JPH05304328A - Dual frequency semiconductor laser source - Google Patents

Dual frequency semiconductor laser source

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JPH05304328A
JPH05304328A JP15613591A JP15613591A JPH05304328A JP H05304328 A JPH05304328 A JP H05304328A JP 15613591 A JP15613591 A JP 15613591A JP 15613591 A JP15613591 A JP 15613591A JP H05304328 A JPH05304328 A JP H05304328A
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JP
Japan
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frequency
semiconductor laser
laser
light source
beams
Prior art date
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Pending
Application number
JP15613591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsunobu Une
篤▲暢▼ 宇根
Masanori Suzuki
雅則 鈴木
Hitoshi Yamaura
均 山浦
Nobuo Hori
信男 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Topcon Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Hoya Corp
Topcon Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH05304328A publication Critical patent/JPH05304328A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to keep constant emitting directions of two beams emitted from a frequency shifter by constituting a dual frequency semiconductor laser source of a mechanism for varying the relative position of lens or optical system with respect to the light source point of semiconductor laser, and means for detecting the emitting direction of laser beam and performing feedback control. CONSTITUTION:A laser beam emitted from a semiconductor laser 1 is converged through a converging lens 2 to produce a parallel beam, which is then fed through beam splitters 3, 8 and frequency shifters 5, 6 to produce two light beams having slightly different frequencies. Up/down and right/left movement of a mechanism 7 mounting the converging lens 2 is controlled by a signal delivered from a four-split detector 16. Operation of inclination mechanisms 12, 13 mounting the beam splitters 3, 8 is controlled by signals delivered from four-split detectors 9, 17. Since relative position of leans or optical system can be varied with respect to a laser light source point, directions of two laser beams outputted from frequency shifters can be kept constant easily.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回折格子を用いた光ヘ
テロダイン干渉法によって、マスクとウエハを位置合わ
せした後、マスクパターンをウエハ上に焼き付けて半導
体を製造する露光装置や、前記干渉法によって位置を検
出するエンコーダや寸法長測機に用いられる、異なる二
つの周波数を有するレーザ光源装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor by aligning a mask with a wafer by an optical heterodyne interferometry method using a diffraction grating and then baking a mask pattern on the wafer, and the interferometry method. The present invention relates to a laser light source device having two different frequencies, which is used in an encoder for detecting a position and a size measuring machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ヘテロダイン干渉法では、周波数の異
なる二つのレーザ光を干渉させてヘテロダイン信号を
得、基準となるヘテロダイン信号(参照信号)と、測定
したヘテロダイン信号との間の位相差を求め、マスクと
ウエハの位置合わせや、位置検出を行っている。通常、
二つのレーザ光の周波数差は、10 kHz オーダから10M
Hz オーダであり、この周波数差を得るために、横ゼー
マン効果形2周波直交偏光He −Ne レーザや、半導体
レーザまたはHe −Ne レーザに周波数シフタを組み合
わせた光源が使用されている。前記半導体レーザと周波
数シフタを組み合わせた2周波半導体レーザ光源は、19
90年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集(429
ページ)に紹介されているように、図7に示す周波数安
定化半導体レーザ1と、レーザを集光する集光レンズ2
と、レーザを2分割する光学系(ビームスプリッタ3お
よびミラー4)と、周波数の異なる二つのレーザ光を得
るための二つの周波数シフタ5,6から構成されてい
る。図7(a)は平面図、図7(b)は側面図である。
2. Description of the Related Art In optical heterodyne interferometry, two laser beams having different frequencies are interfered with each other to obtain a heterodyne signal, and a phase difference between a reference heterodyne signal (reference signal) and a measured heterodyne signal is obtained. The mask is aligned with the wafer and the position is detected. Normal,
The frequency difference between the two laser beams is from 10 kHz to 10 M
In order to obtain this frequency difference, a transverse Zeeman effect type dual frequency orthogonal polarization He-Ne laser, a semiconductor laser or a He-Ne laser, and a light source combined with a frequency shifter are used. A two-frequency semiconductor laser light source combining the semiconductor laser and the frequency shifter is
Proc. Of the 90th JSPE Spring Conference Academic Lectures (429
7) and a condenser lens 2 for condensing the laser as shown in FIG.
And an optical system (beam splitter 3 and mirror 4) that divides the laser into two, and two frequency shifters 5 and 6 for obtaining two laser beams having different frequencies. FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a side view.

