位置422から遠く離して配置され、レーザシステム410によって発生された熱は、遠隔位置422に導入されない。レーザシステム410を遠隔位置422から遠く離して置くことにより、遠隔位置422及びそこに位置するアイテムを乱すことなく、レーザシステム410の保守点検を行うことができる。
本発明の好ましい実施形態の以上の説明は、例示と説明の目的で示されものである。網羅的であること又は本発明を開示した形態に正確に限定する意図はない。当業者には、多くの変更及び変形が明らかであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物よって規定されるものとする。
本発明の好ましい実施形態の以上の説明は、例示と説明の目的で示されものである。網羅的であること又は本発明を開示した形態に正確に限定する意図はない。当業者には、多くの変更及び変形が明らかであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物よって規定されるものとする。
10 発振器システム
12 共振器空洞
14 高反射器
16 出力カプラ
18 利得媒体
19 モードロック装置
23 増幅器
31 高調波発生器
40、44 出力ビーム
12 共振器空洞
14 高反射器
16 出力カプラ
18 利得媒体
19 モードロック装置
23 増幅器
31 高調波発生器
40、44 出力ビーム
Claims (58)
- 発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラと、該発振器空洞に配置された利得媒体及びモードロック装置と、該利得媒体に入射するポンプビームを発生するダイオードポンプ源と、該発振器空洞と第3高調波発生器とに結合した第2高調波発生器とを含み、UV出力ビームを発生するモードロックUVレーザシステムと、
前記UVレーザシステムに結合した近位端を有する光結晶ファイバと、
前記光結晶ファイバの遠位端に結合した送出装置と、
を含むことを特徴とするレーザ装置。 - 前記光結晶ファイバは、回折限界の1.5倍以内に集束可能な良好なモードと、前記UV出力ビームの大部分のパワーとを伝えるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記光結晶ファイバは、中空コア光結晶ファイバであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Ti:サファイア、Cr:YAG、Cr:フォルステライト、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:ガラス、KYbW、及びYbAGであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記Nd:YVO4利得媒体は、0.5%よりも低いドーピングレベルを有することを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記ダイオードポンプ源は、880nmの出力波長を有することを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記ダイオードポンプ源は、ファイバ結合されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記モードロック装置は、多重量子井戸可飽和吸収体であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記モードロック装置は、非線形ミラーモードロック装置であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記モードロック装置は、偏光結合モードロック装置であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記モードロック装置は、音響光学変調器であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第2高調波発生器は、LBOで作られることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第3高調波発生器は、II型LBOで作られることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第3高調波発生器は、第4高調波発生器で置き換えられることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第4高調波発生器は、I型BBOで作られることを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラと、該発振器空洞に配置された利得媒体及びモードロック装置と、該利得媒体に入射するポンプビームを発生するダイオードポンプ源と、少なくとも1つの増幅器と、該少なくとも1つの増幅器と第3高調波発生器とに結合した第2高調波発生器とを含み、UV出力ビームを発生するモードロックUVレーザシステムと、
前記UVレーザシステムに結合した近位端を有する光結晶ファイバと、
前記光結晶ファイバの遠位端に結合した送出装置と、
を含むことを特徴とするレーザ装置。 - 前記光結晶ファイバは、回折限界の1.5倍以内に集束可能な良好なモードと、前記UV出力ビームの大部分のパワーとを伝えるように構成されたことを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記光結晶ファイバは、中空コア光結晶ファイバであることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Ti:サファイア、Cr:YAG、Cr:フォルステライト、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:ガラス、KYbW、及びYbAGであることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4であることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記Nd:YVO4利得媒体は、0.5%よりも低いドーピングレベルを有することを特徴とする請求項21に記載の装置。
- 前記ダイオードポンプ源は、880nmの出力波長を有することを特徴とする請求項21に記載の装置。
- 発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラと、該発振器空洞に配置された利得媒体及びモードロック装置と、該利得媒体に入射するポンプビームを発生するダイオードポンプ源とを含むモードロックIRレーザシステムと、
前記IRレーザシステムに結合した近位端を有する光結晶ファイバと、
前記光結晶ファイバの遠位端に結合した高調波変換送出装置と、
を含むことを特徴とするレーザ装置。 - 前記光結晶ファイバは、回折限界の1.5倍以内に集束可能な良好なモードと、前記IR出力ビームの大部分のパワーとを伝えるように構成されたことを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記光結晶ファイバは、中空コア光結晶ファイバであることを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Ti:サファイア、Cr:YAG、Cr:フォルステライト、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:ガラス、KYbW、及びYbAGであることを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4であることを特徴とする請求項24に記載の装置。
