JPH0715060A

JPH0715060A - 固体レーザ装置

Info

Publication number: JPH0715060A
Application number: JP15052993A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Iwamoto; 憲市岩本; Minoru Suzuki; 稔鈴木
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】出力ミラーおよび非線形結晶等のアライメン
ト調整を行うことなく、基本波と高調波を独立に出力す
ることができるような固体レーザ装置を提供する。【構成】レーザ媒質であるＹＡＧロッド１とフラッシ
ュランプ３が設けられ、ＹＡＧロッド１を光軸上に位置
するように全反射ミラー１５とＳＨＧ出力ミラー１９が
設けられる。また、その光軸上には、高調波を出力する
ためのダイクロイックミラー２５および第１非線形光学
結晶ＫＴＰ２１等が設けられる。さらに、その光軸に対
して垂直方向に可動し、第１直角プリズム２７と第２直
角プリズム２９により構成される可動式スライド機構３
１が設けられる。そして、その可動式スライド機構３１
を介して全反射ミラー１５とともに、基本波を共振させ
るための出力ミラー１７から出力された基本波は、第３
直角プリズム３３に入射し、ダイクロイックミラー２５
で反射され出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、固体レーザ装置に関
し、特に、液晶やメモリのリペアおよびトリミング等の
微細加工を行なう固体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロエレクトロニクスの分野
に関連して、主としてＹＡＧレーザを適用したレーザ特
有の加工分野が発達している。それは、トリミング、リ
ペアリング、スクライビング、マーキングと呼ばれる処
理プロセスであり、いずれも高度に制御された物質の微
細除去処理である。この微細除去処理には、レーザの特
性としてパルス制御性の高いレーザを必要とするため、
そのような特質を持つＹＡＧレーザが適用されている。

【０００３】図３は、従来の基本波レーザ光を出力する
固体レーザ装置の構成を示した概略図である。

【０００４】図３を参照して、レーザ媒体であるＹＡＧ
ロッド１に平行してフラッシュランプ３が設けられる。
このフラッシュランプ３はランプ電源５に接続されてい
るため光を発する。その発せられた光を効率よくＹＡＧ
ロッド１に照射するために、ＹＡＧロッド１を焦点位置
とする楕円ミラー７がＹＡＧロッド１およびフラッシュ
ランプ３に平行して設けられる。また、ＹＡＧロッド１
を光軸上に位置するように、全反射ミラー１５および出
力ミラー１７が設けられる。さらに全反射ミラー１５と
ＹＡＧロッド１の光軸上には、全反射ミラー１５の側か
ら順に、ＥＯ−Ｑスイッチ１３、偏光ビームスプリッタ
１１およびアパーチャー９が設けられる。

【０００５】このような装置の構成により、まず、楕円
ミラー７により集光されたフラッシュランプ３からの光
のポンピングを受けて、ＹＡＧロッド１のレーザ媒質が
励起される。そして全反射ミラー１５と出力ミラー１７
との間で、レーザ光は共振する。またレーザ光は、アパ
ーチャー９により単一横モードに揃えられ、ＥＯ−Ｑス
イッチ１３および偏光ビームスプリッタ１１により増幅
される。そのため、励起されたレーザ媒質は誘導放出を
起こす。この共振の繰り返しにより、レーザ光の一部が
出力ミラー１７の発振しきい値を超えると、基本波レー
ザ光として図３に示すように出力する。

【０００６】このように出力された基本波レーザ光はた
とえばトリミング等の微細加工に適用される。しかし、
基本波レーザ光にも微細加工を行なうことのできる限界
がある。そのため、さらにケミカルモードの微細加工を
必要とする場合には、高調波レーザ光が必要とされる。
そこで、図４に示すような高調波レーザ光を出力する固
体レーザ装置が提案されている。

