JPH03244176A - レーザ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザ装置に係り、特にそのレーザビーム
の発振波長の安定化に関するものである。

〔従来の技術］ エキシマレーザや半導体レーザ、色素レーザや一部の固
体レーザ等のレーザ装置では、レーザビームの発振波長
幅が店り、このレーザビームを用いて微細加工等を行う
際、レーザビームを集光するレンズによる色収差が問題
となる。したがって、上記のようなレーザ装置として、
光共振器内にエタロンを押入することにより、レーザビ
ームの発振波長幅を狭くし、単色光に近いレーザビーム
を出力するものが提案されている。

この提案されたレーザ装置は、例えば特開平１−２０５
４８８号公報に示されている。第９図は、このレーザ装
置の構成を示すものであって、図において、（１）は光
共振器で、レーザ媒質（２）、全反射鏡（３）及び部分
反射鏡（４）より構成されている。（５）は光共振器（
１）内に配され、レーザビームの波長をおおまかに選択
する粗調用エタロン、（６）は光共振器（１）内に配さ
れ、レーザビームの波長か決定される微調用エタロンで
、これらのエタロンは、例えは第１０図に示されるよう
に、ギャップ（ｄｌを介して、二枚の透明基板（５ｂ）
が平行対向配置されその対向面に、反射コーティングか
施された反射面（５ｂ）が形成されたものであって、上
記ギャップ間距離（ｄｉあるいはレーザビームに対する
エタロンのＭ＆を変えることにより、エタロンを通過す
る中心透過波長を変えることができるものである。また
、（７）は粗調用エタロン（５）及び微調用エタロン（
６）によって狭帯域化され、光共振器ｆｉｌ外へ出力さ
れるレーザビーム、　（９）はこのレーザビーム（７）
の一部カ部分反射鏡（８）を介して導ひかれ、この導び
かれた光より干渉縞を検出する第１の干渉縞検出器で、
第１１図に示されるように、干渉縞を形成する光を弱め
たり、拡散させたりするインテグレータ（１０）、エタ
ロンＩｌｌ、レンズｔ１２１と、光の集まる位置を観測
する撮（象素子（１３）と、画像処理部ｕ４１より構成
されている。（１５）は上記干渉縞が所定の発振波長を
持つレーザビームの基準干渉縞となるように微調用エタ
ロン（６）のギャップ長（ｄｉあるいは角度を変えるこ
とにより微調用エタロン（６）の透過できる波長を変え
る第１のエタロンの制御機構である。（１６）は粗調用
エタロン（５）のみで分光される光を入射する光源、（
１８）はこの光源口６）からの光で、この光は集光レン
ズ（１７）により集光され、ｍ＝用エタロン（５）に入
射する。

（４））は上記光源（１６）からの光（１８）が粗調用
エタロン（５）を通過した後、反射鏡（１９）を介して
導ひかれ、この堝びかれた光より生じる干渉縞を検出す
る第２の干渉縞検出器で、第１１図に示されるように、
干渉縞を形成するレンズ（２１）と光の集まる位置を観
測する撮１象素子（支）、１１！ｉｉ＠！処理部□□□
、１より構成される。また、この第２の干渉縞検出器（
４）ｊで形成される干渉縞は、粗調用エタロン（５）の
みで分光したものである。（２４）はこの第２の干渉縞
検出器における干渉縞が所定のレーザビームの発振波長
に対応する干渉縞になるように、粗調用エタロン（５）
のギャップ長（ｄｌあるいは角度を変えることによって
、粗調用エタロン（５）の透過できる波長を変える第２
のエタロンの制御機構、□□□は粗調用あるいは微調用
エタロンｔ５＋　＋６の制御の要台や優先性を選択する
選択制ａ機構である。

次に動作について説明する。このようなレーザ製置にお
いては、通常、レーザ媒質（２）より発生した光は、全
反射鏡（３（と部分反射鏡（４）からなる光共振器（１
）内を何度も往復している間に増幅され、レーザビーム
（７）として取り出される。そして、上記説明したよう
なレーザ装置には、光共振器（１）内に、粗調用エタロ
ン（５）及び微調用エタロン（６）が挿入されているの
で、発振波長幅が狭く、単色光に近いレーザビーム（７
）を得ることができる。

