JP2008523619A - 同期パルス波形調整方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギープロファイル及び/又はレーザパルスのパルス幅を制御するレーザ及び方法を提供する。
【解決手段】異なる構造形態を有する複数の副共振器(12,14)は、レーザ動作が、異なる各パルスエネルギープロファイル及び/又は副共振器(12,14)の形態によって与えられるパルス幅特性を併合するコヒーレントなレーザパルスを提供するために実質的に同期できるように共通共振器区域(18)を共有する。副共振器(12,14)はレーザ媒質(42)を共通共振器区域(18)において共有できる。又は、各個別の副共振器区域(28、36)はそれ自体のレーザ媒質(42)を持つことができる。模範的な長短の副共振器(12,14)は短い立ち上がり時間及び長いパルス幅を持つ特別に調整されたレーザパルスを、メモリリンク加工を含む種々のレーザ及び微細加工適用に有益である1つ又は2つの異なる波長で発生する。
【選択図】図1
【解決手段】異なる構造形態を有する複数の副共振器(12,14)は、レーザ動作が、異なる各パルスエネルギープロファイル及び/又は副共振器(12,14)の形態によって与えられるパルス幅特性を併合するコヒーレントなレーザパルスを提供するために実質的に同期できるように共通共振器区域(18)を共有する。副共振器(12,14)はレーザ媒質(42)を共通共振器区域(18)において共有できる。又は、各個別の副共振器区域(28、36)はそれ自体のレーザ媒質(42)を持つことができる。模範的な長短の副共振器(12,14)は短い立ち上がり時間及び長いパルス幅を持つ特別に調整されたレーザパルスを、メモリリンク加工を含む種々のレーザ及び微細加工適用に有益である1つ又は2つの異なる波長で発生する。
【選択図】図1
Description
レーザパルス幅及び/又はパワープロファイルを制御することは共通区域を共有する2又はそれ以上の副共振器を有するレーザを使用することによって強化できる。
高パルス繰り返し周波数で稼働するダイオード励起(DP)レーザ、固体(SS)レーザはレーザ微細加工を含む種々の適用において幅広く使用される。これらのレーザにおいて、パルス幅は共振器設計によって概ね決定される。一旦、共振器が構成されると、所定の励起レベル及びパルス繰り返し周波数で所定のレーザ媒質に対するパルス幅又は一時的なパワープロファイルを変更する実用的な方法は少ない。しかし、他のレーザパルスパラメータを維持しつつ、いくつかの適用、例えば、特に積層物においてリンクを加工するために、パルス幅及び一時的なエネルギープロファイルの制御を良好に行うことが望ましい。
高速ダイオードマスター発振器/ファイバー増幅器(MOPA)形態を使用するレーザは約1ns〜10nsの調節可能なパルス幅を有する実質的に正方形のエネルギープロファイルレーザパルスを供給することができるが、現在のファイバー増幅器は、不規則な非偏光レーザ出力を供給し、近接基板又は他の材料に悪影響を及ぼすことなく、所望の微細加工操作を遂行するために十分小さい焦点ビームスポットサイズを達成する際、実際に困難性を課す不利な幅広い波長スペクトラム出力を典型的に有する。本特許出願の譲受人に譲渡されるサン等の米国特許出願番号第10/921,481号及び第10/921,765号は特定の適用に特別に調整されるエネルギープロファイルを有するMOPAを得るための方法を記載する。
また、電子光学(E−O)デバイスはレーザパルスのエネルギープロファイル又はパルス幅を再成形するために光学ゲートとして使用できる。しかし、高繰り返し周波数、特に約40kHz以上でE−Oデバイスを動作させること及びレーザパルスとE−Oデバイスの動作とを所望の精度で同期させることは、実際の制約上、極めて達成困難である。
異なる一時的なエネルギープロファイル及びパルス幅を各々が有するパルスを発生する2つの独立したレーザによって放射されるレーザパルスは、望ましい特徴を有する結合エネルギープロファイル及びパルス幅を理論的に結合できる。しかし、実際上、かかる独立して生成されるパルスの結合は、典型的なQスイッチレーザに固有のレーザパルス開始制御信号に対してレーザパルスの開始を不規則に変動させるレーザパルスジッタの被害を受ける。多くの適用において、パルスジッタは、レーザ設計及びレーザパルス繰り返し周波数によって、しばしば5ns〜30nsより大きい。このジッタはしばしば大きすぎて望ましい精度で、特に結合パルスのセットが200ns未満の間隔で生起することが望まれるとき、パルス結合を容易にすることができない。例えば、レーザリンク加工のような適用に対する一致した再生可能パルスエネルギープロファイルは1nsの2つのパルス間でタイミング安定性を要求する可能性がある。この同期問題は高繰り返し周波数で、特に例えば約40kHzを超えるとより深刻になる。
米国特許出願番号第10/921,481号
米国特許出願番号第10/921,765号
いくつかの実施例の目的は、エネルギープロファイル及び/又はレーザパルスのパルス幅を制御するレーザ及び方法を提供することにある。
本発明のある実施例はレーザ動作が実質的に自己同期されるように共通の共振器区域を2又はそれ以上の副共振器を使用する。各副共振器は、少なくとも1つの異なるパルスエネルギープロファイル及び/又はパルス幅特徴を提供するために適応される異なる構造形態、例えば共振器長さを有する。共振器の共有部分が出力ポートを含むとき、結果として生じるレーザ出力は副共振器によって与えられるエネルギープロファイル及び/又はパルス幅を併合する独自のレーザ出力パルスを提供する。いくつかの実施例において、副共振器は共通共振器区域のレーザ媒質を共有し、またいくつかの実施例において、各副共振器区域はそれ自体のレーザ媒質を持つことができる。ある実施例において、長短副共振器は、短い立ち上がり時間及び長いパルス幅を有するレーザパルスを発生させるために共通共振器区域を共有する。
いくつかの実施例において、共通共振器区域は高反射ミラーを含み、一方、各副共振器区域はそれ自体の出力ポートを有する。各副共振器からのレーザプロファイル特性は共振器の外部で再結合でき、一方、レーザパルスジッタの悪影響の多くが非常に軽減できる。副共振器出力の明確なプロファイルは、プロファイルが再結合され1つのレーザ出力パルスになる前に、レーザ出力パルスが特別に調整されたプロファイルを2以上のレーザ波長を使用して持つことができるようにする異なる光学高調波変換技術に付すことができる。他の実施例において、かかる異なる波長プロファイルは互いに対して異なる時間に生起するために制御できる。
本発明の追加の特徴及び利点は、添付図面に関連して進める、その好ましい実施例の詳細な説明から明らかになる。
図1は、共通共振器区域18を使用するためにビームスプリッタ16に一体化された長副共振器12及び短副共振器14を有するレーザ10の概略図である。ビームスプリッタ16は、発振が長副共振器12及び短副共振器14の両方において実質的に同時に確立できるようにするために部分的に反射性及び透過性を有するミラーにすることができる。ビームスプリッタ16は、代替として、短副共振器14において実質的にp−偏光レーザビームの発振及び長副共振器12において実質的にs−偏光レーザビームの発振を許容する偏光器にすることができる。
