JPH02219019A - Pulse laser device - Google Patents
Pulse laser deviceInfo
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- JPH02219019A JPH02219019A JP4139589A JP4139589A JPH02219019A JP H02219019 A JPH02219019 A JP H02219019A JP 4139589 A JP4139589 A JP 4139589A JP 4139589 A JP4139589 A JP 4139589A JP H02219019 A JPH02219019 A JP H02219019A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、一定範囲内の光強度をもつパルスレーザのみ
を選択的に取り出すことができるパルスレーザ装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Field of Industrial Application The present invention relates to a pulsed laser device that can selectively extract only pulsed laser beams having a light intensity within a certain range.
(ロ)従来の技術
一般に、放電や電子ビームなどによりレーザ媒質を励起
して得られるパルスレーザは、連続発振励起により得ら
れる連続レーザに比較して高出力であり、レーザ加工分
野での応用範囲が拡大しつつある。(b) Conventional technology In general, pulsed lasers obtained by exciting a laser medium with electric discharge or electron beams have higher output than continuous lasers obtained by continuous wave excitation, and their application range in the field of laser processing is limited. is expanding.
(ハ)発明が解決しようとする課題
パルスレーザは、上述のごとくパルス放電等で励起して
いるために、その光強度は、必然的に数%以上のばらつ
きが生じる。したがって、このようなパルスレーザを、
たとえば半導体リソグラフィ等の光源として利用する場
合には、光強度のばらつきに起因して化学反応むらが発
生し、所望の品質のものが得られなくなるなどの不具合
を生じる。(c) Problems to be Solved by the Invention Since a pulsed laser is excited by a pulsed discharge or the like as described above, its light intensity inevitably varies by several percent or more. Therefore, such a pulsed laser
For example, when used as a light source for semiconductor lithography, etc., unevenness in chemical reactions occurs due to variations in light intensity, resulting in problems such as the inability to obtain products of desired quality.
パルスレーザの強度ばらつきを低減するには、励起動作
を安定化させることら考えられるが、現状では特に有効
な改善手段は見当たらず、光強度そのものの安定化には
自と限界がある。One way to reduce the intensity variations of pulsed lasers is to stabilize the excitation operation, but currently no particularly effective means of improvement have been found, and there are limits to stabilizing the light intensity itself.
(ニ)課題を解決するための手段
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、励起されて放射されるパルスレーザの強度ばらつき
はそのまま容認するが、結果的には一定範囲内の光強度
をもつパルスレーザのみを選択的に取り出せるようにす
ることを目的とする。(d) Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above circumstances, and although variations in the intensity of the excited and emitted pulsed laser are accepted as they are, the result is a constant variation. The purpose is to be able to selectively extract only pulsed lasers with light intensity within a range.
本発明は、上記の目的を達成するために、次の構成を採
る。In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration.
すなわち、本発明のパルスレーザ装置では、パルスレー
ザ発生部から発生されるパルスレーザの出射光路上にビ
ームスプリッタを配置し、このビームスプリッタの一方
の分離光路上には受光素子を、他方の分離光路上には光
遅延手段をそれぞれ設け、この光遅延手段の出射光路上
には光シャッタを配置する一方、前記受光素子からの検
出信号の出力レベルをしきい値と比較して所定のレベル
をもつ検出信号のみを選択して出力するレベル選別回路
と、このレベル選別回路の出力に基づいて前記光シャッ
タの開閉用の駆動パルスを発生する光シヤツタ駆動回路
とを備えている。That is, in the pulsed laser device of the present invention, a beam splitter is arranged on the output optical path of the pulsed laser generated from the pulsed laser generator, a light receiving element is placed on one separated optical path of the beam splitter, and a light receiving element is placed on one separated optical path of the beam splitter, and An optical delay means is provided on each road, and an optical shutter is arranged on the output optical path of the optical delay means, and the output level of the detection signal from the light receiving element is compared with a threshold value to obtain a predetermined level. It includes a level selection circuit that selects and outputs only the detection signal, and an optical shutter drive circuit that generates drive pulses for opening and closing the optical shutter based on the output of this level selection circuit.