ここで、粗調用及び微調用エタロン＋５１　（６１の２
枚のエタロンを光共振器（１）に挿入した場合、レーザ
発振波長幅が狭く成ることについて説明する。第１２図
はレーザ発振波長幅が狭くなる原理を示した図で、第１
２図（ａｌは粗調用エタロン（５）の分光特性を示す。

この分光特性のそれぞれの山のピークの位置である中心
透過波長λ□、は下記（１）式で小される。

λ、１＝２°゛ｄ”０°゛θ“ ・・・　　（１） ｍｌ （ココテ、ｎｌ　ハエタロンを構成する２枚の鏡面の間
にある物質の屈折率、ｄ、は鏡面の間の短離、θ１はエ
タロンに入射するときの角度、ｍｌは整数である。幾つ
かあるピークはこのｍｌの違いに対応しＣいる。） この式から明らかなように、ｎｌ　ｌ　ｄｌ　＋０１を
変えることによって、山のピーク波長を自由に変えるこ
とかできる。一方、ピークとピークの間は自由スペクト
ル舶載（以ト、ＦＳＲと略す）と呼ばれ、下記（２）式
で示される。

また、それぞれのピークの半値幅Ａ＾ｌは下記（３１式
％式％ （ここで、Ｆはフィネスと呼び、エタロンの性能により
決まるものである。） 一方、第１２図（ｃｌはレーザ媒質（２）のゲインの分
光特性を示すものである。光共振器（１）内にエタロン
が存在しなければ、このゲインが存在する範囲内で光は
増ｌ陥されるため、発振波長幅が広いレーザビームとな
る。その際、粗調用エタロン（５）のピーク位置λｍｌ
をゲインが存在する輸囲のどこかの波長λ０に等しく成
るように、しかもケインが存在する波長内にλｍ１以外
の他のピークがこないように、ギャップ長（ｄり等を設
定すれば、ｄｔ調用エタロン（５）の存在により、λ０
のところだけ、ロスが少ナイ状態が実現し、その波長λ
０付近でのみ、光は増幅され、発振波長幅が狭くなった
レーザビームが発振される。

ところで、ゲインが存在する波長内にピークが１つだけ
になるようにすると、ＦＳＲＩの最低値は決まり、また
、フィネスＦはエタロンの性能により決まり、せいぜい
２０程度であるので、（３）式より粗調用エタロン（５
）のみで、レーザビームの発振波長幅を狭くするには限
度がある。そこで、もう１個の微調用エタロン（６）を
用いることになる。この微調用エタロン（６）の分光特
性は、ピーク波長λｍ２を＾０に等しくし、ＦＳＲ２は
ＦＳＲ２〉−λ！となるようにし、例えば第１２図（ｂ
ｌに示されるようになる。

このようにして、もともと第１２図（ｃｌのような分光
特性であったレーザビームは２個のエタロンを用いるこ
とにより、第１２図（ｄｉに示すように、それぞれのエ
タロンのピークが獣なるように＾０を中心とした狭い範
囲でのみ発振することになる。実際には、発振中にエタ
ロンを何度も通るから、レーザビームの発振波長幅は、
２個のエタロンにヨリ決まる波長（嘔の１／２〜１／１
０となる。

さらに、レーザビームの発振波長幅を狭くしたいときに
はさらにもう１個のエタロンを用いれば目い。

さて、以上のようにしてレーザビームの発振波長幅を狭
くできるが、発振後レーザビームがエタロンを通過する
ときに発熱が生じ、この発熱によってエタロンが変形す
る。この変形はエタロンの特性を劣化させるほどではな
いが、エタロンのギャップ長（ｄｌを変え、その結果、
中心透過波長をシフトさせるという問題が生じる。この
問題を第１３図を用いて説明する。第１３図（ａｔは粗
調用エタロン（５）の分光特性を拡大したもので、図に
おいて実線は発振面後の分光特性であり、点線は波長が
シフトしたときの分光特性を示す。シフト量とエタロン
の変形によるｄの変化の間には下記（４）式の関係があ
る。