図1に関して、長副共振器12は、光学路26に沿って配置される長副共振器ミラー22及び出力ポート24によって規定される。長副共振器12は共通共振器区域18及び長副共振器区域28を含む。短副共振器14は短副共振器ミラー34及び出力ポート24によって規定でき、したがって、共通共振器区域18及び短副共振器区域36を含む。レーザ10はまた、損失軽減ミラー40を有する選択損失軽減副区域38を使用できる。長副共振器ミラー22、短副共振器ミラー34及び選択損失ミラー40は好ましくはすべて、共通共振器区域18に配置されるレーザ媒質42によって生成される望ましい波長に対して高反射性(HR)を有する。
レーザ媒質42は好ましくは、慣用の固体レーザ生成物、例えばNd:YAG、Nd:YLF、Nd:YV4又はYb:YAGを含み、それらの典型的なレーザ波長のすべて及びそれの高調波を利用可能にする。いくつかの実施例において、レーザ媒質42は1又はそれ以上のダイオード又はダイオードアレイ(図示せず)によって側面から直接又は間接的に励起される。しかし、当業者は、励起源が長共振器ミラー22、短共振器ミラー34又は選択損失軽減ミラー40の1又はそれ以上の後部に、それらが所望の励起波長で入力カプラであるように適切に適応されるならば、配置できることを理解する。他の周知の光学構成部品(図示せず)は追加的に又は代替的に端部励起を容易にするために使用できる。当業者はまた、1又はそれ以上のランプ、レーザ又は他の励起デバイスが励起光を提供するために使用でき、またレーザ媒質42は、異なるタイプのレーザ媒質、例えばガス、CO2、エキシマー又は銅蒸散レーザ媒質を代替的に使用できることを理解する。
共通共振器区域18はまた、好ましくは光学路26に沿って配置されるQスイッチ44、例えば音響光学変調器(AOM)又は電子光学変調器(EOM)を含む。開口48はまた、共通共振器区域18に含むことができ、レーザ媒質42又はQスイッチ44及び出力ポート24間に好ましくは配置できる。出力ポート24は好ましくは、レーザ媒質42によって発生される好ましい波長に対して部分的に反射性(PT)(約5%〜20%透過性)を有する出力結合ミラーである。
模範的なレーザ出力繰り返し周波数は約1Hzより大きい、約1kHzより大きい、約25Hzより大きい、約40kHzより大きい、又は約100kHzより大きい、また約500kHzまで又は約500kHzより大きい。典型的な実施例において、他のパルスパラメータは、限定的ではないが、0.1μJから10μJのレーザエネルギー及び約1Hzから約500kHzまでのレーザ出力繰り返し周波数でさらに100mJまでのレーザエネルギーをも含む。
所望により、1又はそれ以上の波長変換器52は、レーザ出力50aを高調波レーザ出力に変換するために共通共振器区域18の外部の光学路26に沿って位置付けできる。各波長変換器52は、レーザ波長変換用に1又はそれ以上の非線形水晶、例えばKTP(カリウムチタンリン酸化物、KTiOPO4)、BBO(ベータバリウムホウ酸塩、β−BaB2O4)及びLBO(リチウム3ホウ酸塩、LiB3O5)を好ましくは含む。典型的な基本レーザ波長は、限定的ではないが、532nm(2倍周波数)、355nm(3倍周波数)、266nm(4倍周波数)、及び213nm(8倍周波数)を有する1064nmを含む。当業者は、波長変換器52が代替的に空洞内周波数変換用に共通共振器区域18内に配置できることを理解する。
短副共振器14及び長副共振器12は共通共振器区域18を共有するので、両方の副共振器12、14においてレーザエネルギー及びレーザ動作は結合される。レーザ動作のこの結合はある副共振器から他の副共振器への注入播種に類似し、2つの(又はそれ以上の)副共振器は高プロファイル安定性を有する単一のレーザパルスに実質的に自己同期される。
図2Aは、共通共振器区域88aを使用するために長副共振器82a及びビームスプリッタ16に一体的な短副共振器84aを有するレーザ80aの概略図である。共通共振器区域88aは長副共振器82aを形成するために短副共振器区域94aに光学的に関連する。図2Aのレーザ80aは図1のレーザに非常に類似し、それらの対応構成の多くは同様に番号付けされる。
レーザ80の1つの大きな相違は、レーザ出力50b〜iのパルスのエネルギープロファイル160(図4〜7)においてより多くの多用途性を許容するために、長副共振器区域92aがレーザ媒質42aを含み、また短副共振器区域94aがレーザ媒質42bを含むことである。ほとんどの実施例において、レーザ媒質42a、42bは同じレーザ生成物を好ましくは含むが、当業者は、レーザ媒質42aはレーザ媒質42bとは、例えば、組成、サイズ、形態又はドーパント濃度において、それらのレーザ波長が実質的に類似である限り、異なり得ることを理解する。ある実施例おいて、レーザ媒質42aは棒状、円盤状、直方体状、球状、チップ状、スラブ状又は他の形状を有し、またレーザ媒質42bはこれらの形状の異なるものを有する。
いくつかの実施例において、レーザ媒質42a、42bは、従来から公知の駆動電子機器の使用によって同じ励起レベル及びタイミングスキームで同じ励起源によって同じ励起結合方法で励起される。いくつかの適用、例えばリンク切断に関して、CW励起は概して好ましい。他の実施例において、レーザ媒質42a,42bは異なる励起源によって及び/又は従来から公知の駆動電子機器の使用によって同じ励起レベル及びタイミングスキームで異なる励起結合方法で励起される。いくつかの実施例において、例えば、レーザ媒質42aは終端励起でき、一方、レーザ媒質42bは側部励起され、又はその逆である。
共通の共振器区域88aはまた、レーザ媒質42を含むことができるが、かかる実施例はそれほど好ましくない。光学偏光器90は、長副共振器区域92a及び短副共振器区域94aの両方において使用でき、実例として長副共振器区域92a内に配置される光学偏光器90が示される。
図2Bは、レーザ80aに非常に類似する代替レーザ80bの概略図であり、それらの対応構成の多くは同様に参照番号が付される。1つの大きな相違は、共通Qスイッチ44が共通共振器区域88bから除去され、また2つの独立Qスイッチ44a、44b(例えば、AOM)が長短副共振器区域92b、94bに各々挿入されるということである。Qスイッチ44a、44bは同じ時間に単一のドライバ(例えば、不図示のRFドライバ)又は別個であるが同期独立ドライバによって開始できる。
代替として、Qスイッチ44a、44bはレーザ出力50b2のパルスのプロファイル160の調整能力をさらに強化するために別個の独立ドライバによって異なる時間に開始できる。2つの副共振器82b、84b間のレーザエネルギー結合を保証にするために、当業者は、Qスイッチ44a、44bの開始間の遅延時間が、後で開始されるQスイッチはレーザ動作が他のQスイッチを収容する副共振器内で停止する前に開始されるように制限されることを理解する。偏光器90は図2Bに示されていないが、偏光器は1又はそれ以上の副共振器区域92b、94b及び/又は共通共振器区域88bに使用できる。
図3Aは、共通共振器区域188aを使用するためにビームスプリッタ16に一体的な長副共振器112a及び短副共振器114aを有するレーザ110aの概略図である。共通共振器区域118aは長副共振器112aを形成するために長副共振器区域122aに光学的に関連し、また共通共振器区域118aは短副共振器114aを形成するために短副共振器区域124aに光学的に関連する。図3Aのレーザ110aは図2Aのレーザ80aに非常に類似し、それらの対応構成の多くは同様に番号付けされる。これらのレーザ間の1つの大きな相違は、レーザ110aにおいて、出力ポート24が高反射ミラーで置換され、長短副共振器ミラー22、34が、レーザ出力50c1、50d1の別個であるが一時的に同期されるプロファイル150、152(図4〜7)を提供するために短長出力ポート24c、24dで置換されることである。1又はそれ以上の追加の又は代替的な開口48はレーザ媒質42c及び出力ポート24c間の副共振器区域122a内に、またレーザ媒質42d及び出力ポート24d間の副共振器区域124a内に含むことができる。
