JPH10233542A - Window for gas laser device - Google Patents

Window for gas laser device

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JPH10233542A
JPH10233542A JP3786297A JP3786297A JPH10233542A JP H10233542 A JPH10233542 A JP H10233542A JP 3786297 A JP3786297 A JP 3786297A JP 3786297 A JP3786297 A JP 3786297A JP H10233542 A JPH10233542 A JP H10233542A
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laser
window
gas
boundary surface
refractive index
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Hirokazu Tanaka
宏和 田中
Toru Igarashi
徹 五十嵐
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Komatsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve utility efficiency of discharge excitation energy and precision of wavelength selection by making an optical axis during actual laser oscillation coincide with an optical axis during alignment adjustment even if alignment adjustment of an optical system is performed in the absence of a laser chamber. SOLUTION: One boundary surface of first boundary surface 10 wherein a window is in contact with an outside of a laser chamber 3, and a second boundary surface 11 wherein the window is in contact with an inside of the laser chamber 3, is tilted by a specified angle αto the other boundary surface. When a specific refractive index of outside atmosphere of the laser chamber 3 is (na), a specific refractive index of a material constituting a window is (nw), a specific refractive index of laser gas inside a laser chamber is (nb), an optical incident angle from an outside of a laser chamber to the first boundary surface is θ1, and refraction angle in the first boundary surface is θ2, the tilt angle α is set to allow a relation of tan α=(nw.sinθ2-nb.sinθ1)/(nw.cosθ2-nb.cosθ1) to be satisfied.

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】この発明はガスレーザ装置の
レーザチャンバに設けられてレーザチャンバ内部と外部
とのレーザ光通過窓として機能するウィンドウに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a window provided in a laser chamber of a gas laser device and functioning as a laser light passing window between the inside and the outside of the laser chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造用の縮小投影露光装置の光源
としてエキシマレーザが注目されているが、その場合に
は出射されるエキシマレーザ光に線幅3pm以下の狭帯域
化が要求されるとともに、大きな出力パワーが要求され
る。
2. Description of the Related Art An excimer laser has been attracting attention as a light source of a reduction projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor. In this case, the emitted excimer laser light is required to have a narrow band of 3 pm or less, and Large output power is required.

【0003】縮小投影露光装置用エキシマレーザの狭帯
域化技術として有望なものとしては、波長選択素子とし
てエタロンあるいはグレーティング(回折格子)を用い
るもの等がある。
As a promising technique for narrowing the band of an excimer laser for a reduction projection exposure apparatus, there is a technique using an etalon or a grating (diffraction grating) as a wavelength selection element.

【0004】図3は、波長選択素子としてグレーティン
グを用いた従来の狭帯域化エキシマレーザの光学系の構
成を示すもので、(a)は平面図、(b)は正面図である。
FIGS. 3A and 3B show a configuration of an optical system of a conventional narrow-band excimer laser using a grating as a wavelength selection element. FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a front view.

【0005】図3のエキシマレーザ装置は、フロントミ
ラーとして機能するハーフミラー1と、リアミラー及び
波長選択素子として機能するグレーティング2との間
に、レーザチャンバ3と、ビームエキスパンダとして機
能する2つのプリズム4a,4bとが配設される。
The excimer laser apparatus shown in FIG. 3 has a laser chamber 3 and two prisms functioning as a beam expander between a half mirror 1 functioning as a front mirror and a grating 2 functioning as a rear mirror and a wavelength selecting element. 4a and 4b are provided.

【0006】レーザチャンバ3内部には、ハロゲンガス
(F2,Cl2など)、希ガスおよびバッファガス(K
r,Ne,He,Xeなど)から適宜選択されたガスを
含むレーザガス(例えばKrFエキシマレーザでは、F
2,Kr,Ne、He)が循環可能に充填されており、
またレーザガスを励起するための放電電極5a,5bが
設けられている。
A halogen gas (F 2, Cl 2, etc.), a rare gas and a buffer gas (K
r, Ne, He, Xe, etc.) and a laser gas containing a gas appropriately selected (for example, in a KrF excimer laser, F
2, Kr, Ne, He) are filled so as to be able to circulate,
Also, discharge electrodes 5a and 5b for exciting the laser gas are provided.