λｍ −λ　＝　−Ｊ　ｄ　　　　　　　　　　・・・　（４
）ここで、波長シフトの方向は、エタロンの構造等によ
り決まり、特定のエタロンを用いれば、レーザビームに
よる発熱によって一方向にシフトする。一方、微調用エ
タロン（６）もまた、同様に波長／３ シフトが生じ、第４図（ｂｌに示すようになる。しかし
、微調用エタロン（６）のギャップ長は、粗調用エタロ
ン（５）より大きいので、微調用エタロン（６）の波長
シフト量は、１′１４調用エタロン（５）の波長シフト
量より小さくなり、２個のエタロン（５）　＋６１の中
心透過波長λｍｌとλｍ２にずれが生じるため、両方を
暇ねたときの光透過酸は、中心透過波長λｍｌとλｍ２
が等しい場合に比べ′Ｃ減少する。その際のレーザビー
ム発振の様子を第１３図（ｃｌに示す。従って、長時間
発振した後では、レーザビームは、発振波長が＾０から
λｍ２にシフトすると共に、出力も低トし、さらにシフ
ト槍が大きい場合には、エタロンの他のモードが発振さ
れることもある。

したがって、上記第１１図に示したものにおいては、以
下のようなレーザビームの波長安定化のための制御が行
われている。すなわち、レーザビーム（７）の一部が、
反射鏡（８）によって、第１の干渉縞検出器（９）に導
かれる。この第１の干渉縞検出器（９）内に導びかれた
光は、インテグレータ（１０）によって生じた発散成分
のうち、特定の入射角θを持つもののみがエタロン（１
１）を通過し、結縁レンズ（１２）にいたる。そして、
このレンズＩＩ’ｌｌの焦点距離をｆとするとθの成分
を持つ光は、集点位確においてレンズ軸よりｆ・θ離れ
たところに集まり、円形の干渉縞を形成する。そこで、
撮ｌ象素子（１３１により光の集まる位置を観測し、画
像処理部（１４）で解析すれば、入射角度θが求まり、
現在発振されているレーザビームの波長が計算できる。

そして、レーザビームの波長には、微調用エタロン（６
）のみで決まる透過成長成分があられれるので、第１の
エタロンの制御機構（１０）を通じて微調用エタロン（
６１のレーザビームに対する角度あるいはギャップ長（
ｄｌ等を總整し、微調用エタロン（６）の中心透過波長
を所定の波長とすることによって、レーザビームの発振
波長は所定の波長となる。

一方、粗調田エタロン（５）の制御は、次のように行わ
れる。光＃　（１６＋からの光は、粗調用エタロン（５
）に入射され、特定の入射絢度戊分をもつ波長のみが選
択され、微調用エタロン（６）ではそのまま通過する。

そして、この光源の光の波長で高い反射率をもつ、反射
鏡（１９）で反射され第２の干渉縞検出器（４））に導
ひかれる。この干渉縞検出器（４））に導ひかれた光は
、レンズ２１＋により集光され、粗調用エタロン（５）
のみで分光された光で形成された円形の干渉縞か生じる
。そこで、撮像素子Ｏ）によって光の集まる位置を観測
し、画像処理部（２３）で解析することにより、粗調用
エタロン（５）の中心透過波長が求まり、第２のエタロ
ン制御機構−）を通して粗調用エタロン（５）の肉皮あ
るいはギャップ長（ｄ）を調整し、粗調用エタロン（５
）の中心透過波長が、所定の波長に制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１４図は粗調用エタロン（５）の反射面（５ｂ）の反
射率と干渉縞の光強度の関係を説明するための図であり
、反射率が小さい場合には、光強度変化の割合が小さい
ため撮像素子（２２１により干渉縞を読み取りにくり、
干渉縞による制御が難しい。

したがって、このように構成されたレーザ装置では、上
記で述べたように粗調用エタロン（５）の制御を行うに
あたっては、九＃　０６＋の波長に対する粗調用エタロ
ン（５）の反射面（５ｂ）の反射率を大きくしなければ
、第２の干渉縞検出器１２ｒＩ＋より充分な信号は得ら
れず、誤動作を起こすこともあった。

しかしなから、エタロンの反射向（５ｂ）の反射率を大
きくしようとすると、例えはエタロンの反射面（５ｂ）
を構成する反射膜の膜数を増やさねはならず、エタロン
の製作が困難になる。また、反射率を大きくすると、そ
れに伴って、吸収率も壇加するので、エタロンの耐光強
度か低くなるという問題も発生する。

本発明は上記した点を解決するためになされたものであ
って、波長及び出力の安定したレーザビームか発振され
るレーザ装置をｉｌることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るレーザ装置は、透過できる波長を変えられ
るエタロンを光共振器内に有するレーザ発振器と、上記
エタロンに光を入射する光源と、この光源からの光かエ
タロンによって反射された光強度を検出する光検出器と
、このツＣ検出器で検出された反射光強度に基づいて、
上記エタロンの透過できる波長を調整する制御手段を備
えたものである。

〔作　用〕

上記のように構成されたレーザ装置においては、光源か
らの光がエタロンによって反射され、この反射光強度を
光検出器で検出する。この反射光の光強度は、上記エタ
ロンの中心透過波長に依存するために、制御手段がこの
反射光強度に基づいて、エタロンの透過できる波長を制
御せしめ、所定の波長の狭帯域のレーザビームを安定し
て出力せしめるように働く。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。ν、１図は
本発明の一実施例のエキシマレーザ装置の構成図で、図
において、（１）は光共振器で、レーザ媒質（２）、全
反射鏡（３）と部分反射鏡（４）より構成され、ここで
はレーザ媒質（２）は中心波長２４．８ｎｍのＫｒＦレ
ーザである。Ｇ）は全反射鏡（３）を介して粗調用エタ
ロン（５）に対向配置され、安定した波長を有し、粗調
用エタロン（５）によって反射される光を入射するため
の光源で、この実施例ではレーザビーム（７）の波長と
は異なる波長６３３ｎｍのヘリウム−ネオン（Ｈｅ−Ｎ
ｅ）レーザが用いられており、このとき上記全反射鏡（
３）は、このＨｅ−Ｎｅレーザの波長に対して、十分透
過するようなコーティングか施されている。固はこの光
源（４）と全欠射鏡（３１間に配され、上記光源（２６
）より出射された光の）を２方向に分割するビームスプ
リッタ、■）はこのビームスプリッタ（イ）により汁割
された光（２９ｂ）の方向を変えるためのミラーである
。（３０ａ）は光源囚）からの光がヒームスプリッタ固
を透過し、粗調用エタロン（５）によって反射された光
を検出する、つまり反射された光強度を検出する光検出
器で、この実施例では光センサが用いられている。（３
０ｂ）は光源■からの光かビームスプリッタのにより分
割され、前記ミラー■によって粗調用エタロン（５）に
導かれ、反射された光を検出する、つまり、この反射さ
れた光の光強度を検出する第２の光検出器で、この実施
例では光センサか用いられており、ｌ！ｌＩ調用エタロ
ン（５）の中心透過波長が所定波長のとき、上記第１の
光検出器（３０ａ）と上記第２の光検出器（３０ｂ）の
出力差、つまり光強度の差が０となるように、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ（２６）及びミラー（支）は配されている。１
３１１は第１の光検出器（３０ａ）及び第２の光検出器
（３０ｂ）からの出力に基ついて、粗調川エタロン（５
）のギヤｉ勾 ツブ長（ｄｌあるいはレーザビームに対する伸度（のを
変えることによって粗調用エタロン（５）の透過できる
波長を変える制御手段である。

上記のように構成されたレーザ装置においても、従来例
で示したもの同様に、光共振器（１）内の光は、この光
共振器（１）内を何度か往復している間に増幅され、粗
調川エタロン（５）及び微調用エタロン（６）によって
、波長が選択され発振波長幅が狭く、単色光に近いレー
ザビーム（７）が得られる。しかし、それだけではすで
に述べたように、波長も出力も不安定である。