当業者は、レーザ出力50c1、50d1のプロファイル150、152が再結合されるかどうかにかかわらず、これらのプロファイル150、152は、高タイミング精度で共通共振器区域によって一時的に結合されるので、特別に調整されたエネルギープロファイル特性を有する単一の一時的なパルスを形成するために考慮することができることを理解する。レーザ出力50c1、50d1は、特別に調整されたパルスを有する同期レーザ出力50e1を提供するために、慣用の光学機器、例えばミラー130,結合器132を通して方向付けられ再結合できる。代替的に、レーザ出力は50c1、50d1は、別個のターゲット又はターゲット位置に衝突する異なるエネルギープロファイル部分を特別に調整された同期パルスに提供するために独立して使用できる。
レーザ出力50c、50dはまた、それぞれ、同じ又は異なる波長変換を提供できる選択波長変換器52c、52dを通過することができる。ある例において、レーザ出力50cは第2の高調波長に変換され、またレーザ出力50dは第4の高調波長に変換される。かかるレーザ出力50c1、50d1は、各パルスが2又はそれ以上の選択波長を含むようにレーザ出力50e1の特別に調整されたパルスを提供するために再結合できる
図3Bは、図3Aに示されるレーザ110aに非常に類似する代替レーザ110bの概略図であり、それらの対応構成の多くは同様に参照番号が付される。1つの大きな相違は、共通Qスイッチ44が共通共振器区域118bから除去され、また2つの独立Qスイッチ44a、44b(例えば、AOM)が長短副共振器区域122b、124bに各々挿入されるということである。Qスイッチ44a、44bは同じ時間に単一のドライバ(例えば、不図示のRFドライバ)又は別個であるが同期独立ドライバによって開始できる。
Qスイッチ44a、44bはレーザ出力50e2のパルスのプロファイル160の調整能力をさらに強化するために別個の独立ドライバによって異なる時間に開始できる。いくつかの実施例において、Qスイッチ44a、44b(又はその逆)の開始間の遅延時間は、レーザ開始Qスイッチが、2つの副共振器112b、114b間のレーザエネルギー結合を保証にするために、レーザ動作が他のQスイッチを収容する副共振器内で停止する前に開始できるように制限できる。
模範的な実施例のいくつかによって提供されるレーザ出力50a,50b1,50b2,50c1,50c2,50d1,50d2,50e1,50e2(総称して、レーザ出力50)は、ターゲット位置決めシステムによって移動できる各ターゲットにビーム供給システムによって好ましくは方向付けられる。ビーム供給システムは、種々の選択的な慣用の光学要素、例えばビーム拡大器、ミラー及び焦点レンズを焦点スポットサイズを生成するために含むことができる。リンク加工のために、焦点レーザスポット径は典型的に、約0.5μm及び約3μm間の範囲内であり、好ましくは、リンク幅、リンクピッチサイズ、リンク材料及び他のリンク構造やプロセス考慮事項によってリンクの幅より40%から100%大きい。他のレーザ適用に対しては、レーザスポットサイズは数十ミクロンから数百ミクロンに適用要件を満たすために調節できる。
好ましいビーム供給位置決めシステムは、集積回路上の焦点ビームを位置決めする方法及び装置に関するオーバベックの米国特許第4,532,402号に詳細に記載される。かかる位置決めシステムは、本特許出願の譲受人に譲渡されるカットラー等の米国特許第5,751,585号、カットラーの米国特許第6,430,465号B2、ウンラス等の米国特許第6,816,294号及び/又はバレット等の米国特許第6,706,999号に記載される改良例又はビーム位置決め器を代替的に又は追加的に使用できる。他の固定ヘッドシステム、高速位置決めヘッドシステム、例えばガルバノメータ制御ミラー、圧電制御ミラー、音声コイル制御ミラー又は慣用の線形モータ駆動位置決めシステム又はオレゴン州ポートランドのエレクトロサイエンティフィックインダストリー社(ESI)によって製造される5300、9300又は9000モデルシリーズのそれらのものも使用できる。
各レーザパルスの全体持続時間は1000nsより短い(典型的には300〜500nsより短い)ので、典型的なリンク加工位置決めシステムは約0.1μm未満(リンク幅より短い距離)のレーザスポット位置をかかる1000ns期間内で移動できる。したがって、レーザシステムはオンザフライでリンクを加工できる。すなわち、位置決めシステムはレーザシステムがレーザパルスを放射するとき移動を停止する必要がない。いくつかの実施例において、長短副共振器プロファイルのレーザスポットはスパイク又はピークが位置付けされるときに関係なく、リンク幅を含む。
再度、図1〜図3に関して、長副共振器12、82a、82b、112a、112b(総称して、長副共振器12)は異なり、また所望の特性をレーザ出力50に提供するために独立して選択される。ある実施例において、長共振器12および短共振器14の長さは、特定のパルスプロファイル特性をレーザ出力50に与えるために選択される。特に、短共振器区域36、94a、94b、124a、124b(総称して、短副共振器区域36)は、短い持続期間立ち上がりエッジをレーザ出力50のパルスに与えるために、それぞれ、共通共振器区域18、88a、88b、118a、118b(総称して、共通共振器区域18)の長さに協働するように調節され、また長共振器区域28、92a、92b、122a、122b(総称して、長副共振器28)は、長いパルス幅をレーザ出力50のパルスに与えるために、それぞれ、各共通共振器区域18の長さに協働するように調節される。これらのパルス特性の特定値は独立して選択でき、短副共振器区域36、長副共振器区域28及び共通共振器区域18の長さ又は他の特性は、レーザ出力50の所望のパルスプロファイルを達成するために他のレーザパラメータに協働して選択される。
共振器特性及びパルスプロファイル間の関係は比較的複雑である。しかし、所定の励起エネルギーに関する所定のレーザゲイン要因に対して、パルス幅は、光子がレーザ期間中に共振器及びミラー間に作る「往復路」の数に概して依存する。したがって、所定のレーザ媒質42、所定の励起レベル及び所定のパルス繰り返し周波数を有する類似のパラメータ下で動作される特定のレーザに対して、 パルス幅は空洞長に概して直接的に比例する。したがって、概して、空洞が短ければ、パルス幅は短くなり、空洞が長ければ、長くなる。リンク加工例において、3Wダイオードによって励起される8〜10cmの共振器を有する典型的なNd:YAGレーザは20kHzで約10nsのパルス幅を有する。したがって、他のパラメータをほぼ同じに維持しかつ選択的に共振器を短くすることによって、5nsパルス幅を得ることができ、選択的に共振器を長くすることによって、例えば20nsのパルス幅を得ることができる。また、立ち上がり時間はパルス幅によって影響を受ける。立ち上がり時間は最大ピークパワーの半分の全幅(最大パワーのパルスプロファイルのポイント間の時間)に概して近似する。したがって、より短いパルス幅はより短い立ち上がり時間が規定されるときに生じる。
したがって、各副共振器の構成は、公知の技術に従って、独立したパルス伝播特性の発生を容易にするために当業者によって調整できる。例えば、高反射ミラーの配置及び曲率、レーザ媒質42の表面の曲率及び長さ、及び励起ドープレベルはすべて、2つの結合した副共振器からの特定の伝播特性を、それらが工作物の表面に整列した実質的に類似のスポットサイズを生成するようにするために十分類似させるために調節される。代替として、各副共振器の構成は、特定の伝播特性、例えばスポットサイズは故意に異なるように調整できる。出力カプラの透過性もまた、パルス持続期間に影響を与えるように調節できる。より大きい透過性はパルス幅を減少させる関係はより小さい透過性がパルス幅を増加させる関係と同じである。
本明細書に記載されるレーザから派生される特別に調整されたパルス波形でリンク加工することは、スループットを犠牲にすることなく、慣用のリンク加工よりも幅広い加工ウインドウ及び切断リンクの優れた品質を提供する。レーザ出力パルスの多用途性によって、特定のリンク特性又は他のレーザ加工操作に良好な調整を可能にする。
図4A〜図4C(総称して、図4)は仮想短副共振器プロファイル150及び仮想長副共振器プロファイル152の各々のパワー対時間のグラフを示す。短副共振器プロファイル150及び長副共振器プロファイル152は、それらが結合されなければ、各共振器が独立して何を提供するかを示すことができるが、かかる短副共振器プロファイル150及び長副共振器プロファイル152は模範的な実施例の多くにおいて、例えば図1,2A,2Bに示されるもののように別々に存在しないという意味において仮想的である。
図4Aに関して、いくつかの実施例について、短副共振器区域36は模範的な2ns〜15nsの短いパルス幅及び約8ns未満の、好ましくは約5ns未満の立ち上がり時間を有する短副共振器プロファイル150を提供するように適応されている。当業者は、かかる短副共振器プロファイル150のパルス幅及び立ち上がり時間の種々の副範囲又は代替範囲は可能であるということを理解する。ある模範的な代替範囲は10ns未満のパルス幅及び2nsの立ち上がり時間を含む。
図4Bに関して、いくつかの実施例について、長副共振器区域28は模範的な10nsを超える長いパルス幅及び好ましくは15ns〜50nsのパルス幅及び5nsより長い、典型的には8ns又は10nsより長い立ち上がり時間を有する長副共振器プロファイル152を提供するように適応されている。当業者は、かかる長副共振器プロファイル152のパルス幅及び立ち上がり時間の種々の代替範囲は可能であるということを理解する。いくつかの模範的な代替範囲は15ns〜30nsのパルス幅又は20nsを超えるパルス幅を含む。
図4Cに関して、パワープロファイル160は、仮想短副共振器150及び仮想長副共振器152から得られるスパイク、立ち上がり時間及びパルス幅特性を有する特別に調整されたエネルギープロファイルを示す。各パワープロファイル160aは、概して仮想プロファイル150,152の合計となり得るレーザ出力152の単一の一時的なパルスのパワープロファイルを示す。しかし、当業者は、仮想プロファイル150,152が全体として加算的になり得ず、また仮想的プロファイル150、152の他の派生物がパワープロファイル160を生成できることを理解する。パワープロファイル160aは短立ち上がり時間及び長パルス幅を有するとして特徴付けることができる。代替として、パワープロファイル160aは別個のピークを有する2つの付加スパイクを有するとして特徴付けることができる。ピークは約15nsから約300nsの期間内で好ましくは分離され、各パルスの持続期間は300nsより大きくすることができる。
短副共振器区域36によって与えられる短い立ち上がり時間(及びある程度、より高いピークパワー)は、例えば半導体メモリリンクを覆うほとんどのパッシベーション層又は他の層を綺麗に除去することを促進し、いくつかの実施例において、同様にリンクの除去さえも開始する。長副共振器12から寄与されるより長いパルス幅及びより低いピークパワーは、上部又は隣接基板の整合性を危うくすることなく、リンク除去を完了するのに役立つ。
図5A〜5C(総称して、図5)は、模範的な時間遅延Td1が使用されるとき、仮想副共振器プロファイル150及び長副共振器プロファイル152の各々及び模範的な特別に調整されたプロファイル160bのパワー対時間のグラフを示す。
図2B,3B,5に関して、別個の副共振器区域にQスイッチ44a、44bを有するレーザ80b、110bによって例示される実施例は短長副共振器又はその逆のレーザ動作の開始間の時間遅延(一般的に、Td)を導入するのに十分適する。図5に示される典型的な実施例において、長副共振器82のQスイッチ44aは、特別に調整されたプロファイル160bを生成するために、Qスイッチ44bが短副共振器84で開放された後まもなく短い遅延時間Td1で開放される。各パワープロファイル160bはレーザ出力50の単一の一時的なパルスのパワープロファイルを示す。上述のように、仮想プロファイル150,152は全体として追加しても、追加しなくてもよく、又はそれらの他の派生物はパワープロファイル160bの変化例を生成できる。
同様に、図6A〜図6C(総称して、図6)は、模範的な時間遅延Td2が使用されるとき、仮想副共振器プロファイル150及び長副共振器プロファイル152の各々及び模範的な特別に調整されたプロファイル160cのパワー対時間のグラフを示す。図6に示される典型的な実施例において、長副共振器82のQスイッチ44aは、特別に調整されたプロファイル160cを生成するために、短副共振器84でレーザ動作が停止する直前に終了する長い遅延時間Td2後に開状態になる。各パワープロファイル160cはレーザ出力50の単一の一時的なパルスのパワープロファイルを示す。上述のように、仮想プロファイル150,152は全体として、追加しても、追加しなくてもよく、又はそれらの他の派生物はパワープロファイル160cの変化例を生成できる。
図7A〜図7C(総称して、図7)は、模範的な時間遅延Td3が使用されるとき、短副共振器プロファイル150、長副共振器プロファイル152及び模範的な特別に調整されたプロファイル160dのパワー対時間のグラフを示す。図7に示される典型的な実施例において、短副共振器84のAOM44bは、特別に調整されたプロファイル160bを生成するためにプロファイル152のスパイクについてプロファイル150のスパイクを実質的に中央にする中間遅延時間Td3を有するAOM44aの後に開状態になる。各パワープロファイル160dはレーザ出力50の単一の一時的なパルスのパワープロファイルを示す。上述のように、仮想プロファイル150,152は全体として追加しても、追加しなくてもよく、又はそれらの他の派生物はパワープロファイル160dの変化例を生成できる。
レーザ10、80a、80bに関して、各出力ポートで放射されるパルスのレーザプロファイル160は、(偏光要素が使用されない限り)結合した副共振器からのそれらの仮想プロファイル150,152に一般的に切り離せない。しかし、当業者は、短副共振器プロファイル150及び長副共振器プロファイル152がレーザ110a、110bからの別個のレーザ110a、110bから現れ、プロファイル高安定性及びパルス対パルス一致性を有するプロファイル160を有するレーザ出力50の単一のパルスを提供するために順次再結合されることを理解する。
