JPH0927649A - Laser beam oscillation device - Google Patents

Laser beam oscillation device

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JPH0927649A
JPH0927649A JP17602995A JP17602995A JPH0927649A JP H0927649 A JPH0927649 A JP H0927649A JP 17602995 A JP17602995 A JP 17602995A JP 17602995 A JP17602995 A JP 17602995A JP H0927649 A JPH0927649 A JP H0927649A
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JP
Japan
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laser beam
laser
output
mirror
monitor
Prior art date
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JP17602995A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Enami
智子 榎波
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0927649A publication Critical patent/JPH0927649A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To feed a stabilized quality laser beam in a long term by a method wherein the positional deviation of the laser beam is detected and the position on at least one side of the positions of an output mirror and a reflecting mirror is controlled so that the position of the laser beam becomes a reference position. SOLUTION: The vertical and horizontal intensity distribution signals measured by a beam monitor 22a are taken in by a controller 23. Whether the position of a laser beam 5 is within a beam position variation allowable range or not and whether it is due to an adjustment error or not that the position of the beam 5 is not within the allowable range are judged on the basis of these taken-in intensity distribution signals. In the case where it is judged that the cause is not due to the adjustment error, actuators 24a and 24b of a reflecting mirror 3 are controlled to adjust the position of the beam 5 so that the beam position of the beam 5 becomes a reference position. That is, a laser beam oscillation device controls the positions of the mirror 3 and an output mirror 4 on the basis of the beam position of the beam 5 and the balance of the intensity of the beam 5 to correct the positional deviation of the beam 5 and guarantees the quality of the beam 5.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを監
視し、レーザビームの出力の低下、不安定化、発振波長
の振動を防いで、常に安定な制御を行なうレーザビーム
発振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam oscillating device which monitors a laser beam, prevents the output of the laser beam from deteriorating, becomes unstable, and vibrates at an oscillation wavelength, and performs stable control at all times.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザビーム発振装置においては、レー
ザ媒質の劣化により、レーザビームの出力の低下、不安
定化、発振波長の変動などレーザビームの品質が劣化す
るという問題がある。
2. Description of the Related Art In a laser beam oscillating device, there is a problem that the quality of the laser beam is deteriorated due to deterioration of the laser medium, such as reduction of output of the laser beam, instability, fluctuation of oscillation wavelength.

【0003】これら問題を解決するために、従来のレー
ザビーム発振装置においては、レーザビームの出力や、
発振波長の制御を行なうことにより、レーザビームの品
質を保っていた。
In order to solve these problems, in the conventional laser beam oscillator, the output of the laser beam,
The quality of the laser beam is maintained by controlling the oscillation wavelength.

【0004】図5は、従来のレーザビーム発振装置の構
成を示す図である。同図に示すように、レーザ放電部1
の一端側には、レーザ挟帯域共振器2を介して反射鏡3
が設けられている。また、レーザ放電部1の他端側に
は、出力鏡4が設けられている。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of a conventional laser beam oscillator. As shown in the figure, the laser discharge unit 1
On one end side of the reflection mirror 3 via the laser narrow band resonator 2.
Is provided. An output mirror 4 is provided on the other end side of the laser discharge unit 1.

【0005】上記出力鏡4から出射するレーザビーム5
のレーザ光路上には、ビームスプリッタ6が設けられて
おり、このビームスプリッタ6にて反射したレーザビー
ム5の反射光路上には、ビームスプリッタ7が設けられ
ている。
A laser beam 5 emitted from the output mirror 4
A beam splitter 6 is provided on the laser optical path of, and a beam splitter 7 is provided on the reflected optical path of the laser beam 5 reflected by the beam splitter 6.

【0006】ビームスプリッタ7に入射したレーザビー
ム5のうち、ビームスプリッタ7にて反射したレーザビ
ーム5のレーザ光路上には入射したレーザ光の出力をモ
ニタするエネルギモニタ8が設けられており、ビームス
プリッタ7を通過したレーザビーム5のレーザ光路上に
は入射したレーザ光の波長をモニタする波長モニタ9が
設けられている。
Among the laser beams 5 incident on the beam splitter 7, an energy monitor 8 for monitoring the output of the incident laser beam is provided on the laser optical path of the laser beam 5 reflected by the beam splitter 7. A wavelength monitor 9 for monitoring the wavelength of the incident laser light is provided on the laser optical path of the laser beam 5 that has passed through the splitter 7.

【0007】エネルギモニタ8の出力側及び波長モニタ
9の出力側には、コントローラ10の入力側が接続され
ており、このコントローラ10の出力側には、レーザ挟
帯域共振器2及び電源11が接続されている。また、電
源11の出力側には、レーザ放電部1の電極に接続され
ている。
The output side of the energy monitor 8 and the output side of the wavelength monitor 9 are connected to the input side of a controller 10, and the output side of the controller 10 is connected to the narrow band laser resonator 2 and the power supply 11. ing. The output side of the power supply 11 is connected to the electrode of the laser discharge unit 1.