シタ力って、この実施例においても、レーザビームの発
振波長の安定化のために、次のようなエタロンの制御が
行われている。すなわち、微調用エタロン（６）は、従
来の方法と同様にレーザビーム（７）の一部が、部分反
射鏡（８１により、干渉縞検出器（９）に導かれ、この
干渉縞検出器（９）内で円形の干渉縞が形成される。そ
こで、撮像素子（１３１により光の集まる位置か観測さ
れ、画像処理部Ｉ４）で解析され、現在発振されている
レーザビーム（７）の発振波長か求まり、制（財）機構
（１５＋を通じて、微調用エタロン（６）のギャップ長
（ｄ）又はレーザビームに対する用度（θ）を変化させ
、微調用エタロン（６）の中心透過波長を所定の波長に
制御することにより、レーザビーム（７）の発振波長は
所定の波長となる。

次に、粗調用エタロン（５）の制御方法について説明す
る。レーザビームの出力には、微調用エタロン（６）で
決まる透過枝長銭分のみが現われるので、粗調用エタロ
ン（５）のみでの影響を知ることが必要である。従って
、粗堺用エタロン（５）に波長か異なり、かつ安定な波
長をもつ光源、つまり、この実施例ではＨｅ−Ｎｅレー
ザ（４）が粗調川エタロン（５）に照射される。このＨ
ｅ−Ｎｅレーザビームの）は、ビームスプリッタ＠によ
って、２方向に分割される。ビームスプリッタ□□□を
通過したＨｅ−Ｎｅのレーザビーム（２９ａ）の一部は
、Ｈｅ−Ｎｅのレーザの波長に対して十分透過するよう
なコーティングが施されている全反射鏡（３１を通過し
、粗調用エタロン（５）に入射し、この粗調用エタロン
（５）の反射面（５ｂ）によって、反射される。そし２
て、反射された光の強度が、第１の光センサ（２２ａ）
によって検出される。一方、ビームスプリッタ固によっ
て分割された１部のＨｅＮｅレーザビーム（２９ｂ）は
、ミラー（２８）により方同か変えられ、粗調用エタロ
ン（５）に照射され、粗調用エタロン（５）の反射面（
５ｂ）Ｋより反射される。

そして、反射された光の強度が第２の光センサ（３０ｂ
）によって、検出される。そして、第１の光センサ（３
０ａ）及び第２の光センサ（３０ｂ）の出力は、制ａ機
構ｌ３１１に導ひかれ、粗調用エタロン（５）の中心透
過波長が所定の波長であるときに、第１の光センサ（３
０ａ）と第２の光センサ（３０ｂ）の出力差がＯとなる
ように設定されているので、この出力差かＯとなるよう
に、粗調用エタロン（５）のギャップ長（ｄｌあるいは
レーザビーム（７）に対する用度を調整することにより
、粗調用エタロン（５）の中心透過波長は所定の波長と
なる。上記説明したように微調用エタロン（６１及び粗
調用エタロン（５）の中心透過波長を制御すれば、従来
例と同様にレーザビームの波長及び出力は安定する。

ここで粗調用エタロン（５）の制御方法について、第２
図に基づいてさらに詳しく説明する。ｆＪｌ調用エタロ
ン（５）のギャップに設けられた反射ｍ（５ｂ）のＨｅ
−Ｎｅレーザの波長に対する反射率をＲとすると、第１
の光センサに戻ってくる光の割合Ｂは、下記（５）式で
示される。

（１−Ｒ）２＋４Ｒｓｉｎ２（δ、／２）　　　　　−
ｔ５１δ１−４“０ｄ００°θ゛ λ （ここで、ｎｄはエタロンの光学的ギャップ長、λはＨ
ｅ−Ｎｅレーザの波長、θｌはＨｅ−Ｎｅ　レーザから
の光がエタロンに入射する肉皮である。）また、エタロ
ンの透過中心波長　は（１）式に示される。したがって
、第１の光センサ（３０ａ）に戻ってくる反射光の割合
Ｂは、エタロンの中心透過波長の変化に依存し、この反
射光の割合は、その光強度によって測定される。よって
、光センサに戻ってくる反射光強度を観測することに、
よって、エタロンの透過中心波長を観測できる。一方、
第２の光センサ（３０ｂ）に戻ってくる光の割合Ｂも、
入射角度θ２が異なるが、上記（５）式と同様に示され
る。

ここで、第１の光センサ（３０ａ）と第２の光センサ（
３０ｂ）の出力の関係を第２図に示す。第２の光センサ
（３０ｂ）の出力は、第１の光センサの（３０ａ）出力
とは、粗調用エタロン（５）に入射する角度（θ）か異
なるため、第１の光センサ（３０ａ）の出力かシフトし
た形状となる。この実施例では、δｌ−δ２＝π／２の
関係になるようにミラー（２）が配されている。そして
、この第１の光センサ（２２ａ）と第２の光センサ（３
０ｂ）の出力差は、第２図中の一点鎖線で示される。そ
して、この２つの光センサの出力差がＯのときに、Ｉｌ
ｔｌｔＭ用エタロン（５）の中心透過波長が、エキシマ
レーザの所定の波長となるように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（
イ）及びミラー（２８１が配されているので光センサの
出力差か常に０となるように制御手段（３１１を通じて
粗調用エタロン（５）を調整することによって、所定の
波長でエキシマレーザは、安定して出力される。この制
御方法は光源（２６）からの光をエタロンの反射面（５
ｂ）に反射させて、その反射光強度を測定し、この出力
に基づいて、制御されるのでエタロンの反射ｔｆｉ　（
５ｂ）の反射率Ｒが小さくとも、その出力をアンプ等に
よって増幅することによって、制御に用いることができ
る。また、このように１つのエタロンに対して入射角度
の異ｌＳる２つの光を照射させることによって、長期使
用等によってエタロンが劣下し、反射率が低ｆし、反射
光強度か低下した場合においても、第１の光センサ（３
０ａ）と第２の光センサ（３０ｂ）の出力が共に低下す
るので、出力差かＯの位置はすれることがなく、粗調用
エタロン（５）の中心透過波長を所定の波長とすること
ができる。

また、このように光源（４）からの光をエタロンに反射
させて粗調用エタロン（５）を制御する方法は、レーザ
ビームが発振していなくとも、エタロンの調整を行うこ
とができると共に、従来例のようなレンズｃ２Ｉｌや撮
像素子□□□を用いなくとも、間車な装置によってエタ
ロンの１ｌｄＪ　ａｌｌｌを行うことができる。

また、Ｈｅ−ＮｅレーザＣ２６）の光は、エキシマレー
ザが実際に通過する場所を照射するので、エタロンの中
心透過波長がずれる原因であるエキシマレーザによるエ
タロンの局所的な熱歪みを観測するのにも都合が良い。

さらに、エタロンの反射面（５ｂ）の反射率Ｒを大きく
すればエタロンの中心透過波長のずれによる光センサの
出力変化が大きくなるので、測定精度は向上する。また
、Ｈｅ　−Ｎｅレーザ光の粗調用エタロン（５）に対す
る入射角θｌ、θ２を調整することによって、波長のず
れによる第１の光センサ（３０ａ）と第２の光センサ（
３０ｂ）の出力差の変化が大きくできるので、さらに測
定精度を向上させることができる。

また、この実施例におけるＨｅ−Ｎｅレーザ（４）は、
レーザ装置の製造工程の光共振器（１）の調整に用いら
れたＨｅ−Ｎｅレーザを利用できるので新たに設置する
必要はない。

第３図は、この発明の他の実施例の要部構成をしめすも
のであって、上記実施例とは、第１の光センサ（３０ａ
）と第２の光センサ（３０ｂ）が近接して配され、光源
（４）からの光■を２方向に分割するビームスプリッタ
（５）かなく、光源からの光（２９）を拡げるレンズ図
がＨｅ−Ｎｅレーザ■と全反射鏡（３）間に配されたこ
とが異なる点である。

このように構成されたレーザ装置においては、第１の光
センサ（３０ａ）と第２の光センサ（３０ｂ）を近接し
て配置すると、Ｈｅ　−Ｎｅレーザ（２１）の発散角の
ために第１の光センサ（３０ａ）と第２の光センサ（３
ｏｂ）では、異なる出力か観測され、この出力差によっ
て、上記実施例同様にエタロンの中心透過波長を制御で
きる。このときの光センサの出力差は、第４図に示され
る。上記実施例と同様にＯを横切リ、この０点を制御に
用いることによって、上記実施例と同様の作用及び効果
が得られる。また、上記のように構成されたレーザ装置
においては、レンズ図によって、ビームを広けることに
よって、光センサの出力差が大きくなり、レンズ図を用
いない場合より測定精度をあげることができる。

さらｒ、この発明の他の実施例を第５図に示す。

この実施例は、上記第１図の実施例と同様に光共振器（
１）内に粗調用及び微調用エタロン＋５１　（６１が仲
人されており、波長か安定した光源であるＨｅ−Ｎｅレ
ーザ（４）が、全■射鋭（３１を介して対向配置され、
粗調用エタロンｆ５）　ｃ）Ｗ対面にて反射された光強
度を検出する光検出器（３０ａ）か配され、この光検出
器（３０ａ）の出力に基づいて、ｆＩ−１調用エタロン
（５）の中心透過波長が所定の波長となるように制御す
る制御手段１３１１を備えたものである。

このように構成されたレーザ装置においても、上記実施
例と同様に、微調用エタロン（６）及びｆｌＩ調用上用
エタロン）によって、波長が選択され、発振波長幅の狭
いレーザビームが得られる。そして、レーザビームの安
定化のためにエタロンの制御か行われている。

この点について、さらに詳細に説明する。微調用エタロ
ン（６）の制御方法については、上記説明したものと同
様の方法が用いられており、粗調用エタロン（５）の制
御方法について説、明する。Ｈｅ−Ｎｅレーザ光（支）
は粗調用エタロン（５）の反射面（５ｂ）により反射さ
れる。この時の反射光の強度は、上述した（５）式によ
り決まる。従って、粗調用エタロン（５）の中心透過波
長かレーザビームの所定成長のときの反射光強度を記憶
させ、反射光強度が記憶させた値となるように粗調用エ
タロン（５）のキャップ長（ｄｌあるいはレーザビーム
に対する角度（θ）を調節することによって、粗調用エ
タロン（５）の中心透過波長は所定の波長に保つことが
できる。例えば、エタロンのギャップ長（ｄｌが、ガス
圧の変化により調整されるエタロンを用いた場合につい
て説明する。

第６図にエタロンにかけるガス圧と反射光強度の関係を
示す。例えばエタロンのガス圧が、３ａｔｍのときエキ
シマレーザの波長が所望波長となる場合、その時の光セ
ンサで測定された光強度がＰである。従って、この光強
度をＰＫ保つことによって、粗調用エタロン（５）の中
心透過波長は一定に保つことかでき、一定の波長のエキ
シマレーザが安定して出力される。

さらに、この発明の他の実施例を、第７図に基づいて説
明する。この実施例は第５図に示した実施例にＨｅ−Ｎ
ｅレーザ（４）と全反射鏡（３）間に、Ｈｅ　−Ｎｅレ
ーザ■からの光（支）を２方向に分割するビームスプリ
ッタ面を配し、このビームスプリッタ面によって方向の
変えられたＨｅ−Ｎｅレーザ光（２９ｂ）の光強度を検
出する第２の光検出器である光センサ（３０ｂ）を備え
たものである。このように構成されることによって電源
電圧等の変動によりＨｅ−Ｎｅレーザの出力が変動し、
粗調用エタロン（５）によって反射される反射光強度か
変化しても、Ｈｅ−Ｎｅレーザの出力変動は、第２の光
センサ（３０ｂ）でモニタされ反射光強度は、第２の光
センサ（３０ｂ）からの出力により規格化され、この規
格化された値に基づいて、エタロンが制御されているの
で、Ｈｅ−Ｎｅ　　し−ザ（４）の出力か変動してもそ
の影響を受けることなく、粗調用エタロン（５）の中心
透過波長を制御することができる。よって、この実施例
のレーザ装置は、第５図に示した実施例と比較して、さ
らに安定したレーザビームを出力できる。

