JPH0828542B2 - Excimer laser device - Google Patents
Excimer laser deviceInfo
- Publication number
- JPH0828542B2 JPH0828542B2 JP15913887A JP15913887A JPH0828542B2 JP H0828542 B2 JPH0828542 B2 JP H0828542B2 JP 15913887 A JP15913887 A JP 15913887A JP 15913887 A JP15913887 A JP 15913887A JP H0828542 B2 JPH0828542 B2 JP H0828542B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- window
- excimer laser
- fluoride
- laser device
- antireflection film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エキシマレーザー装置の改良に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement of an excimer laser device.
エキシマレーザーは、紫外域で発振する唯一の高出力
レーザーとして注目されており、電子産業、高分子産
業、化学産業、エネルギー産業等に於いて、その応用が
期待されている。The excimer laser is drawing attention as the only high-power laser that oscillates in the ultraviolet region, and its application is expected in the electronic industry, polymer industry, chemical industry, energy industry, and the like.
エキシマレーザー光を発光する装置は、エキシマレー
ザー装置と呼ばれ、基本的には第４図に示す如く、レー
ザーガスと、このガスを周囲から隔離するためのハウジ
ング１と、レーザーガスを励起させる励起手段の一種と
しての放電々極２と、発振されたレーザー光をハウジン
グ外に透過させるための窓３と、この窓と兼用されるこ
ともあり得る光共振器４とからなる。A device that emits excimer laser light is called an excimer laser device, and basically, as shown in FIG. 4, a laser gas, a housing 1 for isolating this gas from the surroundings, and an excitation for exciting the laser gas. It comprises a discharge pole 2 as a kind of means, a window 3 for transmitting the oscillated laser light to the outside of the housing, and an optical resonator 4 which may also be used as this window.
この場合、レーザーガスは希ガス（Ｒ）例えばキセノ
ン、クリプトン、アルゴンとハロゲン（Ｘ）例えば塩
素、フッ素との混合物からなり、このレーザーガスを電
子ビーム照射や放電等によってパルス的なショックを与
え、希ガス（Ｒ）を励起状態（R*）に上げてやると、直
ちにハロゲン（Ｘ）と結合して励起状態でのみ存在する
分子（RX*）を生成する。この分子（RX*）がエキシマ
（excimer）と呼ばれるものである。In this case, the laser gas is composed of a mixture of a rare gas (R) such as xenon, krypton, argon and halogen (X) such as chlorine and fluorine, and the laser gas is given a pulsed shock by electron beam irradiation or discharge, When the rare gas (R) is raised to the excited state (R * ), it is immediately combined with the halogen (X) to generate a molecule (RX * ) existing only in the excited state. This molecule (RX * ) is called an excimer.
ところが、エキシマは不安定で、そのままの状態にい
ることに我慢できないため、直に紫外光を放出して基底
状態に落ち、再び希ガスとハロゲンとに別れてしまう。
これをbound-free遷移という。However, since the excimer is unstable and can not stand being in the state as it is, it emits ultraviolet light directly and falls to the ground state, and is again divided into a rare gas and a halogen.
This is called bound-free transition.
そこでbound-free遷移に基づく紫外光を一対のミラー
で構成される光共振器内で増幅させ、レーザー光として
取出すようにしたものがエキシマレーザー装置である。Therefore, an excimer laser device is one in which ultraviolet light based on bound-free transition is amplified in an optical resonator composed of a pair of mirrors and extracted as laser light.
ハウジングにはレーザー光を取出すために窓が設けら
れているが、紫外光を透過させなければならないので、
窓の材料としては現在のところ石英、ほたる石又はフッ
化マグネシウムが使用されている。The housing has a window to take out the laser light, but since it has to transmit ultraviolet light,
Quartz, fluorspar or magnesium fluoride is currently used as the material for the window.
この窓には3.6（ほたる石）〜4.1（石英）％程度の反
射があり、これを防止しようとして、窓の内面に反射防
止膜を設けることが提案された。This window has a reflection of about 3.6 (fluorite) to 4.1 (quartz)%, and in order to prevent this, it has been proposed to provide an antireflection film on the inner surface of the window.
しかしながら、レーザーガスとしてフッ素を含むもの
を使用した場合には、反射防止膜が腐食され易く、数時
間程度で機能が停止し、そのため反射防止膜を付けた形
での実用化は無理と考えられている。However, when a laser gas containing fluorine is used, the antireflection film is easily corroded, and the function stops in a few hours. Therefore, it is considered impossible to put the antireflection film into practical use. ing.