【0008】次に、上述の如く構成されたレーザビーム
発振装置の動作について説明する。まず、レーザ放電部
1にて発生したレーザ光は、レーザ挟帯域共振器2を介
して、反射鏡3と出力鏡4との間で反射した後に、出力
鏡4から所定の波長のレーザビーム5として出射され
る。
Next, the operation of the laser beam oscillator constructed as described above will be described. First, the laser light generated in the laser discharge unit 1 is reflected between the reflecting mirror 3 and the output mirror 4 via the laser narrow band resonator 2, and then the laser beam 5 having a predetermined wavelength is output from the output mirror 4. Is emitted as.

【0009】出力鏡4から出射したレーザビーム5は、
ビームスプリッタ6にて、その一部が反射し、このビー
ムスプリッタ6にて反射したレーザビーム5は、ビーム
スプリッタ7に入射し、その一部が反射する。
The laser beam 5 emitted from the output mirror 4 is
A part of the laser beam 5 is reflected by the beam splitter 6, the laser beam 5 reflected by the beam splitter 6 is incident on the beam splitter 7, and a part thereof is reflected.

【0010】上記ビームスプリッタ7にて反射したレー
ザビーム5は、エネルギモニタ8に入射して、その出力
が測定される。また、ビームスプリッタ7を通過したレ
ーザビーム5は、波長モニタ9に入射して、その波長が
測定される。
The laser beam 5 reflected by the beam splitter 7 enters the energy monitor 8 and its output is measured. The laser beam 5 that has passed through the beam splitter 7 is incident on the wavelength monitor 9 and its wavelength is measured.

【0011】そして、エネルギモニタ8にて測定された
レーザビーム5の出力と、波長モニタ9にて測定された
レーザビーム5の波長とがコントローラ10に出力され
る。コントローラ10は、エネルギモニタ8にて測定さ
れたレーザビーム5の出力と、波長モニタ9にて測定さ
れたレーザビーム5の波長とに基づいて、レーザ挟帯域
共振器2の共振周波数及び電源11からレーザ放電部1
の電極に印加される電圧を制御する。
The output of the laser beam 5 measured by the energy monitor 8 and the wavelength of the laser beam 5 measured by the wavelength monitor 9 are output to the controller 10. Based on the output of the laser beam 5 measured by the energy monitor 8 and the wavelength of the laser beam 5 measured by the wavelength monitor 9, the controller 10 outputs the resonance frequency of the laser narrow band resonator 2 and the power supply 11 from the power source 11. Laser discharge part 1
Control the voltage applied to the electrodes.

【0012】すなわち、従来のレーザビーム発振装置に
おいては、電源11或いはレーザ挟帯域共振器2を制御
し、レーザビームの出力や発振波長を制御することによ
り、レーザビームの品質の向上を図っていた。
That is, in the conventional laser beam oscillator, the quality of the laser beam is improved by controlling the power supply 11 or the laser narrow band resonator 2 and controlling the output and oscillation wavelength of the laser beam. .

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザビーム発振装置では、上述のように、レーザビー
ム5の出力や発振波長のみをモニタしてレーザビーム5
の安定化制御を行なっていたため、レーザ挟帯域共振器
2の位置ずれによって生ずるレーザビームの位置ずれを
検知することができず、その結果、この位置ずれが原因
で発生するレーザビーム出力の低下、波長変動及びスペ
クトル幅の変化を検出することができなかった。
However, in the conventional laser beam oscillator, as described above, only the output of the laser beam 5 and the oscillation wavelength are monitored and the laser beam 5 is emitted.
Since the stabilization control is performed, the positional deviation of the laser beam caused by the positional deviation of the laser narrow band resonator 2 cannot be detected, and as a result, the laser beam output is reduced due to the positional deviation. It was not possible to detect wavelength fluctuations and changes in spectral width.

【0014】そのため、従来のレーザビーム発振装置に
おいては、直接の原因とは無関係な誤った制御が行なわ
れてしまうので、レーザビーム5の品質を保証すること
ができなかった。
Therefore, in the conventional laser beam oscillating device, erroneous control irrelevant to the direct cause is performed, so that the quality of the laser beam 5 cannot be guaranteed.

【0015】例えば、レーザビームの安定化制御中にレ
ーザ挟帯域共振器2の位置ずれにより、レーザビームの
出力が低下した場合、コントローラ10は、レーザビー
ム出力を上げるべく、電源11を制御してレーザ放電部
1の電極にかかる電圧を上昇させる。
For example, when the output of the laser beam is reduced due to the displacement of the laser narrow band resonator 2 during the stabilization control of the laser beam, the controller 10 controls the power supply 11 to increase the laser beam output. The voltage applied to the electrode of the laser discharge part 1 is increased.