【0003】周波数を安定化した半導体レーザ1から発
するレーザ光は、集光レンズ2により平行レーザビーム
となり、ビームスプリッタ3により2分割され、一方の
ビームは周波数シフタ5により光の周波数f0 がf1
けシフトする。他方のビームはミラー4により反射さ
れ、シフタ6により光の周波数f0 がf2 だけシフトす
る。したがって、周波数がΔf=f1 −f2 だけ異なる
二つのレーザビームA,Bを得ることができる。また、
周波数シフタ5,6のうち一方のみを使用する場合もあ
り、この場合は、一方の周波数がf0 、もう一方がf0
+fだけ変化するので、周波数がfだけ異なる二つのレ
ーザビームA,Bを得ることができる。
Laser light emitted from a semiconductor laser 1 whose frequency is stabilized becomes a parallel laser beam by a condenser lens 2 and is divided into two by a beam splitter 3. One of the beams has a light frequency f 0 of f by a frequency shifter 5. Shift 1 The other beam is reflected by the mirror 4, and the shifter 6 shifts the frequency f 0 of the light by f 2 . Therefore, it is possible to obtain two laser beams A and B whose frequencies differ by Δf = f 1 −f 2 . Also,
In some cases, only one of the frequency shifters 5 and 6 is used, in which case one frequency is f 0 and the other is f 0.
Since it changes by + f, it is possible to obtain two laser beams A and B whose frequencies differ by f.

【0004】前記集光レンズ2は発散するレーザ光を平
行ビームにするために用いられ、光源点Pが、図8(a)
に示すように、集光レンズ2の焦点に一致するように取
り付けられる。図8(b) に示すように、集光レンズ2の
中心が光軸上にくるように取り付けられれば、実線で示
すように光軸に平行なビームとなるが、破線で示すよう
に、集光レンズ2の中心が光軸から下方向にzだけずれ
て取り付けられた場合、ビームは光軸からθだけ下方向
に出射することになり、周波数シフタ5,6により周波
数がシフトした2本のレーザビームA,Bは所定の方向
に対しθだけ下方向に出射する。この傾きθは焦点距離
fが小さい程大きくなる。2周波半導体レーザ光源は小
形化のため集光レンズ2に短焦点レンズを使用している
ので、集光レンズ2の取り付け誤差が出射方向に大きく
影響する。例えば、f=5mmの集光レンズ2を使用した
場合、集光レンズ2が1μmずれて取り付けられると、
0.2 mrad の傾きが発生する。このことは集光レンズ2
が左右方向にずれて取り付けられても、同様に生じ、周
波数シフタ5,6からは左右方向に傾いた2本のレーザ
ビームA,Bが出射される。
The condenser lens 2 is used to convert the diverging laser light into a parallel beam, and the light source point P is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the condenser lens 2 is attached so as to match the focus thereof. As shown in FIG. 8 (b), if the condenser lens 2 is mounted so that its center is on the optical axis, the beam will be parallel to the optical axis as shown by the solid line, but as shown by the broken line, When the center of the optical lens 2 is attached so as to be shifted downward from the optical axis by z, the beam is emitted downward from the optical axis by θ, and the two beams whose frequencies are shifted by the frequency shifters 5 and 6. The laser beams A and B are emitted downward by θ with respect to a predetermined direction. This inclination θ increases as the focal length f decreases. Since the two-frequency semiconductor laser light source uses a short focus lens as the condenser lens 2 for downsizing, the mounting error of the condenser lens 2 has a great influence on the emission direction. For example, when the condenser lens 2 with f = 5 mm is used, when the condenser lens 2 is attached with a deviation of 1 μm,
An inclination of 0.2 mrad occurs. This is the condenser lens 2
Are also displaced in the left-right direction, the same occurs, and two laser beams A, B inclined in the left-right direction are emitted from the frequency shifters 5, 6.

【0005】またビームBは、ビームスプリッタ3によ
り分割され、かつミラー4により反射されるので、これ
らがビームに対し正確に取り付けられていない場合、わ
ずかに周波数の異なる2本のレーザビームA,Bのう
ち、Aは所定の方向に出射するが、BはAに対し異なる
方向に出射することになる。
Since the beam B is split by the beam splitter 3 and reflected by the mirror 4, two laser beams A and B having slightly different frequencies are provided if they are not attached accurately to the beams. Among them, A is emitted in a predetermined direction, but B is emitted in a different direction with respect to A.