本発明者は、フッ素を含むレーザーガスを使用した場
合、反射防止膜が腐食されるという問題点について、鋭
意研究の結果、反射防止膜をフッ化物で構成することに
より問題点が解決又は軽減されることを見い出し、本発
明を成すに至った。The present inventor, as a result of earnest research on the problem that the antireflection film is corroded when a laser gas containing fluorine is used, the problem is solved or reduced by forming the antireflection film with a fluoride. As a result, they have found the present invention.
従って、本発明は、フッ素を含むレーザーガスと、こ
のガスを周囲から隔離するためのハウジングと、レーザ
ーガスを励起させる励起手段と、発振されたレーザー光
をハウジング外に透過させるための窓と、この窓と兼用
されることもあり得る光共振器とからなるエキシマレー
ザー装置に於いて、前記窓の内面に全層がフッ化物で構
成された単層又は多層の反射防止膜を設けたことを特徴
とするエキシマレーザー装置を提供する。Therefore, the present invention, a laser gas containing fluorine, a housing for isolating this gas from the surroundings, an excitation means for exciting the laser gas, a window for transmitting the oscillated laser light to the outside of the housing, In an excimer laser device consisting of an optical resonator which may also be used as this window, a single-layer or multi-layer antireflection film having all layers made of fluoride is provided on the inner surface of the window. A characteristic excimer laser device is provided.
本発明に使用される反射防止膜は、単層構造でも多層
構造でもよいが、層構造自体は発光するレーザー光の波
長に基づいて光学薄膜理論に従い設計する。この設計自
体は公知であるのでここでは省略する。The antireflection film used in the present invention may have a single layer structure or a multilayer structure, but the layer structure itself is designed according to the optical thin film theory based on the wavelength of the emitted laser beam. This design itself is known and will not be described here.
本発明の特徴は、この反射防止膜をフッ化物で構成す
ることである。フッ化物としては、フッ化ネオジム（屈
折率ｎ≒1.67）、フッ化マグネシウム（ｎ＝1.43）、フ
ッ化トリウム（ｎ＝1.59）、フッ化ストロンチウム（ｎ
＝1.46）、フッ化ランタン（ｎ＝1.59）などが光学設計
に基づいて選択使用される。A feature of the present invention is that the antireflection film is made of fluoride. As the fluoride, neodymium fluoride (refractive index n≈1.67), magnesium fluoride (n = 1.43), thorium fluoride (n = 1.59), strontium fluoride (n
= 1.46), lanthanum fluoride (n = 1.59), etc. are selected and used based on the optical design.
（参考例１…窓の製造） ほたる石基板（nd＝1.47）からなる窓材の表裏両面
に、高屈折率薄膜としてλ/4の光学的膜厚を有するNdF3
薄膜（nd＝1.66）を真空蒸着し、続いて低屈折率薄膜と
してλ/4の光学的膜厚を有するNgF2薄膜（nd＝1.405）
を真空蒸着することにより、２層反射防止膜（設計基準
波長λ＝248nm）を積層した（第１図参照）。Reference Example 1 Production of Window NdF 3 having a high refractive index thin film having an optical thickness of λ / 4 on both front and back surfaces of a window material made of a fluorspar substrate (n d = 1.47).
Vacuum deposition of thin film (n d = 1.66), followed by NgF 2 thin film (n d = 1.405) with optical thickness of λ / 4 as low refractive index thin film
Was vacuum-deposited to laminate a two-layer antireflection film (design reference wavelength λ = 248 nm) (see FIG. 1).
この反射防止膜の分光透過率特性を測定したので、こ
の結果を第３図に示す。第３図では中心波長が設計波長
より多少ずれているが、これは製作誤差である。The spectral transmittance characteristics of this antireflection film were measured, and the results are shown in FIG. In FIG. 3, the center wavelength is slightly deviated from the design wavelength, but this is a manufacturing error.
（参考例２…窓の製造） 参考例１と同じ窓材の表裏両面に、高屈折率薄膜とし
てλ/4の光学的膜厚を有するAl2O3薄膜（nd＝1.72）を
真空蒸着し、続いて低屈折率薄膜としてλ/4の光学的膜
厚を有するSiO2薄膜（nd＝1.44）を真空蒸着することに
より、２層反射防止膜（設計基準波長λ＝248nm）を積
層した（第２図参照）。(Prepared in Reference Example 2 ... window) on both sides of the same window material as in Reference Example 1, vacuum deposition Al 2 O 3 thin film having an optical thickness of lambda / 4 as a high refractive index thin film (n d = 1.72) Then, a 2-layer antireflection film (design reference wavelength λ = 248 nm) is laminated by vacuum-depositing a SiO 2 thin film (n d = 1.44) having an optical thickness of λ / 4 as a low refractive index thin film. (See FIG. 2).