【0016】しかしながら、レーザビーム出力の低下
は、ガス劣化による出力の低下ではないために、このよ
うな制御を行なっても出力は殆ど回復することはない。
また、レーザビーム出力が回復したとしても、誤った制
御を続けることになるので、品質の悪いレーザビームと
なるばかりではなく、電極等の部品寿命を縮め原因とも
なっていた。
However, since the reduction of the laser beam output is not the reduction of the output due to the gas deterioration, the output hardly recovers even if such control is performed.
Further, even if the output of the laser beam is restored, erroneous control is continued, which not only results in a poor quality laser beam, but also shortens the life of parts such as electrodes.

【0017】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、レーザビームの位置ずれを検出することによ
り、レーザビームの要素として最も重要なレーザビーム
の品質を長期的に安定して供給できるレーザビーム発振
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by detecting the positional deviation of the laser beam, the quality of the laser beam, which is the most important element of the laser beam, can be stably supplied for a long period of time. An object is to provide a laser beam oscillator.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項1に係る発明は、レーザ光発生
手段から発生したレーザ光を出力鏡と反射鏡との間で反
射させた後に前記出力鏡からレーザビームとして出射す
るレーザビーム発振装置において、前記出力鏡から出射
したレーザビームの位置の基準位置に対する位置ずれ量
を検出する位置ずれ量検出手段と、前記位置ずれ量検出
手段にて検出された位置ずれ量に基づいて、前記出力鏡
から出射するレーザビームの位置が前記基準位置になる
よう前記出力鏡と前記反射鏡とのうち、少なくとも一方
の位置を制御するレーザビーム位置制御手段とを具備し
たことを特徴とする。
Therefore, first, in order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, the laser light generated from the laser light generating means is reflected between the output mirror and the reflecting mirror. In the laser beam oscillation device which later emits as a laser beam from the output mirror, the positional deviation amount detecting means for detecting the positional deviation amount of the position of the laser beam emitted from the output mirror with respect to the reference position, and the positional deviation amount detecting means. Laser beam position control for controlling the position of at least one of the output mirror and the reflecting mirror so that the position of the laser beam emitted from the output mirror becomes the reference position based on the amount of positional deviation detected by Means and means are provided.

【0019】また、請求項2に係る発明は、請求項1記
載のレーザビーム発振装置において、前記位置ずれ量検
出手段は、前記レーザビームの少なくとも1つの断面の
ビーム強度分布を算出し、この算出されたビーム強度分
布に基づいて行なわれることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the laser beam oscillator according to the first aspect, the positional deviation amount detecting means calculates a beam intensity distribution of at least one cross section of the laser beam, and the calculation is performed. It is characterized in that it is performed based on the obtained beam intensity distribution.

【0020】請求項1に係る発明は、位置ずれ量検出手
段により、出力鏡から出射したレーザビームの位置の基
準位置に対する位置ずれ量を検出し、レーザビーム位置
制御手段により、位置ずれ量検出手段にて検出された位
置ずれ量に基づいて、出力鏡から出射するレーザビーム
の位置が基準位置になるよう出力鏡と反射鏡とのうち、
少なくとも一方の位置を制御するので、レーザビームの
要素として最も重要なレーザビームの品質を長期的に安
定して供給することができる。
According to the first aspect of the present invention, the positional deviation amount detecting means detects the positional deviation amount of the position of the laser beam emitted from the output mirror with respect to the reference position, and the laser beam position control means detects the positional deviation amount detecting means. Of the output mirror and the reflecting mirror, the position of the laser beam emitted from the output mirror becomes the reference position based on the amount of positional deviation detected in
Since at least one position is controlled, the quality of the laser beam, which is the most important element of the laser beam, can be stably supplied for a long period of time.

【0021】請求項2に係る発明は、位置ずれ量の検出
を、レーザビームの少なくとも1つの断面のビーム強度
分布を算出し、この算出されたビーム強度分布に基づい
て行なう。
According to the second aspect of the present invention, the amount of positional deviation is detected by calculating the beam intensity distribution of at least one cross section of the laser beam and based on the calculated beam intensity distribution.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態に
かかるレーザビーム発振装置の構成を示す図である。な
お、図5と同一部分には、同一符号を付して説明する。
同図に示すように、レーザ放電部1の一端側には、レー
ザ挟帯域共振器2を介して反射鏡3が設けられている。
また、レーザ放電部1の他端側には、出力鏡4が設けら
れている。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a laser beam oscillator according to an embodiment of the present invention. Note that the same parts as those in FIG.
As shown in the figure, a reflecting mirror 3 is provided on one end side of the laser discharge unit 1 via a laser narrow band resonator 2.
An output mirror 4 is provided on the other end side of the laser discharge unit 1.