【0006】前述したように、レーザ光軸上から光源が
ずれて組み立てられた場合、出射光は、ある角度だけ光
軸から傾いて出射することになり、周波数シフタから出
射する2本のレーザビームは所定の方向からずれた方向
に出射される。この傾きを1mrad内に入れるためには、
高精度の組立精度(±2.5 μm以下)が必要となる。ま
た、組立時に集光レンズ2が光軸上に正確に取り付けら
れたとしても、半導体レーザや周波数シフタから発生す
る熱によって、半導体レーザやレンズの固定金具が熱変
形するので、光源点Pと集光レンズの相対位置は変動す
る。外気温が変化した場合にも、固定金具の温度に影響
を与え、相対位置変動を生じ、周波数シフタから出射す
る2本のレーザビームは所定の方向に出射されない。こ
れらのことは、同様にビームスプリッタ3やミラー4に
も生じ、2本のレーザビームは、互いに異なる方向に出
射する。したがって、組立精度が悪い場合や、組立精度
は良くても、光源周囲の温度が変化する場合には、所定
の方向に出射するビームが得られないという欠点があっ
た。
As described above, when the light source is assembled so as to be displaced from the optical axis of the laser, the emitted light is emitted while being inclined from the optical axis by a certain angle, and the two laser beams emitted from the frequency shifter. Is emitted in a direction deviated from a predetermined direction. In order to put this inclination within 1 mrad,
High precision assembly accuracy (± 2.5 μm or less) is required. Even if the condenser lens 2 is accurately attached on the optical axis during assembly, heat generated by the semiconductor laser or the frequency shifter causes the fixing brackets of the semiconductor laser and the lens to be thermally deformed, so that the light source point P and The relative position of the optical lens changes. Even when the outside air temperature changes, the temperature of the fixture is affected, the relative position changes, and the two laser beams emitted from the frequency shifter are not emitted in a predetermined direction. These things similarly occur in the beam splitter 3 and the mirror 4, and the two laser beams are emitted in mutually different directions. Therefore, there is a drawback that a beam emitted in a predetermined direction cannot be obtained when the assembling accuracy is poor, or when the temperature around the light source changes even though the assembling accuracy is good.

【0007】一方、周波数シフタ5,6から出射する2
本のビームは、最終的に1本のビームに重ね合わせられ
て、ヘテロダインビート信号になる。このため2本のビ
ームが互いに平行に出射していない場合、ビームを重ね
るために複雑な光学系が必要となると同時に、重ね合わ
せの作業に長時間を要する等の欠点があった。さらに、
温度変化によりビームの出射方向が変化する場合には、
電源をオンした後、温度が安定して装置が使用できるま
でに長時間を要するとともに、外気温の変化により2本
のビームの重なりが悪くなり、ヘテロダインビート信号
の強度が低下するという欠点があった。
On the other hand, 2 emitted from the frequency shifters 5 and 6
The two beams are finally superimposed on one beam to form a heterodyne beat signal. For this reason, when the two beams are not emitted in parallel to each other, a complicated optical system is required to overlap the beams, and at the same time, the overlapping work takes a long time. further,
If the output direction of the beam changes due to temperature change,
After turning on the power, it takes a long time for the temperature to stabilize and the device can be used, and the change in the outside temperature makes the overlapping of the two beams worse, which reduces the strength of the heterodyne beat signal. It was

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザ光源
点に対し、レンズや光学系の相対位置を変動させること
ができ、半導体レーザや周波数シフタから発生する熱ま
たは外気温の変化があっても、周波数シフタから発生す
る2本のレーザビームの方向を一定に保つことのできる
2周波半導体レーザ光源装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the relative position of a lens or an optical system can be changed with respect to a laser light source point, and there is a change in heat generated by a semiconductor laser or a frequency shifter or outside temperature. Another object of the present invention is to provide a two-frequency semiconductor laser light source device capable of keeping the directions of two laser beams generated from the frequency shifter constant.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の周波数半導体レ
ーザ光源装置は、半導体レーザと、該レーザを集光する
レンズと、該レンズから出射する平行レーザビームを2
分割し、周波数シフタに入射する光学系と、これら二つ
の平行レーザビームの周波数を互いに異ならせる周波数
シフタとを一体化した2周波半導体レーザ光源装置にお
いて、前記半導体レーザの光源点に対し、前記レンズや
光学系の相対位置を変動できる1個もしくは複数個の機
構、レーザビームの出射方向位置を検出する1個もしく
は複数個の検出器および検出位置をフィードバックし、
前記周波数シフタから出射する2本のビームの出射方向
を所定の方向に制御する手段をもって構成する。
A frequency semiconductor laser light source device of the present invention comprises a semiconductor laser, a lens for condensing the laser, and two parallel laser beams emitted from the lens.
In a two-frequency semiconductor laser light source device in which an optical system that is divided and is incident on a frequency shifter and a frequency shifter that makes the frequencies of these two parallel laser beams different from each other are integrated, the lens is provided with respect to the light source point of the semiconductor laser. And one or more mechanisms that can change the relative position of the optical system, one or more detectors that detect the position in the emitting direction of the laser beam, and feed back the detected position,
It comprises means for controlling the emission directions of the two beams emitted from the frequency shifter to a predetermined direction.

【0010】[0010]

【作用】半導体レーザの光源点が、光を平行レーザビー
ムにするレンズ光軸上からわずかにずれて組み立てられ
た場合、周波数シフタから出射する2本のレーザビーム
は、所定の方向から異なる方向に出射する。この時、レ
ーザビーム位置を検出する検出器からの信号を、レンズ
を変位させる機構にフィードバックすることによって、
光源点に対しレンズの位置を容易に位置合わせすること
ができるので、高精度の組立精度(±2.5 μm以下)を
必要としない。同様に、レンズから出射したビームを2
分割するビームスプリッタや、ビームを反射するミラー
が正確に組み立てられなかった場合にも、これらの光学
系を検出器からの信号により制御することによって、容
易に正確な角度に修正できるので、高い組立精度を必要
としない。また、光源の電源をオンした場合や、光源周
囲の温度変化により、2本のビームの出射方向が変化し
ても、その出射方向の位置誤差を検出し、それを零にす
るようにレンズや、ビームスプリッタや、ミラーを動か
すことによって、常時ビームを所定の方向に出射するこ
とができる。
When the light source point of the semiconductor laser is assembled with a slight deviation from the optical axis of the lens for converting the light into a parallel laser beam, the two laser beams emitted from the frequency shifter are directed in different directions from a predetermined direction. Emit. At this time, by feeding back the signal from the detector that detects the laser beam position to the mechanism that displaces the lens,
Since the position of the lens can be easily aligned with the light source point, highly accurate assembly accuracy (± 2.5 μm or less) is not required. Similarly, the beam emitted from the lens
Even if the splitting beam splitter or the mirror that reflects the beam is not assembled correctly, it is possible to easily correct the angle by controlling these optical systems with the signal from the detector, so it is highly assembled. Does not require precision. In addition, even if the light source is turned on or the emitting directions of the two beams change due to the temperature change around the light source, the position error of the emitting directions of the two beams is detected and the lens or By moving the beam splitter or the mirror, the beam can be constantly emitted in a predetermined direction.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を詳細に説
明する。図1に本発明の第1の実施例を示し、 (a),
(b) は、それぞれ2周波半導体レーザ光源部の平面図
および側面図であり、(c)は、制御手段も含めた全体
の装置構成図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
(b) is a plan view and a side view of a dual-frequency semiconductor laser light source section, respectively, and (c) is an overall device configuration diagram including control means.

【0012】図1(a)、図1(b)において、周波数
が安定化された半導体レーザ1から発したレーザ光は、
上下方向、とくに左右方向に大きく発散する。この光を
集光レンズ2により集光し、平行レーザビームにする。
この実施例では、集光レンズ2として非球面レンズを用
いた。該レーザビームはビームスプリッタ3により、透
過ビームと反射ビームに分割される。透過ビームは、周
波数シフタ5に入射し、光の周波数f0 がf1 だけシフ
トする。一方、反射ビームは、ビームスプリッタ8によ
り、その大部分が反射され、周波数シフタ6に入射した
後、周波数がf2 だけシフトする。したがって、周波数
がΔf=f1 −f2 だけ異なる二つの光を得ることがで
きる。また、周波数シフタ5,6のうち一方のみを使用
する場合、一方の周波数がf0 、もう一方がf0 +fだ
け変化するので、周波数がfだけ異なる二つの光を得る
ことができる。ビームスプリッタ8を透過したビーム
は、4分割ディテクタ9に入射する。また、周波数シフ
タ5,6を通過した2本のレーザビームは、ビームスプ
リッタ14, 15により、それぞれ二つのビームに分割され
る。分割反射された一部のビームは、それぞれビームの
出射方向位置を検出する4分割ディテクタ16, 17に入射
する。そしてその他の大部分のビームは、そのまま透過
し、周波数のわずかに異なる2本のレーザビームとな
る。
In FIGS. 1 (a) and 1 (b), the laser light emitted from the frequency-stabilized semiconductor laser 1 is
It diverges greatly in the vertical direction, especially in the horizontal direction. This light is condensed by the condenser lens 2 to form a parallel laser beam.
In this embodiment, an aspherical lens is used as the condenser lens 2. The laser beam is split by a beam splitter 3 into a transmitted beam and a reflected beam. The transmitted beam is incident on the frequency shifter 5, and the frequency f 0 of the light is shifted by f 1 . On the other hand, most of the reflected beam is reflected by the beam splitter 8, and after entering the frequency shifter 6, the frequency shifts by f 2 . Therefore, it is possible to obtain two lights whose frequencies differ by Δf = f 1 −f 2 . Further, when only one of the frequency shifters 5 and 6 is used, one of the frequencies changes by f 0 and the other changes by f 0 + f, so that two lights having different frequencies by f can be obtained. The beam transmitted through the beam splitter 8 is incident on the four-division detector 9. The two laser beams that have passed through the frequency shifters 5 and 6 are split into two beams by the beam splitters 14 and 15, respectively. Part of the beams that have been split and reflected enter the four-split detectors 16 and 17 that detect the positions of the beams in the emission direction. And most of the other beams are transmitted as they are, and become two laser beams having slightly different frequencies.