【0007】また、レーザチャンバ3の前後部には、レ
ーザチャンバ内部と外部とのレーザ光通過窓として機能
するウィンドウ6(フロントウィンドウ6a,リアウィ
ンドウ6b)が設けられている。これらのウィンドウ6
はCaF2や石英などのガラスで構成されており、通常
はレーザ光軸に対してブリュースタ角となるように傾斜
させている。
Further, windows 6 (front window 6a, rear window 6b) functioning as laser light passing windows between the inside and outside of the laser chamber are provided at the front and rear portions of the laser chamber 3. These windows 6
Is made of glass such as CaF2 or quartz, and is usually inclined so as to have a Brewster angle with respect to the laser optical axis.

【0008】かかる構成においては、ハーフミラー1お
よびグレーティング2によって光共振器が構成され、プ
リズム4a,4bおよびグレーティングによって波長選
択を行うようになっているが、プリズム4a,4bに対
するレーザ光の入射角度はビーム拡大率やP偏光の反射
率を適正に保つために所定の角度に維持する必要があ
り、また角度分散型波長選択素子であるグレーティング
2に対するレーザ光入射角度も選択すべき波長に対応す
る角度に保つ必要がある。なお、グレーティング2に代
えてエタロンを用いた場合も、サイドピーク低減のため
に、共振器を成す反射鏡へレーザ光を所定の角度で入射
しなくてはいけない。
In this configuration, an optical resonator is constituted by the half mirror 1 and the grating 2, and the wavelength is selected by the prisms 4a, 4b and the grating. However, the angle of incidence of the laser beam on the prisms 4a, 4b Needs to be maintained at a predetermined angle in order to properly maintain the beam expansion rate and the reflectivity of P-polarized light, and the angle of incidence of the laser beam on the grating 2, which is an angle-dispersion type wavelength selection element, also corresponds to the wavelength to be selected. You need to keep it at an angle. Even when an etalon is used in place of the grating 2, the laser beam must be incident at a predetermined angle on the reflector forming the resonator in order to reduce the side peak.

【0009】このように、狭帯域化レーザ装置において
は、各光学素子(この場合は波長選択素子4,2とハー
フミラー1)の光軸や配置角度を調整するアライメント
作業がレーザ光の品質を向上且つ安定させる上で重要と
なる。
As described above, in the narrow band laser apparatus, the alignment work for adjusting the optical axis and the arrangement angle of each optical element (in this case, the wavelength selection elements 4 and 2 and the half mirror 1) reduces the quality of the laser light. It is important for improving and stabilizing.

【0010】ここで、通常、アライメント作業において
は、レーザチャンバ3を装置から取り外した後、他のレ
ーザ光源(例えばHe−Neレーザ)を用いて光学系の
アライメントを行い、アライメント終了後にレーザチャ
ンバ3を再設置するようにしている。すなわち、このア
ライメント作業においては、レーザチャンバ3が存在し
ない状態で、別言すればレーザ光軸上にレーザチャンバ
内のレーザガスが存在しない状態で光学系のアライメン
トを行うようにしているが、実際にレーザ発振が行われ
るときには光軸上にレーザガスが存在する。
Here, in the alignment work, usually, after the laser chamber 3 is removed from the apparatus, alignment of the optical system is performed using another laser light source (for example, He-Ne laser). Is to be re-installed. In other words, in this alignment work, the alignment of the optical system is performed in a state where the laser chamber 3 does not exist, in other words, in a state where the laser gas in the laser chamber does not exist on the laser optical axis. When laser oscillation is performed, a laser gas exists on the optical axis.