レーザ110a、110bの代替実施例はプロファイル160に対して種々の独自の有用な可能性を許容する。ある実施例において、UV波長範囲において短い立ち上がり時間及びグリーン波長範囲において長いパルス幅を有するプロファイル160を提供するために、短副共振器150プロファイルは調和的に紫外波長(UV)に変換され、また長副共振器152プロファイルは調和的にグリーン波長に変換される。別の実施例において、355nmで短い立ち上がり時間及び1064nmで長いパルス幅を有するプロファイル160を提供するために、短共振器プロファイル150は調和的に355nm波長に変換され、また長副共振器152プロファイルは1064nm基本波長を維持する。また、別の実施例において、1.32μmの基本波長は、紫又は青波長で短い立ち上がり時間及び1.32μm波長で長いパルス幅を有するレーザ出力パルスを提供するために、長副共振器プロファイル152及び調和的に2倍(660nm)又は3倍(440nm)の短共振器プロファイル150を生成するために使用される。最初の小さいスポットサイズのUV短副共振器プロファイル150は上部パッシベーション層を融解又は切断するために使用でき、窪みサイズを最小限にしかつひび割れの広がり又は形成を軽減しつつ、リンクの一部を除去する。その後、大きいスポットサイズの可視又はIR長副共振器プロファイル152はリンクの残りを特に、慣用の可視又はIR出力パルスエネルギー又はピークパワー未満でシリコン又は他の基板に対するダメージの危険を軽減して除去する。
代替として、短副共振器プロファイル150のスパイクは長副共振器プロファイル152のパルス幅にしたがってどこか他の場所で生起するために遅延される。かかる遅延スパイクは、例えば、埋設パッシベーション層を通して加工するのに有用である。代替として、可視又はIRスパイクは他の適用に対して所望によりUV長副共振器プロファイル152のパルス幅にしたがってどこかで生起するために導入できる。
異なる波長で異なるプロファイル部分に対するパルスを特別に調整する能力は特別の多用途性を加える。リンクブローイング及び他の適用に対する慣用のIRレーザ波長及びそれらの高調波の混合によって、ターゲットのいくつかの層を加工するためにより小さいレーザビームスポットサイズを使用することができ、そのターゲットの他の層に対しては問題が少ない波長を使用することができる。新材料又は寸法は、レーザ出力50のプロファイル及び持続時間が調整でき、また下位又は隣接パッシベーション構造にダメージを与える危険を減少させるので使用できる。
約1.06μmより非常に短い波長は約1.5μm未満の臨界的なスポットサイズ径を生成するために使用できるので、レーザ出力50で加工されるリンク間の中心対中心ピッチは、慣用の単一IRレーザビーム切断パルスによって膨張したリンク間のピッチより実質的に小さくすることができる。したがって、より狭くより密集したリンクの加工は容易にでき、より良好にリンクを除去し、リンクが互いに近くに配置されるのを許容し、回路密度を減少させる。
同様に、レーザパルスのパワープロファイル160をより良好に調整する多用途性は異なる又はより複雑なパッシベーション特性を調節する良好な柔軟性を提供する。例えば、リンクの上方又は下方のパッシベーション層は伝統的な材料以外の材料で製造でき、所望によって典型的な高さ以外に改変できる。
上部パッシベーション層は慣用のパッシベーション材料、例えば二酸化珪素(SiO2)、酸化珪素(SiON)及び窒化珪素(Si3N4)を含むことができる。下部パッシベーション層は上部パッシベーション層と同じパッシベーション材料又は異なるパッシベーション材料を含むことができる。特に、ターゲット構造の下部パッシベーション層は、限定的ではないが、低K材料、低K誘電材料、低K酸化物ベース誘電材料、オルトケイ酸塩ガラス(OSG)、ケイフッ化ガラス、有機ケイ酸塩ガラス、テトラエチルオルトケイ酸塩ベース酸化物(TEOSベース酸化物)、メチルトリエトキシオルトケイ酸塩(MTEOS)、プロピレングリコールモノメチル酢酸エーテル(PGMEA)、ケイ酸エステル、水素シルセスキオキサン(HSQ)、メチルシルセスキオキサン(MSQ)、ポリアリレンエステル、ベンゾチクロブテン(BCB)、SiCOH又はSiCOH−誘導フィルム(例えば、アプライドマテリアル社販売「ブラックダイヤモンド」)、又はスピンオンベース低K誘電ポリマー(例えば、ダウケミカルカンパニー販売「SiLK」)から形成されるを含む脆い材料から形成できる。これらの材料のいくつかから製造される下部パッシベーション層は、それらのターゲットとされるリンクが慣用的に成形されたレーザパルスのリンク除去動作によって膨張又は切断されるとき、ひび割れる傾向がより大きい。当業者は、SiO2、SiON、Si3N4、低K材料、低K誘電材料、低K酸化物から造られる誘電材料、OSG、ケイフッ化ガラス、有機ケイ酸塩ガラス、HSQ、MSQ、BCB、SiLK(商標)、ブラックダイアモンド(商標)は実際の層材料であり、TEOS、MTEOS及びポリアリレンエーテルは半導体凝縮前駆体材料であることを理解する。より新規な上部パッシベーション層のいくつかは慣用のレーザ加工を受け入れがたく、及び/又は下部パッシベーション層のいくつかは慣用のレーザ加工に対してより敏感であるとしても、本明細書に記載される技術は、異なる特性を有する層を処理するとき、より大きい多様性を示す。
多くの変形が本発明の基礎原理から逸脱することなく、上述の実施例の細部に対して行うことができることを当該技術分野の当業者には自明である。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ決定される。
Claims (95)
- レーザパルスの開始に応答して立ち上がり特性を第1の副共振器パルスプロファイルに与える第1の副共振器長を有する第1の副共振器であって前記第1の副共振器長に寄与する第1の副共振器区域を有する第1の副共振器区域を有する第1の副共振器を使用すること、
レーザパルスの開始に応答して立ち上がり特性を第2の副共振器パルスプロファイルに与える第2の副共振器長を有する第2の副共振器であって前記第1の副共振器長より長い前記第2の副共振器長に寄与する第2の副共振器区域を有する第2の副共振器区域を有する第2の副共振器を使用すること、
レーザパルスの間に示される前記第1及び第2の共振器パルスプロファイルから与えられる特性を生じさせるために前記第1及び第2の副共振器によって共有される共通共振器副区域であって前記第1の副共振器長及び前記第2の副共振器長の両方に寄与する長さを有する共通共振器副区域を使用すること、
前記第1及び第2の副共振器パルスプロファイルから与えられる前記特性を表すために前記レーザパルスを開始すること、
前記第1の副共振器から与えられる前記立ち上がり時間特性及び前記第2の副共振器から与えられる前記パルス幅特性を有するレーザ出力を放射することを含む、レーザ出力パルスの一時的なエネルギープロファイル特性を制御する方法。 - 前記第1の副共振器は、短い立ち上がり時間を前記レーザ出力パルスに与える短い第1の副共振器長を有し、また前記第2の副共振器は、長い立ち上がり時間を前記レーザ出力パルスに与える長い第2の副共振器長を有し、前記レーザ出力パルスは短い立ち上がり時間及び長いパルス幅を示す、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは8nsより短い立ち上がり時間及び10nsより長いパルス幅を示す、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは15nsから300nsの期間内において2つの分離したピークを示す、請求項1に記載の方法。
