JPH04340283A - エタロンの収納装置及び保持装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特にエキシマレーザ
装置において狭帯域レーザを発振させるためのエタロン
の収納装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、例えば特開昭６２−１９８１８
２号公報に示された従来のエタロンの使用例を示す構成
図である。図において、全反射ミラー１と出射ミラー２
とからなる共振器を備えたエキシマレーザのキャビティ
内に、波長選択素子としてのエタロン４が配置されてい
る。３はウィンドゥ５ａ，５ｂによって密閉され、かつ
放電電極が収納されたチャンバであり、このチャンバ３
内にはレーザ媒質として例えばアルゴンとふっ素の混合
ガス、あるいはクリプトンとふっ素の混合ガスが充填さ
れている。

【０００３】次に動作について説明する。レーザ媒質の
充填されたチャンバ３内で放電を行うと全反射ミラー１
と出射ミラー２の間でレーザ発振する。このとき、全反
射ミラー１と出射ミラー２の間にエタロン４が挿入され
ているので、波長が選択され、スペクトル幅の狭いレー
ザ光が出射する。

【０００４】ここで、エタロン４は、図５に示すように
、一方の面に高反射膜４３、他方の面に反射防止膜４４
が形成された２枚の合成石英基板４１を、高反射膜面４
３同志が対向するようにスペーサ４２を介して接合した
ものであり、この対向した２つの高反射膜面の間でレー
ザ光が多重反射し干渉することによって波長選択性が得
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のエタロンは、長
時間エキシマレーザ光に曝されると、エタロンのギャッ
プ間距離が変化してしまい、エタロンの性能が著しく劣
化するという問題点があった。この原因としては、石英
素材および薄膜の劣化が考えられ、これらの成分に含ま
れている酸素が僅かに離脱することが予想される。

【０００６】下記の例は、ＫｒＦエキシマレーザに用い
たエタロンが劣化した様子を示したものである（表１参
照）。 （例） ■エタロンの構成 ギャップ間距離　　　　５００μｍ 高反射膜の構成　　　　Ｎ０／Ｈ（ＬＨ）９／Ｎｓ（１
９層の交互多層） ただし、Ｎ０：空気 Ｈ：Ａｌ２Ｏ３ Ｌ：ＳｉＯ２ Ｎｓ：基板（ＳｉＯ２） ■設置環境　　　　　　窒素ガス ■レーザ照射条件 波長：２４８ｎｍ 出力：１０ｍＪ，１０００ｐｐｓ 期間：５×１０８ｐｕｌｓｅ

【０００７】

【表１】

【０００８】ここで、上述した高反射膜の劣化前後にお
ける分光反射率特性を図６に示す。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、エタロンを劣化させない設置環
境を有するエタロンの収納装置を提供する。また、エタ
ロンを収納容器内に確実に保持して、ステッパエキシマ
レーザの波長安定性を高めることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るエタロ
ンの収納装置は、エタロンを気密ホルダーに収納し、気
密ホルダー内に充填するガスに酸素ガスを混合させたこ
とを特徴とする。第２の発明に係るエタロンの保持装置
は、エタロンを弾力性のある多孔質のスポンジ状金属を
介して収納容器に保持するようにしたことを特徴とする
。

【００１１】

【作用】第１の発明においては、エタロンを収納する気
密ホルダー内に酸素ガスを充填することによって、エタ
ロンの設置環境を酸化性雰囲気とし、エタロンの光学的
特性を劣化させないようにする。第２の発明においては
、温度変化や振動が発生しても、スポンジ状金属により
吸収して、エタロンを安定に保持でき、狭帯域スペクト
ルの中心波長が長時間にわたって変化しなくなる。更に
、全面を弾力のある金属で覆うため、応力の集中がなく
なり、すべりの発生が皆無となるので得た論が動くとい
うことはなくなる。

【００１２】

【実施例】第１の発明の一実施例に係るエタロンの収納
装置を図１について説明する。図において、エタロン４
は、レーザ光を導入するためのウィンドゥ１１ａ，ｂ及
びガス導入パイプ１３，ガス導出パイプ１４が取り付け
られた気密ホルダー１０の内部に配設されている。１５
，１６は気密ホルダー１０内に清浄な酸素を含んだガス
を導入あるいは導出するためのバルブであり、１７は導
入ガス中のあるいは気密ホルダー１０内の微小塵埃を除
去するためのフィルタである。また、１２，１８はフッ
素樹脂からなるエタロン４の保持材を示す。

【００１３】次に、上記実施例の動作について説明する
。まず、ガス導入パイプ１３より、窒素、ヘリウム、ア
ルゴン等の不活性ガス及び酸素ガスの両方を含んだ混合
ガスを気密ホルダー１０内に導入する。それにより、エ
タロン４の周囲は酸化性の雰囲気になり、かつ微小塵埃
のない清浄な状態になる。ここで、導入ガスの酸素含有
率は、０，０５容量％〜１００容量％の幅広い範囲から
選択できる。尚、一度ガスを導入した後、気密ホルダー
１０は封じ切っておいても良い。また、エタロン４によ
り選択する波長を制御する手段としては、ギャップ間の
距離を変える方法、レーザ光の光軸とエタロンの角度を
変化させる方法、ギャップ間に流体を入れ流体の圧力を
変化させる方法などがある。上記実施例におけるエタロ
ンについては、上記いずれの方法でも適用可能であり、
特にギャップ間の流体の圧力を変化させる方法では、ガ
ス導入パイプ１３、ガス導出パイプ１４から導入、導出
するガスの圧力を制御することにより簡単に達成するこ
とができる。ここで上記実施例による効果を表２に示す
。

