JP2010524256A - レーザ光の帯域幅を安定化及び調節する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図7
Description
更に、特に低負荷サイクルでは、300fmから400のようなターゲット変化は、遅すぎる可能性があり、すなわち、要件が約10秒ほども低い場合がある時に、約20秒ほども長く掛かるか、又は400fmから290fmまで約30秒も長く掛かる。
測定E95信号は、帯域幅制御装置(BCD)などに対する調節を判断するのに使用する。中心波長選択回折格子を変形させ、従って、レーザ光源の出力の帯域幅に影響を与える機構を含むBCDは、当業技術で公知である。帯域幅制御は、図1に示すように、BCD曲線の右側又は左側などのBCD作動曲線の特定の側に留まることを目的として達成することができる。
257 帯域幅測定プロセッサ
258 加算器
260 ノイズフィルタ
Claims (52)
- 空洞を有し、かつシードレーザ出力を生成するガス放電シードレーザと、
前記シードレーザ出力を増幅し、かつレーザシステム出力を生成するガス放電増幅器レーザと、
前記レーザシステム出力の帯域幅を測定し、かつ帯域幅測定値を供給する帯域幅測定ユニットと、
前記帯域幅測定値及び帯域幅設定値を受け取って帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、
回折格子と可変ビーム倍率光学システムとを含む前記シードレーザの前記空洞内の可変倍率線狭化ユニットと、
前記シードレーザにおける電極のそれぞれの対と前記増幅器レーザにおける電極のそれぞれの対と間の放電の発射のタイミングを選択する差動タイミングコントローラと、
を含むレーザシステムにおいて帯域幅を制御する方法であって、
第1のモードが、線狭化ユニットにおけるビームの倍率を制御せず、第2のモードが、該線狭化ユニットにおける該ビームの該倍率を帯域幅誤差信号とは独立の選択値まで駆動し、第3のモードが、該帯域幅誤差信号に応答して該線狭化ユニットにおける該ビームの該倍率を駆動する3つの倍率制御モードを有する帯域幅コントローラで帯域幅を制御する段階を含み、
各モードにおいて、差動タイミングコントローラが、前記帯域幅誤差信号に応答して又は該帯域幅誤差信号とは関係なくタイミングを選択する、
ことを特徴とする方法。 - 内側帯域幅不感帯値及び外側帯域幅不感帯値を利用して、前記帯域幅誤差信号に応答して前記線狭化ユニットにおける前記ビームの前記倍率を制御する段階、
を更に含み、
前記帯域幅コントローラは、前記帯域幅が、該帯域幅が前記内側帯域幅不感帯値に接近するように該コントローラが帯域幅変化を達成している前記内側及び外側不感帯値間のみにあることに応答して、前記線狭化ユニットにおける前記ビームの前記倍率を駆動する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記帯域幅コントローラが帯域幅以外の別のレーザシステム作動パラメータに大きく影響を与えないように帯域幅誤差低減指令を実行する第1の通常の帯域幅誤差低減モードと、
前記帯域幅コントローラが、他方のレーザ作動パラメータに及ぼす影響に関わらず新しい帯域幅ターゲットに変わるように帯域幅誤差低減指令を実行する第2の帯域幅ターゲット変化誤差低減モードと、
である2つの帯域幅誤差低減モードを利用する段階、
を更に含み、
前記コントローラは、帯域幅ターゲットの変化時に前記第2の誤差低減モードに、及び前記新しい帯域幅ターゲットへの到達時に前記第1のものに切り換える、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記帯域幅コントローラが帯域幅以外の別のレーザシステム作動パラメータに大きく影響を与えないように帯域幅誤差低減指令を実行する第1の通常の帯域幅誤差低減モードと、
前記帯域幅コントローラが、他方のレーザ作動パラメータに及ぼす影響に関わらず新しい帯域幅ターゲットに変わるように帯域幅誤差低減指令を実行する第2の帯域幅ターゲット変化誤差低減モードと、
である2つの帯域幅誤差低減モードを利用する段階、
を更に含み、