【0023】上記出力鏡4から出射するレーザビーム5
のレーザ光路上には、ビームスプリッタ6が設けられて
おり、このビームスプリッタ6にて反射したレーザビー
ム5の反射光路上には、ビームスプリッタ7が設けられ
ている。
Laser beam 5 emitted from the output mirror 4
A beam splitter 6 is provided on the laser optical path of, and a beam splitter 7 is provided on the reflected optical path of the laser beam 5 reflected by the beam splitter 6.

【0024】ビームスプリッタ7に入射したレーザビー
ム5のうち、ビームスプリッタ7にて反射したレーザビ
ーム5のレーザ光路上にはエネルギ・波長モニタ20が
設けられており、ビームスプリッタ7を通過したレーザ
ビーム5のレーザ光路上にはビームスプリッタ21が設
けられている。
Among the laser beams 5 incident on the beam splitter 7, an energy / wavelength monitor 20 is provided on the laser optical path of the laser beam 5 reflected by the beam splitter 7, and the laser beam passing through the beam splitter 7 is provided. A beam splitter 21 is provided on the laser optical path 5.

【0025】ビームスプリッタ21を通過したレーザビ
ーム5のレーザ光路上には、ビームモニタ22aが設け
られているとともに、ビームスプリッタ21にて反射し
たレーザビーム5のレーザ光路上には、ビームモニタ2
2bが設けられている。
A beam monitor 22a is provided on the laser optical path of the laser beam 5 that has passed through the beam splitter 21, and a beam monitor 2 is provided on the laser optical path of the laser beam 5 reflected by the beam splitter 21.
2b is provided.

【0026】上記エネルギ・波長モニタ20、ビームモ
ニタ22a,22bの出力側には、コントローラ23の
入力側が接続されており、このコントローラ23の出力
側には、レーザ挟帯域共振器2、電源11、反射鏡アク
チュエータ24a,24b、出力鏡アクチュエータ25
a,25bが接続されている。
The output sides of the energy / wavelength monitor 20 and the beam monitors 22a and 22b are connected to the input side of a controller 23. The output side of the controller 23 is connected to the laser band-band resonator 2, the power source 11, Reflector actuators 24a, 24b, output mirror actuator 25
a and 25b are connected.

【0027】次に、図2を参照して、ビームモニタ22
aの構成について説明する。同図に示すように、ビーム
モニタ22aは、スリット31、ラインセンサ32、駆
動回路33、電源34を具備している。
Next, referring to FIG. 2, the beam monitor 22
The configuration of a will be described. As shown in the figure, the beam monitor 22a includes a slit 31, a line sensor 32, a drive circuit 33, and a power supply 34.

【0028】スリット31は、ビーム変動を明確に検知
するためレーザビーム5の縦方向のビーム径に略一致す
るように構成されている。ラインセンサ32は、スリッ
ト31を通過したレーザビーム5の縦方向のビーム強度
を検出する。
The slit 31 is constructed so as to substantially coincide with the vertical beam diameter of the laser beam 5 in order to clearly detect the beam fluctuation. The line sensor 32 detects the vertical beam intensity of the laser beam 5 that has passed through the slit 31.

【0029】駆動回路33は、ラインセンサ32を駆動
するものであり、電源34により駆動電源が供給され
る。なお、ビームモニタ22bの構成については、スリ
ット及びラインセンサが横方向のビーム強度を検出する
ために構成されていること以外は、ビームモニタ22a
の構成と同様である。
The drive circuit 33 drives the line sensor 32, and the drive power is supplied from the power supply 34. Regarding the configuration of the beam monitor 22b, the beam monitor 22a is different from the configuration of the beam monitor 22a except that the slit and the line sensor are configured to detect the beam intensity in the lateral direction.
The configuration is the same as that described above.

【0030】また、レーザビーム5のビーム径が大きい
場合には、図2中波線で示したように、レンズ35をレ
ーザビーム5のビーム光路上に設け、レーザビーム5の
ビーム径を小さくしてもよい。
When the beam diameter of the laser beam 5 is large, the lens 35 is provided on the beam optical path of the laser beam 5 to reduce the beam diameter of the laser beam 5, as shown by the broken line in FIG. Good.

【0031】次に、上述の如く構成されたレーザビーム
発振装置の動作について説明する。まず、レーザ放電部
1にて発生したレーザ光は、レーザ挟帯域共振器2を介
して反射鏡3と出力鏡4との間で反射した後に、出力鏡
4からレーザビーム5として出射される。
Next, the operation of the laser beam oscillator constructed as described above will be described. First, the laser light generated in the laser discharge unit 1 is reflected between the reflecting mirror 3 and the output mirror 4 via the laser narrow band resonator 2 and then emitted from the output mirror 4 as a laser beam 5.