【0013】集光レンズ2は上下、左右方向に数10μm
変位する上下、左右移動機構7の上に設置される。上
下、左右移動機構の一例を図2に示す。図2において、
集光レンズ2は、この集光レンズ2を上下(Y)方向に
動かすバイモルフ形圧電アクチュエータ(PZT)T1
の一方の端に結合される。アクチュエータT1の他端
は、集光レンズ2を左右(X)方向に動かすアクチュエ
ータT2の先端と連結するL形プレート10に結合され
る。このアクチュエータT2は、周波数安定化半導体レ
ーザ1や周波数シフタ5,6を載せた基板11の上に固定
されている。上下、左右移動機構7の動作は、4分割デ
ィテクタ16からの信号により行われる。
The condenser lens 2 is several tens of μm vertically and horizontally.
It is installed on the vertically moving and laterally moving mechanism 7 which is displaced. An example of the vertical and horizontal movement mechanism is shown in FIG. In FIG.
The condenser lens 2 is a bimorph-type piezoelectric actuator (PZT) T1 that moves the condenser lens 2 in the vertical (Y) direction.
Is attached to one end of. The other end of the actuator T1 is coupled to an L-shaped plate 10 that connects to the tip of an actuator T2 that moves the condenser lens 2 in the left-right (X) direction. The actuator T2 is fixed on the substrate 11 on which the frequency-stabilized semiconductor laser 1 and the frequency shifters 5 and 6 are mounted. The operation of the vertical / horizontal moving mechanism 7 is performed by a signal from the four-divided detector 16.

【0014】図3にビームスプリッタ14で反射されたビ
ームが4分割ディテクタ16の上にスポットBS1として
照射された状態を示す。ビームスポットBS1は、4分
割ディテクタ16の中心上にあり、4分割されたディテク
タの第1,第2,第3,第4分割面D1,D2,D3,
D4に発生する電圧は等しく、上下、左右移動機構7を
動作させる信号電圧は零となる。一方、ビームスポット
が破線で示すBS2のようにX方向に変位した場合、D
1,D2に発生する電圧と比較して、D3,D4に発生
する電圧が高くなるので、アクチュエータT2を動作さ
せる信号電圧が発生する。ビームスポットがY方向に変
位した場合、D2,D3に発生する電圧と比較して、D
1,D4に発生する電圧が高くなるので、アクチュエー
タT1を動作させる信号電圧が発生する。このようにし
て上下、左右移動機構7は、常時、ビームスポットが4
分割ディテクタ16の中心にくるように、フィードバック
制御される。したがって、図8に示したレーザの光源点
Pと集光レンズ2の相対位置関係は常時、集光レンズ2
の光軸上に光源点Pがくるように保たれ、周波数シフタ
5から発するわずかに周波数の異なるレーザビームの出
射方向は常に一定となる。
FIG. 3 shows a state in which the beam reflected by the beam splitter 14 is irradiated onto the four-division detector 16 as a spot BS1. The beam spot BS1 is on the center of the four-divided detector 16, and the first, second, third and fourth divided surfaces D1, D2, D3 of the four-divided detector.
The voltages generated at D4 are equal, and the signal voltage for operating the vertical / horizontal moving mechanism 7 is zero. On the other hand, when the beam spot is displaced in the X direction like BS2 shown by the broken line, D
Since the voltage generated at D3 and D4 is higher than the voltage generated at 1 and D2, a signal voltage for operating the actuator T2 is generated. When the beam spot is displaced in the Y direction, D is compared with the voltage generated in D2 and D3.
Since the voltage generated at 1 and D4 becomes high, a signal voltage for operating the actuator T1 is generated. In this way, the up / down and left / right moving mechanism 7 always has a beam spot of 4
Feedback control is performed so that the split detector 16 is located at the center. Therefore, the relative positional relationship between the light source point P of the laser and the condenser lens 2 shown in FIG.
The light source point P is kept on the optical axis of, and the emission directions of the laser beams emitted from the frequency shifter 5 having slightly different frequencies are always constant.

【0015】一方、図1に示すビームスプリッタ3とビ
ームスプリッタ8は、それぞれ独立に傾けることができ
る傾斜機構12, 13の上に設置される。傾斜機構12, 13の
動作は、それぞれ4分割ディテクタ9, 17からの信号に
より行われ、前述の制御方法と同様に、ビームスポット
が4分割ディテクタ9, 17の中心にくるようにフィード
バック制御される。
On the other hand, the beam splitter 3 and the beam splitter 8 shown in FIG. 1 are installed on tilting mechanisms 12 and 13 which can be tilted independently of each other. The operations of the tilting mechanisms 12 and 13 are performed by signals from the four-divided detectors 9 and 17, respectively, and feedback control is performed so that the beam spot comes to the center of the four-divided detectors 9 and 17 as in the above-described control method. ..

【0016】なお、図1(c)において、20は電源部、
21は制御回路部であって、光周波数シフタドライバ部22
と半導体レーザ駆動部およびフィードバック制御回路部
23からなり、24は2周波半導体レーザ光源部、25はケー
ブルである。
In FIG. 1 (c), 20 is a power supply unit,
Reference numeral 21 denotes a control circuit section, which is an optical frequency shifter driver section 22.
And semiconductor laser drive unit and feedback control circuit unit
It is composed of 23, 24 is a two-frequency semiconductor laser light source unit, and 25 is a cable.

【0017】前記上下、左右移動機構7は、積層形PZ
Tと変位拡大機構を組み合わせたものでも、弾性ばねと
DCサーボモータを利用したものでもよい。また4分割
ディテクタの代わりに、2次元PSD(Position Sensi
tive Detector )を利用してもよい。
The vertical and horizontal moving mechanism 7 is a laminated type PZ.
A combination of T and the displacement magnifying mechanism may be used, or an elastic spring and a DC servo motor may be used. Also, instead of a 4-division detector, a 2-dimensional PSD (Position Sensi
tive Detector) may be used.

【0018】図4に本発明の第2の実施例を示す。装置
の大きさをできるだけ小さくするために、第1の実施例
のビームスプリッタ14, 15と4分割ディテクタ16, 17の
代わりに、中心に孔をもつビーム位置検出器18, 19を設
置したもので、ビームが孔の中心を通過する場合、検出
器からの出力は無く、ビームが検出器の中央からはずれ
て通過する場合に、ずれに応じた出力を発生する。これ
らの出力を、それぞれ上下、左右移動機構7と傾斜機構
13にフィードバックし、周波数シフタから出射する2本
のビームの出射方向を一定に制御する。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In order to make the size of the apparatus as small as possible, instead of the beam splitters 14, 15 and the four-divided detectors 16, 17 of the first embodiment, beam position detectors 18, 19 having a hole in the center are installed. When the beam passes through the center of the hole, there is no output from the detector, and when the beam passes out of the center of the detector, an output corresponding to the deviation is generated. These outputs are output to the up / down and left / right moving mechanism 7 and the tilting mechanism, respectively.
It is fed back to 13, and the emission directions of the two beams emitted from the frequency shifter are controlled to be constant.

【0019】図5は本発明の第3の実施例を示し、レー
ザや周波数シフタから発生した熱や外気温の変動による
ビームスプリッタ8の変位が小さい場合で、第2の実施
例からビーム位置検出器19と傾斜機構13を除いたもので
ある。ビームAの出射方向は、ビーム位置検出器18の信
号が、上下、左右移動機構7にフィードバックされるこ
とにより制御され、ビームBの出射方向は、4分割ディ
テクタ9の信号が、傾斜機構12にフィードバックされる
ことにより制御される。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which the beam position is detected from the second embodiment when the displacement of the beam splitter 8 due to the heat generated by the laser and the frequency shifter and the fluctuation of the outside air temperature is small. The device 19 and the tilting mechanism 13 are removed. The emission direction of the beam A is controlled by the signal from the beam position detector 18 being fed back to the vertical / horizontal moving mechanism 7, and the emission direction of the beam B is the signal from the four-division detector 9 to the tilting mechanism 12. It is controlled by being fed back.

