JPH03126276A - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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- JPH03126276A JPH03126276A JP26387589A JP26387589A JPH03126276A JP H03126276 A JPH03126276 A JP H03126276A JP 26387589 A JP26387589 A JP 26387589A JP 26387589 A JP26387589 A JP 26387589A JP H03126276 A JPH03126276 A JP H03126276A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
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- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はレーザ発振装置に係り、特にレーザスペクトル
の純度を向上した装置に関する。
の純度を向上した装置に関する。
（従来の技術）
レーザにおいてはスペクトルの純度を上げることは常に
大きな課題となっている。特に、半導体装置の集積度が
ますます大規模化になるにつれ、半導体露光装置の光源
として紫外域のものが使われるようになった。例えば、
エキシマレーザは紫外の高出力光源であるが、上記半導
体露光装置の光源として用いる場合、スペクトル幅が０
，３〜０゜５ ｎｉと広いため、色収差によりそのまま
では使用できない。そこで−船釣には、エタロン等の狭
帯域化素子やアパーチュアなどを共振器ミラー間に設置
してスペクトル幅を狭めて用いている。スペクトル幅は
狭くなるものの、レーザ光束の一部分しか利用されなく
なり、元の出力の１／３〜１ノ２０程度まで低下してい
た。この出力低下を少なくする対策として、たとえば「
レーザ研究、第１７巻第１号」に紹介されている自己増
幅方式と呼ばれる方式が知られている。この方式は第３
図に示すように、内部に一対の主放電電極（１）、 （
２）を有し、両端に透過窓（３）、（４）を形成したレ
ーザ管（５）と、一方の透過窓（３）側に、この透過窓
（３）の下半分に対向して設けられた第１のアパーチュ
ア（６）、第１のエタロン（７）、光共振器の一方をな
す高反射ミラー（８）と、他方の透過窓（４）側に、第
１のアパーチュア（１３）に同軸的に対向して設けられ
た第２のアパーチュア（９）、第２のエタロン（１０）
および所定角度に傾けられ共振器ミラーの他方をなし角
度調整自在になるグレーティング（１１）と、このグレ
ーティング（１１）で反射し、上記光共振器外に出たレ
ーザ光をレーザ管（５）の放電空間にビームエキスパン
ダ（１２）を介して折り返す折り返しミラー（１３）と
を備えた構成になっている。この構成では、高反射ミラ
ー（８）とグレーティング（１１）間で発振し狭帯域化
され、グレーティング（１１）から出力された゛レーザ
光（Ｌ １）は、折り返しミラー（１３）によって再び
放電空間に入って増幅され、増幅ビーム（Ｌ２）となっ
て透過窓（３）から出力される。
大きな課題となっている。特に、半導体装置の集積度が
ますます大規模化になるにつれ、半導体露光装置の光源
として紫外域のものが使われるようになった。例えば、
エキシマレーザは紫外の高出力光源であるが、上記半導
体露光装置の光源として用いる場合、スペクトル幅が０
，３〜０゜５ ｎｉと広いため、色収差によりそのまま
では使用できない。そこで−船釣には、エタロン等の狭
帯域化素子やアパーチュアなどを共振器ミラー間に設置
してスペクトル幅を狭めて用いている。スペクトル幅は
狭くなるものの、レーザ光束の一部分しか利用されなく
なり、元の出力の１／３〜１ノ２０程度まで低下してい
た。この出力低下を少なくする対策として、たとえば「
レーザ研究、第１７巻第１号」に紹介されている自己増
幅方式と呼ばれる方式が知られている。この方式は第３
図に示すように、内部に一対の主放電電極（１）、 （
２）を有し、両端に透過窓（３）、（４）を形成したレ
ーザ管（５）と、一方の透過窓（３）側に、この透過窓
（３）の下半分に対向して設けられた第１のアパーチュ
ア（６）、第１のエタロン（７）、光共振器の一方をな
す高反射ミラー（８）と、他方の透過窓（４）側に、第
