JP2970121B2 - Narrow band laser oscillator - Google Patents

Narrow band laser oscillator

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JP2970121B2
JP2970121B2 JP25898991A JP25898991A JP2970121B2 JP 2970121 B2 JP2970121 B2 JP 2970121B2 JP 25898991 A JP25898991 A JP 25898991A JP 25898991 A JP25898991 A JP 25898991A JP 2970121 B2 JP2970121 B2 JP 2970121B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば屈折型の光学系
を有する縮小投影露光装置の光源として使用されるエキ
シマレーザ等のレーザ発振装置に関し、特に狭帯域化さ
れたレーザ発信光を発生するためのレーザ発生装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser oscillation device such as an excimer laser used as a light source of a reduction projection exposure apparatus having a refraction type optical system, and more particularly to a laser beam having a narrow band. And a laser generator for the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体露光用縮小投影露光において高い
解像度を得るためには、光学系の開口数を大きくするか
露光波長を短くすることが必要となる。一般に、開口数
の増大とともに光学系の焦点深度が減少するので、光源
の短波長化がより望ましい手段であるといえる。なかで
も、エキシマレーザは紫外から真空紫外の領域に発振波
長を有するため、露光光源としての応用が多く試みられ
ている。しかし、このような波長領域で適当な硝材は合
成石英のみであるため、屈折系光学系で色消しを図るこ
とは一般には容易ではない。そこで、このような屈折型
縮小投影露光装置等の光源としては波長の狭帯域化が必
要となる。
2. Description of the Related Art In order to obtain high resolution in reduced projection exposure for semiconductor exposure, it is necessary to increase the numerical aperture of an optical system or shorten the exposure wavelength. In general, since the focal depth of the optical system decreases with an increase in the numerical aperture, it can be said that shortening the wavelength of the light source is a more desirable means. Above all, since an excimer laser has an oscillation wavelength in a region from ultraviolet to vacuum ultraviolet, many applications as an exposure light source have been attempted. However, since synthetic glass is the only suitable glass material in such a wavelength region, it is generally not easy to achieve achromatism with a refractive optical system. Therefore, a light source such as a refraction-type reduction projection exposure apparatus needs to have a narrow wavelength band.

【0003】図7に雑誌(Can.J.Phys,6
3,214(’85))より引用した従来の狭帯域化エ
キシマレーザの構成の概念図を示す。図7において、全
反射鏡72および半透過鏡73とで構成される光狭帯域
内に放電管71が配置されている。放電管71には希ガ
スとハロゲンガスを含む媒質ガスが封入されており、放
電励起によりレーザ発振する。光共振器内には例えばエ
タロンやプリズムといった波長選択素子74が設置され
ており、さらに、レーザ媒質を挾むようにスリット7
5、76が設置されている。このような構成のエキシマ
レーザ装置においては、波長選択素子74で選択された
特定の波長でのみ発振が得られるので、高い出力の狭帯
域光を得ることができる。
FIG. 7 shows a magazine (Can. J. Phys., 6).
3, 214 ('85)) is a conceptual diagram of the configuration of a conventional narrow-band excimer laser. In FIG. 7, a discharge tube 71 is arranged in a narrow light band composed of a total reflection mirror 72 and a semi-transmission mirror 73. The discharge tube 71 is filled with a medium gas containing a rare gas and a halogen gas, and oscillates laser by discharge excitation. A wavelength selecting element 74 such as an etalon or a prism is provided in the optical resonator, and a slit 7 is provided so as to sandwich the laser medium.
5, 76 are installed. In the excimer laser device having such a configuration, oscillation can be obtained only at the specific wavelength selected by the wavelength selection element 74, so that high-output narrow-band light can be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の狭帯域化エキシマレーザ装置においては、波長選択
素子での損失を低減し、有効に機能させるためには、レ
ーザの横モー次数を低減する必要がある。そのため低
次の横モードのモード体積に応じてスリット幅を設定す
る必要がある。しかし、一般に通常の共振器構成におい
ては、この低次横モードの断面積は小さく、スリット幅
は極めて細いものが必要となるため、発光されたレーザ
光の如く一部のみを取り出すことになり励起体積の利用
効率が低く高出力が得られない。さらに、レーザ共振器
内の光強度分布が狭いスリットによって制限されている
ことから、波長選択素子表面での光強度が高くなり、熱
吸収による波長選択素子の変形や劣化に起因する波長変
動や出力低下が生じてしまうことが課題となっていた。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional narrowed excimer laser device can reduce the loss in the wavelength selection element, in order to effectively function, the transverse mode order of the laser Need to reduce. Therefore, it is necessary to set the slit width according to the mode volume of the low-order transverse mode. However, in a general resonator configuration, the cross-sectional area of this low-order transverse mode is small and the slit width needs to be extremely narrow. The efficiency of volume utilization is low and high output cannot be obtained. Furthermore, since the light intensity distribution in the laser resonator is limited by the narrow slit, the light intensity on the surface of the wavelength selection element increases, and the wavelength fluctuation and output due to deformation and deterioration of the wavelength selection element due to heat absorption. There has been a problem that a reduction occurs.

【0005】本発明は、上記の諸課題に着目してなされ
たものであり、励起体積を有効に利用し、レーザ光の取
り出し効率を向上させ高出力化を図り、さらに波長選択
素子の変形や劣化を回避し得る狭帯域化エキシマレーザ
装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and makes effective use of the excitation volume, improves the efficiency of extracting laser light to increase the output, and further improves the efficiency of the wavelength selection element. It is an object of the present invention to provide a narrow band excimer laser device capable of avoiding deterioration.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を回避するた
め本発明は、レーザ媒質をはさんで対向配置するトロイ
ダルあるいはシリンドリカル上に曲率を有する凹面鏡と
平面半透過鏡、さらに前記曲率を有する凹面鏡に対向し
て前記レーザ媒質をはさんで配置する球面あるいはシリ
ンドリカル上に曲率を有する凸面反射鏡を設けた共振器
を設け、前記曲率を有する凹面鏡と前記曲率を有する凸
面反射鏡との間に、球面あるいはシリンドリカル上に曲
率を有するエタロンを設けたものである。さらに、前記
曲率を有するエタロンの対向強度が課題となる場合に、
共振器中に球面あるいはシリンドリカル上の曲率を有す
る半透過鏡を設けたものである。さらに、前記曲率を有
するエタロンに回転あるいは平行移動機構を備えたもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to avoid the above-mentioned problems, the present invention provides a concave mirror having a curvature on a toroidal or cylindrical member opposed to a laser medium and a plane semi-transmissive mirror, and a concave mirror having the curvature. Provided a resonator provided with a convex reflecting mirror having a curvature on a spherical surface or a cylindrical arranged to sandwich the laser medium in opposition to, between the concave mirror having the curvature and the convex reflecting mirror having the curvature, An etalon having a curvature is provided on a spherical surface or a cylindrical surface. Further, when facing strength of the etalon having the curvature becomes a problem,
A semi-transmissive mirror having a spherical or cylindrical curvature is provided in a resonator. Further, the etalon having the curvature is provided with a rotation or translation mechanism.

【0007】上記の課題を回避するため本発明は、レー
ザ媒質をはさんで対向配置する凹面鏡と平面半透過鏡、
さらに前記凹面鏡に対向して前記レーザ媒質をはさんで
配置する位相共役鏡を設けた共振器を有し、前記凹面鏡
と前記平面半透過光との間にエタロンを設けたものであ
る。
[0007] In order to avoid the above-mentioned problems, the present invention provides a concave mirror and a plane semi-transmissive mirror which are arranged to face each other with a laser medium interposed therebetween.
Further, there is provided a resonator provided with a phase conjugate mirror arranged so as to face the concave mirror with the laser medium interposed therebetween, and an etalon is provided between the concave mirror and the plane semi-transmitted light.

【0008】上記の課題を回避するため本発明は、レー
ザ媒質をはさんで対向配置する凹面鏡と平面半透過鏡、
さらに前記凹面鏡に対向して前記レーザ媒質をはさんで
配置する位相共役鏡を設けた共振器を有し、前記凹面鏡
と前記平面半透過鏡との間にエタロンを設けたものであ
る。
[0008] In order to avoid the above problems, the present invention provides a concave mirror and a plane semi-transmissive mirror which are arranged to face each other with a laser medium interposed therebetween.
Further, there is provided a resonator provided with a phase conjugate mirror arranged so as to sandwich the laser medium in opposition to the concave mirror, and an etalon is provided between the concave mirror and the plane semi-transmissive mirror.

【0009】[0009]

【作用】本発明の狭帯域化レーザ発振装置においては、
基本発振モードの制御をスリットに依存しないため、レ
ーザ励起体積の全体からの発光を有効に取り出すことが
可能となり、高出力のレーザ発振光が得られる。また、
半透過鏡を用いて自己注入同期発振やMOPA(Mas
ter Oscilater PowerAmplif
ier)動作をもたらすことが容易であり、これにより
波長選択に用いるエタロン方面での光強度を低減するこ
とが可能となるため、エタロンの変形や劣化を図ること
ができる。さらに、エタロンを回転あるいは平行移動す
る機構により、エタロンを長寿命に使用することが可能
となる。
In the narrow-band laser oscillation device of the present invention,
Since the control of the fundamental oscillation mode does not depend on the slit, light emission from the entire laser excitation volume can be effectively extracted, and high-power laser oscillation light can be obtained. Also,
Self-injection locked oscillation and MOPA (Mas
ter Oscillator PowerAmplif
ier) It is easy to provide an operation, which makes it possible to reduce the light intensity in the direction of the etalon used for wavelength selection, so that the etalon can be deformed or deteriorated. Further, a mechanism for rotating or moving the etalon in parallel enables the etalon to be used for a long life.

【0010】本発明の狭帯域化レーザ発振装置において
は、共振器内に加工、製作の容易に球面凹面鏡を用いて
も、位相共役鏡を用いているため、球面収差を補償し、
共振モードを得ることが可能である。すなわち、基本発
振モードの制御をスリットに依存しないため、レーザ励
起体積の全体からの発光を有効に取り出すことが可能と
なり、高出力のレーザ発振光が得られる。
In the narrow-band laser oscillation device of the present invention, even if a spherical concave mirror is used in the resonator for easy processing and manufacture, the spherical aberration is compensated because the phase conjugate mirror is used.
It is possible to obtain a resonance mode. That is, since the control of the fundamental oscillation mode does not depend on the slit, light emission from the entire laser excitation volume can be effectively extracted, and high-power laser oscillation light can be obtained.

【0011】[0011]

【実施例】図1に本発明の第1の実施例を示す。図1に
示される帯域化レーザ発振装置は、レーザ媒質11をは
さんで対向配置するトロイダル凹面鏡12と平面半透過
鏡13、さらにトロイダル凹面鏡12に対向してレーザ
媒質をはさんで配置する球面全反射鏡14を設けた共振
器を有し、トロイダル凹面鏡12と球面反射鏡14との
間に、球面エタロン15を設けてある。ここで、トロイ
ダル凹面鏡12、平面半透過鏡13、球面全反射鏡14
を直交座標系に配置した図が、図2である。このとき、
平面半透過鏡面22上の点S(x,y,z)をとると、
トロイダル面の形状を、
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The banded laser oscillation device shown in FIG. 1 has a toroidal concave mirror 12 and a plane semi-transmissive mirror 13 which are arranged to face each other with a laser medium 11 interposed therebetween, and a spherical surface which is arranged to face the toroidal concave mirror 12 with a laser medium interposed therebetween. It has a resonator provided with a reflecting mirror 14, and a spherical etalon 15 is provided between the toroidal concave mirror 12 and the spherical reflecting mirror 14. Here, the toroidal concave mirror 12, the plane semi-transmissive mirror 13, the spherical total reflection mirror 14
FIG. 2 is a diagram in which are arranged in a rectangular coordinate system. At this time,
Taking the point S (x, y, z) on the plane semi-transmissive mirror surface 22,
The shape of the toroidal surface,

【0012】 [0012]