【０００７】図４は従来の第４高調波レーザ光を出力さ
せる固体レーザ装置の構成を示した概略図である。

【０００８】以下、図４を参照して図３に示した従来例
と同じ構造の部分の説明は省略し、異なる部分を説明す
る。

【０００９】この従来例では、図３の従来例で用いた基
本波レーザ光を出力する出力ミラー１７の代わりに、第
２高調波レーザ光（図面ではＳＨＧ）に対して所定の発
振しきい値を持つＳＨＧ出力ミラー１９が設けられる。
さらに、ＳＨＧ出力ミラー１９とＹＡＧロッド１との間
には、基本波レーザ光の一部を第２高調波レーザ光に変
換する第１非線形光学結晶ＫＴＰ２１が設けられる。こ
の第１非線形光学結晶ＫＴＰ２１により、全反射ミラー
１５とＳＨＧ出力ミラー１９との間で基本波レーザ光お
よび第２高調波レーザ光が共振される。基本波レーザ光
はＳＨＧ出力ミラー１９により出力されないが、発振し
きい値を超えた第２高調波レーザ光はＳＨＧ出力ミラー
１９から出力される。そのＳＨＧ出力ミラー１９の第２
高調波レーザ光出力側には、第２高調波レーザ光の一部
を第４高調波レーザ光（図面では４ＨＧ）に変換する第
２非線形光学結晶ＢＢＯ２３が設けられる。そのため、
ＳＨＧ出力ミラー１９から出力された第２高調波は、第
２非線形光学結晶ＢＢＯ２３で第２高調波レーザ光と第
４高調波レーザ光として出力する。さらに、その第２非
線形光学結晶ＢＢＯ２３の第２高調波レーザ光および第
４高調波レーザ光の出力側には、ダイクロイックミラー
２５が設けられる。このダイクロイックミラー２５は、
第２高調波レーザ光を反射し、第４高調波レーザ光を透
過するようにコーティングされているため、図４に示す
ように第４高調波レーザ光のみを出力する。

【００１０】したがって、この第４高調波レーザ光を用
いれば、基本波レーザ光を用いた場合よりもさらに、ケ
ミカルモードの微細加工を行なうことができる。

【００１１】なお、図４に示した従来例のダイクロイッ
クミラー２５に、第４高調波レーザ光を反射し、第２高
調波レーザ光を透過するようなコーティングを施せば、
第２高調波レーザ光を用いて微細な加工を行なうことも
できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の様な図４に示し
た従来の第４高調波レーザ光を発振する固体レーザ装置
は、ケミカルモードの微細加工には適しているが、基本
波レーザ光を用いて行なうヒートモードの微細加工には
適していない。

【００１３】逆に、上記の図３に示した従来の基本波レ
ーザ光を発振する固体レーザ装置は、ヒートモードの微
細加工に適しているが、第４高調波レーザ光のような高
調波レーザ光を用いて行なうケミカルモードの微細加工
には適していない。

【００１４】そのため、高調波レーザ光を発振する固体
レーザ装置を用いてケミカルモードの微細加工を行なっ
ているときに、ヒートモードの微細加工を必要とする部
分に対しても、そのまま高調波レーザ光を使用しなけれ
ばならなかった。または、基本波を発振する固体レーザ
装置に変える必要があった。

【００１５】また、固体レーザ装置が１つしかない場合
には、ケミカルモードまたはヒートモードの微細加工に
応じて出力ミラーおよび非線形結晶等のアライメント調
整を行なうことにより、基本波または高調波を出力する
装置に、その都度作り換えなければならなかった。

【００１６】したがって、この発明は、上記のような問
題を解決し、１つの装置で出力ミラーおよび非線形結晶
等のアライメント調整を行なうことなく、基本波または
高調波を独立に発振することができるような固体レーザ
装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
レーザ媒質と、ポンピング光源と、レーザ光を共振させ
るための全反射ミラーと、第１の光学経路を形成する第
１の出力ミラーとを備えた固体レーザ装置において、レ
ーザ光を受けて高調波成分を出力する非線形光学素子、
非線形光学素子とともに第２の光学経路を形成する第２
の出力ミラー、および第１の光学経路と第２の光学経路
を切替えるための切替手段を備えることで構成される。

【００１８】

【作用】請求項１の発明に係る固体レーザ装置は、異な
る２つの光学経路を切替えることのできる切替手段を用
いることにより、出力ミラーおよび高調波を発生する非
線形結晶等のアライメント調整を行うことなく、基本波
レーザ光と高調波レーザ光を独立して発振することがで
きる。

【００１９】

【実施例】図１および図２はその発明の一実施例の第１
および第２の状態を示す固体レーザ装置の構成を示した
概略図である。

【００２０】以下、この発明の実施例において、図４に
示した従来例と同じ部分の説明は省略し、異なる部分に
ついて説明する。

【００２１】図１を参照して、ＹＡＧロッド１と、全反
射ミラー１５およびＳＨＧ出力ミラー１９との光軸上に
設けられた第１非線形光学結晶ＫＴＰ２１との間に、そ
の光軸に対して垂直方向に可動し、セット可能な可動式
スライド機構３１を設ける。この可動式スライド機構３
１は、反射面を平行とした第１直角プリズム２７および
第２直角プリズム２９を対向させて構成される。