１のアパーチュア（１３）に同軸的に対向して設けられ
た第２のアパーチュア（９）、第２のエタロン（１０）
および所定角度に傾けられ共振器ミラーの他方をなし角
度調整自在になるグレーティング（１１）と、このグレ
ーティング（１１）で反射し、上記光共振器外に出たレ
ーザ光をレーザ管（５）の放電空間にビームエキスパン
ダ（１２）を介して折り返す折り返しミラー（１３）と
を備えた構成になっている。この構成では、高反射ミラ
ー（８）とグレーティング（１１）間で発振し狭帯域化
され、グレーティング（１１）から出力された゛レーザ
光（Ｌ １）は、折り返しミラー（１３）によって再び
放電空間に入って増幅され、増幅ビーム（Ｌ２）となっ
て透過窓（３）から出力される。
（発明が解決しようとする課題）
上記従来装置において、ビームのパルス幅を２０ ｎ５
ｅｃ、共振器長を１ｍとすると、光は１ ｎ５ｅｃに約
３０ｃａ進むので、１回の発振で伜かに３往復しかせず
、狭帯域化された光は２０ ｎ５ｅｃの間の後半に主に
発生する。その光をミラー等を介してさらに時間的に遅
れて増幅部に入力するので、増幅ビーム（Ｌ２）は、特
に前半は狭帯域化されていない、いわゆるＡＳＥ（寄生
発振）光と呼ばれる光が主成分となってしまい、スペク
トル純度の低下、広がり角が拡大するといった問題があ
った。本発明はこのような問題を解決するためになされ
たもので、スペクトル純度の高い高出力のレーザ装置を
提供することを目的とする。
ｅｃ、共振器長を１ｍとすると、光は１ ｎ５ｅｃに約
３０ｃａ進むので、１回の発振で伜かに３往復しかせず
、狭帯域化された光は２０ ｎ５ｅｃの間の後半に主に
発生する。その光をミラー等を介してさらに時間的に遅
れて増幅部に入力するので、増幅ビーム（Ｌ２）は、特
に前半は狭帯域化されていない、いわゆるＡＳＥ（寄生
発振）光と呼ばれる光が主成分となってしまい、スペク
トル純度の低下、広がり角が拡大するといった問題があ
った。本発明はこのような問題を解決するためになされ
たもので、スペクトル純度の高い高出力のレーザ装置を
提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段と作用）
所定の間隔で少なくとも一対で対向配置されたほぼ板状
で長尺の主放電電極と、所定圧力でガスレーザ媒質が封
入され上記主放電電極を内部に設けた気密容器と、この
気密容器の上記主放電電極の長手方向側になる両端部に
主放電空間に対向して設けられた一対の第１、第２の透
光窓と、上記長手方向を横切って上記主放電空間に対向
する上記気密容器の両側面に設けられた一対の第３、第
４の透光窓と、上記気密容器外になり上記第３、第４の
透光窓を間にしかつ狭帯域化素子を備えた一対の共振器
ミラーと、この共振器ミラーから出力されたレーザ光を
上記第１、第２の透光窓の一方から上記主放電空間に導
く光学系とを備えた構成とし、共振器長を短くして狭帯
域化したものである。
で長尺の主放電電極と、所定圧力でガスレーザ媒質が封
入され上記主放電電極を内部に設けた気密容器と、この
気密容器の上記主放電電極の長手方向側になる両端部に
主放電空間に対向して設けられた一対の第１、第２の透
光窓と、上記長手方向を横切って上記主放電空間に対向
する上記気密容器の両側面に設けられた一対の第３、第
４の透光窓と、上記気密容器外になり上記第３、第４の
透光窓を間にしかつ狭帯域化素子を備えた一対の共振器
ミラーと、この共振器ミラーから出力されたレーザ光を
上記第１、第２の透光窓の一方から上記主放電空間に導
く光学系とを備えた構成とし、共振器長を短くして狭帯
域化したものである。
（実施例）
以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を説明する。
なお、この実施例の説明中、一部の構成要素の保持形態
については省略する。すなわち、本発明の一実施例を示
す第１図および第２図において、レーザ管（２０）を有
し、このレーザ管（２０）の内部には横断面がいわゆる
チャン形の長尺の主放電電極（２１） 、 （２２）が
相対向して設けられ、また、レーザ管（２０）の主放電
電極（２１）、 （２２）の長手方向になる両端部には
第１、第２の透過窓（２３） 、 （２４）が気密に形
成されている。また、レーザ管（２０）の側面には放電
空間（２５）に対向するように第３、第４の透過窓（２
Ｂ） 、 （２７）が気密に形成されている。
については省略する。すなわち、本発明の一実施例を示
す第１図および第２図において、レーザ管（２０）を有