【００１４】

【表２】

【００１５】次に、エタロンの収納容器への保持方法に
ついて考える。合成石英基板からなるエタロンを、例え
ばステンレス鋼よりなる収納容器に直接保持しようとす
ると、熱膨張係数の違いからエタロンに歪を発生させた
り、逆に保持力が小さくなってエタロンが動き光軸に対
する位置がずれるという問題点が発生する。このため、
図１に示すようにテフロンやダイフロン等のフッ素樹脂
からなる保持材１２及び１８を用いて保持する方法があ
る。 この場合、保持材１２及び１８には若干の弾力性がある
ため比較的安定してエタロンを保持することができる。 しかしながら、結合力の強いフッ素樹脂でもエキシマレ
ーザのような短波長の光に晒されると容易に解離してし
まい、エタロンの性能を著しく損うという問題点が生じ
る。

【００１６】また図３に示すように、側面緩衝材２１、
端面緩衝材２２及びスプリング２３で保持する方法もあ
るが、スプリング２３とエタロン４との接触面積が小さ
いため滑りが生じやすくなり、振動があると狭帯域スペ
クトルの中心波長が安定しないという欠点がある。また
、この場合も側面緩衝材２１及び端面緩衝材２２にフッ
素樹脂を用いると図１と同様の不都合が生じる。

【００１７】そこで、図２に示すようなエタロンの保持
装置（第２の発明の実施例）を考える。即ち、スポンジ
状金属からなる側面緩衝材３１及び同じくスポンジ状金
属からなる端面緩衝材３２を用意して、エタロン４を収
納容器２０に保持する。本実施例では、側面緩衝材３１
は外径６０ｍｍ、内径５０ｍｍ、高さ２５ｍの円筒状に
成形している。なお、４はエタロン、１１ａ，ｂはレー
ザ光の出入口となる合成石英からなる一対のウィンドウ
、２０はステンレス合金あるいはインバー合金からなる
エタロンの収納容器を示す。

【００１８】次に、上記実施例の動作について説明する
。レーザ発振部から発振されたレーザ光がウィンドウ１
１より入射してエタロン４を通過する際に、その一部が
ロスとなって熱エネルギーに変りエタロン４に伝わる。 この熱は側面緩衝材３１及び端面緩衝材３２を介して収
納容器２０に伝達される。これにより、エタロン４と収
納容器２０は熱膨張するが、温度の違い、膨張係数の違
いから、エタロン４と収納容器２０の相対位置が変化し
てエタロン４が光軸からずれようとする。ところが、多
孔質スポンジ状金属からなる側面緩衝材３１及び端面緩
衝材３２は弾力性を有するので応力を均等に吸収し、エ
タロン４が収納容器２０に保持される。多孔質スポンジ
状金属としては、例えばステンレス鋼の繊維または金網
を単独又は組み合せて焼結したものがあり、多孔率、材
質の違いにより種々の弾力性を有するものが市販されて
いる。更に、素材が金属であるためエキシマレーザのよ
うな短波長のレーザ光に晒されても劣化することはない
。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば酸素
ガスを含んだガスを充填した気密ホルダー内にエタロン
を収納することによって、エタロンの構成材料から酸素
原子が離脱して行くのを防止でき、エタロンの光学的初
期特性を長期間維持できるという効果がある。また、第
２の発明によればエタロンの保持材としてスポンジ状金
属を使用することによって、狭帯域エキシマレーザの波
長安定度が良くなり、レーザ装置の信頼性が高くなる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例に係るエタロンの収納装
置を示す断面図である。

【図２】第２の発明の一実施例に係るエタロンの保持装
置を示す断面図である。

【図３】他のエタロンの保持装置を示す断面図である。

【図４】従来のエタロンの使用例を示すレーザ装置の側
面図である。

【図５】エキシマレーザ用エタロンの断面図である。

【図６】従来のエキシマレーザ照射によるエタロンの劣
化前後の高反射膜の分光特性を示す図である。

【符号の説明】 ４　　　　　　エタロン １０　　　　　　気密ホルダ １１　　　　　　ウィンドウ １３　　　　　　ガス導入パイプ １４　　　　　　ガス導出パイプ １２，１８　　　保持材 ２０　　　　　　収納容器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一方の面に高反射膜が形成された一対
   の合成石英基板を用意し、この高反射膜同志が対向する
   ように一定の間隔で接合したエタロンと、このエタロン
   を収納し、かつ該エタロンにより波長選択されるレーザ
   光を導入するためのウィンドゥが設けられた気密ホルダ
   ーを備え、上記気密ホルダー内に酸素ガスを含む混合ガ
   スを導入あるいは導出するようにしたエタロンの収納装
   置。
2. 【請求項２】　　一方の面に高反射膜が形成された一対
   の合成石英基板を用意し、この高反射膜同志が対向する
   ように一定の間隔で接合したエタロンと、このエタロン
   を収納するための収納容器を備え、上記エタロンを多孔
   質スポンジ状金属を介して上記収納容器に保持したこと
   を特徴とするエタロンの保持装置。