JP5243716B2 - Narrow band laser equipment for exposure equipment - Google Patents

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Description

本発明は狭帯域発振段レーザと増幅段レーザとからなる露光装置用の注入同期式放電励起レーザ装置に関し、特に、狭帯域発振段レーザからのシード光のほとんどを増幅段レーザの注入光とすることができる露光装置用レーザ装置に関するものである。   The present invention relates to an injection-locked discharge-pumped laser apparatus for an exposure apparatus composed of a narrow-band oscillation stage laser and an amplification stage laser. The present invention relates to a laser device for an exposure apparatus.

近年、半導体露光装置用光源としてはエキシマレーザが使用されている。特に、６０ｎｍ以下のテクノロジーノードにおいては、高出力（４０Ｗ以上）でかつ超狭帯域化（０．２ｐｍ以下）にされたＡｒＦレーザ光源が採用されている
露光装置用光源のＡｒＦレーザ光源の要求を以下に示す。
１．高ドーズ安定性の確保と、高スループット化に伴い４０Ｗ以上の出力が要求されている。
２．投影レンズの高解像度化のために投影レンズの高ＮＡ化が進められている。高ＮＡ化にともなって、色収差が発生し、超狭帯域化（０．２ｐｍ以下）が要求される。
３．レーザ光源の長寿命化が要求されている。
上記光源の要求を満たすために、ダブルチャンバ方式（２ステージ方式）のＡｒＦレーザが実用化されている。ダブルチャンバ方式のレーザ装置の形態としては、アンプ側に共振器ミラーを設けないＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amprifier ）方式と共振器ミラーを設けるＭＯＰＯ（Master Oscillator Power Oscillator）方式とに大別される。
しかし、出力９０Ｗのような高出力化のために、増幅器（ＰＡ）または増幅段レーザ（ＰＯ）の光学素子（特にチャンバウインドやＯＣ）負荷が大きくなり、これら光学素子の寿命が課題となっており、レーザ光源の長寿命化が要求されるようになってきている。 In recent years, excimer lasers have been used as light sources for semiconductor exposure apparatuses. In particular, in the technology node of 60 nm or less, an ArF laser light source having a high output (40 W or more) and an ultra-narrow band (0.2 pm or less) is adopted. It is shown below.
1. Along with ensuring high dose stability and increasing throughput, an output of 40 W or more is required.
2. In order to increase the resolution of the projection lens, the NA of the projection lens is being increased. As the NA increases, chromatic aberration occurs, and a very narrow band (0.2 pm or less) is required.
3. There is a demand for extending the life of laser light sources.
In order to satisfy the requirements of the light source, a double chamber type (two-stage type) ArF laser has been put into practical use. The form of the double chamber type laser device is roughly divided into a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) system in which no resonator mirror is provided on the amplifier side and a MOPO (Master Oscillator Power Oscillator) system in which a resonator mirror is provided.
However, in order to increase the output such as 90 W, the load on the optical elements (particularly the chamber window and OC) of the amplifier (PA) or the amplification stage laser (PO) becomes large, and the lifetime of these optical elements becomes a problem. Accordingly, there is a demand for extending the life of laser light sources.

特許文献１には、ＭＯＰＡ方式のレーザ装置が開示されている。
特許文献１に記載のものは、発振段レーザ（ＭＯ）に狭帯域化するための狭帯域化モジュールを搭載し、スペクトル幅が非常に狭いレーザ光を出力し、このシード光を増幅器（ＰＡ）のチャンバの放電領域に注入してパワーを増幅することにより、超狭帯域かつ高出力を実現している。
また、特許文献２には、発振段レーザ（ＭＯ）からのシード光を、増幅段レーザ（ＰＯ）の低コヒーレンス共振器に注入するＭＯＰＯ方式のレーザ装置が提案されている。
低空間コヒーレンスのＭＯＰＯ方式を採用することにより、ＭＯＰＡ方式に比べて、ビーム品位をＭＯＰＡと同等に維持した状態で、高い増幅効率と長いパルス幅を実現している。
米国特許出願公開第２００２／０１５４６６８号明細書 国際公開第２００４／０９５６６１号パンフレット Patent Document 1 discloses a MOPA laser device.
The one described in Patent Document 1 is equipped with an oscillation stage laser (MO) equipped with a narrowband module for narrowing the band, outputs a laser beam having a very narrow spectrum width, and this seed light is amplified by an amplifier (PA). By injecting into the discharge region of the chamber and amplifying the power, an ultra-narrow band and high output are realized.
Patent Document 2 proposes a MOPO laser device that injects seed light from an oscillation stage laser (MO) into a low coherence resonator of an amplification stage laser (PO).
By adopting the MOPO method with low spatial coherence, a higher amplification efficiency and a longer pulse width are realized while maintaining the beam quality equivalent to that of the MOPA compared to the MOPA method.
US Patent Application Publication No. 2002/0154668 International Publication No. 2004/095661 Pamphlet

図１２に上述したＭＯＰＯ方式のレーザ装置の構成例を示す。
同図において、発振段レーザ（ＭＯ）１０から放出されるレーザビームはシードレーザビームとして機能し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０はそのシードレーザ光を増幅する機能を有する。発振段レーザ（ＭＯ）１０、増幅段レーザ（ＰＯ）２０は各々レーザチャンバ１１，２１を有し、それぞれ内部には対向し、かつ所定距離だけ離間した一対の電極１ａ、２ａが設置される。
また、発振段レーザ１０と増幅段レーザ２０のチャンバ１１，２１には、レーザ発振光に対して透過性がある材料によって作られたウィンドウ部材１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂがそれぞれ設置されている。
発振段レーザ（ＭＯ）１０はスペクトル線幅を狭くするため、拡大プリズム３ａとグレーティング（回折格子）３ｂによって構成された狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）３を有し、この狭帯域化モジュール３内の光学素子と出力結合ミラー（ＯＣ）１４とでレーザ共振器を構成する。 FIG. 12 shows a configuration example of the above-described MOPO laser device.
In the figure, a laser beam emitted from an oscillation stage laser (MO) 10 functions as a seed laser beam, and an amplification stage laser (PO) 20 has a function of amplifying the seed laser beam. The oscillation stage laser (MO) 10 and the amplification stage laser (PO) 20 have laser chambers 11 and 21, respectively, and a pair of electrodes 1a and 2a facing each other and spaced apart by a predetermined distance are installed inside.
The chamber members 11 and 21 of the oscillation stage laser 10 and the amplification stage laser 20 are provided with window members 12a, 12b, 22a, and 22b made of a material that is transmissive to the laser oscillation light, respectively.
The oscillation stage laser (MO) 10 has a narrow band module (LNM) 3 composed of an enlarging prism 3a and a grating (diffraction grating) 3b in order to narrow the spectral line width. The optical element and the output coupling mirror (OC) 14 constitute a laser resonator.

ＬＮＭ３に配置されているグレーティング（回折格子）３ｂの分散方向（プリズムのビーム拡大方向）は電極１ａの放電方向に対して垂直方向になるように配置されている。
レーザチャンバ１１内にはバッファガスとＡｒガスとＦ2 ガスが満たされており、図示しない電源から電極１ａ間に電圧を印加することで放電し、この放電により励起されＡｒＦエキシマが形成される。
このＡｒＦエキシマからＡｒガスとＦに分離する時に１９３ｎｍの波長の光を発光する。１９３ｎｍの光をＬＮＭ３で波長選択することにより、スペクトル幅約４００ｐｍ→０．２ｐｍまで狭帯域化して、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣから出力される。例えば、ＯＣ１４から所定の広がり角［電極１ａの放電方向（Ｖ方向：図１２（ａ）の紙面方向）の広がり角度］は約２ｍｒａｄ、放電方向に対して垂直方向（Ｈ方向）の広がり角度は約１ｍｒａｄ、ビーム寸法はＶ方向１２ｍｍとＨ方向１ｍｍで出力される。 The grating (diffraction grating) 3b arranged in the LNM 3 is arranged such that the dispersion direction (prism beam expansion direction) is perpendicular to the discharge direction of the electrode 1a.
The laser chamber 11 is filled with buffer gas, Ar gas, and F 2 gas, and is discharged by applying a voltage between the electrodes 1a from a power source (not shown), and excited by this discharge to form an ArF excimer.
When the ArF excimer is separated into Ar gas and F, light having a wavelength of 193 nm is emitted. By selecting the wavelength of 193 nm light with the LNM3, the spectrum is narrowed from about 400 pm to 0.2 pm and output from the OC of the oscillation stage laser (MO) 10. For example, a predetermined spread angle [the spread angle in the discharge direction of the electrode 1a (V direction: paper surface direction in FIG. 12A)] from the OC 14 is about 2 mrad, and the spread angle in the direction perpendicular to the discharge direction (H direction) is About 1 mrad, the beam size is 12 mm in the V direction and 1 mm in the H direction.

ここで、このビームを高反射ミラー４ａ及び４ｂにより反射させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６のサイド位置から注入する場合、以下のようになる。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４から増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリアミラー２６までの距離が１ｍの場合には、リアミラー２６のサイドの注入位置のビームは、ビーム広がり角度は、発振段レーザ（ＭＯ）のＯＣ１４からの出力時と同じであるが、ビームプロファイルは、Ｖ方向１４（＝１２＋２）ｍｍ、Ｈ方向２（＝１＋１）ｍｍとなる。
図１２（ｂ）に増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図を示す。
この図から分かるように、発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームの一部はリアミラー２６に形成された高反射部により反射されて増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内に注入されない。さらに、リアミラー２６から離れた発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームの一部は放電領域から外れて、増幅されず、注入光として使用されない。 Here, when this beam is reflected by the high reflection mirrors 4a and 4b and injected from the side position of the rear mirror 26 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20, it is as follows.
When the distance from the OC 14 of the oscillation stage laser (MO) 10 to the rear mirror 26 of the amplification stage laser (PO) 20 is 1 m, the beam at the injection position on the side of the rear mirror 26 has a beam divergence angle of the oscillation stage laser ( MO) is the same as when output from the OC 14, but the beam profile is 14 (= 12 + 2) mm in the V direction and 2 (= 1 + 1) mm in the H direction.
FIG. 12B shows a top view of the amplification stage laser (PO) 20.
As can be seen from this figure, a part of the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is reflected by the high reflection portion formed on the rear mirror 26 and is not injected into the resonator of the amplification stage laser (PO) 20. Furthermore, a part of the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 that is separated from the rear mirror 26 is out of the discharge region, is not amplified, and is not used as injection light.

一方、発振段レーザ（ＭＯ）１０のビーム中央部はリアミラー２６のサイド部を通過し、放電部を透過する。これと同期して増幅段レーザ（ＰＯ）２０の電極２ａに電圧が印加されて放電し、注入されたビームは増幅される。
増幅されたビームは増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４に到達し、一部は透過し出力光として出力される。一部は反射され、再び放電部を透過し増幅される。そしてリアミラー２６の高反射部に到達し、高反射され再び放電部を透過し、増幅される。このビームの一部はＯＣを透過して、出力光として出力され、ＯＣ２４の反射光は再び放電部を透過して増幅され、この共振を繰り返す。 On the other hand, the central part of the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 passes through the side part of the rear mirror 26 and passes through the discharge part. In synchronization with this, a voltage is applied to the electrode 2a of the amplification stage laser (PO) 20 to discharge it, and the injected beam is amplified.
The amplified beam reaches the OC 24 of the amplification stage laser (PO) 20, and a part thereof is transmitted and output as output light. A part of the light is reflected and again passes through the discharge part and is amplified. Then, it reaches the high reflection portion of the rear mirror 26, is highly reflected, passes through the discharge portion again, and is amplified. Part of this beam is transmitted through the OC and output as output light, and the reflected light from the OC 24 is again transmitted through the discharge section and amplified, and this resonance is repeated.

上記したように、リアミラー２６のサイドに注入するサイド注入の場合は、有効な注入ビームのＨ方向の幅としては約１ｍｍよりも小さくなり、ビーム幅２ｍｍのビームが注入されると約半分の発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームはシード光として利用されていなかった。
ここでは、サイド注入方式の問題を示したが、これに限定されることなく例えば、発振段レーザ（ＭＯ）１０と増幅段レーザ（ＰＯ）２０との距離が２ｍであり、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４でのビームの大きさがＶ方向１２ｍｍ、Ｈ方向１ｍｍ、ビーム広がり角度がＶ方向２ｍｒａｄ、Ｈ方向１ｍｒａｄとすると、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリアミラー２６の位置でのＭＯビームの大きさは、Ｖ方向１６（＝１２＋２×２）ｍｍ、Ｈ方向３（＝１＋２×１）３ｍｍとなる。
増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光共振器のリアミラー２６を部分反射ミラーとし、このリアミラー裏面から注入する場合、注入有効エリアがＶ方向１２ｍｍ、Ｈ方向２ｍｍとすると注入効率５０％（＝［１２×２／（１６×３）］×１００）と悪化する。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、狭帯域発振段レーザからのシード光のほとんどを増幅段レーザの注入光とすることができ、また、シード光が増幅段レーザ（ＰＯ）のリアミラーに形成された高反射部で反射されることがない露光装置用レーザ装置を提供することである。 As described above, in the case of side injection that is injected into the side of the rear mirror 26, the width of the effective injection beam in the H direction is smaller than about 1 mm. When a beam with a beam width of 2 mm is injected, about half of the oscillation occurs. The beam of the stage laser (MO) 10 was not used as seed light.
Here, the problem of the side injection method is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, the distance between the oscillation stage laser (MO) 10 and the amplification stage laser (PO) 20 is 2 m, and the oscillation stage laser (MO) ) When the beam size at the OC 14 of 10 is 12 mm in the V direction, 1 mm in the H direction, the beam divergence angle is 2 mrad in the V direction, and 1 mrad in the H direction, the MO beam at the position of the rear mirror 26 of the amplification stage laser (PO) 20 The size is 16 in the V direction (= 12 + 2 × 2) mm and 3 in the H direction (= 1 + 2 × 1) 3 mm.
When the rear mirror 26 of the optical resonator of the amplification stage laser (PO) 20 is a partial reflection mirror and injection is performed from the rear surface of the rear mirror, if the effective injection area is 12 mm in the V direction and 2 mm in the H direction, the injection efficiency is 50% (= [12 × 2 / (16 × 3)] × 100).
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make most of the seed light from the narrow-band oscillation stage laser as the injection light of the amplification stage laser. Another object of the present invention is to provide a laser apparatus for an exposure apparatus in which seed light is not reflected by a high reflection portion formed on a rear mirror of an amplification stage laser (PO).

上記課題を本発明においては、次のように解決する。
以下に開示される一態様による注入同期式放電励起レーザ装置は、狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）と増幅段レーザ（ＰＯ）と光学システムとを備える注入同期式放電励起レーザ装置において、前記狭帯域発振段レーザは、ＭＯレーザ光を出力し、前記増幅段レーザは、共振器と、該共振器内に離間して平行配置された２つの放電電極とを備え、前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光の光路上に配置された凸のシリンドリカルレンズおよび凹のシリンドリカルレンズを含み、前記狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）と前記増幅段レーザ（ＰＯ）との間の前記ＭＯレーザ光の光路上に位置し、前記狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）から放出された前記ＭＯレーザ光を前記２つの放電電極の放電方向と平行な線状に集光し、集光点が前記共振器内に位置するように配置されている。 In the present invention, the above problem is solved as follows.
An injection-locked discharge excitation laser apparatus according to an aspect disclosed below is an injection-locked discharge excitation laser apparatus including a narrow-band oscillation stage laser (MO), an amplification stage laser (PO), and an optical system. The oscillation stage laser outputs an MO laser beam, and the amplification stage laser includes a resonator and two discharge electrodes arranged in parallel and spaced apart from each other in the resonator , and the optical system includes the MO laser. A convex cylindrical lens and a concave cylindrical lens disposed on the optical path of the light, and positioned on the optical path of the MO laser light between the narrowband oscillation stage laser (MO) and the amplification stage laser (PO) and condenses the MO laser light emitted from the narrow-band oscillation stage laser (MO) and parallel to the linear discharge direction of the two discharge electrodes, collecting light point is located within the resonator It is located in.

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ＭＯレーザ光を線状に集光して、前記線状集光ビームを前記共振器内の注入部に集光させるように構成したので、ＭＯビームのほとんどを増幅段レーザ（ＰＯ）への注入光として使用することができ、ＭＯレーザ光の注入効率を高くすることができる。
（２）長焦点のシリンドリカルレンズの製作は困難であるが、上記光学システムを、凸のシリンドリカルレンズと、凹のシリンドリカルレンズから構成することにより、長焦点の集光（１〜２ｍ程度）が可能となる。長焦点とすることにより、集光後のＭＯレーザ光の広がり角度が小さくなり、注入効率を向上させることができる。 In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the MO laser beam is condensed into a linear shape and the linear condensed beam is condensed at the injection portion in the resonator, most of the MO beam is amplified by the amplification stage laser (PO). Can be used as injection light into the laser, and the MO laser light injection efficiency can be increased.
(2) Although it is difficult to manufacture a long-focal cylindrical lens, long-focus focusing (about 1 to 2 m) is possible by constructing the optical system from a convex cylindrical lens and a concave cylindrical lens. It becomes. By adopting a long focal point, the spread angle of the MO laser light after focusing is reduced, and the injection efficiency can be improved.

図１は本発明の露光装置用狭帯域レーザ装置の基本構成を示す図である。
本発明のレーザ装置は、スペクトル線幅の狭いレーザ光を出力する発振段レーザ（ＭＯ）１０と、発振段レーザ１０が出力するレーザビームを、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器ミラーの近傍（例えばリアミラー２６のミラー面を含む平面上、もしくはミラー間に設けられた注入用ミラー面）に線状に集光させるためのＭＯビーム線状集光装置５を備える。
また、上記線状に集光されたＭＯビームを光共振器により増幅発振させるための増幅段レーザ（ＰＯ）２０を備える。
発振段レーザ（ＭＯ）１０と増幅段レーザ（ＰＯ）２０はそれぞれチャンバ１１，２１内に設置された一対の電極１ａおよび電極２ａの長手方向の軸延長上両端にウィンドウ部材１２ａ，１２ｂおよび２２ａ，２２ｂを有し、その両側には波形整形のためのスリット１３，２３がそれぞれ設置されている。 FIG. 1 is a view showing a basic configuration of a narrow band laser apparatus for an exposure apparatus according to the present invention.
The laser apparatus according to the present invention includes an oscillation stage laser (MO) 10 that outputs a laser beam having a narrow spectral line width and a laser beam output from the oscillation stage laser 10 in the vicinity of the resonator mirror of the amplification stage laser (PO) 20. An MO beam linear condensing device 5 for condensing in a linear manner (for example, on a plane including the mirror surface of the rear mirror 26 or an injection mirror surface provided between the mirrors) is provided.
In addition, an amplification stage laser (PO) 20 is provided for amplifying and oscillating the MO beam condensed in a linear manner by an optical resonator.
The oscillation stage laser (MO) 10 and the amplification stage laser (PO) 20 are respectively provided with window members 12a, 12b and 22a at the longitudinally extending axial ends of a pair of electrodes 1a and 2a installed in the chambers 11 and 21, respectively. 22b, and slits 13 and 23 for waveform shaping are respectively provided on both sides thereof.

波長およびスペクトル波形モニタ３４およびパワーモニタ３８は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０から出力された光の光品位及びパルスエネルギを検出し、パワーモニタ３７は、発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギを検出する。
波長及びスペクトル波形コントローラ３３は、上記波長およびスペクトル波形モニタ３４の出力に基づき増幅段レーザ（ＰＯ）から出射されるレーザ光の波長及びスペクトル波形を制御する。また、エネルギコントローラ３０は、パワーモニタ３７，３８の出力に基づき、レーザのパルスエネルギをコントロールする。
また、ガスコントローラ３２は発振段レーザ（ＭＯ）１０と増幅段レーザ（ＰＯ）２０のレーザガスをコントロールする。レーザコントローラ３１はレーザの全体を制御する。 同期コントローラ３５は増幅段レーザ（ＰＯ）２０に接続されているＰＯ電源２５と発振段レーザ（ＭＯ）１０に接続されているＭＯ電源１５の放電タイミングをコントロールする。 The wavelength and spectrum waveform monitor 34 and the power monitor 38 detect the optical quality and pulse energy of the light output from the amplification stage laser (PO) 20, and the power monitor 37 detects the pulse energy of the oscillation stage laser (MO) 10. To detect.
The wavelength and spectrum waveform controller 33 controls the wavelength and spectrum waveform of the laser light emitted from the amplification stage laser (PO) based on the output of the wavelength and spectrum waveform monitor 34. The energy controller 30 controls the pulse energy of the laser based on the outputs of the power monitors 37 and 38.
The gas controller 32 controls the laser gas of the oscillation stage laser (MO) 10 and the amplification stage laser (PO) 20. The laser controller 31 controls the entire laser. The synchronous controller 35 controls the discharge timing of the PO power source 25 connected to the amplification stage laser (PO) 20 and the MO power source 15 connected to the oscillation stage laser (MO) 10.

以下、図１に示すレーザ装置の構成と機能を説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０はスペクトル線幅を狭くするために、プリズムビームエキスパンダ３ａとグレーティング（回折格子）３ｂを搭載した狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）３と、ＭＯ電源１５を搭載したレーザチャンバ１１とフロントミラー［出力結合ミラー（ＯＣ）１４］とからなっている。
ＬＮＭ３に配置されているグレーティング３ｂの分散方向（＝プリズム３ａのビーム拡大方向）は電極１ａの放電方向に対して垂直方向に配置されている。レーザチャンバ１１内にはバッファガスとＡｒガスとＦ2 ガスが満たされており、ＭＯ電源１５から電極１ａ間に電圧を印加放電させることで放電し、この放電により励起されＡｒＦエキシマが形成される。
このＡｒＦエキシマからＡｒガスとＦに分離する時に１９３ｎｍの波長の光を発光する。１９３ｎｍの光をＬＮＭ３で波長選択することにより、スペクトル幅約４００ｐｍ→０．２ｐｍまで狭帯域化して、発振段レーザ（ＭＯ）１０の出力結合ミラー１４（ＯｕｔｐｕｔＣｏｕｐｌｅｒ）から出力される。発振段レーザ（ＭＯ）１０は高繰返し周波数でパルス発振し、その発光パルスの時間幅は約３０ｎｓである。 Hereinafter, the configuration and function of the laser apparatus shown in FIG. 1 will be described.
An oscillation stage laser (MO) 10 has a narrow-band module (LNM) 3 equipped with a prism beam expander 3a and a grating (diffraction grating) 3b and a laser chamber equipped with an MO power source 15 in order to narrow the spectral line width. 11 and a front mirror [output coupling mirror (OC) 14].
The dispersion direction of the grating 3b arranged in the LNM 3 (= the beam expanding direction of the prism 3a) is arranged in a direction perpendicular to the discharge direction of the electrode 1a. The laser chamber 11 is filled with buffer gas, Ar gas, and F 2 gas, and is discharged by applying and discharging a voltage from the MO power source 15 to the electrode 1a, and excited by this discharge to form an ArF excimer. .
When the ArF excimer is separated into Ar gas and F, light having a wavelength of 193 nm is emitted. By selecting the wavelength of 193 nm light with the LNM 3, the spectral bandwidth is narrowed from about 400 pm to 0.2 pm and output from the output coupling mirror 14 (Output Coupler) of the oscillation stage laser (MO) 10. The oscillation stage laser (MO) 10 oscillates at a high repetition frequency, and the time width of the light emission pulse is about 30 ns.

発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４から出力された光は、高反射ミラー４ａを介してＭＯビーム線状集光装置５に入力する。
このＭＯビーム線状集光装置５から出たビームは高反射ミラー４ｂを介して増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光共振器のリアミラー２６の近傍に線状に集光させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の出力結合ミラー（ＯＣ２４）とレーザチャンバ２１とリアミラー２６で構成される安定共振器に注入される。 The light output from the OC 14 of the oscillation stage laser (MO) 10 is input to the MO beam linear condensing device 5 through the high reflection mirror 4a.
The beam emitted from the MO beam linear condensing device 5 is condensed linearly in the vicinity of the rear mirror 26 of the optical resonator of the amplification stage laser (PO) 20 through the high reflection mirror 4b, and the amplification stage laser (PO) ) 20 output coupling mirror (OC24), the laser chamber 21 and the rear mirror 26 are injected into a stable resonator.

また、上記高反射ミラー４ａとＭＯビーム線状集光装置５の間には発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギをモニタするためのビームスプリッタ３７ａとパワーモニタ３７が配置されている。ここで検出された発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギの検出値はエネルギコントローラ３０に入力される。
この発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギの検出結果に基づいて、エネルギコントローラ３０は同期コントローラ３５を介してＭＯ電源１５に制御信号を送る。
発振段レーザ（ＭＯ）１０からきたシード光が、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光共振器内に注入されると、シード光と同期して、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の放電電極２ａ間で放電する。これにより、注入された光が光共振器内で増幅発振され、出力結合ミラー２４から増幅された光で出力される。
この出力された光はビームスプリッタ３８ａ，３８ｂによりサンプルされ、パワーモニタ３８によりパルスエネルギを検出し、その結果がエネルギコントローラ３０に送られる。エネルギコントローラ３０はこの検出結果に基づいて同期コントローラ３５を介して、ＰＯ電源２５及びＭＯ電源１５に制御信号を送る。 A beam splitter 37a and a power monitor 37 for monitoring the pulse energy of the oscillation stage laser (MO) 10 are disposed between the high reflection mirror 4a and the MO beam linear condensing device 5. The detected value of the pulse energy of the oscillation stage laser (MO) 10 detected here is input to the energy controller 30.
Based on the detection result of the pulse energy of the oscillation stage laser (MO) 10, the energy controller 30 sends a control signal to the MO power source 15 via the synchronous controller 35.
When the seed light from the oscillation stage laser (MO) 10 is injected into the optical resonator of the amplification stage laser (PO) 20, the discharge light 2a of the amplification stage laser (PO) 20 is synchronized with the seed light. Discharge at. As a result, the injected light is amplified and oscillated in the optical resonator, and output from the output coupling mirror 24 as amplified light.
The output light is sampled by the beam splitters 38 a and 38 b, the pulse energy is detected by the power monitor 38, and the result is sent to the energy controller 30. The energy controller 30 sends a control signal to the PO power source 25 and the MO power source 15 via the synchronous controller 35 based on the detection result.

また、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の出力光をビームスプリッタ３８ａにより光サンプルし、波長及びスペクトル波形モニタ３４で、波長及びスペクトル波形を検出する。この検出結果は波長及びスペクトル波形コントローラ３３に送られ、ＬＮＭ３内にあるグレーティング３ｂの入射角度を変化させる機構（図示せず）に制御信号を送る。これにより、波長が制御される。
さらに、スペクトル波形も発振段レーザ（ＭＯ）１０のレーザ共振器内の光学素子の光波面を制御する（制御機構は図示していない）ことにより、スペクトル波形を制御できる。また、ガスコントローラ３２により、発振段レーザ（ＭＯ）１０のチャンバ１１のＦ2 ガス濃度を制御することによってもスペクトル波形を制御することができる。
レーザコントローラ３１は、ＭＯ電源１５の印加電圧やＰＯ電源２５の印加電圧と、増幅段レーザ（ＰＯ）２０及び発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギの経時変化とに基づき、ガスコントローラ３２に対し、レーザガス（Ｆ2 、Ａｒ及びバッファガス）の補給及び排気を徐々に行なうように制御する。
図１のような構成とし、ＭＯビーム線状集光装置５によりＭＯビームを線状に集光させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入することにより、ＭＯビームのほとんどを増幅段レーザ（ＰＯ）２０への注入光として使用することができ、ＭＯレーザ光の注入効率を高くすることができる。 Further, the output light of the amplification stage laser (PO) 20 is optically sampled by the beam splitter 38a, and the wavelength and spectrum waveform monitor 34 detects the wavelength and spectrum waveform. This detection result is sent to the wavelength and spectrum waveform controller 33, and a control signal is sent to a mechanism (not shown) that changes the incident angle of the grating 3b in the LNM 3. Thereby, the wavelength is controlled.
Further, the spectral waveform can be controlled by controlling the optical wavefront of the optical element in the laser resonator of the oscillation stage laser (MO) 10 (the control mechanism is not shown). Further, the spectrum waveform can also be controlled by controlling the F 2 gas concentration in the chamber 11 of the oscillation stage laser (MO) 10 by the gas controller 32.
The laser controller 31 controls the gas controller 32 based on the applied voltage of the MO power supply 15 and the applied voltage of the PO power supply 25 and the temporal change of the pulse energy of the amplification stage laser (PO) 20 and the oscillation stage laser (MO) 10. The laser gas (F 2 , Ar and buffer gas) is supplied and exhausted gradually.
1, the MO beam is linearly condensed by the MO beam linear condensing device 5 and injected into the resonator of the amplification stage laser (PO) 20, so that most of the MO beam is amplified. It can be used as injection light to the laser (PO) 20, and the injection efficiency of MO laser light can be increased.

以下、本発明に実施例について説明する。
１．第１の実施例（サイド注入例１）
図２は本発明の第１の実施例のＭＯＰＯ方式の露光装置用狭帯域レーザ装置の構成を示す図であり、シード光をリアミラーのサイドから注入する例を示す。
同図（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、図３（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
まず、発振段レーザ（ＭＯ）１０の構成と機能を説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０の構成と機能は図１２で説明したのと同様であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０はスペクトル線幅を狭くするために、プリズムビームエキスパンダ３ａとグレーティング３ｂを搭載したＬＮＭ３と、レーザチャンバ１１と出力結合ミラーＯＣ１４（ＯｕｔｐｕｔＣｏｕｐｌｅｒ）とからなっている。
ＬＮＭ３に配置されているグレーティング３ｂの分散方向（プリズムのビーム拡大方向）は電極１ａの放電方向に対して垂直方向に配置されている。
レーザチャンバ１１内にはバッファガスとＡｒガスとＦ2 ガスが満たされており、図示しない電源から、電極１ａ間に電圧を印加することで電極間で放電が発生し、この放電により励起されＡｒＦエキシマが形成される。 Examples of the present invention will be described below.
1. First Example (Side Injection Example 1)
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a narrow band laser device for an exposure apparatus of the MOPO system according to the first embodiment of the present invention, and shows an example in which seed light is injected from the side of the rear mirror.
FIG. 3A shows a side view of the laser of this embodiment, and FIG. 3B shows a top view of the amplification stage laser (PO).
First, the configuration and function of the oscillation stage laser (MO) 10 will be described.
The configuration and function of the oscillation stage laser (MO) 10 are the same as those described with reference to FIG. 12, and the oscillation stage laser (MO) 10 is equipped with a prism beam expander 3a and a grating 3b in order to narrow the spectral line width. LNM3, a laser chamber 11 and an output coupling mirror OC14 (Output Coupler).
The dispersion direction (the beam expansion direction of the prism) of the grating 3b arranged in the LNM 3 is arranged in a direction perpendicular to the discharge direction of the electrode 1a.
The laser chamber 11 is filled with buffer gas, Ar gas, and F 2 gas, and a voltage is applied between the electrodes 1a from a power source (not shown) to generate a discharge between the electrodes. Excimer is formed.

このＡｒＦエキシマからＡｒガスとＦに分離する時に１９３ｎｍの波長の光を発光する。１９３ｎｍの光をＬＮＭ３で波長選択することにより、スペクトル幅約４００ｐｍ→０．２ｐｍまで狭帯域化して、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４から出力される。
例えば、前述したようにＯＣ１４から所定の広がり角［放電方向（Ｖ方向）の広がり角度］は約２ｍｒａｄ、放電方向（図２（ａ）において紙面方向）に対して垂直（Ｈ）方向の広がり角度は約１ｍｒａｄ、ビーム寸法はＶ方向１２ｍｍ、Ｈ方向１ｍｍで出力される。
このビームを高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射させる。ＭＯビーム線状集光装置５には同図に示すように凸シリンドリカルレンズ５ａと凹シリンドリカルレンズ５ｂから構成され、上記ビームを垂直（Ｈ）方向に集光する。
ＭＯビーム線状集光装置５から出たビームは高反射ミラー４ｂを介して増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６のサイド位置に線状に集光し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入される。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームダイバージェンスが１ｍｒａｄでＭＯビーム線状集光装置５の焦点距離が１ｍの場合には、リアミラー２６のサイドの注入位置のＨ方向のビーム幅は１ｍｍとなる。 When the ArF excimer is separated into Ar gas and F, light having a wavelength of 193 nm is emitted. The wavelength of 193 nm light is selected by the LNM 3 to narrow the spectrum from about 400 pm to 0.2 pm and output from the OC 14 of the oscillation stage laser (MO) 10.
For example, as described above, the predetermined spread angle [spread angle in the discharge direction (V direction)] from the OC 14 is about 2 mrad, and the spread angle in the direction (H) perpendicular to the discharge direction (paper surface direction in FIG. 2A). Is about 1 mrad, the beam size is 12 mm in the V direction and 1 mm in the H direction.
This beam is incident on the MO beam linear condenser 5 by the high reflection mirror 4a. As shown in the figure, the MO beam linear condensing device 5 includes a convex cylindrical lens 5a and a concave cylindrical lens 5b, and condenses the beam in the vertical (H) direction.
The beam emitted from the MO beam linear condensing device 5 is linearly condensed on the side position of the rear mirror 26 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 via the high reflection mirror 4b, and the amplification stage laser (PO). 20 resonators are injected.
When the beam divergence of the oscillation stage laser (MO) 10 is 1 mrad and the focal length of the MO beam linear focusing device 5 is 1 m, the beam width in the H direction at the injection position on the side of the rear mirror 26 is 1 mm.

図２（ｂ）に増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図を示す。リアミラー２６のサイドの位置にＨ方向（図２（ｂ）においては紙面方向）にビームが集光されて１ｍｍ幅となりシード光として注入される。
以上のようにＭＯビーム線状集光装置５によりシード光を線状に集光させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入することにより、以下のメリットを得ることができる。
（１）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームの一部がリアミラー２６の高反射膜がコートされた高反射部により反射されることはなくなる。
（２）注入された発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームのほとんどが注入光として使用され、放電領域で増幅される。 FIG. 2B shows a top view of the amplification stage laser (PO) 20. The beam is condensed in the H direction (the paper surface direction in FIG. 2B) at the side position of the rear mirror 26, becomes 1 mm wide, and is injected as seed light.
As described above, the seed beam is condensed linearly by the MO beam linear condensing device 5 and injected into the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 to obtain the following merits.
(1) A part of the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is not reflected by the high reflection portion coated with the high reflection film of the rear mirror 26.
(2) Most of the injected oscillation stage laser (MO) 10 beam is used as injection light and is amplified in the discharge region.

図３は図２に示したサイド注入を説明する図である。同図は増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図を示し、シード光をシリンドリカルレンズから構成されるＭＯビーム線状集光装置５で、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のサイドの位置にライン状に集光させて注入する場合を示している。
発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光は、図２に示す高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５は前述したようにシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂにより構成されている。
この両レンズを出射したシード光は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６のサイドの位置に線状に集光する。 FIG. 3 is a view for explaining the side injection shown in FIG. This figure shows a top view of the amplification stage laser (PO) 20, and the seed beam is placed on the side of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 by the MO beam linear condensing device 5 composed of a cylindrical lens. The case where it injects by condensing in a line form is shown.
The light output from the oscillation stage laser (MO) 10 enters the MO beam linear condensing device 5 by the high reflection mirror 4a shown in FIG. As described above, the MO beam linear condensing device 5 includes the cylindrical convex lens 5a and the concave lens 5b.
The seed light emitted from both the lenses is linearly collected at a position on the side of the rear mirror 26 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20.

このシード光は、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸（対向する共振器ミラーの中心を結ぶ軸）に対してやや斜めに入射し増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入力される。そして、チャンバ２１のウインド２２ａを透過し、チャンバ２１内の放電電極間を透過して増幅される。このシード光はウインド２２ｂを透過して、共振器側に部分反射膜、出射側に反射防止膜がコートされたＯＣ２４により透過光はレーザとして出力され、他の一部は反射し再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に戻される。
そして、上述したようにレーザチャンバ２１内で増幅され、高反射膜がコートされたリアミラー２６に入射反射さして、再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入射する。この工程を繰り返すことによって、シード光が増幅発振する。
本実施例のメリットは以下の通りである。
（１）シード光をリアミラー２６のサイド注入の位置に線状に集光して、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入しているので、シード光の注入効率が高くなる。
（２）シリンドリカルの凹凸レンズを組み合わせて集光しているため、長焦点の集光が可能となる。長焦点とすることにより、集光後のシード光の広がり角度が小さくなり、注入効率が向上する。
（３）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及び光共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。 The seed light is slightly spread and slightly obliquely incident on the optical axis of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 (the axis connecting the centers of the opposing resonator mirrors), and the chamber of the amplification stage laser (PO) 20. 21 is input. Then, the light passes through the window 22a of the chamber 21 and passes between the discharge electrodes in the chamber 21 to be amplified. This seed light is transmitted through the window 22b, and the transmitted light is output as a laser by the OC 24 coated with a partial reflection film on the resonator side and an antireflection film on the emission side, and the other part is reflected and amplified again. Returned to chamber 21 of (PO) 20.
Then, it is amplified in the laser chamber 21 as described above, is incident and reflected on the rear mirror 26 coated with a highly reflective film, and is incident on the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 again. By repeating this process, the seed light is amplified and oscillated.
The advantages of this embodiment are as follows.
(1) Since the seed light is linearly collected at the side injection position of the rear mirror 26 and injected into the resonator of the amplification stage laser (PO) 20, the seed light injection efficiency is increased.
(2) Since the light is condensed by combining cylindrical concave and convex lenses, it is possible to collect light with a long focal point. By using a long focal point, the spread angle of the seed light after condensing is reduced, and the injection efficiency is improved.
(3) The beam expands each time the light repeats reciprocation while the beam expands slightly. Thereby, the energy load of the laser in the windows 22a and 22b and the OC 24 of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 is reduced. Therefore, the lifetime of the optical elements used in the laser window and the optical resonator is extended.

２．第２の実施例（サイド注入例２）
図４は本発明の第２の実施例を示す図であり、シード光をシリンドリカルレンズで、増幅段レーザ（ＰＯ）の共振器のＯＣのサイドの位置の高反射部にライン状に集光させて増幅段レーザ（ＰＯ）の光共振器に注入した実施例を示す。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図２（ａ）に示したものと同様である。
発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光は、図２に示したように高反射ミラー４ａによりＭＯビーム集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５はシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂより構成されている。この両レンズを出射したシード光は、全反射ミラー４ｂで反射され、図５に示すようにリアミラー２６のサイドを透過し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａからチャンバ２１内に入射し、放電電極空間から外れた空間を透過し、ウインド２２ｂを透過後、高反射膜部と部分反射膜部が形成されたＯＣ２４の高反射膜部に線状に集光する。ここでＯＣ２４の高反射部の領域には高反射膜がコーティングされ、部分反射部の領域には部分反射膜がコートされている。 2. Second embodiment (side injection example 2)
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, in which the seed light is condensed into a line shape by a cylindrical lens on the high reflection portion at the position of the OC side of the resonator of the amplification stage laser (PO). An embodiment injected into an optical resonator of an amplification stage laser (PO) is shown. 2 is a top view of the amplification stage laser (PO) 20, and the overall configuration of the laser device including the oscillation stage laser (MO) 10 is the same as that shown in FIG. 2 (a). .
The light output from the oscillation stage laser (MO) 10 is incident on the MO beam condensing device 5 by the high reflection mirror 4a as shown in FIG. The MO beam linear condensing device 5 includes a cylindrical convex lens 5a and a concave lens 5b. The seed light emitted from both lenses is reflected by the total reflection mirror 4b, passes through the side of the rear mirror 26 as shown in FIG. 5, and enters the chamber 21 from the window 22a of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20. Incident light passes through the space outside the discharge electrode space, passes through the window 22b, and then converges linearly on the high reflection film portion of the OC 24 on which the high reflection film portion and the partial reflection film portion are formed. Here, the region of the high reflection portion of the OC 24 is coated with a high reflection film, and the region of the partial reflection portion is coated with a partial reflection film.

この高反射膜を反射した光は、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸に対してやや斜めに入射し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入射し、放電電極２ａの電極間を透過し、増幅される。
そして、高反射膜をコートしたリアミラー２６により再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間内に戻され増幅される。
そしてＯＣ２４の部分反射膜部で反射した光がフィードバック光として増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間にもどされる。ＯＣ２４の部分反射膜を透過したレーザ光は反射防止膜を透過して出力レーザ光として出力される。 The light reflected by the highly reflective film is incident on the optical axis of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 at a slight angle while spreading slightly, and is incident on the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 to be discharged. The light passes between the electrodes 2a and is amplified.
Then, it is returned again to the discharge space of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 and amplified by the rear mirror 26 coated with the high reflection film.
The light reflected by the partial reflection film portion of the OC 24 is returned to the discharge space of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 as feedback light. The laser light that has passed through the partial reflection film of the OC 24 passes through the antireflection film and is output as output laser light.

図４の実施例のものは、図３の実施例のものと比べ、さらに以下のメリットが得られる。
（１）シード光をＯＣ２４の高反射部の位置に線状に集光して注入し、注入光を放電空間透過させて増幅し、リアミラー２６で高反射で折り返して、再び放電空間で増幅された後、ＯＣ２４に達し、ＯＣ２４の透過光を出力光とし、反射光をフィードバック光として放電空間透過させて増幅しているので、図３に示したようにリア側から注入した場合に比べて、０．５往復（ＯＣ２４からリアミラー２６までの光路）分、多く増幅されるので、注入効率は図３の実施例よりも高い。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）１０から増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の高反射部（集光点）までの距離が長いのでシリンドリカルの凹凸レンズの合成焦点距離を２ｍ程度まで長くできる。このため、集光後のシード光の広がり角度が小さくなり、注入効率が向上する。
（３）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及び光共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。 Compared with the embodiment of FIG. 3, the embodiment of FIG.
(1) Seed light is condensed and injected linearly at the position of the high reflection portion of the OC 24, and the injected light is amplified by passing through the discharge space, folded back with high reflection at the rear mirror 26, and amplified again in the discharge space. After that, the light reaches the OC24, and the light transmitted through the OC24 is used as output light, and the reflected light is amplified through the discharge space as feedback light. Therefore, compared with the case where the light is injected from the rear side as shown in FIG. Since a large amount is amplified by 0.5 reciprocations (optical path from the OC 24 to the rear mirror 26), the injection efficiency is higher than that of the embodiment of FIG.
(2) Since the distance from the oscillation stage laser (MO) 10 to the high reflection portion (condensing point) of the OC 24 of the amplification stage laser (PO) 20 is long, the synthetic focal length of the cylindrical concave-convex lens can be increased to about 2 m. For this reason, the spread angle of the seed light after condensing is reduced, and the injection efficiency is improved.
(3) The beam expands each time the light repeats reciprocation while the beam expands slightly. Thereby, the energy load of the laser in the windows 22a and 22b and the OC 24 of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 is reduced. Therefore, the lifetime of the optical elements used in the laser window and the optical resonator is extended.

３．第３の実施例（サイド注入例３：ナイフエッジを使用）
図５は本発明の第３の実施例を示す図であり、ナイフエッジタイプの基板に高反射膜コートをして、ＯＣと増幅段レーザ（ＰＯ）チャンバの間に配置してシード光線状に集光して増幅段レーザ（ＰＯ）チャンバの放電空間に注入した場合の実施例を示す。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図２（ａ）に示したものと同様である。
発振段レーザ（ＭＯ）２０から出力された光は、図２に示したように、高反射ミラー４ａによりＭＯビーム集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５はシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂにより構成されている。
この両レンズを出射したシード光は、高反射ミラー４ｂで反射して、図５に示すように、リアミラー２６のサイドを透過し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａからチャンバ２１内に入射し、放電電極空間から外れた空間を透過し、ウインド２２ｂを透過後、ナイフエッジミラー９の高反射膜をコートした部分に線状に集光する。なお、ナイフエッジミラー９は、レーザ光の光路に近い側の端部がナイフエッジ状に形成されたミラーである。 3. Third Example (Side Injection Example 3: Using Knife Edge)
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, in which a knife-edge type substrate is coated with a highly reflective film and placed between an OC and an amplification stage laser (PO) chamber to form a seed beam. An embodiment in the case where the light is condensed and injected into the discharge space of the amplification stage laser (PO) chamber will be described. 2 is a top view of the amplification stage laser (PO) 20, and the overall configuration of the laser device including the oscillation stage laser (MO) 10 is the same as that shown in FIG. 2 (a). .
As shown in FIG. 2, the light output from the oscillation stage laser (MO) 20 is incident on the MO beam condensing device 5 through the high reflection mirror 4a. The MO beam linear condensing device 5 includes a cylindrical convex lens 5a and a concave lens 5b.
The seed light emitted from both the lenses is reflected by the high reflection mirror 4b, passes through the side of the rear mirror 26, and passes from the window 22a of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 to the chamber 21 as shown in FIG. Then, the light passes through the space outside the discharge electrode space, passes through the window 22b, and then converges linearly on the portion of the knife edge mirror 9 coated with the high reflection film. The knife edge mirror 9 is a mirror in which the end near the optical path of the laser beam is formed in a knife edge shape.

ナイフエッジミラー９の高反射膜で反射した光は、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸に対してやや斜めに入射し増幅段レーザ（ＰＯ）チャンバ２０に入力される。このレーザ光は放電電極２ａの電極間を透過し、増幅される。そして、高反射膜をコートしたリアミラー２６により再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間内に戻され増幅される。
そして、ＯＣ２４の部分反射膜で反射した光がフィードバック光として増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間にもどされる。一方、ＯＣ２４の部分反射膜を透過したレーザ光は反射防止膜を透過して出力レーザ光として出力される。
本実施例では、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器への注入有効部（ナイフエッジミラー９の端部）の幅が狭いので、この位置に発振段レーザ（ＭＯ）のビームを線状に集光させることにより、シード光の注入効率が高くなると同時に注入効率の変化も少ない。 The light reflected by the highly reflective film of the knife edge mirror 9 is incident on the optical axis of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 at a slight angle while being slightly spread, and is input to the amplification stage laser (PO) chamber 20. . This laser light passes between the electrodes of the discharge electrode 2a and is amplified. Then, it is returned again to the discharge space of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 and amplified by the rear mirror 26 coated with the high reflection film.
The light reflected by the partial reflection film of the OC 24 is returned to the discharge space of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 as feedback light. On the other hand, the laser light that has passed through the partial reflection film of the OC 24 passes through the antireflection film and is output as output laser light.
In this embodiment, since the width of the effective injection portion (end portion of the knife edge mirror 9) of the amplification stage laser (PO) 20 into the resonator is narrow, the beam of the oscillation stage laser (MO) is linearly formed at this position. By condensing, the seed light injection efficiency is increased, and at the same time, the change in the injection efficiency is small.

ここで、図４の実施例のメリットに加え、本実施例では以下のメリットが得られる。
すなわち、ＯＣ２４のコーティングとして、部分反射（ＰＲ）と反射防止（ＡＲ）コートのみのコートでよく、図４の実施例のＯＣ２４より安価となる。
さらに、図４のＯＣ２４のように、ＯＣ２４上に、高反射（ＨＲ）コート部と反射防止（ＡＲ）コート部の境界がＯＣ２４にないため、境界部に高エネルギが入射した場合にＯＣ２４が劣化するといった問題は生じない。
なお、図５の実施例のナイフエッジミラー９は端部まで高精度な面精度で高反射膜をコートする必要があるため、製作が困難であるという問題はある。 Here, in addition to the advantages of the embodiment of FIG. 4, the following advantages are obtained in this embodiment.
That is, as the coating of the OC 24, a coating having only a partial reflection (PR) and an antireflection (AR) coating may be used, which is cheaper than the OC 24 of the embodiment of FIG.
Furthermore, as shown in OC24 in FIG. 4, since the boundary between the high reflection (HR) coat portion and the antireflection (AR) coat portion is not present on the OC24, the OC24 deteriorates when high energy is incident on the boundary portion. The problem of doing does not occur.
The knife edge mirror 9 of the embodiment of FIG. 5 has a problem that it is difficult to manufacture because the high reflection film needs to be coated with high surface accuracy to the end.

４．第４の実施例（リアミラーの裏面注入例）
図６は本発明の第４の実施例を示す図であり、シード光をシリンドリカルレンズで増幅段レーザ（ＰＯ）の共振器のリアミラーの中央の位置にライン状に集光させて増幅段レーザ（ＰＯ）の光共振器に注入した実施例を示す。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図２（ａ）に示したものと同様である。
発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光は図示しない高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５はシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂにより構成されている。
この両レンズを出射したシード光は、図示しない高反射ミラー４ｂで反射され、図６に示すように、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６の裏面の位置に線状に集光する。 4). Fourth embodiment (rear mirror back surface injection example)
FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. The seed light is condensed in a line at the center position of the rear mirror of the resonator of the amplification stage laser (PO) with a cylindrical lens, and the amplification stage laser ( An embodiment injected into an optical resonator of PO) is shown. 2 is a top view of the amplification stage laser (PO) 20, and the overall configuration of the laser device including the oscillation stage laser (MO) 10 is the same as that shown in FIG. 2 (a). .
The light output from the oscillation stage laser (MO) 10 enters the MO beam linear condensing device 5 by a high reflection mirror 4a (not shown). The MO beam linear condensing device 5 includes a cylindrical convex lens 5a and a concave lens 5b.
The seed light emitted from both the lenses is reflected by a high reflection mirror 4b (not shown), and is condensed linearly at the position on the back surface of the rear mirror 26 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20, as shown in FIG. To do.

このリアミラー２６は６０％から９０％の部分反射コートがされており、発振段レーザ（ＭＯ）２０のビームの一部は、このリアミラー２６を透過し、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸にそって入射し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入力する。
チャンバ２１のウインド２２ａを透過したレーザビームは、放電電極間を透過して増幅され、ウインド２２ｂを透過して部分反射膜がコートされたＯＣ２４に入射し、その透過光は、レーザとして出力され、他の一部は反射し、再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に戻され、レーザチャンバ２１内で増幅され、部分反射膜がコートされたリアミラー２６に入射反射されて、再び増幅段レーザ（ＰＯ）のチャンバ２１に入射する。この工程を繰り返すことによって、増幅発振する。 This rear mirror 26 has a partial reflection coating of 60% to 90%, and a part of the beam of the oscillation stage laser (MO) 20 is transmitted through the rear mirror 26 and spreads slightly while being amplified by the amplification stage laser (PO) 20. The light enters along the optical axis of the resonator and enters the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20.
The laser beam that has passed through the window 22a of the chamber 21 passes between the discharge electrodes, is amplified, passes through the window 22b, and enters the OC 24 that is coated with the partially reflective film. The transmitted light is output as a laser, The other part is reflected and returned to the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 again, amplified in the laser chamber 21, reflected and incident on the rear mirror 26 coated with the partial reflection film, and again the amplification stage laser. Incident into the (PO) chamber 21. By repeating this process, amplified oscillation occurs.

本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）従来においては、発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光を１から２ｍ程度とばした後、シード光として増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリアミラー２６から注入しており、ビームがリアミラー２６での注入有効幅より広くなり注入効率が悪くなっていた。
これに対し、本実施例では、シード光をリアミラー２６の裏面の注入の位置に線状に集光して注入しているので、ビームが線状となる。このため、増幅段レーザ（ＰＯ）共振器の注入に有効なビーム幅よりも十分狭いビームでの注入が可能となるために、シード光の注入効率が高くなる。
（２）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及び光共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。 In this embodiment, the following merits are obtained.
(1) Conventionally, after the light output from the oscillation stage laser (MO) 10 is reduced to about 1 to 2 m, it is injected as seed light from the rear mirror 26 of the amplification stage laser (PO) 20, and the beam is rear-mirrored. The injection effective width was larger than that of No. 26, and the injection efficiency was poor.
On the other hand, in this embodiment, the seed light is linearly condensed and injected at the injection position on the rear surface of the rear mirror 26, so that the beam is linear. For this reason, since it is possible to inject with a beam sufficiently narrower than the beam width effective for the injection of the amplification stage laser (PO) resonator, the seed light injection efficiency is increased.
(2) The beam expands each time the light repeats reciprocation while the beam expands slightly. Thereby, the energy load of the laser in the windows 22a and 22b and the OC 24 of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 is reduced. Therefore, the lifetime of the optical elements used in the laser window and the optical resonator is extended.

５．第５の実施例（リング共振器の例１）
図７は本発明の第５の実施例を示す図であり、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した場合の第１の例を示す。
同図（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、同図（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
図７において、発振段レーザ（ＭＯ）２０のビームは高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。ＭＯビーム線状集光装置５から出射したビームは高反射ミラー４ｂ及び４ｃにより増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器のＯＣ２４（出力結合ミラー）上に線状に集光する。
そして、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器のＯＣ２４から共振器中にシード光が注入される。ＯＣ２４を透過したシード光はやや広がりながら高反射ミラー７ａにより反射され、レーザチャンバ２１の放電空間に傾いて入射される。
シード光に同期して放電電極２ａに電圧が印加され放電すると、放電空間を透過したシード光は増幅され、チャンバ２１を透過し２枚の高反射ミラー７ｂ，７ｃにより折り返され、再び放電している放電空間に導かれ、増幅される。 5. Fifth embodiment (Example 1 of ring resonator)
FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention, and shows a first example in which a ring resonator is installed in the amplification stage laser (PO) 20.
FIG. 2A shows a side view of the laser of this embodiment, and FIG. 2B shows a top view of the amplification stage laser (PO).
In FIG. 7, the beam of the oscillation stage laser (MO) 20 is incident on the MO beam linear condenser 5 by the high reflection mirror 4a. The beam emitted from the MO beam linear condensing device 5 is linearly condensed on the OC 24 (output coupling mirror) of the ring resonator of the amplification stage laser (PO) 20 by the high reflection mirrors 4b and 4c.
Then, seed light is injected into the resonator from the OC 24 of the ring resonator of the amplification stage laser (PO) 20. The seed light that has passed through the OC 24 is reflected by the high reflection mirror 7 a while spreading slightly, and is incident on the discharge space of the laser chamber 21 at an angle.
When a voltage is applied to the discharge electrode 2a in synchronization with the seed light, the seed light transmitted through the discharge space is amplified, passed through the chamber 21, folded back by the two high reflection mirrors 7b and 7c, and discharged again. It is guided and amplified in the discharge space.

増幅した光の一部はＯＣ２４を透過してレーザとして出力し、ＯＣ２４の反射光は再びリング共振器の中にフィードバックされ共振する。この工程を繰り返すことによって、増幅発振される。
ＯＣ２４の反射率が２０％〜３０％とすると、発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力されたビームの８０％から７０％がリング共振器内に注入されることになり高い注入効率を得ることができる。
この実施例では、２枚の高反射ミラーでレーザチャンバにレーザ光を戻したが全反射プリズムでフレネル反射で戻しても同様の機能を果たすことができる。 Part of the amplified light passes through the OC 24 and is output as a laser, and the reflected light of the OC 24 is fed back into the ring resonator and resonates. By repeating this process, amplified oscillation is generated.
When the reflectance of the OC 24 is 20% to 30%, 80% to 70% of the beam output from the oscillation stage laser (MO) 10 is injected into the ring resonator, and high injection efficiency can be obtained. it can.
In this embodiment, the laser beam is returned to the laser chamber by two high reflection mirrors, but the same function can be achieved even if it is returned by Fresnel reflection by the total reflection prism.

以上のように、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を配置し、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４のビームを増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器の注入部で線状に集光させて注入することによって以下の特別なメリットがある。
（１）注入位置のＯＣ２４上で発振段レーザ（ＭＯ）ビームを線状に集光するので、注入の入射ビームが広くなりすぎて有効にシード光として使用できなくなることがない。結果として注入効率が高くなる。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームをＯＣ２４上で線状に集光して、注入するので、注入されたビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、レーザチャンバのウインドやリングレーザのＯＣでのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及びリングレーザの共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。 As described above, the ring resonator is disposed in the amplification stage laser (PO) 20, and the beam of the OC14 of the oscillation stage laser (MO) 10 is linearly formed at the injection portion of the ring resonator of the amplification stage laser (PO) 20. By concentrating and injecting, there are the following special advantages.
(1) Since the oscillation stage laser (MO) beam is linearly condensed on the OC 24 at the injection position, the incident beam for injection does not become too wide to be effectively used as seed light. As a result, the injection efficiency is increased.
(2) Since the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is condensed linearly on the OC 24 and injected, the injected beam expands each time the light repeats reciprocating while the expanded beam is slightly expanded. This reduces the laser energy load at the laser chamber window and the ring laser OC. Therefore, the lifetime of the optical elements used in the laser window and the ring laser resonator is extended.

６．第６の実施例（リング共振器の例２）
図８は本発明の第６の実施例を示す図であり、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した場合の第２の例を示す。
なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図７（ａ）に示したものと同様である。
本実施例では、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器を構成するＯＣ２４に、反射防止（ＡＲ）コート部と部分反射（ＰＲ）コート部を設け、ＭＯビーム線状集光装置５により、ＭＯビームをＯＣ２４の反射防止（ＡＲ）コート部に線状集光させるとにより、全ての注入光が共振器内に注入されるように構成している。
また、レーザ装置の光軸中心（例えば放電電極２ａの長手方向の軸）に対して、２枚のミラーＯＣ２４，高反射ミラー７ａとが交差する部分と、高反射ミラー７ｂ，７ｃと交差する部分を、上記中心線に対してそれぞれＡ，Ｂだけオフセットさせている。
また、ＯＣ２４と高反射ミラー７ｃのミラー面が上記中心線と交わる角度は４５度であり、高反射ミラー７ａと７ｃのミラー面が上記中心線と交わる角度は４５度より小さい。 6). Sixth Example (Ring Resonator Example 2)
FIG. 8 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention, and shows a second example when a ring resonator is installed in the amplification stage laser (PO) 20.
This figure is a top view of the amplification stage laser (PO) 20, and the overall configuration of the laser device including the oscillation stage laser (MO) 10 is the same as that shown in FIG. 7 (a). .
In the present embodiment, the OC 24 constituting the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 is provided with an antireflection (AR) coating portion and a partial reflection (PR) coating portion, and the MO beam linear condensing device 5 By condensing the beam linearly on the anti-reflection (AR) coating portion of the OC 24, all the injected light is injected into the resonator.
Further, a portion where the two mirrors OC24 and the high reflection mirror 7a intersect with a center of the optical axis of the laser device (for example, the longitudinal axis of the discharge electrode 2a) and a portion where the high reflection mirrors 7b and 7c intersect. Are offset from the center line by A and B, respectively.
The angle at which the mirror surface of the OC 24 and the high reflection mirror 7c intersects the center line is 45 degrees, and the angle at which the mirror surfaces of the high reflection mirrors 7a and 7c intersect the center line is less than 45 degrees.

上記のようにＯＣ２４と高反射ミラー７ａのミラー面が交わる部分とレーザ装置（出力されるレーザ光）の光軸中心との距離Ａと、高反射ミラー７ｂ，７ｃのミラー面が交わる部分とレーザ装置（出力されるレーザ光）の光軸中心の距離をＢとの大きさが等しくならないように共振器ミラーを配置することにより、図８に示すようにリング共振器内でビームが平行に移動しながら共振し、出力レーザ光として出力される。
本実施例と前記図７に示した実施例との違いは以下の通りである。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４に部分反射（ＰＲ）コート領域（ＯＣとして機能する領域）と反射防止（ＡＲ）コート領域（注入部として機能する領域）を設置したこと。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）のビームを線状にＯＣ２４の上記反射防止（ＡＲ）コート領域に集光させて、増幅段レーザ（ＰＯ）のリング共振器に注入するようにしたこと。
（３）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器を往復する毎に、ビームが１方向に移動する配置としていること。 As described above, the distance A between the portion where the mirror surfaces of the OC 24 and the high reflection mirror 7a intersect and the optical axis center of the laser device (laser beam to be output), the portion where the mirror surfaces of the high reflection mirrors 7b and 7c intersect, and the laser. By arranging the resonator mirror so that the distance between the center of the optical axis of the device (output laser beam) and B is not equal, the beam moves in parallel in the ring resonator as shown in FIG. It resonates while being output as output laser light.
The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 7 is as follows.
(1) A partial reflection (PR) coat region (a region that functions as an OC) and an antireflection (AR) coat region (a region that functions as an injection portion) are installed in the OC 24 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20. .
(2) The oscillation stage laser (MO) beam is linearly focused on the anti-reflection (AR) coating region of the OC 24 and injected into the ring resonator of the amplification stage laser (PO).
(3) The beam moves in one direction each time the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 reciprocates.

以下、本実施例の増幅段レーザ（ＰＯ）の動作について説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４のビームをＭＯビーム線状集光装置５により増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の反射防止（ＡＲ）コート部に線状に集光させる。
このビームはほとんど反射することなくＯＣ２４を透過し、多少広がりながら高反射ミラー７ａに入射し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間に傾いて入射される。放電空間では、シード光に同期して放電電極２ａに電圧が印加され放電する。
放電空間を透過したシード光は増幅され、チャンバ２１を透過し２枚の高反射ミラー７ｂおよび７ｃにより折り返され、再び放電している放電空間に導かれ、増幅される。
そして、ビームは図８に示すように注入部から一定の割合で移動し、ＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射し、一部透過して、レーザの出力光（１往復光）となり、他の一部は反射され、再び高反射ミラー７ａに入射し、同様に放電空間を１往復目の光路に対して平行移動した光路で透過し、高反射ミラー７ｂ，７ｃにより再び放電空間を１往復目の光路に対して平行移動した光軸で透過し、１往復目に対して一定の割合で移動してビームは再びＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射する。
ＯＣ２４の透過光はレーザ光として出力され、反射光は再び共振器内で共振し、３往復目も同様に往復するたびに光路が平行移動して増幅発振する。 The operation of the amplification stage laser (PO) of this embodiment will be described below.
The beam of the OC 14 of the oscillation stage laser (MO) 10 is linearly focused on the antireflection (AR) coating portion of the OC 24 of the amplification stage laser (PO) 20 by the MO beam linear focusing device 5.
This beam passes through the OC 24 with almost no reflection, enters the high reflection mirror 7 a while spreading somewhat, and enters the discharge space of the chamber 21 of the amplification stage laser (PO) 20 with an inclination. In the discharge space, a voltage is applied to the discharge electrode 2a in synchronization with the seed light to discharge.
The seed light transmitted through the discharge space is amplified, is transmitted through the chamber 21, is folded back by the two high reflection mirrors 7b and 7c, and is again guided to the discharge space where it is discharged and amplified.
Then, as shown in FIG. 8, the beam moves at a constant rate from the injection portion, enters the partial reflection (PR) coating portion of the OC 24, partially transmits, and becomes laser output light (one round-trip light). The other part is reflected, enters the high reflection mirror 7a again, and similarly passes through the discharge space through the optical path translated in parallel with the optical path of the first round-trip, and again passes through the discharge space by the high reflection mirrors 7b and 7c. The beam is transmitted along the optical axis that is translated with respect to the optical path of the round trip, moves at a constant rate with respect to the round trip, and the beam is incident on the partial reflection (PR) coat portion of the OC 24 again.
The transmitted light of the OC 24 is output as laser light, and the reflected light resonates again in the resonator, and the optical path moves in parallel and resonates in the third reciprocation as well.

本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０のレーザ共振器内に全て発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを注入できるため、注入効率が高い。
（２）往復ビーム毎に出力レーザ光のビームが移動するので、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器の光学素子（ＯＣ、レーザウインド及び高反射ミラー）におけるレーザ光のエネルギ密度が低減される。そのため、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光学素子の寿命が長くなる。さらに、注入されたビームは往復毎にビームが広がるため、前述したようにレーザチャンバ２１のウインド及び共振器のエネルギ負荷が小さくなる。
なお、本実施例において、２枚の高反射ミラーでレーザチャンバにレーザ光を戻したが頂角が４５度よりも多少小さな角度（数ｍｒａｄ）の全反射プリズムで、フレネル反射で戻しても同様の機能を果たすことができる。 In this embodiment, the following merits are obtained.
(1) Since all the oscillation stage laser (MO) 10 beams can be injected into the laser resonator of the amplification stage laser (PO) 20, the injection efficiency is high.
(2) Since the output laser beam moves for each round-trip beam, the energy density of the laser beam in the optical element (OC, laser window, and high reflection mirror) of the ring resonator of the amplification stage laser (PO) 20 is reduced. The Therefore, the lifetime of the optical element of the amplification stage laser (PO) 20 is extended. Further, since the injected beam spreads every round trip, the energy load on the window of the laser chamber 21 and the resonator is reduced as described above.
In this embodiment, the laser beam is returned to the laser chamber by two high reflection mirrors. However, the total reflection prism having an apex angle slightly smaller than 45 degrees (several mrad) is the same even if it is returned by Fresnel reflection. Can fulfill the functions of

７．第７の実施例（リング共振器の例３）
図９は本発明の第７の実施例を示す図であり、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した場合の第３の例を示す。
同図（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、同図（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
本実施例は全反射直角プリズムを共振器ミラーとし、このリング共振器内にＯＣ２４を配置し、上記ＯＣ２４上に、ＭＯビーム線状集光装置５によりＭＯビームを線状に集光させ、シード光を共振器に注入するようにしたものである。
図９において、発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームは高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。このＭＯビームは、ＭＯビーム線状集光装置５を透過し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器のＯＣ２４（出力結合ミラー）上に線状に集光する。 7. Seventh Example (Ring Resonator Example 3)
FIG. 9 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention, and shows a third example in which a ring resonator is installed in the amplification stage laser (PO) 20.
FIG. 2A shows a side view of the laser of this embodiment, and FIG. 2B shows a top view of the amplification stage laser (PO).
In this embodiment, a total reflection right-angle prism is used as a resonator mirror, an OC 24 is arranged in the ring resonator, and the MO beam is condensed linearly on the OC 24 by the MO beam linear condensing device 5. Light is injected into the resonator.
In FIG. 9, the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is incident on the MO beam linear condenser 5 by the high reflection mirror 4a. This MO beam passes through the MO beam linear condensing device 5 and is linearly condensed on the OC 24 (output coupling mirror) of the ring resonator of the amplification stage laser (PO) 20.

ＯＣ２４は、片面に部分反射（ＰＲ）膜がコートされ、片面に反射防止（ＡＲ）膜がコートされており、ＯＣ２４に入射したビームは、一部反射し、多少広がりながら全反射直角プリズム８ａに入射する。この全反射直角プリズム８ａの入射出射面には反射防止（ＡＲ）膜がコーティングされている。シード光はプリズム８ａの２面でフレネル反射により全反射し、ウインド２２ａを透過してレーザチャンバ２１に入射する。
シード光は放電電極２ａの長手方向の軸に対して、略平行な光軸で透過し、増幅されずにチャンバ２１内を透過し、全反射直角プリズム８ｂに入射する。シード光はこのプリズム８ｂの２面で全反射し、再びウインド２２ｂを介して放電電極２ａの放電空間と光軸が一致するようにレーザチャンバ２１に入射する。
シード光に同期して、放電電極２ａに電圧が印加され放電する。これにより、放電空間を透過したシード光は増幅され、チャンバ２１を透過し、再びＯＣ２４に入射する。増幅した光の一部はＯＣ２４を反射してレーザ光として出力し、ＯＣ２４の透過光はフィードバック光として再びリング共振器内に戻される。このようにして増幅段レーザ（ＰＯ）２０は増幅発振する。ＯＣ２４の反射率が７０％〜８０％とすると注入効率は７０％から８０％となり高い注入効率を得ることができる。 The OC 24 is coated with a partial reflection (PR) film on one side and an anti-reflection (AR) film on one side, and the beam incident on the OC 24 is partially reflected and spreads slightly to the total reflection right-angle prism 8a. Incident. The incident / exit surface of the total reflection right angle prism 8a is coated with an antireflection (AR) film. The seed light is totally reflected by two surfaces of the prism 8a by Fresnel reflection, passes through the window 22a, and enters the laser chamber 21.
The seed light passes through the optical axis substantially parallel to the longitudinal axis of the discharge electrode 2a, passes through the chamber 21 without being amplified, and enters the total reflection right-angle prism 8b. The seed light is totally reflected by the two surfaces of the prism 8b and enters the laser chamber 21 via the window 22b again so that the discharge space of the discharge electrode 2a coincides with the optical axis.
In synchronization with the seed light, a voltage is applied to the discharge electrode 2a to discharge. As a result, the seed light that has passed through the discharge space is amplified, passes through the chamber 21, and enters the OC 24 again. Part of the amplified light is reflected by the OC 24 and output as laser light, and the transmitted light of the OC 24 is returned again into the ring resonator as feedback light. In this way, the amplification stage laser (PO) 20 oscillates. When the reflectance of the OC24 is 70% to 80%, the injection efficiency is 70% to 80%, and a high injection efficiency can be obtained.

本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）全反射直角プリズム２個でリング共振器を構成し、ＯＣ２４をリング共振器の光軸上に設置することにより、リング共振器の光軸のアライメントが容易であり、安定に動作する。
（２）注入位置のＯＣ２４上で発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを線状に集光するので、注入の入射ビームが広くなりすぎて有効にシード光として使用できなくなることがない。結果として注入効率が高くなる。
（３）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームをＯＣ２４上で線状に集光して、注入するので、注入されたビームはやや広がりながら光が往復を繰り返し、往復毎にビームが広がる。これにより、レーザチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂや共振器のＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザチャンバ２１のウインド及び共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。 In this embodiment, the following merits are obtained.
(1) By forming a ring resonator with two total reflection right-angle prisms and installing the OC 24 on the optical axis of the ring resonator, the alignment of the optical axis of the ring resonator is easy and the operation is stable.
(2) Since the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is linearly focused on the OC 24 at the injection position, the incident beam of the injection does not become too wide to be effectively used as seed light. As a result, the injection efficiency is increased.
(3) Since the beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is condensed linearly on the OC 24 and injected, the light repeats reciprocating while the injected beam expands slightly, and the beam expands every reciprocation. As a result, the laser energy load on the windows 22a and 22b of the laser chamber 21 and the OC 24 of the resonator is reduced. Therefore, the lifetime of optical elements used in the window and resonator of the laser chamber 21 is extended.

８．第８の実施例（リング共振器の例４）
図１０に増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した第８の実施例を示す。図１０は前記図９に示した実施例の変形例であり、リング共振器を用いた第４の例を示している。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図９（ａ）に示したものと同様である。
増幅段レーザ（ＰＯ）２０は、図１０に示すように全反射直角プリズム８ａ，８ｂからなるリング共振器を備え、発振段レーザ（ＭＯ）１０からのシード光は、ＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コートされた部分から注入される。このため、注入光が全て増幅段レーザ（ＰＯ）共振器２０内に注入される。 8). Eighth Example (Ring Resonator Example 4)
FIG. 10 shows an eighth embodiment in which a ring resonator is installed in the amplification stage laser (PO) 20. FIG. 10 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 9, and shows a fourth example using a ring resonator. This figure is a top view of the amplification stage laser (PO) 20, and the overall configuration of the laser device including the oscillation stage laser (MO) 10 is the same as that shown in FIG. 9 (a). .
As shown in FIG. 10, the amplification stage laser (PO) 20 includes a ring resonator including total reflection right-angle prisms 8a and 8b, and the seed light from the oscillation stage laser (MO) 10 is highly reflected (HR) of the OC 24. Injected from the coated part. For this reason, all of the injected light is injected into the amplification stage laser (PO) resonator 20.

本実施例では、レーザ装置の光軸中心（例えば放電電極２ａの長手方向の軸）に平行な軸に対して、２個の全反射直角プリズム８ａ，８ｂの頂角の位置をオフセットさせている。これによりリング共振器内でビームが平行に移動しながら共振し、出力レーザ光として出力される。
本実施例と前記図９に示した実施例との違いは以下の通りである。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４に部分反射（ＰＲ）コート領域（ＯＣとして機能する領域）と高反射（ＨＲ）コート領域（注入部として機能する領域）を設置したこと。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを線状にＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コート領域に集光させて、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器に注入していること。
（３）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器を往復する毎に、ビームが１方向に移動する配置としていること。 In this embodiment, the vertex angle positions of the two total reflection right angle prisms 8a and 8b are offset with respect to an axis parallel to the optical axis center of the laser device (for example, the longitudinal axis of the discharge electrode 2a). . As a result, the beam resonates while moving in parallel in the ring resonator, and is output as output laser light.
The difference between the present embodiment and the embodiment shown in FIG. 9 is as follows.
(1) A partial reflection (PR) coat region (a region that functions as an OC) and a high reflection (HR) coat region (a region that functions as an injection portion) are installed in the OC 24 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20. .
(2) The beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is linearly focused on the high reflection (HR) coat region of the OC 24 and injected into the ring resonator of the amplification stage laser (PO) 20.
(3) The beam moves in one direction each time the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 reciprocates.

以下、本実施例の動作を説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームはＭＯビーム線状集光装置５により増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コート部に集光させる。このビームはＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コート部で全反射し、多少広がりながらプリズム８ａの２面でフレネル反射により全反射する。そして、シード光はウインド２２ａを透過してチャンバ２１に入射する。シード光は放電電極２ａの長手方向の軸に対して、略平行な光軸で透過し、増幅されずにチャンバ２１内を透過し、全反射直角プリズム８ｂに入射する。
このシード光はプリズム８ｂの２面で全反射し、再びウインド２２ｂを介して放電電極２ａの放電空間と光軸が一致するようにチャンバ２１に入射し、放電空間に導かれる。このシード光に同期して、電源により放電電極２ａに印加される電圧により、電極２ａ間で放電する。 The operation of this embodiment will be described below.
The beam of the oscillation stage laser (MO) 10 is condensed on the high reflection (HR) coat portion of the OC 24 of the amplification stage laser (PO) 20 by the MO beam linear condensing device 5. This beam is totally reflected by the high reflection (HR) coating portion of the OC 24, and is totally reflected by Fresnel reflection on the two surfaces of the prism 8a while spreading slightly. Then, the seed light passes through the window 22a and enters the chamber 21. The seed light passes through the optical axis substantially parallel to the longitudinal axis of the discharge electrode 2a, passes through the chamber 21 without being amplified, and enters the total reflection right-angle prism 8b.
This seed light is totally reflected by the two surfaces of the prism 8b, enters the chamber 21 again through the window 22b so that the discharge space of the discharge electrode 2a coincides with the optical axis, and is guided to the discharge space. In synchronization with the seed light, a discharge is performed between the electrodes 2a by a voltage applied to the discharge electrodes 2a by the power source.

これにより、シード光が増幅されて、ビームはＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射する。ＯＣ２４での反射光は、出力レーザ光として出力（１往復による増幅光）される。透過光は、１往復目の光路に対して平行に移動した光路で再び全反射直角プリズム８ａによりチャンバ２１に戻され、増幅されずにチャンバ２１内を透過し、全反射直角プリズム８ｂに入射する。そして、再びチャンバ２１に入射し、１往復目の光路に対して所定の距離だけ平行移動した光路で、放電空間内を透過し、増幅される。
この増幅光の光路は、１往復目に対して一定の割合で移動して再びＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射し、反射光はレーザ光として出力され、透過光は再び共振器内で共振し、３往復目も同様に往復するたびに光路が平行移動して増幅発振する。 Thereby, the seed light is amplified, and the beam is incident on the partial reflection (PR) coating portion of the OC 24. The reflected light from the OC 24 is output as output laser light (amplified light by one round trip). The transmitted light is returned to the chamber 21 by the total reflection right-angle prism 8a again on the optical path moved in parallel with the optical path of the first round-trip, passes through the chamber 21 without being amplified, and enters the total reflection right-angle prism 8b. . Then, it enters the chamber 21 again, and is transmitted through the discharge space and amplified by an optical path translated by a predetermined distance with respect to the optical path of the first round trip.
The optical path of the amplified light moves at a constant rate with respect to the first round-trip, and is incident again on the partial reflection (PR) coat portion of the OC 24, the reflected light is output as laser light, and the transmitted light is again transmitted into the resonator. Resonates at the same time, and the optical path translates and amplifies and oscillates each time the third reciprocation is made.

本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内に全て発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを注入できるため、注入効率が高い。
（２）往復ビーム毎に出力レーザ光のビームが移動するので、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光学素子（ＯＣ、レーザウインド及び高反射ミラー）におけるレーザ光のエネルギ密度が低減される。そのため、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光学素子の寿命が長くなる。さらに、注入されたビームは往復毎にビームが広がるため、前述したようにレーザチャンバ２１のウインド及び共振器のエネルギ負荷が小さくなる。 In this embodiment, the following merits are obtained.
(1) Since all the oscillation stage laser (MO) 10 beams can be injected into the resonator of the amplification stage laser (PO) 20, the injection efficiency is high.
(2) Since the beam of the output laser beam moves for each round-trip beam, the energy density of the laser beam in the optical element (OC, laser window, and high reflection mirror) of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 is reduced. . Therefore, the lifetime of the optical element of the amplification stage laser (PO) 20 is extended. Further, since the injected beam spreads every round trip, the energy load on the window of the laser chamber 21 and the resonator is reduced as described above.

９．第９の実施例（偏光制御による共振器の例）
図１１に増幅段レーザ（ＰＯ）の共振器として、ファブリペロ型安定共振器を設置し、シード光の注入に偏光素子と波長板を用いた実施例を示す。
図１１（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、図１１（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のＬＮＭ３のプリズムビームエキスパンダ３ａ及びチャンバ１１のウインド１２ａ，１２ｂがブリュースタ角で設置されており、紙面に対して垂直な偏波面でレーザ発振する。
この発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力されたレーザ光は偏波面を維持した状態で高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。
この集光装置５から出力された光は、ＰＳ分離膜をコートしたビームスプリッタ（ＢＳ）２７ａに入射する。このＢＳ２７ａではＳ偏光（紙面に対して垂直な偏波面）は全反射する。この反射光はλ／４板２７ｂを透過し円偏光に変換される。 9. Ninth embodiment (example of resonator by polarization control)
FIG. 11 shows an embodiment in which a Fabry-Perot type stable resonator is installed as a resonator of an amplification stage laser (PO), and a polarizing element and a wave plate are used for seed light injection.
FIG. 11A shows a side view of the laser of this embodiment, and FIG. 11B shows a top view of the amplification stage laser (PO).
The prism beam expander 3a of the LNM 3 of the oscillation stage laser (MO) 10 and the windows 12a and 12b of the chamber 11 are installed at a Brewster angle and oscillate with a polarization plane perpendicular to the paper surface.
The laser beam output from the oscillation stage laser (MO) 10 is incident on the MO beam linear condenser 5 by the high reflection mirror 4a while maintaining the plane of polarization.
The light output from the condensing device 5 enters a beam splitter (BS) 27a coated with a PS separation film. In this BS 27a, S-polarized light (polarized plane perpendicular to the paper surface) is totally reflected. This reflected light passes through the λ / 4 plate 27b and is converted into circularly polarized light.

この円偏光に変換された発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームは増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４の位置にＭＯビームを線状に集光する。ここでＯＣ２４には、共振器側に反射率が２０％から３０％の部分反射膜がコートされ、出射側には、反射防止膜がコートされている。そして、このＯＣ２４を透過した光は多少広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器中に注入され、チャンバ２１の放電電極ギャップ間を透過して増幅され、ウインド２２ｂを透過して高反射（ＨＲ）膜がコートされたリアミラー２６に入反射する。
そして、再びチャンバ２１に入射して透過増幅され、ＯＣ２４により一部が反射されて再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内に戻される。
円偏光でＯＣ２４から出力したレーザ光は再びλ／４板２７ｂにより、紙面を含む偏波面に変換される。この偏光状態の光はＢＳ２７ａのＰ偏光成分の光なのでほとんど全てＢＳ２７ａを透過し出力レーザ光として取り出される。
ここで、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内は円偏光で共振するのでレーザのウインドの反射防止（ＡＲ）コートはＰ及びＳ偏光に対する反射防止膜をコートする必要がある。 The beam of the oscillation stage laser (MO) 10 converted into the circularly polarized light is focused linearly at the position of the OC 24 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20. Here, the OC 24 is coated with a partial reflection film having a reflectance of 20% to 30% on the resonator side, and with an antireflection film on the emission side. Then, the light transmitted through the OC 24 is injected into the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 while spreading a little, transmitted through the gap between the discharge electrodes of the chamber 21 and amplified, and transmitted through the window 22b and highly reflected ( HR) The light enters and reflects on the rear mirror 26 coated with the film.
Then, the light again enters the chamber 21, is transmitted and amplified, partially reflected by the OC 24, and returned to the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 again.
The laser beam output from the OC 24 as circularly polarized light is converted again into a polarization plane including a paper plane by the λ / 4 plate 27b. Since the light in this polarization state is light of the P-polarized component of BS 27a, almost all is transmitted through BS 27a and extracted as output laser light.
Here, since the inside of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 resonates with circularly polarized light, the antireflection (AR) coating of the laser window needs to be coated with an antireflection film for P and S polarized light.

本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の反射率が２０％から３０％で動作するので、注入効率が７０％から８０％の高い効率を得ることができる。
（２）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のアライメントが容易で安定している。
（３）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４の位置でＭＯビームを集光させているため、注入有効領域に対して、注入ビームが十分狭くなるために注入効率が高くなる。（４）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がるこれにより、チャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザチャンバ２１のウインド及び共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。 In this embodiment, the following merits are obtained.
(1) Since the OC24 reflectance of the amplification stage laser (PO) 20 operates from 20% to 30%, high injection efficiency of 70% to 80% can be obtained.
(2) The alignment of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20 is easy and stable.
(3) Since the MO beam is condensed at the position of the OC 24 of the resonator of the amplification stage laser (PO) 20, the injection beam becomes sufficiently narrow with respect to the effective injection region, so that the injection efficiency increases. (4) The beam expands each time the light repeats reciprocation while the beam is slightly expanded, so that the energy load of the laser in the windows 22a and 22b and the OC 24 of the chamber 21 is reduced. Therefore, the lifetime of optical elements used in the window and resonator of the laser chamber 21 is extended.

本発明の露光装置用狭帯域レーザ装置の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the narrow-band laser apparatus for exposure apparatuses of this invention. 本発明の第１の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st Example of this invention. 第１の実施例の増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図である。It is a top view of the amplification stage laser (PO) of the first embodiment. 本発明の第２の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 2nd Example of this invention. 本発明の第３の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 3rd Example of this invention. 本発明の第４の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 4th Example of this invention. 本発明の第５の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 5th Example of this invention. 本発明の第６の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 6th Example of this invention. 本発明の第７の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 7th Example of this invention. 本発明の第８の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 8th Example of this invention. 本発明の第９の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 9th Example of this invention. ＭＯＰＯ方式のレーザ装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the laser apparatus of a MOPO system.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ，２ａ 放電電極
３ ＬＭＮ
４ａ〜４ｃ 高反射ミラー
５ ＭＯビーム線状集光装置
５ａ 凸シリンドリカルレンズ
５ｂ 凹シリンドリカルレンズ
７ａ〜７ｃ 高反射ミラー
８ａ，８ｂ 全反射直角プリズム
９ ナイフエッジミラー
１０ 発振段レーザ（ＭＯ）
１１，２１ チャンバ
１２ａ，１２ｂウィンドウ部材
２２ａ，２２ｂウィンドウ部材
１３，２３ スリット
１４ ＯＣ（出力結合ミラー）
２０ 増幅段レーザ（ＰＯ）
２４ ＯＣ（出力結合ミラー）
２６ リアミラー
２７ａ ビームスプリッタ（ＢＳ）
２７ｂ λ／４板 1a, 2a Discharge electrode 3 LMN
4a to 4c High reflection mirror 5 MO beam linear condenser 5a Convex cylindrical lens 5b Concave cylindrical lens 7a to 7c High reflection mirror 8a, 8b Total reflection right angle prism 9 Knife edge mirror 10 Oscillation stage laser (MO)
11, 21 Chamber 12a, 12b Window member 22a, 22b Window member 13, 23 Slit 14 OC (Output coupling mirror)
20 Amplification stage laser (PO)
24 OC (output coupling mirror)
26 Rear mirror 27a Beam splitter (BS)
27b λ / 4 plate

Claims (9)

狭帯域発振段レーザと、増幅段レーザと、光学システムとを備える注入同期式放電励起レーザ装置であって、
前記狭帯域発振段レーザは、ＭＯレーザ光を出力し、
前記増幅段レーザは、共振器と、該共振器内に離間して平行配置された２つの放電電極とを備え、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光の光路上に配置された凸のシリンドリカルレンズおよび凹のシリンドリカルレンズを含み、前記狭帯域発振段レーザと前記増幅段レーザとの間の前記ＭＯレーザ光の光路上に位置し、前記狭帯域発振段レーザから出力された前記ＭＯレーザ光を前記２つの放電電極の放電方向と平行な線状に集光し、集光点が前記共振器内に位置するように配置されている、
露光装置用狭帯域レーザ装置。 An injection-locked discharge excitation laser device comprising a narrow-band oscillation stage laser, an amplification stage laser, and an optical system,
The narrow-band oscillation stage laser outputs MO laser light,
The amplification stage laser includes a resonator, and two discharge electrodes which are arranged parallel at a distance from each other in the resonator,
The optical system includes a convex cylindrical lens and a concave cylindrical lens arranged on the optical path of the MO laser light, and is on the optical path of the MO laser light between the narrowband oscillation stage laser and the amplification stage laser. located in condenses the MO laser beam outputted from said narrow-band oscillator laser and a line parallel to form discharge direction of the two discharge electrodes, as condensed point is located within the resonator Arranged,
Narrow band laser device for exposure equipment. 前記増幅段レーザは、前記共振器を形成するリアミラーと光学カプラとを含み、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記リアミラーのサイド位置に集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The amplification stage laser includes a rear mirror and an optical coupler that form the resonator,
The optical system focuses the MO laser light on a side position of the rear mirror.
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1. 前記増幅段レーザは、前記共振器を形成するリアミラーおよび光学カプラを含み、
前記光学カプラは、前記ＭＯレーザ光を部分反射する部分反射部と、前記ＭＯレーザ光を高反射する高反射部とを含み、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記光学カプラの前記高反射部に集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The amplification stage laser includes a rear mirror and an optical coupler that form the resonator,
The optical coupler includes a partial reflection part that partially reflects the MO laser light, and a high reflection part that highly reflects the MO laser light,
The optical system focuses the MO laser light on the high reflection portion of the optical coupler.
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1. 前記増幅段レーザは、前記共振器を形成するリアミラーおよび光学カプラと、前記共振器内に配置されたレーザチャンバと、該レーザチャンバと前記光学カプラとの間に位置し、前記ＭＯレーザ光を前記リアミラーへ向けて高反射する高反射ミラーとを含み、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記高反射ミラーに集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The amplification stage laser is located between a rear mirror and an optical coupler forming the resonator, a laser chamber disposed in the resonator, and between the laser chamber and the optical coupler, and the MO laser light is Including a high-reflection mirror that highly reflects toward the rear mirror,
The optical system focuses the MO laser light on the high reflection mirror,
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1. 前記増幅段レーザは、前記共振器を形成するリアミラーおよび光学カプラを含み、
前記リアミラーは、前記ＭＯレーザ光を部分反射し、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記リアミラーに集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The amplification stage laser includes a rear mirror and an optical coupler that form the resonator,
The rear mirror partially reflects the MO laser light,
The optical system focuses the MO laser light on the rear mirror;
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1. 前記共振器は、リング共振器であり、
前記増幅段レーザは、前記リング共振器を形成する光学カプラおよび複数の高反射ミラーを含み、
前記光学カプラは、前記ＭＯレーザ光を部分反射し、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記光学カプラに集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The resonator is a ring resonator;
The amplification stage laser includes an optical coupler forming the ring resonator and a plurality of high reflection mirrors,
The optical coupler partially reflects the MO laser light,
The optical system focuses the MO laser light on the optical coupler;
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1. 前記共振器は、リング共振器であり、
前記増幅段レーザは、前記リング共振器を形成する光学カプラおよび複数の高反射ミラーを含み、
前記光学カプラは、前記ＭＯレーザ光を部分反射する部分反射部と、前記ＭＯレーザ光を透過する反射防止部とを含み、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記光学カプラの反射防止部に集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The resonator is a ring resonator;
The amplification stage laser includes an optical coupler forming the ring resonator and a plurality of high reflection mirrors,
The optical coupler includes a partial reflection part that partially reflects the MO laser light, and an antireflection part that transmits the MO laser light,
The optical system focuses the MO laser light on an antireflection portion of the optical coupler.
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1. 前記共振器は、リング共振器であり、
前記増幅段レーザは、前記リング共振器を形成する２つの全反射直角プリズムと光学カプラとを含み、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記光学カプラに集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The resonator is a ring resonator;
The amplification stage laser includes two total reflection right angle prisms and an optical coupler forming the ring resonator,
The optical system focuses the MO laser light on the optical coupler;
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1. 前記共振器は、ファブリペロ共振器であり、
前記増幅段レーザは、前記ファブリペロ共振器を形成する光学カプラおよびリアミラーを含み、
前記光学システムは、前記ＭＯレーザ光を前記光学カプラに集光させる、
請求項１記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。 The resonator is a Fabry-Perot resonator;
The amplification stage laser includes an optical coupler and a rear mirror that form the Fabry-Perot resonator,
The optical system focuses the MO laser light on the optical coupler;
The narrow-band laser device for an exposure apparatus according to claim 1.
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