し、このレーザ管（２０）の内部には横断面がいわゆる
チャン形の長尺の主放電電極（２１） 、 （２２）が
相対向して設けられ、また、レーザ管（２０）の主放電
電極（２１）、 （２２）の長手方向になる両端部には
第１、第２の透過窓（２３） 、 （２４）が気密に形
成されている。また、レーザ管（２０）の側面には放電
空間（２５）に対向するように第３、第４の透過窓（２
Ｂ） 、 （２７）が気密に形成されている。
これら第３、第４の透過窓（２Ｂ）、（２７）を間にし
て光共振器を構成する高反射ミラー（３０）と出力ミラ
ー （Ｓｔ）とが相対向して設けられている。第３の透
過窓（２３）と高反射ミラー（３０）との間には狭帯域
化素子として一対のエタロンからなる狭帯域化素子（３
２）が共振光軸に対して若干傾斜して設けられている。
て光共振器を構成する高反射ミラー（３０）と出力ミラ
ー （Ｓｔ）とが相対向して設けられている。第３の透
過窓（２３）と高反射ミラー（３０）との間には狭帯域
化素子として一対のエタロンからなる狭帯域化素子（３
２）が共振光軸に対して若干傾斜して設けられている。
また、出力ミラー（−３１）に対峙して第１の反射鏡（
３３）が設けられ、第２の透過窓（２４）に対峙して第
２の反射鏡（３４）が設けられている。これら第１、第
２の反射鏡で出力ミラー（３１）から出た光は第２の透
過窓（２４）から放電空間（２５）を通り、第１の透過
窓（２３）から出光するようになっている。なお、レー
ザ管（２０）はガスレーザ媒質の供給室（３６）を備え
ていて、供給室（３Ｂ）に設けられた送風機（３７）、
熱交換器（３８）でほぼ一定温度に榮うたガスレーザ媒
質をガイド（３９）を介し放電空間（２５）に供給する
ようになっている。また、上記の構成で第１、第２の反
射鏡（３３）、（３４）は出力ミラー（３１）から出た
光を第１の透過窓（２３）から放電空間（２５）を通り
、第２の透過窓（２４）から出光するように構成しても
よい。
３３）が設けられ、第２の透過窓（２４）に対峙して第
２の反射鏡（３４）が設けられている。これら第１、第
２の反射鏡で出力ミラー（３１）から出た光は第２の透
過窓（２４）から放電空間（２５）を通り、第１の透過
窓（２３）から出光するようになっている。なお、レー
ザ管（２０）はガスレーザ媒質の供給室（３６）を備え
ていて、供給室（３Ｂ）に設けられた送風機（３７）、
熱交換器（３８）でほぼ一定温度に榮うたガスレーザ媒
質をガイド（３９）を介し放電空間（２５）に供給する
ようになっている。また、上記の構成で第１、第２の反
射鏡（３３）、（３４）は出力ミラー（３１）から出た
光を第１の透過窓（２３）から放電空間（２５）を通り
、第２の透過窓（２４）から出光するように構成しても
よい。
上記の構成において、出力ミラー（３１）と高反射ミラ
ー（３０）との間の共振器長は、レーザ管（２０）の長
手方向側に形成した場合の共振器長に比べて約１／３以
下になる。したがって、長手方向が１ｍのときには３０
ｃｍ程度の長さにできるので、２０ｎｓｅｃのパルス幅
の間に約ｌＯ往復することになる。
ー（３０）との間の共振器長は、レーザ管（２０）の長
手方向側に形成した場合の共振器長に比べて約１／３以
下になる。したがって、長手方向が１ｍのときには３０
ｃｍ程度の長さにできるので、２０ｎｓｅｃのパルス幅
の間に約ｌＯ往復することになる。
そのため＠２０ｎＳｅＣのパルス幅の間に約１０往復す
ることになり、狭帯域化された光は２０ ｎ５ｅｃの前
半から発生し、後半は従来以上にスペクトル純度の高い
光として得られる。主放電電極（２１） 、 （２２）
の放電幅は１ｃｍ程度であるため、出力ミラー（３１）
から従来に比べて格段に低い出力のレーザ光が放出され
る。この低い出力のレーザ光は第１、第２の反射鏡（３
３）、（３４）で折り返され、レーザ管（２０）の長手
方向になる放電空間（２５）で増幅される。
ることになり、狭帯域化された光は２０ ｎ５ｅｃの前
半から発生し、後半は従来以上にスペクトル純度の高い
光として得られる。主放電電極（２１） 、 （２２）
の放電幅は１ｃｍ程度であるため、出力ミラー（３１）
から従来に比べて格段に低い出力のレーザ光が放出され
る。この低い出力のレーザ光は第１、第２の反射鏡（３
３）、（３４）で折り返され、レーザ管（２０）の長手
方向になる放電空間（２５）で増幅される。
特にエキシマレーザの場合では利得が大きいので、十分
に増幅される。
に増幅される。
なお、上記実施例ではエキシマレーザについて説明した
が、他のガスレーザにも適用できるものである。また、