- ビームスプリッタは前記第1及び第2の副共振器を統合するために使用される、請求項1に記載の方法。
- 偏光器は前記第1及び第2の副共振器を統合するために使用される、請求項1に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域はQスイッチを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の各々はQスイッチを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域は固体レーザ媒質を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域は高反射ミラーを含み、前記第1及び第2の副共振器区域は各々、出力ポートを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは空洞外波長変換器の使用によって異なる波長に変換される、請求項1に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域は1又はそれ以上の波長変換器を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器プロファイルの開始は実質的に同時である、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは1kHzを超える繰り返し周波数で発生される、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは40kHzを超える繰り返し周波数で発生される、請求項1に記載の方法。
- 時間遅延が前記第1及び第2の副共振器のパルスプロファイルの開始間に導入される、請求項1に記載の方法。
- 前記時間遅延は300nsより短い、請求項16に記載の方法。
- 前記時間遅延は、レーザパルス動作が最初に開始される前記副共振器で停止する直前に終了する、請求項16に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域は各々、固体レーザ媒質を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質は同じレーザ生成材料を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質は実質的に類似の波長で放射する異なるレーザ生成材料を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記第1の副共振器区域の前記固体レーザ媒質はNd:YVOを含み、また前記第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質はNd:YAGを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質は異なる大きさを有する、請求項19に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質はほぼ同じ大きさを有する、請求項19に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域は各々、1又はそれ以上の波長変換器を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質は異なるレベルに励起される、請求項19に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質はほぼ同じレベルに励起される、請求項19に記載の方法。
- 励起は前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質に対して異なる時間に開始される、請求項19に記載の方法。
- 励起は前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質に対して同じ時間に開始される、請求項19に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質は異なる形状を有する、請求項19に記載の方法。
- 前記固体レーザ媒質はCWで励起される、請求項19に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域は前記レーザ出力が放射される共通出力ポートを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは前記第1及び第2の副共振器の前記パルスプロファイルに分離できない一時的なエネルギープロファイルを有する、請求項32に記載の方法。
- 前記共通出力ポートは出力結合ミラーを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域はそれ自体の出力ポートを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の各々は波長変換器を含む、請求項35に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の各々から伝播する前記第1の副共振器パルスプロファイル及び前記第2の副共振器パルスプロファイルは前記レーザ出力パルスを提供するために共通光学路に沿って結合される、請求項35に記載の方法。
- 前記第1の副共振器区域からの第1の放射及び/又は前記第2の副共振器区域からの第2の放射は、前記光学路に沿って結合される前記第1及び第2の放射が少なくとも2つの波長を含むように異なる波長に変換される、請求項37に記載の方法。
- 前記第1の副共振器区域からの第1の放射及び/又は前記第2の副共振器区域からの第2の放射は異なるスポットサイズ特性を有する、請求項37に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器パルスプロファイルの前記開始は実質的に同時である、請求項37に記載の方法。
- 時間遅延は前記第1及び第2の副共振器パルスプロファイルの開始間に導入される、請求項37に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器パルスプロファイルは実質的に同時にスパイクを示す、請求項37に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは40kHzより大きい繰り返し周波数で伝播される、請求項37に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは可視波長スパイク又はUV波長スパイクとIRテールとを有する出力プロファイルを有する、請求項37に記載の方法。
- 前記IRテールは約1.047、1.054、1.064又は1.32ミクロンの1つの波長を含む、請求項44に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは即時にリンクを切断するために使用される、請求項1に記載の方法。
- 共通光学路に沿って共通共振器副区域長を有する共通共振器副区域を使用すること、
前記共通光学路に交差させるために位置付けされたビームスプリッタを使用すること、
前記ビームスプリッタに近接して前記共通光学路に交差する第1の副共振器路を含む第1の副共振器区域を使用すること、