- 前記Nd:YVO4利得媒体は、0.5%よりも低いドーピングレベルを有することを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 前記ダイオードポンプ源は、880nmの出力波長を有することを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラと、該発振器空洞に配置された利得媒体及びモードロック装置と、該利得媒体に入射するポンプビームを発生するダイオードポンプ源と、少なくとも1つの増幅器とを含むモードロックIRレーザシステムと、
前記IRレーザシステムに結合した近位端を有する光結晶ファイバと、
前記光結晶ファイバの遠位端に結合した高調波変換送出装置と、
を含むことを特徴とするレーザ装置。 - 前記光結晶ファイバは、回折限界の1.5倍以内に集束可能な良好なモードと、前記IR出力ビームの大部分のパワーとを伝えるように構成されたことを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記光結晶ファイバは、中空コア光結晶ファイバであることを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Ti:サファイア、Cr:YAG、Cr:フォルステライト、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:ガラス、KYbW、及びYbAGであることを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4であることを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記Nd:YVO4利得媒体は、0.5%よりも低いドーピングレベルを有することを特徴とする請求項35に記載の装置。
- 前記ダイオードポンプ源は、880nmの出力波長を有することを特徴とする請求項35に記載の装置。
- UV出力ビームを遠隔位置へ送出する方法であって、
発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラと、該発振器空洞にそれぞれ配置された利得媒体及びモードロック装置と、第2高調波発生器と、第3高調波発生器とを含んでUV出力ビームを発生するモードロックUVレーザシステムを設ける段階と、
前記UVレーザシステムに結合した近位端を有する光結晶ファイバと、該光学結晶ファイバの遠位端に結合した送出装置とを設ける段階と、
UV出力ビームを前記レーザシステムから遠隔位置の前記送出装置に送出する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記遠隔位置は、クリーンルームであることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記レーザシステムは、前記クリーンルームの外部に配置されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記送出装置は、前記クリーンルームの内部に配置されることを特徴とする請求項40に記載の方法。
- 前記光結晶ファイバは、回折限界の1.5倍以内に集束可能な良好なモードと、前記UV出力ビームの大部分のパワーとを伝えるように構成されたことを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記光結晶ファイバは、中空コア光結晶ファイバであることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Ti:サファイア、Cr:YAG、Cr:フォルステライト、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:ガラス、KYbW、及びYbAGであることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4であることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記Nd:YVO4利得媒体は、0.5%よりも低いドーピングレベルを有することを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 前記ダイオードポンプ源は、880nmの出力波長を有することを特徴とする請求項38に記載の方法。
- UV出力ビームを遠隔位置へ送出する方法であって、
出力ビームを発生する発振器空洞を形成する高反射器及び出力カプラと、該発振器空洞に配置された利得媒体及びモードロック装置と、該利得媒体に入射するポンプビームを発生するダイオードポンプ源とを含むモードロックIRレーザシステムを設ける段階と、
前記IRレーザシステムに結合した近位端と高調波変換送出装置に結合した遠位端とを有する光結晶ファイバを設ける段階と、
IRレーザビームを前記IRレーザシステムから高調波変換送出装置へ前記光結晶ファイバによって送出する段階と、
遠隔位置で前記高調波変換送出装置からUVビームを発生させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記遠隔位置は、クリーンルームであることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記IRレーザシステムは、前記クリーンルームの外部に配置されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
- 前記高調波変換送出装置は、前記クリーンルームの内部に配置されることを特徴とする請求項50に記載の方法。
- 前記光結晶ファイバは、回折限界の1.5倍以内に集束可能な良好なモードと、前記UV出力ビームの大部分のパワーとを伝えるように構成されたことを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記光結晶ファイバは、中空コア光結晶ファイバであることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Ti:サファイア、Cr:YAG、Cr:フォルステライト、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:ガラス、KYbW、及びYbAGであることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記利得媒体は、Nd:YVO4であることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記Nd:YVO4利得媒体は、0.5%よりも低いドーピングレベルを有することを特徴とする請求項55に記載の方法。
- 前記ダイオードポンプ源は、880nmの出力波長を有することを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記高調波変換送出装置は、第2高調波発生器、第3高調波発生器、及び送出装置を含むことを特徴とする請求項48に記載の方法。
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