【0032】この出力鏡4から出射したレーザビーム5
は、ビームスプリッタ6にて、その一部が反射する。こ
のビームスプリッタ6にて反射したレーザビーム5は、
ビームスプリッタ7に入射し、その一部が反射させられ
る。
Laser beam 5 emitted from this output mirror 4
Is partially reflected by the beam splitter 6. The laser beam 5 reflected by the beam splitter 6 is
It is incident on the beam splitter 7 and a part thereof is reflected.

【0033】上記ビームスプリッタ7にて反射したレー
ザビーム5は、エネルギ・波長モニタ20に入射し、こ
のエネルギ・波長モニタ20により入射したレーザビー
ム5の出力及びその波長が測定され、その測定結果がコ
ントローラ23に出力される。
The laser beam 5 reflected by the beam splitter 7 is incident on the energy / wavelength monitor 20, and the output of the incident laser beam 5 and its wavelength are measured by the energy / wavelength monitor 20. It is output to the controller 23.

【0034】コントローラ23は、エネルギ・波長モニ
タ20にて測定されたレーザビーム5の出力と波長とに
基づいて、レーザ挟帯域共振器2の共振周波数及び電源
11からレーザ放電部1の電極に印加される電圧を制御
する。
The controller 23 applies the resonance frequency of the laser narrow band resonator 2 and the power source 11 to the electrode of the laser discharge section 1 based on the output and wavelength of the laser beam 5 measured by the energy / wavelength monitor 20. Control the voltage applied.

【0035】また、ビームスプリッタ7を通過したレー
ザビーム5は、ビームスプリッタ21にてその一部が反
射する。この反射したレーザビーム5はビームモニタ2
2bに出力される。
The laser beam 5 that has passed through the beam splitter 7 is partially reflected by the beam splitter 21. The reflected laser beam 5 is transmitted to the beam monitor 2
2b is output.

【0036】一方、ビームスプリッタ21を通過したレ
ーザビーム5は、ビームモニタ22aに入射する。ビー
ムモニタ22aに入射したレーザビーム5は、図2に示
すように、スリット31を通過した後に、ラインセンサ
32により縦方向のビーム強度が検出され、この検出さ
れたビーム強度はコントローラ23に出力される。
On the other hand, the laser beam 5 which has passed through the beam splitter 21 enters the beam monitor 22a. As shown in FIG. 2, the laser beam 5 incident on the beam monitor 22 a passes through the slit 31 and then the vertical beam intensity is detected by the line sensor 32, and the detected beam intensity is output to the controller 23. It

【0037】また、ビームモニタ22bに入射したレー
ザビーム5は、横方向のビーム強度が検出され、この検
出されたビーム強度はコントローラ23に出力される。
図3(a)及び図3(b)は、レーザビーム5が基準位
置にある場合の縦方向及び横方向の強度分布波形を示す
図である。
The beam intensity in the horizontal direction of the laser beam 5 incident on the beam monitor 22b is detected, and the detected beam intensity is output to the controller 23.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing intensity distribution waveforms in the vertical direction and the horizontal direction when the laser beam 5 is at the reference position.

【0038】コントローラ23は、上記波形から予め、
例えば、強度分布波形の最大値の20%を閾値としたと
きの強度分布波形の交点を基に、縦方向のビーム位置
(x1,x2 )、横方向のビーム位置(y1 ,y2 )、
強度バランスAx,Ayを求めておく。
The controller 23 uses the above-mentioned waveform in advance.
For example, based on the intersection of the intensity distribution waveform when 20% of the maximum value of the intensity distribution waveform is used as a threshold value, the vertical beam position (x 1 , x 2 ) and the horizontal beam position (y 1 , y 2 ),
The strength balances Ax and Ay are obtained.

【0039】レーザビーム5の位置ずれは、これらビー
ム位置及び強度バランスに基づいて判断することができ
る。例えば、図3(c)に示すように、縦方向(x方
向)のビーム位置(x1 ′,x2 ′)が変化したとき
は、反射鏡3の縦方向のアクチュエータ24aを制御し
て、レーザビームの位置ずれを補正する。
The positional deviation of the laser beam 5 can be determined based on the beam position and intensity balance. For example, as shown in FIG. 3C, when the beam position (x 1 ′, x 2 ′) in the vertical direction (x direction) changes, the vertical actuator 24 a of the reflecting mirror 3 is controlled to Correct the positional deviation of the laser beam.

【0040】図3(d)に示すように、横方向(y方
向)の強度バランスAy′に変化が生じた場合には、出
力鏡4の横方向のアクチュエータ25bを制御して、レ
ーザビームの位置ずれを補正する。
As shown in FIG. 3D, when the intensity balance Ay 'in the lateral direction (y direction) changes, the lateral actuator 25b of the output mirror 4 is controlled to control the laser beam. Correct the misalignment.