狭帯域化は一対のエタロンだけでなく、プリズムやアパ
ーチェア等の組合わせで行ってもよい。さらに、第４の
透過窓（２７）に出力ミラーの機能を持たせれば、共振
器長をより短くすることができる。
が、他のガスレーザにも適用できるものである。また、
狭帯域化は一対のエタロンだけでなく、プリズムやアパ
ーチェア等の組合わせで行ってもよい。さらに、第４の
透過窓（２７）に出力ミラーの機能を持たせれば、共振
器長をより短くすることができる。
［発明の効果］
第１、第２の反射鏡（１３） 、（３４）で折り返され
て増幅のための放電空間（２５）に入るレーザ光はスペ
クトル純度が高い状態にされているので、放電空間（２
５）においてはそのスペクトル純度を保ったまま、十分
に増幅することができる。また、増幅過程で従来のよう
に利得区域を狭帯域化と増幅の二ツニ分けていないので
、増幅されたビーム断面積が大きくとれ、より高出力の
レーザ光を得ることができた。
て増幅のための放電空間（２５）に入るレーザ光はスペ
クトル純度が高い状態にされているので、放電空間（２
５）においてはそのスペクトル純度を保ったまま、十分
に増幅することができる。また、増幅過程で従来のよう
に利得区域を狭帯域化と増幅の二ツニ分けていないので
、増幅されたビーム断面積が大きくとれ、より高出力の
レーザ光を得ることができた。
第１図は本発明の一実施例を示す一部切り欠いた平面図
、第２図は第１図の■−■線で切断した断面図、第３図
は従来例を示す構成図である。 （２０）ψ ・レーザ管 （２１） 、 （２２） ・・主放電電極（２３）
・・φ第１の透光窓 （２４）・・・第２の透光窓 （２６）・ ・第３の透光窓 （２７）・・・第４の透光窓 （３０）・・・高反射ミラー （３１）・ ・出力ミラー （３２）・・・狭帯域化素子 （３３）・・φ第１の反射鏡 （３４）・ ・第２の反射鏡 弼１１図
、第２図は第１図の■−■線で切断した断面図、第３図
は従来例を示す構成図である。 （２０）ψ ・レーザ管 （２１） 、 （２２） ・・主放電電極（２３）
・・φ第１の透光窓 （２４）・・・第２の透光窓 （２６）・ ・第３の透光窓 （２７）・・・第４の透光窓 （３０）・・・高反射ミラー （３１）・ ・出力ミラー （３２）・・・狭帯域化素子 （３３）・・φ第１の反射鏡 （３４）・ ・第２の反射鏡 弼１１図
Claims (1)
- 所定の間隔で少なくとも一対で対向配置されたほぼ板状
で長尺の主放電電極と、所定圧力でガスレーザ媒質が封
入され上記主放電電極を内部に設けた気密容器と、この
気密容器の上記主放電電極の長手方向側になる両端部に
主放電空間に対向して設けられた一対の第１、第２の透
光窓と、上記長手方向を横切って上記主放電空間に対向
する上記気密容器の両側面に設けられた一対の第３、第
４の透光窓と、上記気密容器外になり上記の第３、第４
の透光窓を間にしかつ狭帯域化素子を備えた一対の共振
器ミラーと、この共振器ミラーから出力されたレーザ光
を上記第１、第２の透光窓の一方から上記主放電空間に
導く光学系とを備えたレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26387589A JPH03126276A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26387589A JPH03126276A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | レーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126276A true JPH03126276A (ja) | 1991-05-29 |
Family
ID=17395455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26387589A Pending JPH03126276A (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03126276A (ja) |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP26387589A patent/JPH03126276A/ja active Pending
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