【0013】とすることにより、平面半透過鏡13から
発した平面波は、トロイダル凹面鏡12で反射された
後、球面波となって原点に集光する。したがって原点を
中心とする球面全反射鏡14を図2のように配置するこ
とにより、トロイダル凹面鏡12と球面全反射鏡14と
の間では球面波を定在させることができる。すなわち、
平面透過鏡13と球面全反射鏡14とで共振器が構成さ
れる。このような共振器構成により基本発振モードは共
振器の結像関係で決まってしまうため、狭帯域化のため
には、原点を中心とする球面エタロンを用いることで達
成し得る。すなわち、モード制御をスリットに依存しな
いため、レーザ励起体積の全体からの発光を有効に取り
出すことが可能となり、高出力のレーザ発振光が得られ
る。
Thus, the plane wave emitted from the plane semi-transmissive mirror 13 is reflected by the toroidal concave mirror 12, becomes a spherical wave, and is focused on the origin. Therefore, by arranging the spherical total reflection mirror 14 centered on the origin as shown in FIG. 2, a spherical wave can be made to stand between the toroidal concave mirror 12 and the spherical total reflection mirror 14. That is,
A resonator is constituted by the plane transmission mirror 13 and the spherical total reflection mirror 14. With such a resonator configuration, the fundamental oscillation mode is determined by the imaging relationship of the resonator. Therefore, narrowing of the band can be achieved by using a spherical etalon centered on the origin. That is, since the mode control does not depend on the slit, light emission from the entire laser excitation volume can be effectively extracted, and high-power laser oscillation light can be obtained.

【0014】しかし、第1の実施例では球面全反射鏡1
4や球面エタロン15が原点付近となるため、光学系表
面における光強度が強くなり熱吸収による変形や劣化が
課題となる場合がある。本発明の第2の実施例はこのよ
うな課題が生じた場合に対処する例であり、図3にこの
実施例における光学系の配置図を示す。
However, in the first embodiment, the spherical total reflection mirror 1 is used.
Since the etalon 4 and the spherical etalon 15 are near the origin, the light intensity on the surface of the optical system is increased, and deformation or deterioration due to heat absorption may become a problem. The second embodiment of the present invention is an example for coping with such a problem, and FIG. 3 shows an arrangement diagram of an optical system in this embodiment.

【0015】図3に示される狭帯域化レーザ発振装置は
レーザ媒質31をはさんで対向するトロイダル凹面鏡3
2と平面半透過鏡33、さらに前記トロイダル凹面鏡3
2に対向して前記レーザ媒質31をはさんで配置する球
面全反射鏡34を設けた共振器を有し、トロイダル凹面
鏡32と球面全反射鏡34との間にレーザ媒質をはさん
で、凹面鏡側に球面半透過鏡36を、凸面反射鏡側に球
面エタロン35とを設けてある。全反射鏡37は光路を
変更し、光学素子の配置を容易にするためのものであ
る。ここで、平面半透過鏡33と球面半透過鏡36とで
主共振器を、球面半透過鏡36と球面全反射鏡34とで
外部共振器を構成することにより自己注入同期発振を得
ることが可能である。この場合、エタロンにおける光強
度は著しく低減され、エタロンの熱吸収による変形や劣
化が回避し得る。
The narrow-band laser oscillation device shown in FIG. 3 has a toroidal concave mirror 3 opposed to a laser medium 31.
2 and the plane semi-transmissive mirror 33, and the toroidal concave mirror 3
2 has a resonator provided with a spherical total reflection mirror 34 disposed so as to face the laser medium 31 so as to oppose the laser medium 31. A spherical semi-transmissive mirror 36 is provided on the side and a spherical etalon 35 is provided on the convex reflective mirror side. The total reflection mirror 37 changes the optical path and facilitates the arrangement of the optical elements. Here, by forming a main resonator by the plane semi-transmissive mirror 33 and the spherical semi-transmissive mirror 36 and an external resonator by the spherical semi-transmissive mirror 36 and the spherical total reflection mirror 34, self-injection locked oscillation can be obtained. It is possible. In this case, the light intensity in the etalon is significantly reduced, and deformation and deterioration due to heat absorption of the etalon can be avoided.

【0016】なお、第2の実施例においては、平面半透
過鏡33を透過窓とすることにより、球面半透過鏡36
と球面全反射鏡34とで発振器を、折り返しパスを増幅
器として用いるMOPA動作として動作させることも可
能である。
In the second embodiment, the plane semi-transmissive mirror 33 is used as a transmissive window, so that the spherical semi-transmissive mirror 36 is used.
The oscillator and the spherical total reflection mirror 34 can operate the oscillator as a MOPA operation using the folded path as an amplifier.

【0017】図4は本発明の第3の実施例である。エタ
ロンに回転機構を設けたものである。この他は第1の実
施例1と同じである。本発明においてはエタロンが球面
エタロン45であるため、回転軸47を所望の位置に設
けることができるので、実際の配置において有利であ
る。エタロンの回転機構46により、レーザ動作中にエ
タロンを回転し続けることにより、エタロンにおける熱
吸収はさらに低減させることが可能となる。あるいはエ
タロンが劣化した場合に、随時回転することにより劣化
のない部位を使用するといった方法をとることも可能で
ある。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. The etalon is provided with a rotation mechanism. The rest is the same as the first embodiment. In the present invention, since the etalon is the spherical etalon 45, the rotating shaft 47 can be provided at a desired position, which is advantageous in an actual arrangement. By continuing to rotate the etalon during the laser operation by the etalon rotation mechanism 46, heat absorption in the etalon can be further reduced. Alternatively, when the etalon is deteriorated, it is also possible to take a method in which a portion without deterioration is used by rotating the etalon as needed.

【0018】第1および第2の実施例において、出射レ
ーザ光の空間コヒーレンスが高すぎ、半導体露光装置に
用いると露光面でスペックルが発生することがある。本
発明の第4の実施例はこのような場合に対処する例であ
り、図5にこれを示す。
In the first and second embodiments, the spatial coherence of the emitted laser light is too high, and when used in a semiconductor exposure apparatus, speckles may occur on the exposed surface. The fourth embodiment of the present invention deals with such a case, and FIG. 5 shows this.

【0019】図5で、レーザ媒質51をはさんで対向配
置するシリンドリカル凹面鏡52と平面半透過鏡53、
さらにシリンドリカル凹面鏡52に対向して前記レーザ
媒質51をはさんで配置するシリンドリカル全反射鏡5
4を設けた共振器を有し、シリンドリカル凹面鏡52と
シリンドリカル全反射鏡54との間に、シリンドリカル
エタロン55を設けてある。シリンドリカル凹面鏡の形
状は(1)式においてZ=0とすればよく、他のシリン
ドリカル素子の形状は原点中心の同心円状とすればよ
い。
In FIG. 5, a cylindrical concave mirror 52 and a plane semi-transmissive mirror 53, which are arranged to face each other with a laser medium 51 therebetween,
Further, a cylindrical total reflection mirror 5 is disposed so as to face the cylindrical concave mirror 52 with the laser medium 51 interposed therebetween.
4, and a cylindrical etalon 55 is provided between the cylindrical concave mirror 52 and the cylindrical total reflection mirror 54. The shape of the cylindrical concave mirror may be set to Z = 0 in the equation (1), and the shape of the other cylindrical elements may be made concentric with the center of the origin.

【0020】この構成により、レーザ光がスリット状断
面となる。そのため、マルチモードの単一波長レーザ光
の発振が可能となり、空間コヒーレンスを低減できるた
め、特に半導体の露光装置において問題となるスペック
ルの発生が回避できる。ここでも、エタロンの耐光強度
が問題となる場合があるが、この実施例においては、レ
ーザ光の断面がスリット状であることから、エタロン方
面での光強度を低減させることができる。また、第3の
実施例と同様に、エタロンの移動機構を設けることも有
効であり、シリンドリカル光学系を用いた場合には、曲
率中心軸と平行な方向に平行移動することにより、長寿
命化を図ることができる。なお、以上の実施例のエタロ
ンの移動機構を設けることに加えて、前記シリンドリカ
ル凹面鏡または前記シリンドリカル凸面鏡が曲率中心軸
と平行な方向に平行移動する機構を備えていてもかまわ
ない。
With this configuration, the laser beam has a slit-shaped cross section. Therefore, multimode single wavelength laser light can be oscillated, and spatial coherence can be reduced, so that speckle which is a problem particularly in a semiconductor exposure apparatus can be avoided. Again, the light resistance of the etalon may be a problem, but in this embodiment, since the cross section of the laser beam is slit-shaped, the light intensity in the direction of the etalon can be reduced. As in the third embodiment, it is also effective to provide an etalon moving mechanism. When a cylindrical optical system is used, the etalon is moved in a direction parallel to the center axis of curvature to extend the life. Can be achieved. It should be noted that the etalo of the above embodiment
In addition to providing a moving mechanism for the cylinder,
The concave mirror or the cylindrical convex mirror has a central axis of curvature.
May be equipped with a mechanism that translates in a direction parallel to
Absent.