【0041】また、縦方向(x方向)のビーム位置(x
1 ′′,x2 ′′)及び強度バランスAx′′が変化し
た場合には、反射鏡3の縦方向のアクチュエータ24a
を制御した後に、ビーム強度分布を取り込み、再度、ビ
ーム位置を見直して調整を行なう。
Further, the beam position (x
1 ″, x 2 ″) and the intensity balance Ax ″ change, the actuator 24a in the vertical direction of the reflecting mirror 3
After controlling, the beam intensity distribution is taken in and the beam position is reviewed and adjusted again.

【0042】以下、図4のフローチャートを参照しなが
らレーザ発振装置の動作について説明する。まず、コン
トローラ23により、ビームモニタ22aにより測定さ
れた縦方向の強度分布信号が取り込まれる(step
1)。
The operation of the laser oscillator will be described below with reference to the flowchart of FIG. First, the controller 23 captures the vertical intensity distribution signal measured by the beam monitor 22a (step).
1).

【0043】次に、この取り込まれた縦方向の強度分布
信号に基づいて、レーザビーム5がビーム位置変動許容
範囲内にあるか否かが判定される(step2)。st
ep2において、ビーム位置変動許容範囲内にないと判
定された場合には、調整エラーか否かが判定される(s
tep3)。step3の処理において、調整エラーと
判定された場合には、エラー処理が行なわれ(step
4)、処理が終了する。
Next, it is determined whether or not the laser beam 5 is within the beam position fluctuation allowable range based on the captured vertical intensity distribution signal (step 2). st
If it is determined in ep2 that the beam position variation is not within the allowable range, it is determined whether there is an adjustment error (s
step3). If it is determined that the adjustment error occurs in the processing of step 3, error processing is performed (step
4), the process ends.

【0044】step3の処理において、調整エラーで
ないと判定された場合には、反射鏡3の縦方向のアクチ
ュエータ24aを制御して、レーザビーム5のビーム位
置が基準位置となるように調整し(step5)、st
ep1の処理に戻る。
If it is determined in step 3 that there is no adjustment error, the vertical actuator 24a of the reflecting mirror 3 is controlled to adjust the beam position of the laser beam 5 to the reference position (step 5). ), St
Return to the processing of ep1.

【0045】一方、step2の処理において、ビーム
位置変動許容範囲内にあると判定された場合には、コン
トローラ23により、ビームモニタ22aにより測定さ
れた縦方向の強度分布信号の強度バランスが強度バラン
ス変動許容範囲内にあるか否かが判定される(step
6)。
On the other hand, when it is determined in the processing of step 2 that the beam position variation is within the allowable range, the controller 23 causes the intensity balance of the intensity distribution signals in the vertical direction measured by the beam monitor 22a to vary. It is determined whether or not it is within the allowable range (step
6).

【0046】step6の処理において、縦方向の強度
分布信号の強度バランスが強度バランス変動許容範囲内
にないと判定された場合には、調整エラーか否かが判定
される(step7)。step7の処理において、調
整エラーと判定された場合には、エラー処理が行なわれ
(step8)、処理が終了する。
If it is determined in step 6 that the intensity balance of the intensity distribution signal in the vertical direction is not within the intensity balance fluctuation allowable range, it is determined whether or not there is an adjustment error (step 7). In the processing of step 7, if it is determined that there is an adjustment error, error processing is performed (step 8) and the processing ends.

【0047】step7の処理において、調整エラーで
ないと判定された場合には、出力鏡4側の縦方向のアク
チュエータ24aを制御して、レーザビーム5のビーム
位置が基準位置となるように調整し(step9)、s
tep1の処理に戻る。
When it is determined in step 7 that there is no adjustment error, the vertical actuator 24a on the output mirror 4 side is controlled to adjust the beam position of the laser beam 5 to the reference position ( step9), s
Return to step 1 processing.

【0048】一方、step6の処理において、縦方向
の強度分布信号の強度バランスが強度バランス変動許容
範囲内にあると判定された場合には、コントローラ23
により、ビームモニタ22bにより測定された横方向の
強度分布信号が取り込まれる(step10)。
On the other hand, when it is determined in step 6 that the intensity balance of the intensity distribution signals in the vertical direction is within the intensity balance variation allowable range, the controller 23
Thus, the lateral intensity distribution signal measured by the beam monitor 22b is captured (step 10).