(ホ)作用
上記構成において、パルスレーザ発生部から発生される
パルスレーザは、その出射光路上に配置されたビームス
プリッタによってその一部か分離して取り出される。そ
して、分離された一部のパルスレーザか受光素子で受光
され、この受光素子からの検出信号の出力レベルがレベ
ル選別回路でしきい値と比較されて所定のレベルをもつ
検出信号のみが選別される。そして、このレベル選別回
路で選別された電圧レベルをもつ検出信号により光シャ
ッタ駆動回路が起動されて光シャッタの開閉用の駆動パ
ルスを発生する。一方、ビームスプリッタで分離された
他方のパルスレーザは、光遅延手段に導入されて上記の
受光素子から光シヤツタ駆動までの伝播遅延が生じる時
間分だけ遅延された後に出力される。したがって、光遅
延手段からのパルスレーザの出力タイミングと光シャッ
タの開閉タイミングとが一致する。したがって、光シャ
ッタは、パルスレーザの光強度に応じて開閉されるため
に、一定範囲内の光強度をもつパルスレーザのみが光シ
ャッタを通過して出力されることになる。(e) Effect In the above configuration, a part of the pulsed laser generated from the pulsed laser generator is separated and extracted by a beam splitter disposed on the emission optical path. Then, some of the separated pulse lasers are received by a light receiving element, and the output level of the detection signal from this light receiving element is compared with a threshold value in a level selection circuit, and only detection signals having a predetermined level are selected. Ru. Then, the optical shutter drive circuit is activated by the detection signal having the voltage level selected by the level selection circuit, and generates a drive pulse for opening and closing the optical shutter. On the other hand, the other pulsed laser separated by the beam splitter is introduced into the optical delay means and is output after being delayed by the time that causes a propagation delay from the light receiving element to the optical shutter drive. Therefore, the output timing of the pulse laser from the optical delay means and the opening/closing timing of the optical shutter coincide. Therefore, since the optical shutter is opened and closed according to the optical intensity of the pulsed laser, only the pulsed laser having the optical intensity within a certain range passes through the optical shutter and is output.
(へ)実施例
第1図は本発明の実施例に係るパルスレーザ装置の全体
構成図である。同図において、■はパルスレーザ装置の
全体を示し、2はエキツマレーザ等のパルスレーザを発
生するパルスレーザ発生部、4はパルスレーザ発生部2
から出力されるパルスレーザの内から一定範囲の光強度
をもつものを選択的に取り出゛f光強度選択出力部であ
る。(F) Embodiment FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pulse laser device according to an embodiment of the present invention. In the same figure, ■ indicates the entire pulse laser device, 2 is a pulse laser generating section that generates a pulse laser such as an extrema laser, and 4 is a pulse laser generating section 2.
A light intensity selection output section selectively extracts one having a certain range of light intensities from the pulsed lasers outputted from the light source.
この光強度選択出力部4は、パルスレーザ発生部2から
発生されるパルスレーザの出射光路上に配置されたビー
ムスプリッタ6を備える。そして、このビームスプリッ
タ6の反射光路上には高速応答性に優れた受光素子とし
てのPINフォトダイオード8が配置され、ビームスプ
リッタ6の透過光路上には光遅延手段としての光ファイ
バ10が設けられており、さらに、この光ファイバlO
の出射光路上にはポッケルスセル等からなる光シャッタ
!2が配置されている。一方、上記のPINフォトダイ
オード8には、その検出出力を増幅する増幅器14、こ
の増幅器I4からの検出信号の出力レベルをしきい値と
比較して所定のレベルをもつ検出信号のみを選択して出
力するレベル選別回路!6、このレベル選別回路16の
出力に基ツいて光シャッタ12の開閉用の駆動パルスを
発生するサイラトロン等の光シャッタ駆動回路18か順
次接続されている。The light intensity selection output unit 4 includes a beam splitter 6 disposed on the output optical path of the pulsed laser generated from the pulsed laser generator 2 . A PIN photodiode 8 as a light receiving element with excellent high-speed response is arranged on the reflected optical path of the beam splitter 6, and an optical fiber 10 as an optical delay means is arranged on the transmitted optical path of the beam splitter 6. Furthermore, this optical fiber lO
There is an optical shutter consisting of a Pockels cell etc. on the output optical path! 2 is placed. On the other hand, the above-mentioned PIN photodiode 8 includes an amplifier 14 for amplifying its detection output, which compares the output level of the detection signal from the amplifier I4 with a threshold value and selects only the detection signal having a predetermined level. Output level selection circuit! 6. An optical shutter driving circuit 18 such as a thyratron, which generates driving pulses for opening and closing the optical shutter 12 based on the output of the level selection circuit 16, is connected in sequence.