前記コントローラは、帯域幅ターゲットの変化時に前記第2の誤差低減モードに、及び前記新しい帯域幅ターゲットへの到達時に前記第1のものに切り換える、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 第1の方向の帯域幅アクチュエータディザリングを第2の反対方向のディザリングの前に最小数のステップに制限する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 第1の方向の帯域幅アクチュエータディザリングを第2の反対方向のディザリングの前に最小数のステップに制限する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 帯域幅ターゲットが変わった時に、選択された時間量内で前記測定帯域幅と前記新しいターゲット帯域幅の間の誤差に基づいて該新しい帯域幅ターゲットまで前記帯域幅コントローラを駆動し、前記レーザシステムが該選択された量の時間中に仕様内にあることを信頼することはできないことを信号送信する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 帯域幅ターゲットが変わった時に、選択された時間量内で前記測定帯域幅と前記新しいターゲット帯域幅の間の誤差に基づいて該新しい帯域幅ターゲットまで前記帯域幅コントローラを駆動し、前記レーザシステムが該選択された量の時間中に仕様内にあることを信頼することはできないことを信号送信する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 帯域幅選択アクチュエータステッパを指令するために関数発生器を利用する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 帯域幅選択アクチュエータステッパを指令するために関数発生器を利用する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 前記関数発生器は、ショットカウントの任意の関数に基づいて前記帯域幅選択アクチュエータに指令する、
ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記関数発生器は、ショットカウントの任意の関数に基づいて前記帯域幅選択アクチュエータに指令する、
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記帯域幅コントローラは、帯域幅選択アクチュエータステップ指令平滑器を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記帯域幅コントローラは、帯域幅選択アクチュエータステップ指令平滑器を含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 空洞を有し、かつシードレーザ出力を生成するガス放電シードレーザと、
前記シードレーザ出力を増幅し、かつレーザシステム出力を生成するガス放電増幅器レーザと、
前記レーザシステム出力の帯域幅を測定し、かつ帯域幅測定値を供給する帯域幅測定ユニットと
前記帯域幅測定値及び帯域幅設定値を受け取って帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、
回折格子と可変ビーム倍率光学システムとを含む前記シードレーザの前記空洞内の可変倍率線狭化ユニットと、
前記シードレーザにおける電極のそれぞれの対と前記増幅器レーザにおける電極のそれぞれの対と間の放電の発射のタイミングを選択する差動タイミングコントローラと、
帯域幅コントローラが前記可変倍率線狭化ユニットを制御しない第1のモードと、帯域幅コントローラが前記帯域幅誤差信号とは独立に前記倍率を選択値まで駆動するように該可変倍率線狭化ユニットを制御する第2のモードと、帯域幅コントローラが該帯域幅誤差信号に応答して前記レーザシステム出力の前記帯域幅を選択するように該可変倍率線狭化ユニットを制御する第3のモードとである3つの倍率制御モードを有する帯域幅コントローラと、
を含み、
前記差動タイミングコントローラは、前記帯域幅誤差信号に応答して又は該帯域幅誤差信号に関わらずタイミングを選択する、
ことを特徴とするレーザシステム。 - 出力を生成する光学空洞を形成するシードレーザと、
前記シードレーザ出力を受けて該シードレーザ出力を増幅する増幅器レーザと、
光源によって生成されたレーザ出力光パルスビームパルスの帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、
前記帯域幅測定値と帯域幅設定値とを受け取って帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、
前記ビームの空間的部分を選択する前記シードレーザの前記空洞の外部にあり、前記シードレーザ出力の前記帯域幅を選択的に変更する帯域幅選択要素と、
を含むレーザ光源、
を含むことを特徴とするレーザシステム。 - 前記帯域幅選択要素は、調節可能な開口を含む、
ことを特徴とする請求項16に記載のレーザシステム。 - レーザシステムの帯域幅を選択するように前記帯域幅選択要素と協働して作用する第2の帯域幅選択アクチュエータ、
を更に含むことを特徴とする請求項16に記載のレーザシステム。 - 前記第2の帯域幅選択システムは、前記シードレーザ及び増幅器レーザ間の差動発射時間を調節する差動発射タイミングシステムを含む、
ことを特徴とする請求項18に記載のレーザシステム。 - 前記調節可能な開口は、粗動帯域幅制御アクチュエータを含み、前記差動発射タイミングシステムは、精密帯域幅制御アクチュエータを含む、
ことを特徴とする請求項19に記載の装置。 - 帯域幅選択光学要素上に入射するビームのサイズを拡張するビーム拡張システム、
を更に含むことを特徴とする請求項16に記載のレーザシステム。 - 帯域幅選択光学要素上に入射するビームのサイズを拡張するビーム拡張システム、
を更に含むことを特徴とする請求項20に記載のレーザシステム。 - 前記調節可能な開口は、粗動帯域幅制御アクチュエータを含み、前記ビーム拡張システムは、精密帯域幅制御アクチュエータを含む、
ことを特徴とする請求項19に記載のレーザシステム。 - 前記調節可能な開口は、精密帯域幅制御アクチュエータを含み、前記ビーム拡張システムは、粗動帯域幅制御アクチュエータを含む、
ことを特徴とする請求項19に記載のレーザシステム。 - 帯域幅制御装置が、帯域幅選択光学要素のビーム入射部分の形状を修正する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項16に記載のレーザシステム。 - 帯域幅制御装置が、帯域幅選択光学要素のビーム入射部分の形状を修正する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項24に記載のレーザシステム。 - 前記調節可能な開口は、粗動帯域幅制御アクチュエータを含み、帯域幅制御装置が、精密帯域幅制御アクチュエータを含む、
ことを特徴とする請求項19に記載のレーザシステム。 - 前記調節可能な開口は、精密帯域幅制御アクチュエータを含み、帯域幅制御装置が、粗動帯域幅制御アクチュエータを含む、
ことを特徴とする請求項20に記載のレーザシステム。 - 前記帯域幅制御要素と前記増幅器の中間にあって該増幅器に入る前記ビームのサイズを調節するビーム拡張器、
を更に含むことを特徴とする請求項16に記載の装置。 - 前記帯域幅制御要素と前記増幅器の中間にあって該増幅器に入る前記ビームのサイズを調節するビーム拡張器、
を更に含むことを特徴とする請求項17に記載の装置。 - 前記帯域幅制御要素と前記増幅器の中間にあって該増幅器に入る前記ビームを平行化するビームコリメータ、
を更に含むことを特徴とする請求項29に記載の装置。 - 前記帯域幅制御要素と前記増幅器の中間にあって該増幅器に入る前記ビームを平行化するビームコリメータ、
を更に含むことを特徴とする請求項30に記載の装置。 - 前記シードレーザと前記帯域幅制御要素の中間にあるビーム拡張器、
を更に含むことを特徴とする請求項31に記載の装置。 - 前記シードレーザと前記帯域幅制御要素の中間にあるビーム拡張器、
を更に含むことを特徴とする請求項32に記載の装置。 - 前記ビーム拡張器及びビームコリメータは、ビームサイズ調節コリメータを含む、
ことを特徴とする請求項33に記載のレーザシステム。 - 前記ビーム拡張器及びビームコリメータは、ビームサイズ調節コリメータを含む、
ことを特徴とする請求項34に記載の装置。 - 出力を生成する光学空洞を形成するシードレーザと、
前記シードレーザの前記出力を受けて増幅し、レーザシステム出力を供給する増幅器レーザと、
光源によって生成されたレーザ出力光パルスビームパルスの帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、
前記帯域幅測定値と帯域幅設定値とを受け取って帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、
前記帯域幅誤差信号に応答して前記シードレーザ及び増幅器間の差動発射時間を選択的に調節する差動タイミングシステムと、
前記シードレーザ出力の帯域幅を選択的に変更するために前記シードレーザの前記空洞内のビームのビーム寸法を制御可能に調節し、かつシードパルスの中心波長を制御可能に調節するビーム寸法調節システムと、
を含み、
前記ビーム寸法調節システムは、
複数のビーム寸法調節プリズムと、
中心波長選択プリズムを含む少なくとも1つの他のプリズムと、
を含む、
ことを特徴とするレーザシステム。 - 前記複数のビーム寸法調節プリズムは、粗動帯域幅調節プリズム及び精密帯域幅調節プリズムを含む、
ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 - 前記差動タイミングシステムは、帯域幅を帯域幅の選択された範囲内に維持するように前記差動発射時間を調節する、
ことを特徴とする請求項38に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの中心波長選択プリズムは、粗動中心波長選択プリズム及び精密中心波長選択プリズムを含む、
ことを特徴とする請求項39に記載の装置。 - 中心波長を選択するために前記中心波長選択プリズムと共に作動する付加的な中心波長選択光学要素、
を更に含むことを特徴とする請求項38に記載の装置。 - 分散光学要素を含む中心波長選択機構、
を更に含み、
前記中心波長選択プリズムは、前記分散光学要素上への前記ビームの入射角を調節する、
ことを特徴とする請求項37に記載の装置。 - 分散光学要素を含む中心波長選択機構、
を更に含み、
前記中心波長選択プリズムは、前記分散光学要素上への前記ビームの入射角を調節する、
ことを特徴とする請求項41に記載の装置。 - 前記システムは、精密帯域幅制御調節を含んで前記差動発射時間を選択的に調節し、かつ
前記システムは、粗動帯域幅制御調節を含んで前記ビーム寸法を制御可能に調節する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項37に記載の装置。 - 前記システムは、精密帯域幅制御調節を含んで前記差動発射時間を選択的に調節し、かつ
前記システムは、粗動帯域幅制御調節を含んで前記ビーム寸法を制御可能に調節する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項43に記載の装置。 - 出力を生成する光学空洞を形成するシードレーザと、
前記シードレーザの前記出力を受けて増幅し、レーザシステム出力を供給する増幅器レーザと、
光源によって生成されたレーザ出力光パルスビームパルスの帯域幅を測定して帯域幅測定値を供給する帯域幅測定モジュールと、
前記帯域幅測定値と帯域幅設定値とを受け取って帯域幅誤差信号を供給する帯域幅誤差信号発生器と、
前記帯域幅誤差信号に応答して前記シードレーザ及び増幅器間の差動発射時間を選択的に調節する差動タイミングシステムと、
前記シードレーザ出力の帯域幅を選択的に変更するために前記シードレーザの前記空洞内のビームのビーム寸法を制御可能に調節し、かつシードパルスの中心波長を制御可能に調節するビーム寸法調節システムと、
を含み、
前記ビーム寸法調節システムは、
複数のビーム寸法調節プリズムと、
分散光学要素と、
前記分散光学要素上への前記ビームの入射角を少なくとも部分的に定める中心波長選択プリズムと、
少なくとも1つの他のプリズムと協働して前記分散光学要素上への前記ビームの前記入射角を定める中心波長選択ミラーと、
を含む、
ことを特徴とする装置。 - 前記複数のビーム寸法調節プリズムは、粗動帯域幅調節プリズム及び精密帯域幅調節プリズムを含む、
ことを特徴とする請求項46に記載の装置。 - 前記差動タイミングシステムは、帯域幅を帯域幅の選択された範囲内に維持するように前記差動発射時間を調節する、
ことを特徴とする請求項46に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの中心波長選択プリズムは、粗動中心波長選択プリズム及び精密中心波長選択プリズムを含む、
ことを特徴とする請求項47に記載の装置。 - 中心波長を選択するために前記中心波長選択プリズムと共に作動する付加的な中心波長選択光学要素、
を更に含むことを特徴とする請求項47に記載の装置。 - 分散光学要素を含む中心波長選択機構、
を更に含み、
前記中心波長選択プリズムは、前記分散光学要素上への前記ビームの入射角を調節する、
ことを特徴とする請求項47に記載の装置。 - 前記システムは、精密帯域幅制御調節を含んで前記差動発射時間を選択的に調節し、かつ
前記システムは、粗動帯域幅制御調節を含んで前記ビーム寸法を制御可能に調節する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項47に記載の装置。
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