JPH1062830A - ボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法 - Google Patents
ボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法Info
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- JPH1062830A JPH1062830A JP8222656A JP22265696A JPH1062830A JP H1062830 A JPH1062830 A JP H1062830A JP 8222656 A JP8222656 A JP 8222656A JP 22265696 A JP22265696 A JP 22265696A JP H1062830 A JPH1062830 A JP H1062830A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば高出力、高エネルギーの紫外線レーザ
ー光発生装置の波長変換素子として用いても、長期に渡
ってすぐれた特性を保持できるボレート系非線形光学結
晶への光学膜の形成方法を提供する。 【解決手段】 ボレート系非線形光学結晶への光学膜の
形成方法において、ボレート系非線形光学結晶表面の水
分を、真空中で除去する前処理工程を経て後に、ボレー
ト系非線形光学結晶を外気にさらすことなくその表面、
例えば光入射端面、光出射端面の少なくともいづれか
の、光学特性の劣化が問題となる表面に、光学膜を構成
する少なくともボレート系非線形光学結晶に直接被着す
る第１の光学膜をイオンプレーティングによって形成す
る。
ー光発生装置の波長変換素子として用いても、長期に渡
ってすぐれた特性を保持できるボレート系非線形光学結
晶への光学膜の形成方法を提供する。 【解決手段】 ボレート系非線形光学結晶への光学膜の
形成方法において、ボレート系非線形光学結晶表面の水
分を、真空中で除去する前処理工程を経て後に、ボレー
ト系非線形光学結晶を外気にさらすことなくその表面、
例えば光入射端面、光出射端面の少なくともいづれか
の、光学特性の劣化が問題となる表面に、光学膜を構成
する少なくともボレート系非線形光学結晶に直接被着す
る第１の光学膜をイオンプレーティングによって形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長変換素子を有
してなる例えば高出力紫外線レーザー光発生装置の製造
に適用して好適なボレート系非線形光学結晶への光学膜
の形成方法に係わる。
してなる例えば高出力紫外線レーザー光発生装置の製造
に適用して好適なボレート系非線形光学結晶への光学膜
の形成方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光を利用して情報処理や計測制
御などを行うオプトエレクトロニクスの分野、光ディス
クのマスタリングあるいは半導体製造技術等におけるフ
ォトリソグラフィの露光光源等において、レーザー光の
短波長化および高出力化が要求されている。このような
光源としては、エキシマレーザーのような短波長発振す
るガスレーザーのほかに、例えば緑色発光がなされる半
導体レーザーと、非線形光学結晶による波長変換素子と
を組み合わせて短波長の紫外線レーザー光を発生させる
全固体紫外線レーザー光発生装置がある。この全固体紫
外線レーザー光発生装置は、定期的なガス交換、大規模
な設備を必要としないなどの特徴があり、広く短波長光
源として用いられる方向にある。
御などを行うオプトエレクトロニクスの分野、光ディス
クのマスタリングあるいは半導体製造技術等におけるフ
ォトリソグラフィの露光光源等において、レーザー光の
短波長化および高出力化が要求されている。このような
光源としては、エキシマレーザーのような短波長発振す
るガスレーザーのほかに、例えば緑色発光がなされる半
導体レーザーと、非線形光学結晶による波長変換素子と
を組み合わせて短波長の紫外線レーザー光を発生させる
全固体紫外線レーザー光発生装置がある。この全固体紫
外線レーザー光発生装置は、定期的なガス交換、大規模
な設備を必要としないなどの特徴があり、広く短波長光
源として用いられる方向にある。
【０００３】そして、この短波長レーザー光を発生させ
る短波長レーザー光発生装置、例えば紫外線レーザー光
発生装置において用いられる波長変換素子としては、ボ
レート系非線形光学結晶の、例えばβ−ＢＢＯ（β−Ｂ
ａＢ2 Ｏ4 ）が潮解性が小さく化学的に安定であり、空
気中での取扱も容易であるとされていて、このＢＢＯ
が、良く用いられている。
る短波長レーザー光発生装置、例えば紫外線レーザー光
発生装置において用いられる波長変換素子としては、ボ
レート系非線形光学結晶の、例えばβ−ＢＢＯ（β−Ｂ
ａＢ2 Ｏ4 ）が潮解性が小さく化学的に安定であり、空
気中での取扱も容易であるとされていて、このＢＢＯ
が、良く用いられている。
【０００４】この短波長レーザー光発生装置は、例え
ば、図１にその概略構成図を示すように、１対以上の所
要の波長の光に対し高い反射率を示すミラーＭ1 および
Ｍ2 によって光共振器が構成され、この光共振器内に、
ボレート系非線形光学結晶１例えばβ−ＢＢＯによる波
長変換素子２が配置される。
ば、図１にその概略構成図を示すように、１対以上の所
要の波長の光に対し高い反射率を示すミラーＭ1 および
Ｍ2 によって光共振器が構成され、この光共振器内に、
ボレート系非線形光学結晶１例えばβ−ＢＢＯによる波
長変換素子２が配置される。
【０００５】この波長変換素子２には、その基本波とな
る入射レーザー光光源部３からの例えば緑の波長５３２
ｎｍのレーザー光を、非線形光学結晶１の入射側端面１
１から入射させる。このようにすると波長変換素子２の
非線形光学結晶１の出射側端面１２から、波長５３２ｎ
ｍの基本波の第２高調波の２６６ｎｍの出力光を得るこ
とができる。
る入射レーザー光光源部３からの例えば緑の波長５３２
ｎｍのレーザー光を、非線形光学結晶１の入射側端面１
１から入射させる。このようにすると波長変換素子２の
非線形光学結晶１の出射側端面１２から、波長５３２ｎ
ｍの基本波の第２高調波の２６６ｎｍの出力光を得るこ
とができる。
【０００６】入射レーザー光光源部３は、例えば波長１
０６４ｎｍのＹＡＧレーザー４と非線形光学結晶よりな
る波長変換素子５とによって構成され、ＹＡＧレーザー
４からのレーザー光を、波長変換素子５によって波長変
換して波長５３２ｎｍの緑色のレーザー光を出射する構
成とすることができる。
０６４ｎｍのＹＡＧレーザー４と非線形光学結晶よりな
る波長変換素子５とによって構成され、ＹＡＧレーザー
４からのレーザー光を、波長変換素子５によって波長変
換して波長５３２ｎｍの緑色のレーザー光を出射する構
成とすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、短波長例
えば２６６ｎｍの紫外線出力光を取り出すようにしたレ
ーザー光発生装置において、高出力化をはかるには、非
線形光学結晶１内で基本波の光子密度を高くする必要が
ある。ところが、ボレート系非線形光学結晶例えばバリ
ウムボレート系非線形光学結晶のＢＢＯ結晶は、平均出
力が１ｋＷ／ｃｍ 2 以上の高出力紫外線にさらされる
と、ＢＢＯ結晶の端面の紫外線が照射された領域が時間
とともに変質し、数十時間という短時間で紫外線出力光
を激減させる光損傷が発生する。このような不都合を回
避するために、図２にその概略断面図を示すように、非
線形光学結晶１の端面１１および１２に潮解性のない無
反射光学膜６を被着形成して、その保護を行うことがな
される。この光学膜６の形成は、例えば特開平７−２４
４３１０号公報に開示されたイオンプレーティング法に
よって形成することが提案されている。この方法による
場合、通常の蒸着法に比べ膜の充填率が高く、密着強度
が高いため非線形光学結晶の端面を確実に外気と遮断し
て潮解による破壊から防止できるとするものである。
えば２６６ｎｍの紫外線出力光を取り出すようにしたレ
ーザー光発生装置において、高出力化をはかるには、非
線形光学結晶１内で基本波の光子密度を高くする必要が
ある。ところが、ボレート系非線形光学結晶例えばバリ
ウムボレート系非線形光学結晶のＢＢＯ結晶は、平均出
力が１ｋＷ／ｃｍ 2 以上の高出力紫外線にさらされる
と、ＢＢＯ結晶の端面の紫外線が照射された領域が時間
とともに変質し、数十時間という短時間で紫外線出力光
を激減させる光損傷が発生する。このような不都合を回
避するために、図２にその概略断面図を示すように、非
線形光学結晶１の端面１１および１２に潮解性のない無
反射光学膜６を被着形成して、その保護を行うことがな
される。この光学膜６の形成は、例えば特開平７−２４
４３１０号公報に開示されたイオンプレーティング法に
よって形成することが提案されている。この方法による
場合、通常の蒸着法に比べ膜の充填率が高く、密着強度
が高いため非線形光学結晶の端面を確実に外気と遮断し
て潮解による破壊から防止できるとするものである。
【０００８】ところが、潮解性が殆どないといわれるボ
レート系非線形光学結晶を用い、しかもイオンプレーテ
ィングによって光学膜を形成した場合においても、必ず
しも長寿命の高出力紫外線レーザー光発生装置を構成す
ることができない。
レート系非線形光学結晶を用い、しかもイオンプレーテ
ィングによって光学膜を形成した場合においても、必ず
しも長寿命の高出力紫外線レーザー光発生装置を構成す
ることができない。
【０００９】本発明者等は、鋭意、研究考察を行った結
果、潮解性が殆どないといわれるボレート系非線形光学
結晶、例えばバリウムボレート系非線形光学結晶におい
ても、これに直接的にイオンプレーティングによって光
学膜を形成した場合、イオンプレーティング前の状態で
ボレート系非線形光学結晶表面に水分の付着が存在して
いて、これが高出力化を図る場合において問題が生じて
いることを究明し、これに基いてボレート系非線形光学
結晶に対する光学膜の形成を良好に行い、端面における
光学的特性の安定化を確実にはかることができ、例えば
高出力、高エネルギーの紫外線レーザー光発生装置の波
長変換素子として用いても、長期に渡ってすぐれた特性
を保持できるボレート系非線形光学結晶への光学膜の形
成方法を提供するに至った。
果、潮解性が殆どないといわれるボレート系非線形光学
結晶、例えばバリウムボレート系非線形光学結晶におい
ても、これに直接的にイオンプレーティングによって光
学膜を形成した場合、イオンプレーティング前の状態で
ボレート系非線形光学結晶表面に水分の付着が存在して
いて、これが高出力化を図る場合において問題が生じて
いることを究明し、これに基いてボレート系非線形光学
結晶に対する光学膜の形成を良好に行い、端面における
光学的特性の安定化を確実にはかることができ、例えば
高出力、高エネルギーの紫外線レーザー光発生装置の波
長変換素子として用いても、長期に渡ってすぐれた特性
を保持できるボレート系非線形光学結晶への光学膜の形
成方法を提供するに至った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるボレート系
非線形光学結晶への光学膜の形成方法において、ボレー
ト系非線形光学結晶表面の水分を、真空中で除去する前
処理工程を経て後に、ボレート系非線形光学結晶を外気
にさらすことなくその表面、例えば光入射端面、光出射
端面の少なくともいづれかの、光学特性の劣化が問題と
なる表面に、光学膜を構成する少なくともボレート系非
線形光学結晶に直接被着する第１の光学膜をイオンプレ
ーティングによって形成する。
非線形光学結晶への光学膜の形成方法において、ボレー
ト系非線形光学結晶表面の水分を、真空中で除去する前
処理工程を経て後に、ボレート系非線形光学結晶を外気
にさらすことなくその表面、例えば光入射端面、光出射
端面の少なくともいづれかの、光学特性の劣化が問題と
なる表面に、光学膜を構成する少なくともボレート系非
線形光学結晶に直接被着する第１の光学膜をイオンプレ
ーティングによって形成する。
【００１１】このように、本発明方法においては、ボレ
ート系非線形光学結晶に、水分の遮断効果にすぐれたイ
オンプレーティングによる光学膜の形成を行うものであ
るが、特に本発明方法においては、このイオンプレーテ
ィングに先立ってボレート系非線形光学結晶表面の水分
を除去する工程を採ったことによって、高密度、高エネ
ルギーの光子によっても変質の発生が効果的に回避され
た安定してすぐれた光学的特性を保持できる。
ート系非線形光学結晶に、水分の遮断効果にすぐれたイ
オンプレーティングによる光学膜の形成を行うものであ
るが、特に本発明方法においては、このイオンプレーテ
ィングに先立ってボレート系非線形光学結晶表面の水分
を除去する工程を採ったことによって、高密度、高エネ
ルギーの光子によっても変質の発生が効果的に回避され
た安定してすぐれた光学的特性を保持できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明方法を、例えば前述した図
１に示す、高出力紫外線レーザー光発生装置の波長変換
素子１を、ボレート系非線形光学結晶例えばβ−ＢＢＯ
によって構成する場合の例について説明する。すなわ
ち、この場合、結晶端面での平均出力が、１ｋＷ／ｃｍ
2 以上の出力を発生させるものであって、前述した光損
傷の発生が問題となる。
１に示す、高出力紫外線レーザー光発生装置の波長変換
素子１を、ボレート系非線形光学結晶例えばβ−ＢＢＯ
によって構成する場合の例について説明する。すなわ
ち、この場合、結晶端面での平均出力が、１ｋＷ／ｃｍ
2 以上の出力を発生させるものであって、前述した光損
傷の発生が問題となる。
【００１３】この例では、ＹＡＧレーザーからの波長１
０６４ｎｍのレーザー光の４倍波を発生させる高出力紫
外線レーザー光発生装置の例である。この場合、前述し
たように、入射レーザー光光源部３が設けられる。この
場合の入射レーザー光光源部３は、波長１０６４ｎｍの
レーザー光を発生するＹＡＧレーザー４と、これよりの
波長１０６４ｎｍのレーザー光を２倍波の５３２ｎｍに
波長変換する例えばＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）非線形光学
結晶による波長変換素子５とよりなる。
０６４ｎｍのレーザー光の４倍波を発生させる高出力紫
外線レーザー光発生装置の例である。この場合、前述し
たように、入射レーザー光光源部３が設けられる。この
場合の入射レーザー光光源部３は、波長１０６４ｎｍの
レーザー光を発生するＹＡＧレーザー４と、これよりの
波長１０６４ｎｍのレーザー光を２倍波の５３２ｎｍに
波長変換する例えばＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）非線形光学
結晶による波長変換素子５とよりなる。
【００１４】そして、この光源部３からの５３２ｎｍレ
ーザー光を、例えばミラーＭ1 およびＭ2 によって形成
された光共振器内に例えばβ−ＢＢＯ非線形光学結晶１
が配置されてなる波長変換素子２に入射させる。このよ
うにすると、紫外線発生の波長変換素子５からの、５３
２ｎｍの入射レーザー光の２倍波の波長２６６ｎｍのレ
ーザー光を出力光として取り出すことができる。すなわ
ち、当初の波長１０６４ｎｍの４倍波を波長変換素子４
の出力光として得ることができる。
ーザー光を、例えばミラーＭ1 およびＭ2 によって形成
された光共振器内に例えばβ−ＢＢＯ非線形光学結晶１
が配置されてなる波長変換素子２に入射させる。このよ
うにすると、紫外線発生の波長変換素子５からの、５３
２ｎｍの入射レーザー光の２倍波の波長２６６ｎｍのレ
ーザー光を出力光として取り出すことができる。すなわ
ち、当初の波長１０６４ｎｍの４倍波を波長変換素子４
の出力光として得ることができる。
【００１５】本発明方法は、例えば上述の構成におい
て、その波長変換素子２を構成するボレート系非線形光
学結晶β−ＢＢＯ結晶１の表面における水分を除去する
前処理工程を経てから、例えば図１および図２で示すよ
うに、非線形光学結晶１の入出力側各端面１１および１
２に無反射光学膜６を、少なくともその結晶１に直接的
に成膜する光学膜に関してイオンプレーティングによっ
て成膜する。
て、その波長変換素子２を構成するボレート系非線形光
学結晶β−ＢＢＯ結晶１の表面における水分を除去する
前処理工程を経てから、例えば図１および図２で示すよ
うに、非線形光学結晶１の入出力側各端面１１および１
２に無反射光学膜６を、少なくともその結晶１に直接的
に成膜する光学膜に関してイオンプレーティングによっ
て成膜する。
【００１６】この光学膜６は、湿気を含んだ大気に長期
間さらしても潮解することがなく、さらに紫外線に対し
て透過率が高い例えばＨｆＯ2 膜によって構成する。
間さらしても潮解することがなく、さらに紫外線に対し
て透過率が高い例えばＨｆＯ2 膜によって構成する。
【００１７】このボレート系非線形光学結晶、例えばＢ
ＢＯ結晶１に対する光学膜６は、例えば図２に示すよう
に、複数の光学膜６１，６２，６３・・・が積層された
積層膜によって構成するものであるが、上述したよう
に、その少なくとも結晶１に直接形成される最下層の第
１の光学膜６１の形成は、イオンプレーティングによっ
て行う。そして、特に本発明方法においては、この第１
の光学膜６１のイオンプレーティングによる成膜に先立
って、結晶１の表面に付着されている水分を除去する前
処理を行う。この前処理は、イオンプレーティングを行
う真空容器内で行い、続いてこの結晶１を外気にさらす
ことなく、光学膜６のイオンプレーティングを行う。
ＢＯ結晶１に対する光学膜６は、例えば図２に示すよう
に、複数の光学膜６１，６２，６３・・・が積層された
積層膜によって構成するものであるが、上述したよう
に、その少なくとも結晶１に直接形成される最下層の第
１の光学膜６１の形成は、イオンプレーティングによっ
て行う。そして、特に本発明方法においては、この第１
の光学膜６１のイオンプレーティングによる成膜に先立
って、結晶１の表面に付着されている水分を除去する前
処理を行う。この前処理は、イオンプレーティングを行
う真空容器内で行い、続いてこの結晶１を外気にさらす
ことなく、光学膜６のイオンプレーティングを行う。
【００１８】図３は、このボレート系非線形光学結晶１
に対する水分除去および光学膜６の形成がなされる低電
圧反応性イオンプレーティング装置の一例の概略構成図
を示す。この装置は、真空容器２１を有し、例えばその
底壁部分に酸素ガス注入口２２が設けられている。真空
容器２１の上方部には、ボレート系非線形光学結晶１の
例えばＢＢＯが、回転式のホルダー２３によって保持さ
れる。このホルダー２３によって保持される非線形光学
結晶１と対向して、真空容器２１の下方部には、結晶１
に対する光学膜６を成膜するための少なくとも第１の光
学膜６１を形成する成膜材料が収容されたるつぼ２５が
設けられる。また、真空容器２１の例えば下部には電子
銃２６が配置され、側壁部にはアルゴンガス注入口２７
を有するプラズマガン２８が設けられる。このプラズマ
ガン２８と、るつぼ２５との間には、るつぼ２５側を正
極とする直流電源２９が接続される。
に対する水分除去および光学膜６の形成がなされる低電
圧反応性イオンプレーティング装置の一例の概略構成図
を示す。この装置は、真空容器２１を有し、例えばその
底壁部分に酸素ガス注入口２２が設けられている。真空
容器２１の上方部には、ボレート系非線形光学結晶１の
例えばＢＢＯが、回転式のホルダー２３によって保持さ
れる。このホルダー２３によって保持される非線形光学
結晶１と対向して、真空容器２１の下方部には、結晶１
に対する光学膜６を成膜するための少なくとも第１の光
学膜６１を形成する成膜材料が収容されたるつぼ２５が
設けられる。また、真空容器２１の例えば下部には電子
銃２６が配置され、側壁部にはアルゴンガス注入口２７
を有するプラズマガン２８が設けられる。このプラズマ
ガン２８と、るつぼ２５との間には、るつぼ２５側を正
極とする直流電源２９が接続される。
【００１９】このイオンプレーティング装置によって、
まず非線形光学結晶１に直接被着形成する第１の光学膜
６１の形成前に、光学結晶１の表面に付着した水分の除