次に、上記構成のパルスレーザ装置Iの動作について説
明する。Next, the operation of the pulse laser device I having the above configuration will be explained.
パルスレーザ発生部2から発生されたパルスレーザは、
その出射光路上に配置されたビームスプリッタ6によっ
てその一部が反射されてPINフォトダイオード8で受
光される。PINフォトダイオード8からは、パルスレ
ーザの光強度に対応する電圧レベルをもつ検出パルスが
出力されるので、この検出パルスが増幅器14を介して
レベル選別回路16に人力される。The pulsed laser generated from the pulsed laser generator 2 is
A portion of the light is reflected by a beam splitter 6 placed on the output optical path and is received by a PIN photodiode 8. Since the PIN photodiode 8 outputs a detection pulse having a voltage level corresponding to the light intensity of the pulsed laser, this detection pulse is input to the level selection circuit 16 via the amplifier 14.
レベル選別回路16には、外部から特定範囲の出力レベ
ルをもつ信号だけを通過させる上下の各しきい値が予め
設定されている。すなわち、上下の各しきい値は、レー
ザ出力の選択基準を与えるものであり、上下のしきい値
の幅に応じて取り出すパルスレーザのエネルギ幅が決定
される。したかって、増幅器14からの検出パルスは、
レベル選別回路16で上下のしきい値と比較され、上下
のしきい値の範囲内にあるレベルをもつ検出パルスのみ
が選別されて出力される。そして、このレベル選別回路
16を通った検出パルスにより光ツヤツタ駆動回路18
か起動されて光シャッタ12の開閉用の駆動パルスを発
生する。Upper and lower thresholds are preset in the level selection circuit 16 to allow only external signals having output levels within a specific range to pass through. That is, each of the upper and lower threshold values provides a selection criterion for the laser output, and the energy width of the pulsed laser to be extracted is determined according to the width of the upper and lower threshold values. Therefore, the detection pulse from amplifier 14 is
The level selection circuit 16 compares the detected pulses with upper and lower thresholds, and only those detection pulses having a level within the range of the upper and lower thresholds are selected and output. The detection pulse that has passed through this level selection circuit 16 causes an optical gloss drive circuit 18 to
is activated to generate drive pulses for opening and closing the optical shutter 12.
一方、ビームスプリッタ6を透過したパルスレーザは、
光ファイバlOに導入される。パルスレーザがPINフ
ォトダイオード8に受光されてから光シャッタ12が駆
動されるまでには各回路で伝播遅延が生じるので、その
遅延時間に相当する分だけパルスレーザが光ファイバl
O内で多重反射されることによって遅延される。その結
果、光ファイバ10からのパルスレーザの出力タイミン
グと、光シャッタ12の開閉タイミングとが一致する。On the other hand, the pulsed laser transmitted through the beam splitter 6 is
is introduced into the optical fiber IO. A propagation delay occurs in each circuit after the pulsed laser is received by the PIN photodiode 8 until the optical shutter 12 is driven.
It is delayed by multiple reflections within O. As a result, the output timing of the pulse laser from the optical fiber 10 and the opening/closing timing of the optical shutter 12 coincide.
したがって、光シャッタI2は、パルスレーザの光強度
に応じて開閉されるために、一定範囲内の光強度をもつ
パルスレーザのみが光シャッタ12を通過して取り出さ
れることになる。Therefore, since the optical shutter I2 is opened and closed according to the light intensity of the pulsed laser, only the pulsed laser having a light intensity within a certain range will pass through the optical shutter 12 and be taken out.