前記ビームスプリッタに近接して前記共通光学路に交差する第2の副共振器路を含む第2の副共振器区域を使用すること、
1又はそれ以上のレーザ源からレーザ励起光を受け取るための前記各第1及び第2の副共振器に位置付けされた第1及び第2の固体レーザ媒質を使用すること、
前記第1の副共振器区域から第1の出力ポート及び前記第2の副共振器区域から第2の出力ポートを、前記第1の出力ポートを通して伝搬する第1のレーザ出力及び前記第2の出力ポートを通して伝搬する第2のレーザ出力に各レーザパルスを分割するために使用すること、
第1の波長に前記第1のレーザ出力を変換するために前記第1の出力ポートから第1のビーム路に沿って配置される第1の波長変換器を使用すること及び/又は第2の波長に前記第2のレーザ出力を変換するために前記第2の出力ポートから第2のビーム路に沿って配置される第2の波長変換器を使用すること、
前記レーザ出力パルスは少なくとも2つの個別の波長を示すように、前記基本波長又は第1の波長で少なくとも第1のスパイク特性を有しかつ前記基本波長又は第2の波長で少なくとも第2のスパイク特性を有するレーザ出力パルスを提供するために前記第1のレーザ出力を前記第2のレーザ出力に結合することを含み、
前記第1の副共振器区域は第1の副共振器区域長を有し、前記第1の副共振器区域及び前記共通共振器区域は前記第1の副共振器長及び前記共通共振器長を含む第1の副共振器長を有する第1の共振器を形成し、前記第1の副共振器長は第1のスパイク特性及び第1のパルス幅特性を各レーザパルスに与え、
前記第2の共振器区域は第2の共振器区域長を有し、前記第2副共振器区域及び前記共通共振器区域は前記第2の共振器長及び前記共通共振器長を含む第2の共振器長を有する第2の共振器を形成し、前記第2の副共振器長は第2のスパイク特性及び第2のパルス幅特性を各レーザパルスに与え、前記第2の副共振器長は前記第1の副共振器長より長く、
前記第1及び第2のレーザ媒質は基本波長でレーザ動作を容易にし、
前記共通共振器区域は前記第1の副共振器から与えられる前記第1のスパイク特性と前記第2の副共振器から与えられる前記第2のスパイク特性とを少なくとも示すレーザパルスを伝搬させるために前記第1の副共振器内の前記レーザ動作を前記第2の副共振器内の前記レーザ動作に連係し、
前記第1のレーザ出力は前記第1のスパイク特性及び前記第1のパルス幅特性を示し、前記第2のレーザ出力は前記第2のスパイク特性及び前記第2のパルス幅特性を示す、少なくとも2つの波長を含むレーザ出力パルスプロファイルを有するレーザ出力パルスを発生する方法。 - 各レーザパルスに第1のエネルギープロファイル及び/又はパルス幅特性を与える第1の構造特徴を有する第1の副共振器を使用すること、
各レーザパルスに第2のエネルギープロファイル及び/又はパルス幅特性を与える第2の構造特徴を有する第2の副共振器を使用すること、
前記第1及び第2の副共振器内のレーザ動作を結合するために前記第1及び第2の副共振器によって共有される共通共振器副区域を使用すること、
前記第1及び第2のエネルギープロファイル及び/又はパルス幅特性から得られるレーザ出力エネルギープロファイル及び/又はパルス幅特性を有するレーザ出力パルスをターゲットに方向付けることを含み、
前記第1及び第2の構造特性は前記レーザ出力パルスに異なる特性を与える、レーザ出力パルスの一時的なエネルギープロファイル及び/又はパルス幅特性を制御する方法。 - ビームスプリッタは前記第1及び第2の副共振器を統合するために使用される、請求項48に記載の方法。
- 前記第1の副共振器は、前記第1の副共振器が短い立ち上がりエッジを前記レーザ出力パルスに与え、また前記第2の副共振器が長いパルス幅を前記レーザ出力パルスに与え、前記レーザ出力は短い立ち上がり時間及び長いパルス幅を示すように、前記第2の副共振器より短い長さを有する、請求項48に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域はQスイッチを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域は前記レーザ出力パルス用の共通出力ポートを提供する、請求項48に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域は固体レーザ媒質を含む、請求項48に記載の方法。
- 前記第1及び第2の副共振器区域は各々、固体レーザ媒質及びQスイッチを含む、請求項48に記載の方法。
- 前記レーザ出力パルスは空洞外波長変換器の使用によって異なる波長に変換される、請求項48に記載の方法。
- 前記共通共振器副区域は高反射ミラーを含み、前記第1及び第2の副共振器区域は各々、出力ポートを有する、請求項48に記載の方法。
- 共通の光学路に沿って共通共振器副区域長を有する共通共振器副区域と、
レーザ励起源からレーザ励起光を受け取るために前記共通の光学路に沿って位置付けされる固体レーザ媒質であってレーザパルスの発生を容易にする固体レーザ媒質と、
各レーザパルスを発生させる各レーザパルス発生イベントを開始するための、前記共通の光学路に沿って位置付けされるQスイッチと、
前記共通の光学路に交差するために位置付けされるブームスプリッタと、
前記ビームスプリッタに近接して前記共通の光学路に交差する第1の副共振器路に沿って位置付けされる第1の端部ミラーを含む第1の副共振器区域と、
前記ビームスプリッタに近接して前記共通の光学路に交差する第2の副共振器路に沿って位置付けされる第2の端部ミラーを含む第2の副共振器区域と、
各パルス開始イベントから、前記第1の副共振器から得られる立ち上がり時間特性及び前記第2の副共振器から得られるパルス幅特性を有するレーザパルスを伝搬するための、前記共通の光学路に沿って位置付けされる出力ポートとを含み、
前記第1の副共振器区域は第1の副共振器区域長を有し、前記第1の副共振器区域及び前記共通共振器区域は前記第1の副共振器長及び前記共通共振器長を含む第1の副共振器長を有する第1の副共振器を形成し、前記第1の副共振器長は各レーザパルス開始イベントから立ち上がり特性を各レーザパルスに与え、
前記第2の副共振器区域は第2の副共振器区域長を有し、前記第2の副共振器区域及び前記共通共振器区域は前記第2の副共振器長及び前記共通共振器長を含む第2の副共振器長を有する第2の副共振器を形成し、前記第2の副共振器長は各レーザパルス開始イベントからパルス幅特性を各レーザパルスに与え、前記第2の副共振器長は前記第1の副共振器長より長い、固体レーザ。 - 前記第1の副共振器は短い立ち上がり時間を前記レーザ出力パルスに与える短い第1の副共振器長を有し、また前記第2の副共振器は長いパルス幅を前記レーザ出力パルスに与える長い第2の副共振器長を有し、前記レーザパルスは短い立ち上がり時間及び長いパルス幅を示す、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記レーザパルスは5nsより短い立ち上がり時間及び10nsより長いパルス幅を示す、請求項57に記載の固体レーザ。