【0011】このため、従来技術によれば、実際のレー
ザ発振時に次のような問題が発生する。
For this reason, according to the prior art, the following problem occurs during actual laser oscillation.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、光学系のア
ライメントの際には、ハーフミラー1およびプリズム4
a間の媒質として、実際のレーザ運転時には存在するレ
ーザガス(レーザチャンバ3)を外部空気で代用して調
整を行うようにしているが、レーザガスの比屈折率は空
気の比屈折率とは異なっているので、アライメント作業
をどんなに高精度に行ったとしても、実際のレーザ運転
時には、ウィンドウ6aを経てレーザチャンバ3内に入
った光の光軸は、ウィンドウ6aへの入射前の光の光軸
と一致せずかつ平行でもなくなるという問題が発生す
る。
That is, when aligning the optical system, the half mirror 1 and the prism 4 are required.
As a medium between a and a, the laser gas (laser chamber 3) existing during the actual laser operation is adjusted by external air instead of the air, but the relative refractive index of the laser gas is different from that of air. Therefore, no matter how accurate the alignment work is, during the actual laser operation, the optical axis of the light entering the laser chamber 3 through the window 6a is the same as the optical axis of the light before entering the window 6a. There is a problem that they do not match and are not parallel.

【0013】すなわち、レーザチャンバ内に入ったレー
ザ光の光軸が放電電極の放電方向に対して垂直とはなら
ず、若干斜めに傾斜されることになり、この結果放電励
起エネルギーの利用効率が低下する。
That is, the optical axis of the laser beam entering the laser chamber is not perpendicular to the discharge direction of the discharge electrode, but is slightly inclined, and as a result, the efficiency of using the discharge excitation energy is reduced. descend.

【0014】また同様に、ウィンドウ6bを経てレーザ
チャンバ外部に出た光の光軸は、アライメント調整を行
ったときのレーザ光軸とはずれてしまい、このため実際
のレーザ発振の際にはレーザ光は波長選択素子4、2に
対してアライメント調整時の角度では入射されず、この
結果実際に選択される波長が目標波長からずれてしま
う。
Similarly, the optical axis of the light exiting the laser chamber through the window 6b is deviated from the laser optical axis when the alignment is adjusted. Is not incident on the wavelength selection elements 4 and 2 at the angle at which the alignment is adjusted, and as a result, the wavelength actually selected deviates from the target wavelength.

【0015】図4は、ウィンドウ6a,6bを介してレ
ーザチャンバ3を通過するレーザ光の光軸を示すもの
で、レーザチャンバ3の外部雰囲気の比屈折率をna、
ウィンドウ6a,6bを構成する材料の比屈折率をn
w、レーザチャンバ3内のレーザガスの比屈折率をnb、
レーザチャンバの外部からウィンドウ6aへの光入射角
度をθ1、ウィンドウ6aでの屈折角をθ2、レーザチャ
ンバ3への出射角度をθ3とすると、スネルの法則から
次式が成立する。
FIG. 4 shows the optical axis of the laser beam passing through the laser chamber 3 through the windows 6a and 6b, where the relative refractive index of the atmosphere outside the laser chamber 3 is na,
The relative refractive index of the material forming the windows 6a and 6b is n
w, the relative refractive index of the laser gas in the laser chamber 3 is nb,
Assuming that the light incident angle from the outside of the laser chamber to the window 6a is θ1, the refraction angle at the window 6a is θ2, and the emission angle to the laser chamber 3 is θ3, the following equation is established from Snell's law.

【0016】sinθ2/sinθ1=na/nw …(1) sinθ3/sinθ2=nw/nb …(2) また、上記(1)(2)を整理すると、次式(3)が成立する。Sin θ2 / sin θ1 = na / nw (1) sin θ3 / sin θ2 = nw / nb (2) When the above (1) and (2) are arranged, the following equation (3) is established.

【0017】sinθ3=(na/nb)sinθ1 …(3) 上記(3)式によれば、na≠nbである場合には、θ3≠θ
1となることが判る。
Sin θ3 = (na / nb) sin θ1 (3) According to the above equation (3), if nannb, then θ3 ≠ θ
It turns out that it becomes 1.

【0018】また、レーザチャンバ3内部からウィンド
ウ6bへの入射角度をθ4,その屈折角をθ5、レーザチ
ャンバ外への出射角度をθ6とすると、前記同様にし
て、 sinθ5/sinθ4=nb/nw …(4) sinθ6/sinθ5=nw/na …(5) sinθ6=(nb/na)sinθ4 …(6) が成立し、na=nbが成立しないことには、θ6=θ4と
はならないことがわかる。
Assuming that the incident angle from the inside of the laser chamber 3 to the window 6b is θ4, the refraction angle is θ5, and the emission angle out of the laser chamber is θ6, sin θ5 / sin θ4 = nb / nw in the same manner as described above. (4) sin θ6 / sin θ5 = nw / na (5) sin θ6 = (nb / na) sin θ4 (6) It is understood that θ6 = θ4 does not hold if na = nb does not hold.

【0019】このように、従来技術によれば、光学系の
アライメント調整を、レーザ光軸上にレーザガスが存在
しない状態で行うようにしているので、このアライメン
ト調整後にレーザチャンバを装填して実際にレーザ発振
を行った際には、レーザ光軸がアライメント調整を行っ
たときの光軸からずれ且つ傾斜し、狭帯域化の際の選択
波長が目標波長からずれる、放電励起エネルギーの利用
効率が低下するなどの問題が発生する。
As described above, according to the prior art, the alignment adjustment of the optical system is performed in a state where the laser gas does not exist on the laser optical axis. When laser oscillation is performed, the laser optical axis deviates and tilts from the optical axis at the time of alignment adjustment, the selected wavelength in narrowing the band deviates from the target wavelength, and the utilization efficiency of discharge excitation energy decreases. Problems occur.

【0020】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、光学系のアライメント調整をレーザチャンバ
が存在しない状態で行ったとしても、実際のレーザ発振
時にはその光軸がアライメント調整時の光軸に一致する
ようにして、上記問題点を解決するようにしたガスレー
ザ装置用ウィンドウを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the alignment of the optical system is performed in the absence of the laser chamber, the optical axis of the optical system during the actual laser oscillation is not adjusted. An object of the present invention is to provide a window for a gas laser device that is aligned with an axis and solves the above-mentioned problem.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段および作用効果】この発明
では、レーザガスが充填されたレーザチャンバに設けら
れて発振されたレーザ光を通過させるガスレーザ装置用
ウィンドウにおいて、前記ウィンドウがレーザチャンバ
外部と接する第1の境界面と前記ウィンドウがレーザチ
ャンバ内部と接する第2の境界面とのうちの一方の境界
面を他方の境界面に対して所定の角度αだけ傾斜させる
とともに、前記レーザチャンバの外部雰囲気の比屈折率
をna、ウィンドウを構成する材料の比屈折率をnw、レ
ーザチャンバ内のレーザガスの比屈折率をnb、レーザ
チャンバの外部から前記第1の境界面への光入射角度を
θ1、該第1の境界面での屈折角をθ2としたとき、前記
傾斜角度αを tanα=(nw・sinθ2−nb・sinθ1)/(nw・cosθ2
−nb・cosθ1) という関係を満たす値に設定するようにしている。
According to the present invention, there is provided a window for a gas laser apparatus provided in a laser chamber filled with a laser gas and passing oscillated laser light, wherein the window is in contact with the outside of the laser chamber. One of the first boundary surface and the second boundary surface where the window is in contact with the inside of the laser chamber is inclined at a predetermined angle α with respect to the other boundary surface, and the outside atmosphere of the laser chamber is The relative refractive index is na, the relative refractive index of the material forming the window is nw, the relative refractive index of the laser gas in the laser chamber is nb, the light incident angle from the outside of the laser chamber to the first interface is θ1, Assuming that the refraction angle at the first boundary surface is θ2, the inclination angle α is tanα = (nw · sinθ2−nb · sinθ1) / (nw · cosθ2
−nb · cos θ1).

【0022】上記式を満たすようにウィンドウの一方の
境界面を他方の境界面に対して角度αだけ傾斜させるよ
うにすれば、ウィンドウを経由してレーザチャンバ内ま
たは外に出射されるレーザ光の光軸がウィンドウ入射前
のレーザ光の光軸に対して常に平行になるようになり、
これによりレーザチャンバが存在しない状態での光学系
のアライメント終了後、レーザチャンバ3を装填して実
際のレーザ発振を行ったときに、レーザ光軸がずれて斜
めになるという問題点を解消され、これにより放電励起
エネルギーの利用効率が向上し、また本発明のウィンド
ウを狭帯域化ガスレーザに適用するようにすれば、所望
の波長を正確且つ高精度に選択することが可能になる。
If one boundary surface of the window is inclined by an angle α with respect to the other boundary surface so as to satisfy the above expression, the laser light emitted into or out of the laser chamber via the window can be obtained. The optical axis is always parallel to the optical axis of the laser beam before entering the window,
Thus, after the alignment of the optical system in the absence of the laser chamber is completed, the problem that the laser optical axis shifts and becomes oblique when the laser chamber 3 is loaded and actual laser oscillation is performed is solved. As a result, the use efficiency of the discharge excitation energy is improved, and if the window of the present invention is applied to a gas laser having a narrow band, a desired wavelength can be accurately and accurately selected.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施例を添付図面
に従って詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0024】図1にこの発明の実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【0025】図1において、レーザチャンバ3にはフロ
ントウィンドウ6a,リアウィンドウ6bが設けられて
おり、これらの各ウィンドウ6a,6bをレーザ光が通
過するようになっている。
In FIG. 1, a laser chamber 3 is provided with a front window 6a and a rear window 6b, and a laser beam passes through these windows 6a and 6b.

【0026】ここで、これらのウィンドウ6a,6b
は、それぞれ、レーザチャンバ3の外部雰囲気と接する
第1の境界面10と、レーザチャンバ内部と接する第2
の境界面11とを有し、これらの各境界面は平面で構成
されているが、これら境界面のうちの一方の境界面を他
方の境界面に対して所定の角度αだけ傾斜させるように
している。これらのウィンドウ6a,6bは、通常のウ
ィンドウと同様、CaF2や石英などのガラスで構成さ
れている。
Here, these windows 6a, 6b
Are a first boundary surface 10 in contact with the atmosphere outside the laser chamber 3 and a second boundary surface
Each of these boundary surfaces is constituted by a plane, and one of these boundary surfaces is inclined at a predetermined angle α with respect to the other boundary surface. ing. These windows 6a and 6b are made of glass, such as CaF2 or quartz, like the ordinary windows.

【0027】ここで、レーザチャンバ3の外部雰囲気の
比屈折率をna、ウィンドウ6a,6bを構成する材料
の比屈折率をnw、レーザチャンバ3内のレーザガスの
比屈折率をnbとし、図2に示すように、レーザチャン
バ外部からウィンドウ6aを経由してレーザチャンバ内
部にレーザ光を入射させる場合を考える。
Here, the relative refractive index of the atmosphere outside the laser chamber 3 is na, the relative refractive index of the material forming the windows 6a and 6b is nw, and the relative refractive index of the laser gas in the laser chamber 3 is nb. As shown in (1), a case is considered in which laser light enters the laser chamber from outside the laser chamber via the window 6a.

【0028】この場合、レーザチャンバの外部からウィ
ンドウ6aの第1の境界面10へのへの光入射角度をθ
1、第1の境界面10での屈折角をθ2、第2の境界面へ
の入射角度をφ1、第2の境界面11での屈折角(レー
ザチャンバ内への出射角)をφ2とすると、前記同様、
スネルの法則から次式が成立する。
In this case, the light incident angle from the outside of the laser chamber to the first boundary surface 10 of the window 6a is θ
1. Assuming that the angle of refraction at the first interface 10 is θ2, the angle of incidence on the second interface 11 is φ1, and the angle of refraction at the second interface 11 (the angle of emission into the laser chamber) is φ2. , As before,
The following equation is established from Snell's law.

【0029】sinθ2/sinθ1=na/nw …(7) sinφ2/sinφ1=nw/nb …(8) ここで、ウィンドウ6aへの入射角θ1と、ウィンドウ
6aからの出射角φ2を平行にする為には、下記2式が
成立する必要がある。
Sinθ2 / sinθ1 = na / nw (7) sinφ2 / sinφ1 = nw / nb (8) Here, in order to make the incident angle θ1 to the window 6a parallel to the outgoing angle φ2 from the window 6a. Needs to satisfy the following two equations.

【0030】θ2=α+φ1 …(9) θ1=α+φ2 …(10) そこで、上記(9)(10)式を(7)(8)式に代入して、整理す
ると、下記(11)式を得ることができる。
Θ2 = α + φ1 (9) θ1 = α + φ2 (10) Then, by substituting the above equations (9) and (10) into the equations (7) and (8) and rearranging, the following equation (11) is obtained. be able to.

【0031】 tanα=(nw・sinθ2−nb・sinθ1)/(nw・cosθ2−nb・cosθ1) …(11) すなわち、ウィンドウ6が有する2つの境界面10,1
1のうちの一方の境界面を他方の境界面に対して所定の
角度αだけ傾斜させ、かつこの傾斜角度αを上記第(11)
式が成立するように設定し、そのようなウィンドウ6を
レーザチャンバ3に装填するようにすれば、レーザチャ
ンバ3が存在しない状態での光学系のアライメント終了
後、レーザチャンバ3を装填して実際のレーザ発振を行
ったときに、ウィンドウを経由してレーザチャンバ内ま
たは外に出射されるレーザ光の光軸がウィンドウ入射前
のレーザ光の光軸に対して常に平行になるようになり、
前述した従来の問題点が解消される。
Tan α = (nw · sin θ2−nb · sin θ1) / (nw · cos θ2−nb · cos θ1) (11) That is, the two boundary surfaces 10, 1 of the window 6
One of the two boundary surfaces is inclined with respect to the other boundary surface by a predetermined angle α, and the inclination angle α is set to the above (11).
If the window 6 is set in the laser chamber 3 by setting so that the equation is established, the laser chamber 3 is loaded after the alignment of the optical system without the laser chamber 3 is completed. When the laser oscillation is performed, the optical axis of the laser light emitted into or out of the laser chamber via the window is always parallel to the optical axis of the laser light before the window enters,
The above-mentioned conventional problems are solved.

【0032】なお、図1のリアウィンドウ6bについて
も、フロントウィンドウ6aと同様の傾斜角αを設ける
ようにする。
The rear window 6b shown in FIG. 1 is provided with the same inclination angle α as that of the front window 6a.

【0033】ここで、上記第(11)式において、θ1は任
意の角度にアライメント調整してもよいが、通常はブリ
ュースタ角θBに設定される。また、空気の比屈折率na
およびウィンドウ6を構成するガラスの比屈折率nwも
それぞれほぼ1.0および1.5と既知であるので、前
記(7)式からθ2の値を計算することができる。
In the above equation (11), θ1 may be adjusted to an arbitrary angle, but is usually set to the Brewster angle θB. Also, the relative refractive index of air na
Since the relative refractive index nw of the glass constituting the window 6 is also known to be approximately 1.0 and 1.5, respectively, the value of θ2 can be calculated from the above equation (7).

【0034】また、レーザガスの比屈折率nbは、レー
ザガスを構成している各ガスの比屈折率およびガス組成
比などを用いて計算することもできるし、また実測する
こともできる。
The relative refractive index nb of the laser gas can be calculated using the relative refractive index and the gas composition ratio of each of the gases constituting the laser gas, or can be measured.

【0035】したがって、上記第(11)式によれば、傾斜
角度αを設定するために必要なパラメータは全て予め求
めることができる。
Therefore, according to the above equation (11), all parameters required for setting the inclination angle α can be obtained in advance.

【0036】なお、レーザガスの比屈折率nbは、レー
ザガスの圧力、混合ガスの組成、温度などのパラメータ
によって変動するため、レーザガスの比屈折率nbをい
ずれの時点で決定するかは重要な選択事項である。
Since the relative refractive index nb of the laser gas fluctuates depending on parameters such as the pressure of the laser gas, the composition of the mixed gas, and the temperature, it is important to determine when to determine the relative refractive index nb of the laser gas. It is.

【0037】レーザチャンバに新しいガスを充填した直
後の比屈折率nbがその後のレーザ発振によっても変化
が少ない装置の場合は、レーザチャンバに新しいガスを
充填した直後の比屈折率nbを用いて上記傾斜角αを決
定するようにすればよい。
In the case of a device in which the relative refractive index nb immediately after filling the laser chamber with a new gas is small even by subsequent laser oscillation, the relative refractive index nb immediately after filling the laser chamber with a new gas is used. What is necessary is just to determine the inclination angle (alpha).

【0038】また、レーザ発振によるガスの劣化、減
少、補給が無視し得ないほどの比屈折率nbの変動をも
たらすレーザの場合は、所定の期間中における比屈折率
nbの平均値を用いて上記傾斜角αを決定するようにす
ればよい。
Further, in the case of a laser which causes a change in relative refractive index nb such that deterioration, reduction, and replenishment of gas due to laser oscillation cannot be ignored, the average value of relative refractive index nb during a predetermined period is used. What is necessary is just to determine the said inclination angle (alpha).

【0039】また、光軸ズレが問題になるのは、レーザ
発振の最中であるから、レーザ発振中の比屈折率nbを
計測し、この計測値に基づいて上記傾斜角αを決定する
ようにしてもよい。この場合、レーザ発振動作(特にパ
ルス発振レーザの放電)によって比屈折率nbは短い周
期で変動している可能性があるので、これも所定の期間
中における比屈折率nbの平均値を用いて上記傾斜角α
を決定するようにしたほうが好ましい。
Since the deviation of the optical axis becomes a problem during laser oscillation, the relative refractive index nb during laser oscillation is measured, and the inclination angle α is determined based on the measured value. It may be. In this case, since the relative refractive index nb may fluctuate in a short cycle due to the laser oscillation operation (particularly, discharge of the pulsed laser), the relative refractive index nb may be changed using the average value of the relative refractive index nb during a predetermined period. The inclination angle α
Is preferably determined.

【0040】なお、上記実施例では、ウィンドウ6が大
気と接する第1の境界面10での入射角θ1をブリュー
スタ角θBに設定するようにしたが、ウィンドウがレー
ザガスと接する第2の境界面11での出射角φ2をブリ
ュースタ角θBに設定するようにしてもよい。また、空
気の比屈折率naとレーザガスの比屈折率nbとが近い値
である場合は、(θ1+φ2)/2=θBが成立するようにθ
1およびφ2の双方をブリュースタ角θBに近づけるよう
に設定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the incident angle θ1 at the first boundary surface 10 where the window 6 contacts the atmosphere is set to the Brewster angle θB, but the second boundary surface where the window contacts the laser gas is set. The emission angle φ2 at 11 may be set to the Brewster angle θB. When the relative refractive index na of air and the relative refractive index nb of the laser gas are close to each other, θ is set so that (θ1 + φ2) / 2 = θB holds.
Both 1 and φ2 may be set so as to approach the Brewster angle θB.

【0041】また、空気の比屈折率naとレーザガスの
比屈折率nbとの差が大きい場合は、θ1およびφ2の双
方をブリュースタ角θBに近づけるように設定すること
はできないので、ウィンドウがレーザガスと接する第2
の境界面11での出射角φ2をブリュースタ角θBに設定
し、もう一方の第1の境界面10に反射防止膜(グレー
ティングを用いる場合はP偏光反射防止膜)をコーティ
ングするようにすれば、反射防止膜がレーザガスによっ
て劣化することもなく、光の反射を少なくすることがで
きるまた、本発明は波長選択素子を用いる狭帯域化ガス
レーザだけに限らず、波長選択素子の代わりに全反射鏡
を用いて狭帯域化を行っていないガスレーザに対しても
適用することができる。
If the difference between the relative refractive index na of air and the relative refractive index nb of the laser gas is large, it is not possible to set both θ1 and φ2 so as to approach the Brewster angle θB. The second in contact with
Is set to the Brewster angle θB at the boundary surface 11 of the above, and the other first boundary surface 10 is coated with an anti-reflection film (a P-polarization anti-reflection film when a grating is used). In addition, the present invention is not limited to a narrow-band gas laser using a wavelength selection element, and a total reflection mirror can be used instead of a wavelength selection element. It can also be applied to gas lasers that are not narrowed using.

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

【図1】この発明の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】ウィンドウの傾斜設定角度を説明するための
図。
FIG. 2 is a diagram for explaining a tilt setting angle of a window.

【図3】従来技術を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a conventional technique.

【図4】従来技術を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ハーフミラー 2…グレーティング 3…レーザチャンバ 4…プリズム 5…放電電極 6…ウィンドウ 10,11…境界面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Half mirror 2 ... Grating 3 ... Laser chamber 4 ... Prism 5 ... Discharge electrode 6 ... Window 10, 11 ... Boundary surface

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザガスが充填されたレーザチャンバに
設けられて発振されたレーザ光を通過させるガスレーザ
装置用ウィンドウにおいて、 前記ウィンドウがレーザチャンバ外部と接する第1の境
界面と前記ウィンドウがレーザチャンバ内部と接する第
2の境界面とのうちの一方の境界面を他方の境界面に対
して所定の角度αだけ傾斜させるとともに、 前記レーザチャンバの外部雰囲気の比屈折率をna、ウ
ィンドウを構成する材料の比屈折率をnw、レーザチャ
ンバ内のレーザガスの比屈折率をnb、レーザチャンバ
の外部から前記第1の境界面への光入射角度をθ1、該
第1の境界面での屈折角をθ2としたとき、 前記傾斜角度αを tanα=(nw・sinθ2−nb・sinθ1)/(nw・cosθ2
−nb・cosθ1) という関係を満たす値に設定するようにしたことを特徴
とするガスレーザ装置用ウィンドウ。
A window for a gas laser device provided in a laser chamber filled with a laser gas and passing oscillated laser light, wherein the window has a first boundary surface in contact with the outside of the laser chamber and the window is inside the laser chamber. And one of the second boundary surfaces in contact with the second boundary surface is inclined by a predetermined angle α with respect to the other boundary surface, the relative refractive index of the atmosphere outside the laser chamber is na, and the material constituting the window is Is the relative refractive index of nw, the relative refractive index of the laser gas in the laser chamber is nb, the light incident angle from the outside of the laser chamber to the first interface is θ1, and the refraction angle at the first interface is θ2. Tan α = (nw · sin θ2−nb · sin θ1) / (nw · cos θ2
−nb · cos θ1) A window for a gas laser device, which is set to a value satisfying the following relationship:
【請求項2】前記傾斜角度αの設定の際、レーザガスの
比屈折率をnbは、レーザチャンバ内にレーザガスを充
填した後のレーザ発振開始前の値を用いる請求項1記載
のガスレーザ装置用ウィンドウ。
2. The gas laser apparatus window according to claim 1, wherein, at the time of setting the inclination angle α, the relative refractive index of the laser gas is a value before the start of laser oscillation after the laser chamber is filled with the laser gas. .
【請求項3】前記傾斜角度αの設定の際、レーザガスの
比屈折率をnbは、レーザ発振開中の値を用いる請求項
1記載のガスレーザ装置用ウィンドウ。
3. The window for a gas laser device according to claim 1, wherein, when setting the inclination angle α, the relative refractive index nb of the laser gas is a value during laser oscillation.
【請求項4】前記ウィンドウの第1の境界面に反射防止
膜をコーティングするようにした請求項1乃至3記載の
ガスレーザ装置用ウィンドウ。
4. A window for a gas laser device according to claim 1, wherein an anti-reflection film is coated on a first boundary surface of said window.
【請求項5】前記ウィンドウの第2の境界面とレーザ光
軸とがブリュースタ角度をなすようにウィンドウを設置
するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3記載の
ガスレーザ装置用ウィンドウ。
5. The window for a gas laser device according to claim 1, wherein the window is set such that a second boundary surface of the window and a laser optical axis form a Brewster angle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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