なお、上記の実施例では、光遅延手段として光ファイバ
lOを用いたが、これに限定されるものではなく、たと
えば、第2図に示すように、2枚の全反射ミラー20a
、20bを対向配置するとともに、一方の全反射ミラー
20aに入射口22を、他方の全反射ミラー20bに出
射口24をそれぞれ形成し、入射するパルスレーザを両
全反射ミラー20a、20bで多重反射させて取り出す
ような構成とすることらできる。また、レベル選別回路
16に対して予め設定するしきい値は、上下の内の一方
のみとし、特定のエネルギレベル以上あるいは以下のパ
ルスレーザのみを取り出すようにすることもできる。In the above embodiment, an optical fiber IO was used as the optical delay means, but the optical delay means is not limited to this. For example, as shown in FIG. 2, two total reflection mirrors 20a
, 20b are arranged facing each other, and one total reflection mirror 20a has an entrance 22, and the other total reflection mirror 20b has an exit 24, and the incident pulse laser is multiple reflected by both total reflection mirrors 20a and 20b. It is also possible to configure the device so that it can be taken out. Further, the threshold value set in advance for the level selection circuit 16 may be set to only one of the upper and lower thresholds, so that only pulsed lasers having an energy level above or below a specific energy level are extracted.
(ト)効果
本発明によれば、一定範囲内の光強度をもつパルスレー
ザのみを選択的に取り出せるので、結果的に強度ばらつ
きの少ないパルスレーザを利用できるようになる。その
ため、レーザ加工分野での応用範囲を従来よりも一層拡
大することができる等の優れた効果が発揮される。(g) Effects According to the present invention, only pulsed lasers having light intensities within a certain range can be selectively extracted, so that as a result, pulsed lasers with less variation in intensity can be used. Therefore, excellent effects such as being able to further expand the range of application in the field of laser processing than in the past are exhibited.
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はパルスレ
ーザ装置の全体構成図、第2図は光遅延手段の変形例を
示す構成図である。
!・・パルスレーザ装置、2・・・パルスレーザ発生部
、6・・・ビームスプリッタ、8・受光素子(PINフ
ォトダイオード)、10・・・光遅延手段(光ファイバ
)、12・・光シャッタ、16・・・レベル選別回路、
18・・・光シャッタ駆動回路。The drawings show embodiments of the present invention, and FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pulse laser device, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a modification of the optical delay means. ! ...Pulse laser device, 2.. Pulse laser generator, 6.. Beam splitter, 8. Light receiving element (PIN photodiode), 10.. Optical delay means (optical fiber), 12.. Optical shutter. 16...Level selection circuit,
18... Optical shutter drive circuit.
Claims (1)
ザの出射光路上にビームスプリッタを配置し、このビー
ムスプリッタの一方の分離光路上には受光素子を、他方
の分離光路上には光遅延手段をそれぞれ設け、この光遅
延手段の出射光路上には光シャッタを配置する一方、前
記受光素子からの検出信号の出力レベルをしきい値と比
較して所定のレベルをもつ検出信号のみを選択して出力
するレベル選別回路と、このレベル選別回路の出力に基
づいて前記光シャッタの開閉用の駆動パルスを発生する
光シャッタ駆動回路とを備えることを特徴とするパルス
レーザ装置。(1) A beam splitter is placed on the output optical path of the pulsed laser generated from the pulsed laser generator, a light receiving element is placed on one separated optical path of this beam splitter, and an optical delay means is placed on the other separated optical path. An optical shutter is arranged on the output optical path of the optical delay means, and the output level of the detection signal from the light receiving element is compared with a threshold value to select only the detection signal having a predetermined level. 1. A pulsed laser device comprising: a level selection circuit that outputs an output; and an optical shutter drive circuit that generates drive pulses for opening and closing the optical shutter based on the output of the level selection circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4139589A JPH02219019A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Pulse laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4139589A JPH02219019A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Pulse laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02219019A true JPH02219019A (en) | 1990-08-31 |
Family
ID=12607191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4139589A Pending JPH02219019A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Pulse laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02219019A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5051187A (en) * | 1989-08-21 | 1991-09-24 | Permelec Electrode Ltd. | Process for recovering sulfuric acid |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP4139589A patent/JPH02219019A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5051187A (en) * | 1989-08-21 | 1991-09-24 | Permelec Electrode Ltd. | Process for recovering sulfuric acid |
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