（実施例） 第４図（断面図）に示す市販のエキシマレーザー装置
を用意した。この装置の仕様は下記の通りである。(Example) A commercially available excimer laser device shown in FIG. 4 (cross-sectional view) was prepared. The specifications of this device are as follows.
レーザー波長λ:248nm レーザーパワー:300mmJ/cm2 レーザービーム断面サイズ:10×20mm レーザー発光パルス幅:20nsec（１ショット） レーザーガス:Kr、Ｆ（約99％のバッファガスHe、Ne
で希釈されたもの） この装置は、レーザーガスを周囲から隔離するための
ハウジング１と、レーザーガスを励起させる手段として
の一対の放電電極２、ハウジングに取付けられた窓３、
共振器４を構成する第１ミラー4aと第２ミラー4bから主
として構成されており、窓３には、参考例１で製造した
窓を使用したものである。Laser wavelength λ: 248 nm Laser power: 300 mmJ / cm 2 Laser beam cross-sectional size: 10 × 20 mm Laser emission pulse width: 20 nsec (1 shot) Laser gas: Kr, F (99% buffer gas He, Ne
This device comprises a housing 1 for isolating the laser gas from the surroundings, a pair of discharge electrodes 2 as a means for exciting the laser gas, a window 3 attached to the housing,
The resonator 4 is mainly composed of a first mirror 4a and a second mirror 4b, and the window 3 uses the window manufactured in Reference Example 1.
尚、第２ミラー4bは外部ミラー出、光軸上で動作させ
ることにより共振距離を変え、それにより出力の安定化
を図るものである。The second mirror 4b is intended to stabilize the output by changing the resonance distance by operating on the optical axis from the external mirror.
（比較例１） 実施例のエキシマレーザー装置において、窓３として
参考例２で製造した窓を取付けたものである。(Comparative Example 1) In the excimer laser device of the example, the window manufactured in Reference Example 2 was attached as the window 3.
（比較例２） 実施例のエキシマレーザー装置において、窓（３）と
して反射防止膜のない単なるほたる石基板からなる窓材
を取付けたものである。(Comparative Example 2) In the excimer laser device of the example, a window member made of a simple fluorite substrate without an antireflection film is attached as the window (3).
（試験例） 実施例及び比較例１、２のレーザー装置を発光させ、
窓（３）の変化及び出力の変化を観察した。この結果を
次の第１表に示す。(Test Example) The laser devices of Examples and Comparative Examples 1 and 2 were caused to emit light,
The change in window (3) and the change in output were observed. The results are shown in Table 1 below.
＊初期値を100％としたときの発光試験終了時の出力値 ＊＊この時間内に表示のショット数だけ間欠的に発光さ
せて試験を行なった意味である。 * Output value at the end of the light emission test when the initial value is set to 100% ** Means that the test was performed by intermittently emitting light for the number of shots displayed during this time.
尚、窓材としては、石英よりもフッ化物例えばほたる
石、又はMgF2を使用することが好ましい。その理由は石
英を使用すると、１度レーザー発光させた後、レーザー
ガスの交換その他の理由により、反射防止膜を大気に曝
すと、反射防止膜が腐食され、その後、再びレーザーガ
スを入れて発光を行なうと、数時間で反射防止機能が低
下してしまうからである。それに対して、フッ化物を使
用すると、そのような問題点がない。As the window material, it is preferable to use fluoride such as fluorite or MgF 2 rather than quartz. The reason for this is that if quartz is used, the antireflection film will be corroded when the antireflection film is exposed to the atmosphere after the laser light is emitted once and then the laser gas is exchanged. This is because the antireflection function deteriorates after several hours. In contrast, the use of fluoride does not have such a problem.
以上の通り、本発明によれば、反射防止膜の寿命が長
いため、初めて実用に供し得るエキシマレーザー装置が
提供される。As described above, the present invention provides an excimer laser device that can be put to practical use for the first time because the life of the antireflection film is long.