- ビームスプリッタは前記第1及び第2の副共振器を統合するために使用される、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記QスイッチはAOMを含む、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記レーザ出力パルスは空洞外波長変換器の使用によって異なる波長に変換される、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記共通共振器副区域は1又はそれ以上の波長変換器を含む、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記第1の副共振器区域は第1の副共振器パルスプロファイルを前記レーザパルスに与え、また前記第2の副共振器区域は第2の副共振器パルスプロファイルを前記レーザパルスに与える、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記第1及び第2の副共振器プロファイルの前記開始は実質的に同時である、請求項64に記載の固体レーザ。
- 前記レーザ出力パルスは前記第1及び第2の副共振器の前記パルスプロファイルに分離できない一時的なエネルギープロファイルを有する、請求項64に記載の固体レーザ。
- 前記レーザ出力パルスは1Hzより大きい繰り返し周波数で伝播される、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記レーザ出力パルスは40kHzを超える繰り返し周波数で伝播される、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記共通出力ポートは出力結合ミラーを含む、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記固体レーザ媒質はCWで励起される、請求項57に記載の固体レーザ。
- 前記レーザ出力パルスは即時にリンクを切断するために適切である、請求項57に記載の固体レーザ。
- レーザ励起光からレーザ励起光を受け取るための第1及び第2の固体レーザ媒質であってレーザ動作を容易にする第1及び第2の固体レーザ媒質と、
共通の光学路に沿って共通共振器副区域長を有する共通共振器副区域と、
前記共通の光学路に交差するために位置付けされるビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタに近接して前記共通の光学路に交差する第1の副共振器路に沿って位置付けされる前記第1のレーザ媒質を含む第1の副共振器区域と、
前記ビームスプリッタに近接して前記共通の光学路に交差する第2の副共振器路に沿って位置付けされる前記第2のレーザ媒質を含む第2の副共振器区域とを含み、
前記第1の副共振器区域は第1の副共振器区域長を有し、前記第1の副共振器区域及び前記共通共振器区域は前記第1の副共振器長及び前記共通共振器長を含む第1の副共振器長を有する第1の副共振器を形成し、前記第1の副共振器長はスパイク特性を各レーザパルスに与え、
前記第2の副共振器区域は第2の副共振器区域長を有し、前記第2の副共振器区域及び前記共通共振器区域は前記第2の副共振器長及び前記共通共振器長を含む第2の副共振器長を有する第2の副共振器を形成し、前記第2の副共振器長はパルス幅特性を各レーザパルスに与え、前記第2の副共振器長は前記第1の副共振器長より長く、
前記共通共振器は、前記第1の副共振器から与えられる前記スパイク特性及び前記第2の副共振器から与えられるパルス幅特性を有するレーザパルスを伝搬させるために前記第2の副共振器の前記レーザ動作に前記第1の副共振器の前記レーザ動作を連係する、固体レーザ。 - 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質は同じレーザ生成材料を含む、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記第1及び第2の副共振器区域の前記固体レーザ媒質は実質的に類似の波長で放射する異なるレーザ生成材料を含む、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記第1及び第2のレーザ媒質は異なる大きさ又は異なる形状を有する、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記第1及び第2のレーザ媒質は異なるレベルで励起される、請求項72に記載の固体レーザ。
- 励起は前記第1及び第2のレーザ媒質に対して異なる時間に開始される、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記共通共振器区域は出力ポートを含む、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記共通共振器区域は前記レーザ動作を開始するQスイッチを含む、請求項78に記載の固体レーザ。
- 前記第1の副共振器区域は第1のQスイッチを含み、また前記第2の副共振器区域は第2のQスイッチを含む、請求項78に記載の固体レーザ。
- 遅延は前記第1のQスイッチ及び前記第2のQスイッチ間で実行される、請求項80に記載の固体レーザ。
- 遅延は前記第2のQスイッチ及び前記第1のQスイッチを開放することの間で実行される、請求項80に記載の固体レーザ。
- 前記第1の副共振器区域は第1の出力ポートを含み、また前記第2の副共振器区域は第2の出力ポートを含み、各レーザパルスを前記第1の出力ポートを伝播する第1のレーザ出力及び前記第2の出力ポートを伝播する第2のレーザ出力に分割する、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記第1の副共振器区域は第1のQスイッチを含み、また前記第2の副共振器区域は第2のQスイッチを含む、請求項83に記載の固体レーザ。
- 遅延は前記第1のQスイッチ及び前記第2のQスイッチを開放することの間で実行される、請求項84に記載の固体レーザ。
- 遅延は前記第2のQスイッチ及び前記第1のQスイッチを開放することの間で実行される、請求項84に記載の固体レーザ。
- 第1の波長変換器は前記第1の出力ポートからの第1のビーム路に沿って位置付けされ、及び/又は第2の波長変換器は前記第2の出力ポートからの第2のビーム路に沿って位置付けされる、請求項86に記載の固体レーザ。
- 第1の波長変換器は前記第1の出力ポートからの第1のビーム路に沿って位置付けされ、及び/又は第2の波長変換器は前記第2の出力ポートからの第2のビーム路に沿って位置付けされる、請求項83に記載の固体レーザ。
- 前記第1の波長変換器は第1の波長で前記第1のレーザ出力を提供し、また前記第2の波長変換器は前記大1の波長とは異なる第2の波長で前記第1のレーザ出力を提供する、請求項88に記載の固体レーザ。
- 前記第1及び第2のレーザ出力の1つはUV又は可視波長を含み、前記第1及び第2のレーザ出力の他方は可視波長又はIR波長を含む、請求項88に記載の固体レーザ。
- 前記第1のレーザ出力及び前記第2のレーザ出力は共通ビーム路に沿って結合され、またターゲットに方向付けられる、請求項88に記載の固体レーザ。
- 前記第1及び第2のQスイッチは40kHzより大きい繰り返し周波数で伝播する、請求項83に記載の固体レーザ。
- 前記固体レーザ媒質はCWで励起される、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記レーザ出力パルスは即時にリンクを切断するために適切である、請求項72に記載の固体レーザ。
- 前記第1及び第2の固体レーザ媒質の1つはNd:YVOを含み、また前記第1及び第2の固体レーザ媒質の他方はNd:YAGを含む、請求項72に記載の固体レーザ。
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