【0049】次に、この取り込まれた横方向の強度分布
信号に基づいて、レーザビーム5がビーム位置変動許容
範囲内にあるか否かが判定される(step11)。s
tep11において、ビーム位置変動許容範囲内にない
と判定された場合には、調整エラーか否かが判定される
(step12)。step12の処理において、調整
エラーと判定された場合には、エラー処理が行なわれ
(step13)、処理が終了する。
Next, it is judged whether or not the laser beam 5 is within the beam position fluctuation allowable range based on the captured lateral intensity distribution signal (step 11). s
If it is determined in step 11 that the beam position variation is not within the allowable range, the adjustment error is determined (step 12). When it is determined that the adjustment error occurs in the processing of step 12, error processing is performed (step 13) and the processing ends.

【0050】step12の処理において、調整エラー
でないと判定された場合には、反射鏡3の横方向のアク
チュエータ24bを制御して、レーザビーム5のビーム
位置が基準位置となるように調整し(step14)、
step10の処理に戻る。
If it is determined in step 12 that there is no adjustment error, the lateral actuator 24b of the reflecting mirror 3 is controlled to adjust the beam position of the laser beam 5 to the reference position (step 14). ),
It returns to the processing of step 10.

【0051】一方、step11の処理において、ビー
ム位置変動許容範囲内にあると判定された場合には、コ
ントローラ23により、ビームモニタ22bにより測定
された横方向の強度分布信号の強度バランスが強度バラ
ンス変動許容範囲内にあるか否かが判定される(ste
p15)。
On the other hand, when it is determined in the processing of step 11 that the beam position variation is within the allowable range, the controller 23 causes the intensity balance of the lateral intensity distribution signal measured by the beam monitor 22b to vary. It is determined whether or not it is within the allowable range (ste
p15).

【0052】step15の処理において、横方向の強
度分布信号の強度バランスが強度バランス変動許容範囲
内にないと判定された場合には、調整エラーか否かが判
定される(step16)。step16の処理におい
て、調整エラーと判定された場合には、エラー処理が行
なわれ(step17)、処理が終了する。
In the processing of step 15, when it is determined that the intensity balance of the intensity distribution signal in the lateral direction is not within the intensity balance fluctuation allowable range, it is determined whether or not there is an adjustment error (step 16). In the processing of step 16, if it is determined that there is an adjustment error, error processing is performed (step 17) and the processing ends.

【0053】step16の処理において、調整エラー
でないと判定された場合には、出力鏡4側の横方向のア
クチュエータ24bを制御して、レーザビーム5のビー
ム位置が基準位置となるように調整し(step1
8)、step10の処理に戻る。
When it is determined in step 16 that there is no adjustment error, the lateral actuator 24b on the output mirror 4 side is controlled to adjust the beam position of the laser beam 5 to the reference position ( step1
8) Return to step 10 processing.

【0054】一方、step15の処理において、横方
向の強度分布信号の強度バランスが強度バランス変動許
容範囲内にあると判定された場合には、step1の処
理に戻る。
On the other hand, if it is determined in step 15 that the intensity balance of the intensity distribution signal in the lateral direction is within the intensity balance variation allowable range, the process returns to step 1.

【0055】すなわち、本実施の形態のレーザビーム発
振装置は、レーザビーム5のビーム位置及び強度バラン
スに基づいて、反射鏡3及び出力鏡4の位置を制御して
レーザビーム5の位置ずれ量を補正して、レーザビーム
の品質を保証する、なお、上述のビームモニタ22a、
22bは、エネルギモニタとしても使用することができ
る。ビームモニタ22a,22bをエネルギモニタとし
て使用する場合には、ビームモニタ内の光学部品の切換
機構或いはビームモニタ内のラインセンサの積分回路等
を付加する。
That is, the laser beam oscillator of the present embodiment controls the positions of the reflecting mirror 3 and the output mirror 4 based on the beam position and intensity balance of the laser beam 5 to determine the amount of positional deviation of the laser beam 5. Correction to ensure the quality of the laser beam, the beam monitor 22a,
22b can also be used as an energy monitor. When the beam monitors 22a and 22b are used as energy monitors, a switching mechanism for optical components in the beam monitor or an integrating circuit for a line sensor in the beam monitor is added.

【0056】また、ビームモニタ22a,22bによ
り、レーザビームの強度分布を常に観測することができ
るので、ビーム質診断、手動アライメント時の目安とな
る。さらに、上述の実施の形態においては、縦方向(x
方向)、横方向(y方向)の強度分布に基づいて、反射
鏡3及び出力鏡4の位置を制御してレーザビーム5の位
置ずれ量を補正したが、いずれか1方向のみの強度分布
に基づいて制御を行なっても良い。
Since the intensity distribution of the laser beam can be constantly observed by the beam monitors 22a and 22b, it can be used as a guide for beam quality diagnosis and manual alignment. Further, in the above-described embodiment, the vertical direction (x
Direction) and the lateral direction (y direction) based on the intensity distribution, the positions of the reflecting mirror 3 and the output mirror 4 are controlled to correct the positional deviation amount of the laser beam 5, but the intensity distribution is only in one direction. You may perform control based on.