第１図は、フッ化物誘導体からなる２層反射防止膜の層
構成を示す説明図であり、 第２図は、酸化物誘導体からなる２層反射防止膜の層構
成を示す説明図である。 第３図は、参考例１の反射防止膜の分光透過率特性を測
定したグラフである。 第４図は、本発明の実施例にかかるエキシマレーザー装
置の垂直断面を説明する概念図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……ハウジング ２……一対の放電電極 ３……窓 4a……第１ミラー（共振器４） 4b……第２ミラー（共振器４）FIG. 1 is an explanatory diagram showing the layer structure of a two-layer antireflection film made of a fluoride derivative, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the layer structure of a two-layer antireflection film made of an oxide derivative. FIG. 3 is a graph in which the spectral transmittance characteristics of the antireflection film of Reference Example 1 are measured. FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a vertical cross section of an excimer laser device according to an embodiment of the present invention. [Description of symbols of main parts] 1 ... Housing 2 ... Pair of discharge electrodes 3 ... Window 4a ... First mirror (resonator 4) 4b ... Second mirror (resonator 4)
Claims (3)
周囲から隔離するためのハウジングと、レーザーガスを
励起させる励起手段と、発振されたレーザー光をハウジ
ング外に透過させるための窓と、この窓と兼用されるこ
ともあり得る光共振器とからなるエキシマレーザー装置
に於いて、 前記窓の内面に全層がフッ化物で構成された単層又は多
層の反射防止膜を設けたことを特徴とするエキシマレー
ザー装置。1. A laser gas containing fluorine, a housing for isolating the gas from the surroundings, an excitation means for exciting the laser gas, a window for transmitting the oscillated laser light to the outside of the housing, and An excimer laser device comprising an optical resonator which may also be used as a window, characterized in that an inner surface of the window is provided with a single-layer or multi-layer antireflection film of which all layers are made of fluoride. Excimer laser device.
る特許請求の範囲第１項記載のエキシマレーザー装置。2. The excimer laser device according to claim 1, wherein the window is made of fluoride.
ネシウムからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のエキシマレーザー装置。3. The method according to claim 1, wherein the fluoride is composed of fluorspar or magnesium fluoride.
An excimer laser device according to the paragraph.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15913887A JPH0828542B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-06-26 | Excimer laser device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4491087 | 1987-02-27 | ||
| JP62-44910 | 1987-02-27 | ||
| JP15913887A JPH0828542B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-06-26 | Excimer laser device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01784A JPH01784A (en) | 1989-01-05 |
| JPS64784A JPS64784A (en) | 1989-01-05 |
| JPH0828542B2 true JPH0828542B2 (en) | 1996-03-21 |
Family
ID=26384881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15913887A Expired - Fee Related JPH0828542B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-06-26 | Excimer laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828542B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088378B2 (en) * | 1988-03-02 | 1996-01-29 | 信越石英株式会社 | Laser oscillator |
| DE10248707A1 (en) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Tuilaser Ag | Highly reflective mirror for an excimer laser comprises a substrate, a first highly reflective layer system formed on the inner side of the substrate, and a second highly reflective layer system formed on the outer side of the substrate |
| JP4052457B2 (en) * | 2003-01-29 | 2008-02-27 | 三菱重工業株式会社 | Microwave excited hydrogen ultraviolet light lamp and method of using an optical device using the ultraviolet light lamp |
-
1987
- 1987-06-26 JP JP15913887A patent/JPH0828542B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64784A (en) | 1989-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2627864B2 (en) | Mirror for reflecting light of selected frequency and method for forming the same | |
| CN110836666A (en) | Enhanced solid-state gain medium for ring laser gyroscope | |
| US5153892A (en) | High-pressure gas laser apparatus and method of laser processing | |
| US4685110A (en) | Optical component of a laser | |
| JP4479923B2 (en) | Optical elements coated to improve durability | |
| JPH0828542B2 (en) | Excimer laser device | |
| JPS594092A (en) | Yttrium gallium garnet laser doped with chromium | |
| JPH01784A (en) | Excimer laser device | |
| JPH0716038B2 (en) | Gas laser | |
| JP2012516562A (en) | Method for switching the laser radiation of a solid-state laser between different radiation wavelengths and the corresponding solid-state laser device | |
| JP2003086873A (en) | Passive q switch laser | |
| JPH06275242A (en) | Dielectric barrier discharge lamp | |
| JPH11101903A (en) | High reflection mirror for excimer laser | |
| JPH06250015A (en) | Window of laser beam for excimer laser device and excimer laser using the same | |
| JP2720532B2 (en) | Blue semiconductor light emitting device | |
| EP2136440A1 (en) | Mode-locked solid-state laser | |
| JPH1065237A (en) | Solid-state laser device | |
| JPS63227082A (en) | Gas laser oscillator | |
| JP5112033B2 (en) | Brewster window and laser oscillator | |
| JP3069641B2 (en) | Dielectric multilayer film | |
| WO2021171957A1 (en) | Optical resonator, component for optical resonator, and laser device | |
| JPH09162493A (en) | Conductive reflecting film and electron beam pumped light emitting device | |
| JP2853556B2 (en) | Gas laser device | |
| JP2004281595A (en) | Solid state laser apparatus | |
| EP0097242B1 (en) | Emerald laser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |