JP2012137687A - Wavelength conversion device and ultraviolet light generating laser device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、波長変換装置及びそれを用いた紫外光を生成するレーザ装置に関する。 The present disclosure relates to a wavelength conversion device and a laser device that generates ultraviolet light using the wavelength conversion device.
半導体リソグラフィプロセスに使用される典型的な紫外線光源エキシマレーザは、波長がおよそ248nmのKrFエキシマレーザと波長がおよそ193nmのArFエキシマレーザである。 Typical ultraviolet light source excimer lasers used in semiconductor lithography processes are a KrF excimer laser with a wavelength of approximately 248 nm and an ArF excimer laser with a wavelength of approximately 193 nm.
そうしたArFエキシマレーザの殆どは発振段レーザと増幅段を含む2ステージレーザシステムとして市場に供給されている。2ステージのArFエキシマレーザシステムの発振段レーザと増幅段の共通する主要な構成を説明する。発振段レーザは第1チャンバを有し、増幅段は第2チャンバを有する。それらの第1、第2チャンバ内にレーザガス(F2、Ar、Ne、Xeの混合ガス)が封入されている。発振段レーザと増幅段はまた、前記レーザガスを励起するために電気エネルギーを供給する電源を有する。発振段レーザと増幅段とはそれぞれ電源を有することができるが、1台の電源を共有することもできる。前記第1チャンバ内には、それぞれが前記電源に接続された第1アノードと第1カソードとを含む第1放電電極が設置され、前記第2チャンバ内にも同様にそれぞれが前記電源に接続された第2アノードと第2カソードとを含む第2放電電極が設置さている。 Most of such ArF excimer lasers are supplied to the market as a two-stage laser system including an oscillation stage laser and an amplification stage. The main configuration common to the oscillation stage laser and the amplification stage of the two-stage ArF excimer laser system will be described. The oscillation stage laser has a first chamber and the amplification stage has a second chamber. Laser gas (a mixed gas of F2, Ar, Ne, and Xe) is sealed in the first and second chambers. The oscillation stage laser and amplification stage also have a power supply that supplies electrical energy to excite the laser gas. Each of the oscillation stage laser and the amplification stage can have a power source, but a single power source can also be shared. A first discharge electrode including a first anode and a first cathode each connected to the power source is installed in the first chamber, and each is connected to the power source in the second chamber as well. A second discharge electrode including a second anode and a second cathode is provided.
発振段レーザ特有の構成は、例えば狭帯域モジュールである。狭帯域モジュールは典型的にはひとつのグレーティングと少なくともひとつのプリズムビームエキスパンダとを含む。半透過ミラーと前記グレーティングとが光共振器1を構成し、それらの半透過ミラーとグレーティングとの間に発振段レーザの前記第1チャンバが設置されている。
A configuration unique to the oscillation stage laser is, for example, a narrow-band module. Narrowband modules typically include one grating and at least one prism beam expander. The semi-transmissive mirror and the grating constitute an
前記第1放電電極の第1アノードと第1カソードとの間に放電が発生されると前記レーザガスが励起されて、その励起エネルギーを放出する際に光が発生する。その光が前記狭帯域モジュールによって波長選択されたレーザ光となって発振段レーザから出力される。 When a discharge is generated between the first anode and the first cathode of the first discharge electrode, the laser gas is excited and light is generated when the excitation energy is released. The light is output as a laser beam wavelength-selected by the narrowband module from the oscillation stage laser.
増幅段が共振器構造を含むレーザである場合の2ステージレーザシステムをMOPOと言い、増幅段が共振器構造を含まずレーザではない場合の2ステージレーザシステムをMOPAと言う。前記発振段レーザからのレーザ光が前記増幅段の第2チャンバ内に存在するときに、前記第2放電電極の第2アノードと第2カソードとの間に放電を発生させる制御が行なわれる。これにより前記第2チャンバ内のレーザガスが励起されて、前記レーザ光が増幅されて増幅段から出力される。 A two-stage laser system when the amplification stage is a laser including a resonator structure is referred to as MOPO, and a two-stage laser system when the amplification stage does not include a resonator structure and is not a laser is referred to as MOPA. When laser light from the oscillation stage laser is present in the second chamber of the amplification stage, control is performed to generate a discharge between the second anode and the second cathode of the second discharge electrode. As a result, the laser gas in the second chamber is excited, and the laser beam is amplified and output from the amplification stage.
本開示の波長変換装置は、光入射面と、光出射面とを備え、前記光入射面から入射した光の第2高調波光を発生する波長変換素子と、前記波長変換素子に入射する光が通る入射部と、前記波長変換素子から出射した光が通る出射部とを備える液体セルと、前記波長変換素子と共に前記液体セル内に収容されて、かつ前記波長変換素子が少なくとも前記光出射面が液体と接するように浸漬される浸漬液と、を備えてもよい。 The wavelength conversion device according to the present disclosure includes a light incident surface and a light output surface, a wavelength conversion element that generates second harmonic light of light incident from the light incident surface, and light incident on the wavelength conversion element. A liquid cell comprising an incident part that passes through and an emission part through which light emitted from the wavelength conversion element passes, and is accommodated in the liquid cell together with the wavelength conversion element, and the wavelength conversion element has at least the light exit surface. An immersion liquid immersed in contact with the liquid.
本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。
1.概要
1.1 用語の説明
2.波長変換素子を有する固体レーザ装置の全体説明
2.1 構成
2.2 動作
3.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
3.1 構成
3.2 動作
4.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
4.1 構成
4.2 動作
5.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
5.1 構成
5.2 動作
6.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
6.1 構成
6.2 動作
7.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
7.1 構成
7.2 動作
8.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
8.1 構成
8.2 動作
9.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
9.1 構成
9.2 動作
10.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
10.1 構成
10.2 動作
11.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
11.1 構成
11.2 動作
1. Overview 1.1 Explanation of
1.概要
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示の一例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
1. Overview Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Embodiment described below shows an example of this indication and does not limit the contents of this indication. In addition, all the configurations and operations described in the embodiments are not necessarily essential as the configurations and operations of the present disclosure. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component and the overlapping description is abbreviate | omitted.
1.1 用語の説明
KBBF結晶とは、化学式KBe2BO3F2で表される非線形光学結晶であり、波長変換素子である。位相整合方向とは、入射光が、第2高調波発生の位相整合条件を満たすように波長変換素子に入射する場合の、その入射光の波長変換素子内における伝播方向である。位相整合角とは、波長変換素子の光入射面の法線と位相整合方向とが成す角である。変換効率とは、入射光のパワーに対する、発生した第2高調波光のパワーの比率を表す量である。
1.1 Explanation of Terms The KBBF crystal is a nonlinear optical crystal represented by the chemical formula KBe 2 BO 3 F 2 and is a wavelength conversion element. The phase matching direction is a propagation direction of the incident light in the wavelength conversion element when the incident light is incident on the wavelength conversion element so as to satisfy the phase matching condition of the second harmonic generation. The phase matching angle is an angle formed by the normal line of the light incident surface of the wavelength conversion element and the phase matching direction. The conversion efficiency is an amount representing the ratio of the generated second harmonic light power to the incident light power.
2.波長変換素子を有する固体レーザ装置の全体説明
2.1 構成
図1に本開示の一態様による波長変換素子を有する固体レーザ装置およびそれを用いた2ステージレーザ装置の一例の概略構成を示す。
符号1は2ステージレーザ装置であり、大別すると発振段レーザ2と、増幅段3とを含む。2の発振段レーザは、この図では波長変換素子を有する固体レーザ装置である。3の増幅段は、この図では放電励起式ArFエキシマレーザである。4は前記発振段レーザと、前記増幅段との間に設置された低コヒーレンス化光学システムである。低コヒーレンス化光学システム4としては、ランダム位相板等の公知のシステムを利用してもよい。
2. 2. General Description of Solid-State Laser Device Having Wavelength Conversion Element 2.1 Configuration FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a solid-state laser device having a wavelength conversion element according to one aspect of the present disclosure and a two-stage laser device using the same.
次に、発振段レーザ2の主要構成事項について説明する。
5は半導体レーザ励起YAGレーザである。6と7はTi:サファイアレーザである。8aはビームスプリッタ、8bは反射ミラーである。9はLBO結晶、10はKBBF結晶である。11は反射ミラーである。
Next, main components of the
Reference numeral 5 denotes a semiconductor laser pumped YAG laser. 6 and 7 are Ti: sapphire lasers. 8a is a beam splitter, and 8b is a reflection mirror. 9 is an LBO crystal and 10 is a KBBF crystal.
次いで、増幅段3について説明する。
12はレーザガスを封入したチャンバである。このレーザガスはAr、Ne、F2、Xeの混合ガスでもよい。なお、チャンバ12内部には図示していない一対の放電電極(アノードとカソード)が設置されている。また、図示を省略した電源がチャンバ12の外に設置されている。
13と14は半透過ミラーである。15は高反射ミラーである。前記半透過ミラー14と高反射ミラー15とが光共振器を構成している。
Next, the amplification stage 3 will be described.
2.2 動作
発振段レーザ2は、波長がおよそ193nmのレーザ光16を出力する。低コヒーレンス化光学システム4は、前記レーザ光16のコヒーレンシーを低下させる。増幅段3は、コヒーレンシーの低下したレーザ光17を増幅してレーザ光18として出力する。レーザ光18は、例えば図示していない半導体露光機へ送られて、露光処理に利用される。
半導体レーザ励起YAGレーザ5から出力される波長がおよそ532nmのレーザ光の一部はビームスプリッタ8aを透過し、他の一部はビームスプリッタ8aで反射する。ビームスプリッタ8aを透過したレーザ光はTi:サファイアレーザ6を励起し、そのレーザ6からは波長がおよそ773.6nmのレーザ光が出力される。
2.2 Operation The
A part of the laser light having a wavelength of about 532 nm outputted from the semiconductor laser pumped YAG laser 5 is transmitted through the
前記レーザ5の出力光のうち、前記ビームスプリッタ8aで反射し、更に反射ミラー8bで反射したレーザ光はTi:サファイアレーザ7を励起し、そのレーザ7はその励起エネルギーによって前記レーザ6の出力レーザ光を増幅して波長がおよそ773.6nmのレーザ光が出力される。
Of the output light of the laser 5, the laser light reflected by the
Ti:サファイアレーザ7から出力されたレーザ光は波長変換素子であるLBO結晶9を透過し、その波長はおよそ386.8nm(前記773.6nmの1/2)へ変換される。さらにその波長がおよそ386.8nmのレーザ光は波長変換素子であるKBBF結晶10を透過し、その波長はおよそ193.4nm(前記386.8nmの1/2)へ変換される。
The laser beam output from the Ti: sapphire laser 7 is transmitted through the LBO crystal 9 which is a wavelength conversion element, and the wavelength thereof is converted to approximately 386.8 nm (1/2 of 773.6 nm). Further, the laser beam having a wavelength of about 386.8 nm is transmitted through the
KBBF結晶10を透過後のレーザ光16は反射ミラー11によって進行方向を変えられて、低コヒーレンス化光学システム4に入射する。レーザ光16はその低コヒーレンス化光学システム4を透過しそのコヒーレンスが低下する。そのコヒーレンスが低下したレーザ光17は増幅段3に入射する。
前記電源は、前記アノードとカソードとの間に電圧を加える。
The
The power source applies a voltage between the anode and the cathode.
半透過ミラー13は前記レーザ光17の進行方向を変えて、前記アノードと前記カソードとの間の放電空間へ進行させる。レーザ光17が前記放電空間内に存在するときに前記放電空間に放電を生じさせる制御が行われることによってそのレーザ光17が増幅される。また、レーザ光17は前記半透過ミラー14と高反射ミラー15とが構成する光共振器間を往復し、増幅され続ける。レーザ光17の一部は前記半透過ミラー14、13を透過してレーザ光18として出力される。
The
3.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
はじめに、KBBF結晶に関する問題について説明する。
KBBF結晶は、現状では光学軸(Z軸)以外の方向の成長が困難である。また、KBBF結晶は、現状では厚みが2.5mm程度より厚く成長することが困難である。したがって、KBBF結晶は、位相整合方向に垂直な面で切断しようとすると、十分な厚みが取れないという問題点がある。また、KBBF結晶は、現状では位相整合方向と垂直な面での良好な切断及び光学研磨が困難である。したがって、KBBF結晶は、光学軸方向に垂直な面を光入射面及び光出射面として使用されてもよい。
3. Description of an Example of a Wavelength Conversion Device According to an Aspect of the Present Disclosure First, problems related to the KBBF crystal will be described.
The KBBF crystal is currently difficult to grow in directions other than the optical axis (Z axis). Moreover, it is difficult to grow the KBBF crystal at a thickness thicker than about 2.5 mm at present. Therefore, the KBBF crystal has a problem that a sufficient thickness cannot be obtained when it is cut along a plane perpendicular to the phase matching direction. Also, KBBF crystals are difficult to cut and optically polish on a plane perpendicular to the phase matching direction at present. Therefore, in the KBBF crystal, surfaces perpendicular to the optical axis direction may be used as the light incident surface and the light exit surface.
また、KBBF結晶を大気中に配置した場合、KBBF結晶内で発生する第2高調波光が、大気と光出射面との界面で全反射してしまう場合がある。このため、第2高調波光がKBBF結晶から取り出せない可能性がある。 In addition, when the KBBF crystal is disposed in the atmosphere, the second harmonic light generated in the KBBF crystal may be totally reflected at the interface between the atmosphere and the light exit surface. For this reason, the second harmonic light may not be extracted from the KBBF crystal.
これに対して、特許文献5は、KBBF結晶を、KBBF結晶と屈折率が近いSiO2もしくはCaF2のプリズムではさみ、オプティカルコンタクトする技術を開示する。この技術によれば、第2高調波光の界面での全反射が防止され得る。 On the other hand, Patent Document 5 discloses a technique in which a KBBF crystal is sandwiched between SiO 2 or CaF 2 prisms having a refractive index close to that of the KBBF crystal and optical contact is made. According to this technique, total reflection at the interface of the second harmonic light can be prevented.
しかしながら、本出願人らの実測によれば、KBBF結晶のオプティカルコンタクト面には、入射するレーザ光のエネルギー密度が1J/cm2以下でもカラーセンタが生成される。カラーセンタが形成されると、KBBF結晶のオプティカルコンタクト面にダメージが発生することが、本出願人らの実験によって確かめられた。 However, according to an actual measurement by the present applicants, a color center is generated on the optical contact surface of the KBBF crystal even when the energy density of incident laser light is 1 J / cm 2 or less. It has been confirmed through experiments conducted by the present applicants that when the color center is formed, damage occurs on the optical contact surface of the KBBF crystal.
したがって、KBBF結晶にオプティカルコンタクト面が存在すると、KBBF結晶の寿命が短くなる場合がある。その結果、KBBF結晶を用いた波長変換装置のランニングコストやメンテナンスコストが高くなる可能性がある。また、KBBF結晶に入射するレーザ光のエネルギー密度が制限されるので、高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光が得られない可能性がある。 Therefore, when the optical contact surface exists in the KBBF crystal, the life of the KBBF crystal may be shortened. As a result, there is a possibility that the running cost and the maintenance cost of the wavelength converter using the KBBF crystal are increased. Moreover, since the energy density of the laser light incident on the KBBF crystal is limited, there is a possibility that the second harmonic light with high energy and high average power cannot be obtained.
以下、本開示の一態様による波長変換装置の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure will be described.
3.1 構成
図2は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す斜視図である。
波長変換装置20は、KBBF結晶10と、水21と、液体セル22と、載置台23とを備えてもよい。液体セル22は、光学窓22a、22bを備えてもよい。
3.1 Configuration FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
液体セル22は、KBBF結晶10と、水21と、載置台23とを収容してもよい。載置台23は、KBBF結晶10を載置してもよい。載置台23は、熱伝導率が高い金属やダイヤモンドなどの材料からなるものでもよい。KBBF結晶10は水21に浸漬されてもよい。
The
図3は、図2に示す波長変換装置の概略構成を示す上面図である。なお、図3では、載置台23の記載を省略している。図1のLBO結晶9から出力される、波長がおよそ386.8nmのレーザ光L1は、光学窓(入射部)22aを透過できる。光学窓22aの大気側に無反射コートが施されてもよい。光学窓22aは、レーザ光L1に対してブルースター角になるような角度で配置されてもよい。
FIG. 3 is a top view showing a schematic configuration of the wavelength converter shown in FIG. In FIG. 3, the mounting table 23 is not shown. The laser beam L1 having a wavelength of about 386.8 nm and outputted from the LBO crystal 9 in FIG. 1 can pass through the optical window (incident part) 22a. A non-reflective coating may be applied to the atmosphere side of the
KBBF結晶10は、光入射面10aと、光出射面10bとを備えてもよい。光入射面10aと、光出射面10bとは互いに平行な面でもよい。ここで、図中の破線は光入射面10aおよび光出射面10bの法線を示している。KBBF結晶10は、光学軸方向に垂直な面を、光入射面10a及び光出射面10bとして使用してもよい。このとき、KBBF結晶10の位相整合方向は、光入射面10aの法線に対して55.61度だけ傾斜する。
The
KBBF結晶10は、レーザ光L1が光入射面10aから入射角θ1で入射するように配置されていてもよい。レーザ光L1は、KBBF結晶10に入射する前にコリメートレンズによって平行光にされてもよい。
The
レーザ光L1およびKBBF結晶10内で発生する第2高調波光L2は、光学窓(出射部)22bを透過できる。光学窓22bの大気側に無反射コートが施されてもよい。光学窓22bは、レーザ光L1または第2高調波光L2に対してブルースター角になるような角度で配置されてもよい。
The laser beam L1 and the second harmonic light L2 generated in the
3.2 動作
つぎに、波長変換装置20の動作を説明する。
KBBF結晶10は、レーザ光L1が、その屈折角が位相整合角θ2となるような入射角θ1で光入射面10aから入射するように配置されている。入射角θ1は、次式を用いて表すことができる。θ1=arcsin[(KBBF結晶10の屈折率/水21の屈折率)×sin(θ2)]。レーザ光L1の波長(およそ386.8nm)における水21の屈折率は1.344である。KBBF結晶10の位相整合角θ2は55.61度である。レーザ光L1の波長におけるKBBF結晶10の屈折率は1.493である。したがって、入射角θ1は、arcsin[1.493/1.344×sin(55.61)]=66.4度と設定する必要がある。
3.2 Operation Next, the operation of the
The
KBBF結晶10は、レーザ光L1が位相整合条件を満たすように入射することによって、波長がおよそ193.4nmである第2高調波光L2を発生する。この第2高調波光L2は図1のレーザ光16に対応する。
The
この波長変換装置20では、KBBF結晶10は水21に浸漬されている。したがって、KBBF結晶10の光出射面10bに接する媒質が水21である。第2高調波光L2の波長における水21の屈折率は1.44である。この場合の全反射の臨界角は、θm=arcsin(1.44/1.493)=74.69度となる。すなわち、臨界角θmが、第2高調波光L2の光出射面10bへの入射角(今の場合は位相整合角θ2)よりも大きくなる。したがって、第2高調波光L2は光出射面10bからKBBF結晶10の外部に取り出されることができる。なお、第2高調波光L2の光出射面10bでの出射角θ3は、ウォークオフ角を考慮すると約55度となる。
In this
この波長変換装置20では、KBBF結晶10は水21に浸漬されているので、KBBF結晶10の光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。したがって、KBBF結晶10における、レーザ光L1または第2高調波光L2によるカラーセンタの生成と、その生成によるダメージの発生とが抑制される。その結果、この波長変換装置20によって、ランニングコストやメンテナンスコストの低減、および高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
In this
なお、水21は、レーザ光L1の波長において光吸収がほぼゼロで、かつ第2高調波光L2の波長において光吸収が約3%/cmと小さく光損失が少ないので好ましい。なお、水21の代わりにフッ素系オイルを用いてもよい。フッ素系オイルとしては、パーフルオロポリエーテル油(たとえば、フォンブリン(登録商標))を用いてもよい。フッ素系オイルは、レーザ光L1および第2高調波光L2の波長において光吸収がほぼゼロで光損失が少ないので好ましい。
The
フォンブリンの屈折率は、レーザ光L1の波長でたとえば1.29である。また、フォンブリンの屈折率は、第2高調波光L2の波長でたとえば1.33である。したがって、レーザ光L1の入射角θ1は、arcsin[1.493/1.29×sin(55.61)]=72.8度と設定する必要がある。また、第2高調波光L2の光出射面10bでの出射角θ3は、ウォークオフ角を考慮すると約62度となる。
Fomblin has a refractive index of, for example, 1.29 at the wavelength of the laser beam L1. The refractive index of Fomblin is 1.33 at the wavelength of the second harmonic light L2, for example. Therefore, the incident angle θ1 of the laser beam L1 needs to be set to arcsin [1.493 / 1.29 × sin (55.61)] = 72.8 degrees. Further, the emission angle θ3 of the second harmonic light L2 at the
また、水21の代わりに他の浸漬液を用いてもよい。この浸漬液は、KBBF結晶10を浸漬した場合に、全反射の臨界角θmが、第2高調波光L2の光出射面10bに対する入射角よりも大きくなるような屈折率を有するものがよい。また、この浸漬液は、レーザ光L1および第2高調波光L2の波長において光吸収が小さいものがよい。浸漬液の光吸収量は、レーザ光L1については、多くともKBBF結晶10に達するまでにそのパワーが例えば半減しない光吸収量であることが好ましい。また、浸漬液の光吸収量は、第2高調波光L2については、多くとも液体セル22の外部に出射されるまでにそのパワーが半減しない光吸収量であることが好ましい。
Further, other immersion liquid may be used instead of the
また、KBBF結晶10の代わりに他の波長変換素子を用いてもよい。この波長変換素子は、第2高調波光の光出射面への入射角が、光出射面と大気との界面での第2高調波光の全反射の臨界角以上のものがよい。また、このとき用いる浸漬液は、波長変換素子を浸漬した場合に、第2高調波の全反射の臨界角が、第2高調波光の光出射面への入射角よりも大きくなるような屈折率を有するものがよい。
Further, instead of the
4.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
4.1 構成
図4は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す上面図である。
波長変換装置30は、KBBF結晶10と、浸漬液31と、液体セル32とを備えてよい。浸漬液31は、水21とシリコン系オイル31Aとを含んでよい。液体セル32は、光学窓22a、22bと分離壁32c、32dとを備えてよい。
4). 4. Description of Example of Wavelength Conversion Device According to One Aspect of Present Disclosure 4.1 Configuration FIG. 4 is a top view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
浸漬液31は、液体セル32に収容されてもよい。KBBF結晶10は浸漬液31に浸漬されてもよい。第1浸漬液である水21は、光出射面10bと接していてもよい。第2浸漬液であるシリコン系オイル31Aは、光入射面10aと接していてもよい。分離壁32c、32dは、水21とシリコン系オイル31Aとを分離し、これらが混合することを防止してもよい。KBBF結晶10は、レーザ光L1が光入射面10aから入射角θ4で入射するように配置されていてもよい。
The
4.2 動作
つぎに、波長変換装置30の動作を説明する。
KBBF結晶10は、レーザ光L1が、その屈折角が位相整合角θ2となるような入射角θ4で光入射面10aから入射するように配置されている。レーザ光L1の波長(およそ386.8nm)におけるシリコン系オイル31Aの屈折率は1.4である。KBBF結晶10の位相整合角θ2は55.61度である。レーザ光L1の波長におけるKBBF結晶10の屈折率は1.493である。したがって、レーザ光L1の波長におけるシリコン系オイル31Aの屈折率は、大気の屈折率および水21の屈折率(1.493)よりもKBBF結晶10の屈折率に近くなっている。このとき、入射角θ4は、arcsin[1.493/1.4×sin(55.61)]=61.6度と設定する必要がある。この入射角θ4は、図2に示した波長変換装置20における入射角θ1の値(66.4度)よりも小さい。したがって、光入射面10aにおけるレーザ光L1の反射による光損失を低減できる。なお、シリコン系オイル31Aは、レーザ光L1の波長において光吸収が小さく光損失が少ないので好ましい。
4.2 Operation Next, the operation of the
The
また、この波長変換装置30では、図2に示した波長変換装置20と同様に、KBBF結晶10の光出射面10b側は水21に浸漬されている。したがって、波長変換装置20と同様に、第2高調波光L2は光出射面10bからKBBF結晶10の外部に取り出されることができる。また、この波長変換装置30でも、KBBF結晶10の光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。その結果、この波長変換装置30によって、ランニングコストやメンテナンスコストの低減、および高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
Further, in this
なお、水21の代わりにフッ素系オイルを用いてもよい。また、水21の代わりに他の第1浸漬液を用いてもよい。この第1浸漬液は、KBBF結晶10の光出射面10b側に接した場合に、全反射の臨界角θmが、第2高調波光L2の光出射面10bに対する入射角よりも大きくなるような屈折率を有するものがよい。また、この第1浸漬液は、第2高調波光L2の波長において光吸収が小さいものがよい。
Note that fluorine oil may be used in place of the
また、シリコン系オイル31Aの代わりに他の第2浸漬液を用いてもよい。この第2浸漬液は、レーザ光L1の波長において大気の屈折率よりもKBBF結晶10の屈折率に近い屈折率を有するものがよい。また、この第2浸漬液は、レーザ光L1の波長において光吸収が小さいものがよい。
Further, another second immersion liquid may be used instead of the silicon-based oil 31A. The second immersion liquid preferably has a refractive index closer to the refractive index of the
また、KBBF結晶10の代わりに他の波長変換素子を用いてもよい。この波長変換素子は、第2高調波光の光出射面への入射角が、光出射面と大気との界面での第2高調波光の全反射の臨界角以上のものがよい。また、このとき用いる第1浸漬液は、波長変換素子の光出射面に接した場合に、第2高調波の全反射の臨界角が、第2高調波光の光出射面への入射角よりも大きくなるような屈折率を有するものがよい。また、このとき用いる第2浸漬液は、入射光の波長において、大気の屈折率よりも波長変換素子の屈折率に近い屈折率を有するものがよい。
Further, instead of the
5.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
5.1 構成
図5は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す上面図である。
波長変換装置20Aは、2つのKBBF結晶10と、水21と、液体セル22とを備えてよい。波長変換装置20Aは、2つのKBBF結晶10を載置する載置台を備えてよい。
5. 5. Description of Example of Wavelength Conversion Device According to One Aspect of Present Disclosure 5.1 Configuration FIG. 5 is a top view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
2つのKBBF結晶10は、対向する光出射面10bと光入射面10aとが互いに平行になるように配置されてもよい。
The two
5.2 動作
つぎに、波長変換装置20Aの動作を説明する。
紙面左側に位置するKBBF結晶10は、レーザ光L1が、入射角θ1で光入射面10aから入射するように配置されている。これによって、左側のKBBF結晶10は、第2高調波光L2を発生して光出射面10bから出射する。また、これとともに、左側のKBBF結晶10から、波長変換されなかったレーザ光L1も出射される。
5.2 Operation Next, the operation of the
The
紙面右側に位置するKBBF結晶10には、左側のKBBF結晶10から出射したレーザ光L1が、入射角θ1で光入射面10aから入射する。これによって、右側のKBBF結晶10は、第2高調波光L2を発生して光出射面10bから出射する。なお、左側のKBBF結晶10から出射した第2高調波光L2は、右側のKBBF結晶10を透過して、右側のKBBF結晶10で発生した第2高調波光L2と平行に伝播する。
Laser light L1 emitted from the
この波長変換装置20Aでは、2つのKBBF結晶10がそれぞれ第2高調波光L2を発生するため、より高い変換効率が得られる。また、この波長変換装置20Aでも、2つのKBBF結晶10のそれぞれの光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。その結果、この波長変換装置20Aによって、ランニングコストやメンテナンスコストの低減、および高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
In this
なお、この波長変換装置20Aは、2つのKBBF結晶10に限らず、さらに多くのKBBF結晶10を備えてよい。
The
6.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
6.1 構成
図6は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す上面図である。
波長変換装置40は、2つの液体セル22と、リレーレンズ41と、ダイクロイックミラー42とを備えてよい。
6). 6. Description of Example of Wavelength Conversion Device According to One Aspect of Present Disclosure 6.1 Configuration FIG. 6 is a top view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
2つの液体セル22は、それぞれがKBBF結晶10と水21とを収容してもよい。集光素子であるリレーレンズ41は、2つの液体セル22の間に配置されてよい。ダイクロイックミラー42は、レーザ光L1を反射し、第2高調波光L2を透過してもよい。ダイクロイックミラー42は、2つの液体セル22に対して、レーザ光L1の入力する側とは反対側(紙面右側)に配置されてよい。
The two
6.2 動作
つぎに、波長変換装置40の動作を説明する。
紙面左側に位置する液体セル22に収容されたKBBF結晶10は、レーザ光L1が、入射角θ1で光入射面10aから入射するように配置されている。これによって、左側のKBBF結晶10にレーザ光L1が入射すると、第2高調波光L2が発生して光出射面10bから出射される。また、これとともに、左側のKBBF結晶10からは、波長変換されなかったレーザ光L1も出射される。
6.2 Operation Next, the operation of the
The
リレーレンズ41は、左側のKBBF結晶10から出射したレーザ光L1を集光して、紙面右側に位置する液体セル22に収容されたKBBF結晶10に入射させる。右側のKBBF結晶10は、左側のKBBF結晶10から出射したレーザ光L1が、入射角θ1で光入射面10aから入射するように配置されている。これによって、右側のKBBF結晶10にレーザ光L1が入射されると、第2高調波光L2が発生して光出射面10bから出射される。なお、左側のKBBF結晶10から出射した第2高調波光L2は、右側のKBBF結晶10を通過し、そこで発生した第2高調波光L2と重ね合わせられて出射される。ダイクロイックミラー42は、重ね合わせられた第2高調波光L2と、残りのレーザ光L1とを角度的に分離する。
The
この波長変換装置40では、2つのKBBF結晶10がそれぞれ第2高調波光L2を発生するため、より高い変換効率が得られる。また、リレーレンズ41は、左側のKBBF結晶10から出射したレーザ光L1を集光し、光の強度密度を高めた状態で右側のKBBF結晶10に入射させる。その結果、右側のKBBF結晶10における変換効率が高くなる。また、この波長変換装置40でも、2つのKBBF結晶10のそれぞれの光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。その結果、この波長変換装置40によって、ランニングコストやメンテナンスコストの低減、および高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
In this
なお、この波長変換装置40は、2つの液体セル22に限らず、さらに多くの液体セル22を備えてもよい。そして、これらの液体セル22に収容されたKBBF結晶10の間にリレーレンズ41が配置されてもよい。また、液体セル22は複数のKBBF結晶10を収容してもよい。そして、リレーレンズ41は液体セル22に収容されて、これらの複数のKBBF結晶10の間に配置されてもよい。
The
7.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
7.1 構成
図7は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す上面図である。
波長変換装置50は、KBBF結晶10と、水21と、液体セル22と、ダイクロイックミラー51と、反射ミラー52とを備えてよい。
7). 7. Description of Example of Wavelength Conversion Device According to One Aspect of Present Disclosure 7.1 Configuration FIG. 7 is a top view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
ダイクロイックミラー51は、液体セル22に対して、レーザ光L1の入力する側(紙面左側)に配置されてよい。ダイクロイックミラー51は、レーザ光L1を反射し、第2高調波光L2を透過してもよい。反射素子である反射ミラー52は、液体セル22に対して、レーザ光L1の入力する側とは反対側(紙面右側)に配置されてよい。
The
7.2 動作
つぎに、波長変換装置50の動作を説明する。
ダイクロイックミラー51は、レーザ光L1を液体セル22の方向に反射する。液体セル22に収容されたKBBF結晶10には、レーザ光L1が、入射角θ1で光入射面10aから入射する。これによって、KBBF結晶10にレーザ光L1が入射すると、第2高調波光L2が発生して光出射面10bから出射する。また、これとともに、KBBF結晶10から、波長変換されなかったレーザ光L1も出射される。
7.2 Operation Next, the operation of the
The
反射ミラー52は、KBBF結晶10から出射したレーザ光L1および第2高調波光L2を反射しかつ集光して、再びKBBF結晶10に入射させる。KBBF結晶10には、反射ミラー52で反射されたレーザ光L1が、入射角θ1で光出射面10bから入射する。これによって、KBBF結晶10においては、さらに第2高調波光L2が発生して光入射面10aから出射する。一方、反射ミラー52で反射されてKBBF結晶10に入射した第2高調波光L2は、KBBF結晶10を透過して出射する。ダイクロイックミラー51は、2つの第2高調波光L2をレーザ光L1の入射方向とは異なる方向に分離する。
The
この波長変換装置50では、1つのKBBF結晶10に2回レーザ光が入射されて第2高調波光L2が発生する。したがって、1つのKBBF結晶10によってより高い変換効率が得られる。
In this
ここで、図8は、図7に示す波長変換装置50のKBBF結晶10および反射ミラー52の配置を説明する図である。KBBF結晶10から紙面右側に出射したレーザ光L1と第2高調波光L2との2つの光路が交差する点を点Fとする。反射ミラー52は、反射面52aが曲率半径Rの球面状である。反射ミラー52は、反射面52aが、点Fを中心として半径Rの球面に一致するように配置されてよい。
Here, FIG. 8 is a diagram for explaining the arrangement of the
この配置によって、反射ミラー52はレーザ光L1と第2高調波光L2とを、反射による往復の光路を一致させて反射することができる。往復の光路を一致させることで、レーザ光L1が、確実に入射角θ1で光出射面10bからKBBF結晶10内に入射する。また、反射ミラー52は、レーザ光L1を反射するとともに集光し、光の強度密度を高めた状態でKBBF結晶10に入射させる。その結果、KBBF結晶10における変換効率が高くなる。また、KBBF結晶10で発生した後に反射ミラー52によって反射された第2高調波光L2の光路と、反射されたレーザ光L1によって発生した第2高調波光L2の光路とが平行になる。その結果、2つの第2高調波光L2のビームを容易に合波できる。
With this arrangement, the
また、この波長変換装置50でも、KBBF結晶10の光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。その結果、この波長変換装置50によって、ランニングコストやメンテナンスコストの低減、および高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
Also in this
8.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
8.1 構成
図9は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す上面図である。
波長変換装置60は、KBBF結晶10と、水21と、液体セル22と、液体循環装置61と、配管62とを備えてよい。
8). 8. Description of Example of Wavelength Conversion Device According to One Aspect of Present Disclosure 8.1 Configuration FIG. 9 is a top view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
配管62は、液体セル22と液体循環装置61とを接続してもよい。液体循環装置61は、ポンプでもよい。
The
8.2 動作
つぎに、波長変換装置60の動作を説明する。
液体循環装置61は、配管62を介してKBBF結晶10を浸漬した水21を循環させる。これによって、レーザ光の入射および第2高調波光の発生に伴うKBBF結晶10の温度上昇が抑制される。したがって、KBBF結晶10の寿命の短縮が抑制される。また、この波長変換装置60でも、KBBF結晶10の光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。その結果、波長変換装置60によって、ランニングコストやメンテナンスコストの更なる低減、および更に高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
8.2 Operation Next, the operation of the
The
9.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
9.1 構成
図10は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す上面図である。
波長変換装置60Aは、KBBF結晶10と、水21と、液体セル22と、液体循環装置61と、配管62と、液温制御装置63とを備えてよい。液温制御装置63は、温度検出子と、冷却器もしくは加熱器と、制御部とを備えてよい。
9. Description of Example of Wavelength Conversion Device According to One Aspect of Present Disclosure 9.1 Configuration FIG. 10 is a top view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
配管62は、液体セル22と液体循環装置61および液温制御装置63とを接続してもよい。液温制御装置63の温度検出子は、サーミスタでもよい。液温制御装置63の冷却器は、電子冷却素子でもよい。液温制御装置63の加熱器は、電気ヒーターでもよい。液温制御装置63の制御部は、冷却器を制御してもよい。
The
9.2 動作
つぎに、波長変換装置60Aの動作を説明する。
液体循環装置61は、配管62を介してKBBF結晶10を浸漬した水21を循環させる。液温制御装置63の温度検出子は水21の液温を検出する。そして、液温制御装置63は、制御部が冷却器もしくは加熱器を制御して、検出した液温が所定の範囲内に収まるように水21の温度制御を行う。これによって、水21は所定の範囲内の液温に保たれる。したがって、水21に浸漬されたKBBF結晶10も所定の範囲内の温度に保たれる。この波長変換装置60Aは、温度によるKBBF結晶10の変換効率の変化が小さくなるため、発生する第2高調波光のパワーが安定する。
9.2 Operation Next, the operation of the
The
この波長変換装置60Aにおいて、レーザ光の入射および第2高調波光の発生に伴うKBBF結晶10の温度上昇が抑制される。また、この波長変換装置60Aも、KBBF結晶10の光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。その結果、波長変換装置60Aによって、ランニングコストやメンテナンスコストの更なる低減、および更に高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
In this
10.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
10.1 構成
図11は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す上面図である。
波長変換装置70は、KBBF結晶10と、水21と、液体セル22と、載置台23と、素子温度制御装置71と、伝熱体72と、温度検出子73とを備えてよい。素子温度制御装置71は、冷却器もしくは加熱器の少なくとも一方と、制御部とを備えてよい。
10. 10. Description of Example of Wavelength Conversion Device According to One Aspect of Present Disclosure 10.1 Configuration FIG. 11 is a top view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
KBBF結晶10は、載置台23に載置されてよい。伝熱体72は、素子温度制御装置71と、載置台23のKBBF結晶10近傍の場所とに接続されてもよい。伝熱体72は、熱伝導率が高い金属やダイヤモンドなどの材料からなるものや、ヒートパイプなどの熱伝導性が高いものでもよい。温度検出子73は、伝熱体72のKBBF結晶10近傍の場所に設置されてもよい。素子温度制御装置71の冷却器もしくは加熱器は、伝熱体72に接続されてよい。
The
10.2 動作
つぎに、波長変換装置70の動作を説明する。
温度検出子73は、KBBF結晶10の近傍の温度を検出する。素子温度制御装置71は、制御部が冷却器もしくは加熱器を制御して、温度検出子73の検出した温度が所定の範囲内に収まるようにKBBF結晶10の温度制御を行う。なお、冷却もしくは加熱は、冷却器もしくは加熱器に接続された伝熱体72、および載置台23を介して行われる。これによって、KBBF結晶10は所定の範囲内の素子温度に保たれる。したがって、KBBF結晶10の変換効率の変化が小さくなるため、発生する第2高調波光のパワーが安定する。
10.2 Operation Next, the operation of the
The
また、この波長変換装置70においても、レーザ光の入射および第2高調波光の発生に伴うKBBF結晶10の温度上昇が抑制される。また、この波長変換装置70も、KBBF結晶10の光入射面10a及び光出射面10bにオプティカルコンタクト面が無い。その結果、波長変換装置70によって、ランニングコストやメンテナンスコストの更なる低減、および更に高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
Also in this
11.本開示の一態様による波長変換装置の一例の説明
11.1 構成
図12は、本開示の一態様による波長変換装置の一例の概略構成を示す側面図である。
波長変換装置80は、KBBF結晶10と、水21と、液体セル22と、載置台23と、素子温度制御装置81と、伝熱体82と、温度検出子83と、フォルダ84と、断熱体85とを備えてよい。素子温度制御装置81は、冷却器もしくは加熱器の少なくとも一方と、制御部とを備えてよい。なお、液体セル22の光学窓の記載は省略されている。
11. Description of an Example of a Wavelength Conversion Device According to an Aspect of the Present Disclosure 11.1 Configuration FIG. 12 is a side view illustrating a schematic configuration of an example of a wavelength conversion device according to an aspect of the present disclosure.
The
フォルダ84は、KBBF結晶10を保持してもよい。フォルダ84は、熱伝導率が高い金属やダイヤモンドなどの材料からなるものでもよい。KBBF結晶10は、フォルダ84に保持されて載置台23に載置されてもよい。載置台23は、断熱体85に載置されてもよい。冷却器は、電子冷却器でもよい。伝熱体82は、素子温度制御装置81と、フォルダ84とに接続されてもよい。伝熱体82は、熱伝導率が高い金属やダイヤモンドなどの材料からなるものや、ヒートパイプなどの熱伝導性が高いものでもよい。温度検出子83は、フォルダ84に設置されてもよい。素子温度制御装置81の冷却器あるいは加熱器は、伝熱体82に接続されてもよい。
The
11.2 動作
つぎに、波長変換装置80の動作を説明する。
温度検出子83は、フォルダ84を介してKBBF結晶10の近傍の温度を検出する。素子温度制御装置81は、制御部が電子冷却器あるいは加熱器を制御して、温度検出子83の検出した温度が所定の範囲内に収まるようにKBBF結晶10の温度制御を行う。なお、この冷却もしくは加熱は、電子冷却器あるいは加熱器に接続した伝熱体82、およびフォルダ84を介して行われる。これによって、KBBF結晶10は所定の範囲内の素子温度に保たれる。したがって、KBBF結晶10の変換効率の変化が小さくなるため、発生する第2高調波光のパワーが安定する。
11.2 Operation Next, the operation of the
The
この波長変換装置80においても、レーザ光の入射および第2高調波光の発生に伴うKBBF結晶10の温度上昇が抑制される。また、この波長変換装置80も、KBBF結晶10の光入射面及び光出射面にオプティカルコンタクト面が無い。その結果、波長変換装置80によって、ランニングコストやメンテナンスコストの更なる低減、および更に高エネルギーかつ高平均パワーの第2高調波光の発生が実現され得る。
Also in this
尚、上述の実施形態においては、波長変換素子に入射する光と波長変換素子から出射する光が別々の光学窓を透過する。しかし、波長変換素子に入射する光と波長変換素子から出射する光が同じ光学窓を透過してもよい。上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。 In the above-described embodiment, light incident on the wavelength conversion element and light emitted from the wavelength conversion element are transmitted through separate optical windows. However, light incident on the wavelength conversion element and light emitted from the wavelength conversion element may pass through the same optical window. The above description is intended to be illustrative only and not limiting. Thus, it will be apparent to one skilled in the art that modifications may be made to the embodiments of the present disclosure without departing from the scope of the appended claims.
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される不定冠詞「1つの」は、「少なくとも1つ」又は「1又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。 Terms used throughout this specification and the appended claims should be construed as "non-limiting" terms. For example, the terms “include” or “included” should be interpreted as “not limited to those described as included”. The term “comprising” should be interpreted as “not limited to what is described as having”. Also, the indefinite article “a” or “an” in the specification and the appended claims should be interpreted to mean “at least one” or “one or more”.
1 レーザ装置
10 KBBF結晶
10a 光出射面
10b 光出射面
20、20A、30、40、50、60、60A、70、80 波長変換装置
21 水
22、32 液体セル
22a、22b 光学窓
23 載置台
31 浸漬液
31A シリコン系オイル
32c、32d 分離壁
41 リレーレンズ
42、51 ダイクロイックミラー
52 反射ミラー
52a 反射面
61 液体循環装置
62 配管
63 液温制御装置
71、81 素子温度制御装置
72、82 伝熱体
73、83 温度検出子
84 フォルダ
85 断熱体
L1 レーザ光
L2 第2高調波光
θ1、θ4 入射角
θ2 位相整合角
θ3 出射角
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記波長変換素子に入射する光が通る入射部と、前記波長変換素子から出射した光が通る出射部とを備える液体セルと、
前記波長変換素子と共に前記液体セル内に収容されて、かつ前記波長変換素子が少なくとも前記光出射面が液体と接するように浸漬される浸漬液と、
を備える波長変換装置。 A wavelength conversion element that includes a light incident surface and a light exit surface, and generates second harmonic light of light incident from the light incident surface;
A liquid cell comprising an incident part through which light incident on the wavelength conversion element passes; and an emission part through which light emitted from the wavelength conversion element passes;
An immersion liquid that is contained in the liquid cell together with the wavelength conversion element, and in which the wavelength conversion element is immersed so that at least the light exit surface is in contact with the liquid;
A wavelength conversion device comprising:
前記浸漬液の屈折率は、前記光出射面との界面での前記第2高調波の全反射の臨界角が、前記第2高調波光の前記光出射面への入射角よりも大きくなる値である、
請求項1に記載の波長変換装置。 In the wavelength conversion element, an incident angle to the light emitting surface when the second harmonic light is emitted is equal to or greater than a critical angle of total reflection of the second harmonic light at the interface between the light emitting surface and the atmosphere. Yes,
The refractive index of the immersion liquid is such that the critical angle of total reflection of the second harmonic wave at the interface with the light exit surface is larger than the incident angle of the second harmonic light to the light exit surface. is there,
The wavelength conversion device according to claim 1.
前記浸漬液は、前記光出射面に接し、前記光出射面との界面での前記第2高調波の全反射の臨界角が、前記第2高調波光の前記光出射面への入射角よりも大きくなる屈折率を備える第1浸漬液と、前記光入射面に接し、前記入射光の波長において大気の屈折率よりも前記波長変換素子の屈折率に近い屈折率を備える第2浸漬液とを含む、
請求項1に記載の波長変換装置。 In the wavelength conversion element, an incident angle to the light emitting surface when the second harmonic light is emitted is equal to or greater than a critical angle of total reflection of the second harmonic light at the interface between the light emitting surface and the atmosphere. Yes,
The immersion liquid is in contact with the light exit surface, and the critical angle of total reflection of the second harmonic at the interface with the light exit surface is greater than the incident angle of the second harmonic light on the light exit surface. A first immersion liquid having a refractive index that increases, and a second immersion liquid in contact with the light incident surface and having a refractive index closer to the refractive index of the wavelength conversion element than the refractive index of the atmosphere at the wavelength of the incident light. Including,
The wavelength conversion device according to claim 1.
前記複数の波長変換素子の間に配置され、一つの前記波長変換素子から出射した前記入射光を他の前記波長変換素子に入射させるための集光素子と、
を備える請求項1に記載の波長変換装置。 A plurality of the wavelength conversion elements;
A condensing element that is disposed between the plurality of wavelength conversion elements, and makes the incident light emitted from one wavelength conversion element enter the other wavelength conversion element;
The wavelength converter of Claim 1 provided with.
前記レーザ光が前記入射光として入力される請求項1に記載の波長変換装置と、
を備える紫外光生成レーザ装置。 A laser device for outputting laser light;
The wavelength converter according to claim 1, wherein the laser light is input as the incident light;
An ultraviolet light generation laser device comprising:
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6912025B1 (en) * | 2020-08-26 | 2021-07-28 | 三菱電機株式会社 | Wavelength converter, laser oscillator and laser machining equipment |
JP7473789B2 (en) | 2020-03-13 | 2024-04-24 | 富士通株式会社 | Wavelength conversion device and wavelength conversion method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63107180A (en) * | 1986-10-24 | 1988-05-12 | Toshiba Corp | Slab type solid laser |
JPH02167531A (en) * | 1988-09-14 | 1990-06-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | Light wavelength converting device |
JPH06140707A (en) * | 1992-10-27 | 1994-05-20 | Showa Koki Seizo Kk | Antireflection film of deliquescent optical crystal |
JP2002365679A (en) * | 2001-04-18 | 2002-12-18 | Technical Inst Of Physics & Chemistry Chinese Academy Of Science | Nonlinear optical crystal laser frequency conversion coupler |
JP2003050413A (en) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Sony Corp | Laser light generating device |
JP2008286889A (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Lasertec Corp | Mask inspection light source, wavelength conversion method and mask inspection device |
-
2010
- 2010-12-27 JP JP2010291239A patent/JP2012137687A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63107180A (en) * | 1986-10-24 | 1988-05-12 | Toshiba Corp | Slab type solid laser |
JPH02167531A (en) * | 1988-09-14 | 1990-06-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | Light wavelength converting device |
JPH06140707A (en) * | 1992-10-27 | 1994-05-20 | Showa Koki Seizo Kk | Antireflection film of deliquescent optical crystal |
JP2002365679A (en) * | 2001-04-18 | 2002-12-18 | Technical Inst Of Physics & Chemistry Chinese Academy Of Science | Nonlinear optical crystal laser frequency conversion coupler |
JP2003050413A (en) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Sony Corp | Laser light generating device |
JP2008286889A (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Lasertec Corp | Mask inspection light source, wavelength conversion method and mask inspection device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7473789B2 (en) | 2020-03-13 | 2024-04-24 | 富士通株式会社 | Wavelength conversion device and wavelength conversion method |
JP6912025B1 (en) * | 2020-08-26 | 2021-07-28 | 三菱電機株式会社 | Wavelength converter, laser oscillator and laser machining equipment |
WO2022044144A1 (en) * | 2020-08-26 | 2022-03-03 | 三菱電機株式会社 | Wavelength conversion device, laser oscillator and laser machining device |
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