また、この発明のさらに他の実施例を第８図に示す。こ
の実施例のレーザ装置は第５図の実施例のものに微調用
エタロン（６）の反射面（５ｂ）から反射された光の光
強度を検出する第３の光センサ（３０ｃ）が備えられた
ものである。このようなレーザ装置においては、微調用
エタロン（６）についても、上記説明したように粗調用
エタロン（５）の制御方法と同様にＨｅ−Ｎｅレーザ（
４）の反射光を利用して、微調用エタロン（６）の制御
をおこなうことができる。

そして、このような制御方法を用いれば、従来例に示し
たような干渉縞を形成するためのレンズ００）や搬像素
子０１）等は不要となるので、装置が簡略化できる。

なお、上記説明した実施例においては、両エタロン＋５
１　＋６１の制御を無秩序に行って、出力変動を助長す
ることを防ぐために、従来例で述べたような粗調用エタ
ロン（５）及び微調用エタロン（６）の制御の要否や優
先性を制御する選択制御機構□□□を設けても良い。

さらに、上記実施例においては光共振器（１）内に２個
のエタロンを挿入し、波長を選択したレーザ装置につい
て述べたか、光共振器（１）内に挿入されるエタロンの
数は、これに限るものではない。

また、上記実施例では、光源（４）は全反射鏡（３）を
介して粗調用エタロン（５）に対向して配されたものに
ついて説明したが、光源（４）からの光は、全反射鏡（
３）を介さすに斜めからエタロンに照射させてもよい。

このように光源（２６）からの光を斜めから照射させる
ようにすれば、必ずしも光＃（４）の波長は、レーザ発
振器より出力されるレーザビームの波長と異なる必要は
ない。

〔発明の効果〕

この発明のレーザ装置は以上説明したように、光源より
エタロンに対して光を入射させ、エタロンの反射面によ
って反射された光強度を測定し、この反射光強度に基つ
いてエタロンの透過できる波長の制御を行なう構成にし
たので、エタロンの反射面の反射率が小さくとも、エタ
ロンの透過できる波長を精度良く調整でき、波長及び出
力か安定した狭帯域のレーザビームが発振できるレーザ
装置が得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のレーザ装置を示す構成図
、第２図はこの発明の一実施例のレーザ装置における光
検出器の出力関係を示す図、第３図はこの発明の他の実
施例のレーザ装置における要部構成図、第４図はこの発
明の他の実施例のレーザ装置における出力関係を示す図
、第５図、第７図及び第８図はそれぞれこの発明のさら
に他の実施例のレーザ装置を示す構成図、第６図は第５
図における実施例のエタロンにかけるガス圧と光検出器
の出力の関係を示す図、第９図は従来のレーザ装置を示
す構成図、第１０図はエタロンの構成図、第１１図は干
渉縞検出器を説明するための図、第１２図は複数個のエ
タロンによりレーザビームが狭帯域化されることを説明
するための図、第１３図はエタロンの波長シフトに基づ
きレーザ出力が低下することを説明するための図、第１
４図はエタロンの反射面の反射率と干渉縞の関係を説明
するための図である。 図において、（１）は光共振器、（５）はエタロン、（
２６）は光源、（イ）は光検出器、ｔ３１１は制御手段
である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透過できる波長を変えられるエタロンを光共振器内に有
   するレーザ発振器、上記エタロンに光を入射する光源、
   この光源からの光が上記エタロンによって反射された光
   を受け、この反射された光の強度を検出する光検出器、
   この光検出器で検出された反射光強度に基づいて上記エ
   タロンを制御し、エタロンの通過できる波長を調整する
   制御手段を備えたレーザ装置。