【0021】図6に本発明の第5実施例を示す。図6に
示される狭帯域化レーザ発振装置はレーザ媒質61をは
さんで対向配置する球面凹面鏡62と平面半透過鏡6
3、さらに球面凹面鏡62に対向してレーザ媒質61を
はさんで配置する位相共役鏡64を設けた共振器を有
し、球面凹面鏡62と平面半透過鏡63との間に、エタ
ロン65を設けてある。
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. The narrow-band laser oscillation device shown in FIG. 6 has a spherical concave mirror 62 and a flat semi-transmissive mirror 6 which are arranged to face each other with a laser medium 61 interposed therebetween.
3. a resonator provided with a phase conjugate mirror 64 that is disposed opposite the spherical concave mirror 62 with the laser medium 61 interposed therebetween, and an etalon 65 is provided between the spherical concave mirror 62 and the plane semi-transmissive mirror 63 It is.

【0022】この、共振器構成により、球面凹面鏡62
と平面半透過鏡63の間に起こった平面波は、球面凹面
鏡62で反射された後、球面波となって焦点に集光され
る。しかし、励起体積の全体を利用しようとすると光束
が太くなるため、球面収差が顕著になる。そこで、位相
共役鏡64を用いることにより、球面収差を補償するこ
とにより共振モードをもたらすことができる。
With this resonator configuration, the spherical concave mirror 62
The plane wave generated between the mirror and the plane semi-transmissive mirror 63 is reflected by the spherical concave mirror 62, and then is condensed at the focal point as a spherical wave. However, when trying to use the entire excitation volume, the light beam becomes thicker, and the spherical aberration becomes remarkable. Therefore, by using the phase conjugate mirror 64, a resonance mode can be provided by compensating for spherical aberration.

【0023】エキシマレーザの波長域においては、ノル
マルヘキサンなどの紫外光の吸収の少ない有機媒質にレ
ーザ光を集光することにより位相共役鏡が実現できるこ
とは公知である。この共振器構成においては基本発振モ
ードが共振器の結像関係で決まってしまうため、狭帯域
化はエタロンを用いることだ達成し得る。すなわち、モ
ード制御をスリットに依存しないため、レーザ励起体積
の全体からの発光を有効に取り出すことが可能となり、
高出力のレーザ発振光が得られる。
It is known that in the wavelength range of an excimer laser, a phase conjugate mirror can be realized by condensing a laser beam on an organic medium such as normal hexane which absorbs only a small amount of ultraviolet light. In this resonator configuration, since the fundamental oscillation mode is determined by the imaging relationship of the resonator, narrowing of the band can be achieved by using an etalon. That is, since the mode control does not depend on the slit, it is possible to effectively extract light emission from the entire laser excitation volume,
High output laser oscillation light can be obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の狭帯域化レーザ発振装置におい
ては、基本発振モードの制御をスリットに依存しないた
め、レーザ励起体積の全体からの発光を有効に取り出す
ことが可能となり、光出力のレーザ発振光が得られる。
また、半透過鏡を用いて自己注入同期発振やMOPA動
作をもたらすことが容易であり、これにより波長選択に
用いるエタロン表面での光強度を低減することが可能と
なるため、エタロンの変形や劣化を図ることができる。
さらに、エタロンを回転あるいは平行移動する機構によ
り、エタロンを長寿命に使用することが可能となる。
In the narrow-band laser oscillation device of the present invention, since the control of the fundamental oscillation mode does not depend on the slit, it is possible to effectively extract the light emission from the entire laser excitation volume, and to obtain a laser with an optical output. Oscillation light is obtained.
In addition, it is easy to achieve self-injection locked oscillation and MOPA operation using a semi-transmissive mirror, which makes it possible to reduce the light intensity on the etalon surface used for wavelength selection. Can be achieved.
Further, the mechanism for rotating or translating the etalon makes it possible to use the etalon for a long life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における狭帯域化レーザ
発振装置を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a narrow-band laser oscillation device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における共振器の構成
図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a resonator according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例のおける狭帯域化レーザ
発振装置を示す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a narrow-band laser oscillation device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例における狭帯域化レーザ
発振装置を示す構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a narrow-band laser oscillation device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例における狭帯域化レーザ
発振装置を示す構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a narrow-band laser oscillation device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】狭帯域化レーザ装置の従来の例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a conventional example of a narrow-band laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 レーザ媒質 12 トロイダル凹面鏡 13 平面透過鏡 14 球面全反射鏡 15 球面エタロン 31 レーザ媒質 32 トロイダル凹面鏡 33 平面透過鏡 34 球面全反射鏡 35 球面エタロン 36 球面半透過鏡 37 全反射鏡 45 球面エタロン 46 回転駆動装置 47 回転軸 51 レーザ媒質 52 シリンドリカル凹面鏡 53 平面透過鏡 54 シリンドリカル全反射鏡 55 シリンドリカルエタロン 61 レーザ媒質 62 球面凹面鏡 63 平面透過鏡 64 位相共役鏡 65 エタロン 71 放電管 72 全反射鏡 73 半透過鏡 74 波長選択素子 75,76 スリット Reference Signs List 11 laser medium 12 toroidal concave mirror 13 plane transmission mirror 14 spherical total reflection mirror 15 spherical etalon 31 laser medium 32 toroidal concave mirror 33 plane transmission mirror 34 spherical total reflection mirror 35 spherical etalon 36 spherical semi-transmission mirror 37 total reflection mirror 45 spherical etalon 46 rotation Driving device 47 Rotation axis 51 Laser medium 52 Cylindrical concave mirror 53 Planar transmission mirror 54 Cylindrical total reflection mirror 55 Cylindrical etalon 61 Laser medium 62 Spherical concave mirror 63 Planar transmission mirror 64 Phase conjugate mirror 65 Etalon 71 Discharge tube 72 Total reflection mirror 73 Semi-transmissive mirror 74 wavelength selection element 75, 76 slit

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ媒質をはさんで対向配置する凹面
鏡と平面半透過鏡、さらに前記凹面鏡に対向して前記レ
ーザ媒質をはさんで配置する凸面反射鏡を設けた共振器
を有し、凹面鏡と凸面反射鏡との間に、曲率を有するエ
タロンを設けたことを特徴とする狭帯域化レーザ発振装
置。
1. A concave mirror comprising: a concave mirror and a plane semi-transmissive mirror arranged to face each other with a laser medium interposed therebetween; and a resonator provided with a convex reflecting mirror arranged to face the concave mirror and to sandwich the laser medium therebetween. An etalon having a curvature is provided between the laser and a convex reflecting mirror.
【請求項2】 請求項1記載のレーザ発振装置におい
て、前記凹面鏡がトロイダル凹面鏡であり、前記凸面反
射鏡が球面反射鏡であり、前記曲率を有するエタロンが
球面エタロンであることを特徴とする狭帯域化レーザ発
振装置。
2. The laser oscillation device according to claim 1, wherein said concave mirror is a toroidal concave mirror, said convex reflector is a spherical reflector, and said etalon having a curvature is a spherical etalon. Banded laser oscillator.
【請求項3】 請求項1記載のレーザ発振装置におい
て、前既凹面鏡がシリンドリカル凹面鏡であり、前記凸
面反射鏡がシリンドリカル凸面鏡であり、前記曲率を有
するエタロンがシリンドリカルエタロンであることを特
徴とする狭帯域化レーザ発振装置。
3. The laser oscillation device according to claim 1, wherein the concave mirror is a cylindrical concave mirror, the convex reflecting mirror is a cylindrical convex mirror, and the etalon having the curvature is a cylindrical etalon. Banded laser oscillator.
【請求項4】 レーザ媒質をはさんで対向配置する凹面
鏡と平面半透過鏡、さらに前記凹面鏡に対向して前記レ
ーザ媒質をはさんで配置する凸面反射鏡を設けた共振器
を有し、前記凹面鏡と前記凸面反射鏡との間にレーザ媒
質をはさんで、前記凹面鏡側に曲率を有する半透過鏡
を、前記凸面反射鏡側に曲率を有するエタロンとを設け
たことを特徴とする狭帯域化レーザ発振装置。
4. A resonator comprising: a concave mirror and a plane semi-transmissive mirror arranged to face each other with a laser medium interposed therebetween; and a resonator provided with a convex reflecting mirror arranged to sandwich the laser medium opposite to the concave mirror. Narrow band characterized by providing a semi-transmissive mirror having a curvature on the concave mirror side and an etalon having a curvature on the convex reflective mirror side, with a laser medium interposed between the concave mirror and the convex reflective mirror. Laser oscillation device.
【請求項5】 請求項4記載のレーザ発振装置におい
て、前記凹面鏡がトロイダル凹面鏡であり、前記凸面反
射鏡が球面反射鏡であり、前記曲率を有する半透過鏡が
球面半透過鏡であり、前記曲率を有するエタロンが球面
エタロンであることを特徴とする狭帯域化レーザ発振装
置。
5. The laser oscillation device according to claim 4, wherein the concave mirror is a toroidal concave mirror, the convex reflecting mirror is a spherical reflecting mirror, the semi-transmitting mirror having the curvature is a spherical semi-transmitting mirror, A narrow-band laser oscillation device, wherein the etalon having a curvature is a spherical etalon.
【請求項6】 請求項4記載のレーザ発振装置におい
て、前記凹面鏡がシリンドリカル凹面鏡であり、前記凸
面反射鏡がシリンドリカル凸面鏡であり、前記曲率を有
する半透過鏡がシリンドリカル半透過鏡であり、前記曲
率を有するエタロンがシリンドリカルエタロンであるこ
とを特徴とする狭帯域化レーザ発振装置。
6. The laser oscillation device according to claim 4, wherein said concave mirror is a cylindrical concave mirror, said convex reflecting mirror is a cylindrical convex mirror, said semi-transmissive mirror having a curvature is a cylindrical semi-transmissive mirror, and said curvature is Wherein the etalon having the above is a cylindrical etalon.
【請求項7】 請求項2または5記載のレーザ発振器に
おいて、前記球面エタロンが回転軸を中心に回転する
構を有していることを特徴とする狭帯域化レーザ発振装
置。
7. The laser oscillator of claim 2 or 5, wherein the spherical etalon narrowed laser oscillation apparatus characterized by having a machine <br/> structure which rotates about an axis of rotation.
【請求項8】 請求項3または6記載のレーザ発振器に
おいて、前記シリンドリカルエタロンが曲率中心軸と平
行な方向に平行移動する機構を備えたことを特徴とする
狭帯域化レーザ発振装置。
8. A laser oscillator according to claim 3 or 6, wherein the narrow-band laser oscillation device, wherein the cylindrical etalon has a mechanism for translating in a direction parallel to the center of curvature axis.
【請求項9】 請求項8記載のレーザ発振器において、9. The laser oscillator according to claim 8, wherein
前記シリンドリカル凹面鏡または前記シリンドリカル凸The cylindrical concave mirror or the cylindrical convex
面鏡が曲率中心軸と平行な方向に平行移動する機構を備A mechanism is provided that allows the plane mirror to translate in a direction parallel to the center axis of curvature.
えたことを特徴とする狭帯域化レーザ発振装置。A narrow-band laser oscillation device characterized in that:
【請求項10】 レーザ媒質をはさんで対向配置する凹
面鏡と平面半透過鏡、さらに前記凹面鏡に対向して前記
レーザ媒質をはさんで位置する位相共役鏡を設けた共振
器を有し、前記凹面鏡と前記平面半透過鏡との間にエタ
ロンを設けたことを特徴とする狭帯域化レーザ発振装
置。
10. A resonator comprising: a concave mirror and a plane semi-transmissive mirror disposed to face each other with a laser medium interposed therebetween; and a resonator provided with a phase conjugate mirror positioned to face the concave mirror and to interpose the laser medium therebetween. An etalon is provided between the concave mirror and the plane semi-transmissive mirror.
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