【0057】従って、本実施の形態のレーザビーム発振
装置によれば、レーザビーム5の位置ずれの補正を行っ
た上で、レーザ出力制御や発振波長の制御を行なうの
で、レーザビーム5の品質を安定させることができる。
Therefore, according to the laser beam oscillator of the present embodiment, the positional deviation of the laser beam 5 is corrected, and then the laser output control and the oscillation wavelength are controlled, so that the quality of the laser beam 5 is improved. Can be stabilized.

【0058】また、不要なレーザ出力制御、発振波長制
御を行なうことなく、最適な制御を行なうことができる
ため、エキシマレーザ装置の場合を例に挙げると、レー
ザガスの長寿命化にも効果がある。
Further, since optimum control can be performed without performing unnecessary laser output control and oscillation wavelength control, taking the case of an excimer laser device as an example, it is also effective in extending the life of the laser gas. .

【0059】[0059]

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
レーザビームの位置ずれを検出することにより、レーザ
ビームの要素として最も重要なレーザビームの品質を長
期的に安定して供給できるレーザビーム発振装置を提供
することができる。
As described above in detail, according to the present invention,
By detecting the positional deviation of the laser beam, it is possible to provide a laser beam oscillation device that can stably supply the quality of the laser beam, which is the most important element of the laser beam, for a long term.

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

【図1】本発明の一実施の形態にかかるレーザビーム発
振装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser beam oscillator according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態におけるレーザビーム発振装置の
ビームモニタの構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a beam monitor of the laser beam oscillator according to the same embodiment.

【図3】同実施の形態におけるレーザビーム発振装置の
ビームモニタの出力波形を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an output waveform of a beam monitor of the laser beam oscillator according to the same embodiment.

【図4】同実施の形態におけるレーザビーム発振装置の
動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the laser beam oscillator according to the same embodiment.

【図5】従来のレーザビーム発振装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional laser beam oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザ放電部、2…レーザ挟帯域共振器、3…反射
鏡、4…出力鏡、5…レーザビーム、6、7…ビームス
プリッタ、11…電源、20…エネルギ・波長モニタ、
21…ビームスプリッタ、22a,22b…ビームモニ
タ、23…コントローラ、24a,24b…反射鏡アク
チュエータ、25a,25b…出力鏡アクチュエータ、
31…スリット、32…ラインセンサ、33…センサ駆
動回路、34…電源。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser discharge part, 2 ... Laser narrow band resonator, 3 ... Reflector, 4 ... Output mirror, 5 ... Laser beam, 6, 7 ... Beam splitter, 11 ... Power supply, 20 ... Energy / wavelength monitor,
21 ... Beam splitter, 22a, 22b ... Beam monitor, 23 ... Controller, 24a, 24b ... Reflector actuator, 25a, 25b ... Output mirror actuator,
31 ... Slit, 32 ... Line sensor, 33 ... Sensor drive circuit, 34 ... Power supply.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光発生手段から発生したレーザ光
を出力鏡と反射鏡との間で反射させた後に前記出力鏡か
らレーザビームとして出射するレーザビーム発振装置に
おいて、 前記出力鏡から出射したレーザビームの位置の基準位置
に対する位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出手段と、 前記位置ずれ量検出手段にて検出された位置ずれ量に基
づいて、前記出力鏡から出射するレーザビームの位置が
前記基準位置になるよう前記出力鏡と前記反射鏡とのう
ち、少なくとも一方の位置を制御するレーザビーム位置
制御手段とを具備したことを特徴とするレーザビーム発
振装置。
1. A laser beam oscillating device which emits a laser beam from a laser beam generating means as a laser beam after reflecting the laser beam from an output mirror and a reflecting mirror. The position deviation amount detecting means for detecting the position deviation amount of the beam position with respect to the reference position, and the position of the laser beam emitted from the output mirror is based on the position deviation amount detected by the position deviation amount detecting means. A laser beam oscillator comprising: a laser beam position control means for controlling the position of at least one of the output mirror and the reflecting mirror so that the reference position is reached.
【請求項2】 前記位置ずれ量検出手段は、 前記レーザビームの少なくとも1つの断面のビーム強度
分布を算出し、この算出されたビーム強度分布に基づい
て行なわれることを特徴とする請求項1記載のレーザビ
ーム発振装置。
2. The position shift amount detecting means calculates a beam intensity distribution of at least one cross section of the laser beam, and the calculation is performed based on the calculated beam intensity distribution. Laser beam oscillator.
JP17602995A 1995-07-12 1995-07-12 Laser beam oscillation device Pending JPH0927649A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1243958A2 (en) * 2001-03-13 2002-09-25 Leica Microsystems Heidelberg GmbH Process for adjusting a microscope and microscope comprising a light beam adjustment device

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