【0020】図6は本発明の第4の実施例を示し、レー
ザや周波数シフタから発生した熱や外気温の変動による
ビームスプリッタ8の変位が小さく、またビームスプリ
ッタ3の変位も小さい場合で、第3の実施例からビーム
位置検出器18と傾斜機構12を取り除いたものである。4
分割ディテクタ9からの信号は、上下、左右移動機構7
にフィードバックされ、2本のレーザビームA,Bは常
に一定方向に出射される。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the displacement of the beam splitter 8 is small and the displacement of the beam splitter 3 is also small due to the fluctuations of heat generated by the laser and the frequency shifter and the ambient temperature. The beam position detector 18 and the tilt mechanism 12 are removed from the third embodiment. Four
Signals from the split detector 9 are sent to the vertical and horizontal movement mechanism 7
And the two laser beams A and B are always emitted in a fixed direction.

【0021】なお、前記第2〜4の実施例においても、
2周波半導体レーザ光源部24の構成を除く、電源部20お
よび制御回路部21からなる制御手段については、第1の
実施例と共通である。
In the second to fourth embodiments as well,
Except for the configuration of the two-frequency semiconductor laser light source unit 24, the control means including the power supply unit 20 and the control circuit unit 21 is common to the first embodiment.

【0022】以上、四つの実施例について述べたが、第
2、第3の実施例で用いるビーム位置検出器18, 19の取
付け位置は、ビームスプリッタ3,8と周波数シフタ
5,6の間でもよいし、2周波半導体レーザ光源外でも
よい。また、第1の実施例で用いたビームスプリッタ1
4, 15と4分割ディテクタ16, 17の取付け位置も、同様
である。
Although the four embodiments have been described above, the beam position detectors 18 and 19 used in the second and third embodiments may be mounted at positions between the beam splitters 3 and 8 and the frequency shifters 5 and 6. It may be outside the dual frequency semiconductor laser light source. Also, the beam splitter 1 used in the first embodiment
The same applies to the mounting positions of 4, 15 and the four-divided detectors 16, 17.

【0023】前記では、集光レンズ2を変位させる場合
について述べたが、周波数安定化半導体レーザ1を変位
させてもよい。
Although the case where the condenser lens 2 is displaced has been described above, the frequency-stabilized semiconductor laser 1 may be displaced.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の2周波半
導体レーザ光源装置は、レーザ光源点に対し、レンズや
光学系の相対位置を変動させることができるので、組み
立て時に高精度を必要とせず、組み立てが容易になるこ
とや、半導体レーザや周波数シフタから発生する熱、ま
たは外気温の変化によって、ビームとレンズや光学系の
相対位置が変化しても、周波数シフタから発生する2本
のレーザビームの方向を一定に保つことが容易になるな
ど顕著な効果が得られる。
As described above, in the two-frequency semiconductor laser light source device of the present invention, the relative position of the lens and the optical system can be changed with respect to the laser light source point, so that high precision is required during assembly. Even if the relative position of the beam and the lens or the optical system changes due to the ease of assembly, the heat generated by the semiconductor laser or the frequency shifter, or the change in the outside air temperature, the two beams generated by the frequency shifter A remarkable effect is obtained such that it is easy to keep the direction of the laser beam constant.

【0025】さらに、上下、左右移動機構7を、上下ま
たは左右にわずかな振幅で振動させることにより、出射
ビームの角度を変化させ、レーザを照射する物体上で、
レーザを2次元方向に容易に走査することが可能にな
る。
Further, by vibrating the vertical / horizontal moving mechanism 7 up / down or left / right with a slight amplitude, the angle of the emitted beam is changed, and on the object irradiated with the laser
The laser can be easily scanned in the two-dimensional direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a) は、本発明の第1の実施例の2周波半導体
レーザ光源部の平面図である。(b) は、本発明の第1の
実施例の2周波半導体レーザ光源部の側面図である。
(c) は、本発明の第1の実施例の2周波半導体レーザ光
源部のほかに制御手段も含めた全体の装置の構成図であ
る。
FIG. 1A is a plan view of a dual-frequency semiconductor laser light source section according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3B is a side view of the dual frequency semiconductor laser light source unit according to the first embodiment of the present invention.
(c) is a block diagram of the entire apparatus including a control means in addition to the two-frequency semiconductor laser light source section of the first embodiment of the present invention.

【図2】バイモルフ形アクチュエータで構成された上
下、左右移動機構の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of an up / down and left / right moving mechanism configured by a bimorph type actuator.

【図3】4分割ディテクタの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a 4-division detector.

【図4】本発明の第2の実施例の2周波半導体レーザ光
源部の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a dual frequency semiconductor laser light source section according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例の2周波半導体レーザ光
源部の平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a dual frequency semiconductor laser light source section according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施例の2周波半導体レーザ光
源部の平面図である。
FIG. 6 is a plan view of a dual frequency semiconductor laser light source section according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】(a)は、従来の2周波半導体レーザ光源部の
平面図である。(b)は、従来の2周波半導体レーザ光
源部の側面図である。
FIG. 7A is a plan view of a conventional dual frequency semiconductor laser light source unit. (B) is a side view of a conventional dual-frequency semiconductor laser light source unit.

【図8】(a)は、集光レンズの中心が光軸上にある場
合のレーザ光源点と集光レンズの相対位置関係を示す図
である。(b)は、集光レンズの中心が光軸の下方にz
だけずれた場合のレーザ光源点と集光レンズの相対位置
関係を示す図である。
FIG. 8A is a diagram showing a relative positional relationship between the laser light source point and the condenser lens when the center of the condenser lens is on the optical axis. In (b), the center of the condenser lens is z below the optical axis.
It is a figure which shows the relative positional relationship of a laser light source point and a condensing lens when only it shifts.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 周波数安定化半導体レーザ 2 集光レンズ 3 ビームスプリッタ 4 ミラー 5,6 周波数シフタ 7 上下、左右移動機構 8,14, 15 ビームスプリッタ 9,16, 17 4分割ディテクタ 10 L形プレート 11 基板 12, 13 傾斜機構 18, 19 ビーム位置検出器 20 電源部 21 制御回路部 22 光周波数シフタドライバ部 23 半導体レーザ駆動部およびフィードバック制御回路
部 24 2周波半導体レーザ光源部 25 ケーブル A,B 互いに周波数のわずかに異なるレーザビーム P レーザ光源点 T1,T2 バイモルフ形アクチュエータ BS1,BS2 ビームスポット D1,D2,D3,D4 4分割されたディテクタの第
1,2,3,4分割面
1 frequency-stabilized semiconductor laser 2 condenser lens 3 beam splitter 4 mirror 5,6 frequency shifter 7 up / down and left / right moving mechanism 8,14, 15 beam splitter 9, 16, 17 4 split detector 10 L-shaped plate 11 substrate 12, 13 Tilt mechanism 18, 19 Beam position detector 20 Power supply section 21 Control circuit section 22 Optical frequency shifter driver section 23 Semiconductor laser drive section and feedback control circuit section 24 Dual frequency semiconductor laser light source section 25 Cables A, B Frequency slightly different from each other Laser beam P Laser light source point T1, T2 Bimorph actuator BS1, BS2 Beam spot D1, D2, D3, D4 4th, 1st, 2nd, 3rd and 4th division planes of the detector

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 雅則 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 山浦 均 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホー ヤ株式会社内 (72)発明者 堀 信男 東京都板橋区蓮沼町75番1号 株式会社ト プコン内Front page continuation (72) Inventor Masanori Suzuki 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Hitoshi Yamaura 2-7-5 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Hoya Incorporated (72) Inventor Nobuo Hori 75-1 Hasunumacho, Itabashi-ku, Tokyo Topcon Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザと、該レーザを集光するレ
ンズと、該レンズから出射する平行レーザビームを2分
割し、周波数シフタに入射する光学系と、これら二つの
平行レーザビームの周波数を互いに異ならせる周波数シ
フタとを一体化した2周波半導体レーザ光源装置におい
て、前記半導体レーザの光源点に対し、前記レンズや光
学系の相対位置を変動できる1個もしくは複数個の機
構、レーザビームの出射方向位置を検出する1個もしく
は複数個の検出器および検出位置をフィードバックし、
前記周波数シフタから出射する2本のビームの出射方向
を所定の方向に制御する手段を有することを特徴とする
2周波半導体レーザ光源装置。
1. A semiconductor laser, a lens that condenses the laser, an optical system that splits a parallel laser beam emitted from the lens into two, and enters the frequency shifter, and the frequencies of these two parallel laser beams are mutually different. In a two-frequency semiconductor laser light source device integrated with different frequency shifters, one or a plurality of mechanisms capable of changing the relative positions of the lens and the optical system with respect to the light source point of the semiconductor laser, and the emission direction of the laser beam Feed back one or more detectors that detect the position and the detected position,
A two-frequency semiconductor laser light source device comprising means for controlling the emission directions of the two beams emitted from the frequency shifter to a predetermined direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005157360A (en) * 2003-11-20 2005-06-16 Agilent Technol Inc Alignment assembly and method for optical module
JP2011254028A (en) * 2010-06-04 2011-12-15 Mitsubishi Electric Corp Phased array laser apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005157360A (en) * 2003-11-20 2005-06-16 Agilent Technol Inc Alignment assembly and method for optical module
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