【００２２】この可動式スライド機構３１を上方にセッ
トした場合には、図２に示すように第２直角プリズム２
７にレーザ光が反射しないため、図４に示した従来例の
固体レーザ装置と同様に、第４高調波レーザ光をダイク
ロイックミラー２５により出力することができる。

【００２３】これに対し、可動式スライド機構３１を下
方にセットした場合には、図１に示すように可動式スラ
イド機構３１の第１直角プリズム２７および第２直角プ
リズム２９によりレーザ光が反射される。そのレーザ光
を全反射ミラー１５とともに共振させるために、光軸が
ＳＨＧ出力ミラー１９の光軸に平行となるような出力ミ
ラー１７が設けられている。そのため、全反射ミラー１
５からスライド機構３１を介して出力ミラー１７までの
共振機構で、レーザ光が共振される。そして、共振され
たレーザ光は出力ミラー１７の発振しきい値を超えた基
本波レーザ光として出力される。この出力された基本波
レーザ光は、ダイクロイックミラー２５にこの基本波レ
ーザ光を入射するために設けられた第３直角プリズムに
より反射され、ダイクロイックミラー２５に入射する。
ダイクロイックミラー２５は、基本波を反射するように
コーティングされている。そのためダイクロイックミラ
ー２５に入射した基本波レーザ光は反射され出力する。
その基本波レーザ光の出力方向は、図２に示した実施例
のダイクロイックミラー２５より出力する第４高調波レ
ーザ光と同一方向である。

【００２４】したがって、この発明の一実施例の固体レ
ーザ装置を用いれば、スライド機構３１を可動させるこ
とにより、必要に応じて基本波レーザ光を出力させた
り、第４高調波レーザ光を出力させたりすることができ
る。

【００２５】なお、この実施例では全反射ミラー１５の
光軸上に高調波発振機構を設け、スライド機構を介して
レーザ光を発振する発振機構として基本波発振機構を設
けたが、逆に、全反射ミラー１５の光軸上に基本波発振
機構を設け、スライド機構を介してレーザ光を発振する
発振機構として高調波発振機構を設けてもよい。

【００２６】また、この実施例では、基本波と高調波を
独立して出力することのできる固体レーザ装置について
記述したが、他の出力ミラーおよび他の非線形光学結晶
を用いれば、第２高調波レーザ光と第３高調波レーザ光
のように異なる高調波を独立して出力することもでき
る。

【００２７】さらに、可動式スライド機構の可動を繰返
すことによるスライド機構の直進性の繰り返し誤差を生
じる可能性は、内部に設けた一対のプリズムの反射面を
平行にしておけば生じることはない。

【００２８】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
一つの固体レーザ装置で基本波レーザ光および高調波レ
ーザ光を独立して出力することができるため、必要に応
じて、基本波によるヒートモードの微細加工、または、
高調波によるケミカルモードの微細加工を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の第１の状態を示す固体レ
ーザ装置の構成を示した概略図である。

【図２】この発明の一実施例の第２の状態を示す固体レ
ーザ装置の構成を示した概略図である。

【図３】従来の基本波レーザ光を出力する固体レーザ装
置の構成を示した概略図である。

【図４】従来の第４高調波レーザ光を出力する固体レー
ザ装置の構成を示した概略図である。

【符号の説明】

１ＹＡＧロッド３フラッシュランプ５ランプ電源７楕円ミラー９アパーチャー１１偏光ビームスプリッタ１３ＥＯ−Ｑスイッチ１５全反射ミラー１７出力ミラー１９ＳＨＧ出力ミラー２１第１非線形光学結晶ＫＴＰ２３第２非線形光学結晶ＢＢＯ２５ダイクロイックミラー２７第１直角プリズム２９第２直角プリズム３１可動式スライド機構３３第３直角プリズム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ媒質と、ポンピング光源と、レー
ザ光を共振させるための全反射ミラーと、第１の光学経
路を形成する第１の出力ミラーを備えた固体レーザ装置
において、レーザ光を受けて高調波成分を出力する非線形光学素
子、前記非線形光学素子とともに第２の光学経路を形成する
第２の出力ミラー、および前記第１の光学経路と前記第
２の光学経路を切替えるための切替手段を備えた固体レ
ーザ装置。
【請求項２】前記第１の光学経路および第２の光学経
路の出力側には共通的にダイクロイックミラーが設けら
れ、前記切替手段は、レーザ光を前記第１の光学経路側に切
替える反射手段と、前記第１の光学経路出力側の光軸を
前記第２の光学経路側に戻すための反射手段とを含む、
請求項１記載の固体レーザ装置。