去を、このイオンプレーティング装置における真空容器
２１内で行う。
まず非線形光学結晶１に直接被着形成する第１の光学膜
６１の形成前に、光学結晶１の表面に付着した水分の除
去を、このイオンプレーティング装置における真空容器
２１内で行う。
【００２０】すなわち、真空容器２１内を、これに連結
した真空ポンプ（図示せず）によって１０-5Torr以下の
高真空とし、ＢＢＯ非線形光学結晶１を３００℃以上の
温度に加熱して１時間以上保持して水分の除去を行う。
した真空ポンプ（図示せず）によって１０-5Torr以下の
高真空とし、ＢＢＯ非線形光学結晶１を３００℃以上の
温度に加熱して１時間以上保持して水分の除去を行う。
【００２１】このようにして、水分除去のなされた光学
結晶ＢＢＯ結晶１に、続いて上述した潮解性がなく紫外
線の透過率の高い例えばＨｆＯ2 を成膜する。すなわ
ち、図３の装置において、アルゴンガス注入口２７から
Ａｒガスを注入し、この注入されたＡｒガスをプラズマ
ガン２８によってイオン化して作動ガスとし、るつぼ２
５内の成膜材料２４を電子銃２１からの電子ビームの衝
撃によって溶解し、酸素ガス注入口２２から酸素Ｏ2 ガ
スを導入することによって緻密なＨｆＯ2 による第１の
光学膜を、ホルダー２３に保持された非線形光学結晶１
の表面に成膜形成することができる。
結晶ＢＢＯ結晶１に、続いて上述した潮解性がなく紫外
線の透過率の高い例えばＨｆＯ2 を成膜する。すなわ
ち、図３の装置において、アルゴンガス注入口２７から
Ａｒガスを注入し、この注入されたＡｒガスをプラズマ
ガン２８によってイオン化して作動ガスとし、るつぼ２
５内の成膜材料２４を電子銃２１からの電子ビームの衝
撃によって溶解し、酸素ガス注入口２２から酸素Ｏ2 ガ
スを導入することによって緻密なＨｆＯ2 による第１の
光学膜を、ホルダー２３に保持された非線形光学結晶１
の表面に成膜形成することができる。
【００２２】このようにしてＨｆＯ2 による第１の光学
膜６１を形成して後に、これの上に順次同様に例えばそ
れぞれイオンプレーティングによって、例えばＡｌ2 Ｏ
3 膜による第２の光学膜６２、ＳｉＯ2 膜による第３の
光学膜６３を積層形成して目的とする光学膜６の形成を
行うことができる。これら、第２および第３の光学膜の
形成は、同一のイオンプレーティング装置おいて、例え
ばそれぞれの光学膜の成膜材料を収容したるつぼを配置
してこれらに対して電源２９を切換え接続するとともに
電子銃２６の電子ビーム照射を切換えることによって形
成することもできるし、第１の光学膜６１の形成後に、
他の成膜装置によって形成することもできる。
膜６１を形成して後に、これの上に順次同様に例えばそ
れぞれイオンプレーティングによって、例えばＡｌ2 Ｏ
3 膜による第２の光学膜６２、ＳｉＯ2 膜による第３の
光学膜６３を積層形成して目的とする光学膜６の形成を
行うことができる。これら、第２および第３の光学膜の
形成は、同一のイオンプレーティング装置おいて、例え
ばそれぞれの光学膜の成膜材料を収容したるつぼを配置
してこれらに対して電源２９を切換え接続するとともに
電子銃２６の電子ビーム照射を切換えることによって形
成することもできるし、第１の光学膜６１の形成後に、
他の成膜装置によって形成することもできる。
【００２３】上述した本発明方法によって、光学膜６を
形成したボレート系非線形光学結晶１は、その光学膜６
が形成された端面に高い光子密度をもって、高エネルギ
ーすなわち短波長の紫外線レーザー光が１ｋＷ／ｃｍ2
以上で照射されても光学的特性の劣化が急激に生じるこ
とがない。したがって、本発明方法によって光学膜６の
形成を行ったボレート系非線形光学結晶１を、例えば図
１で説明した高出力紫外線レーザー光発生装置の波長変
換素子２として用いた場合においても長時間の連続使用
によっても、安定した光出力すなわち紫外線レーザー光
を得ることができ、紫外線レーザー光発生装置の長寿命
化をはかることができた。
形成したボレート系非線形光学結晶１は、その光学膜６
が形成された端面に高い光子密度をもって、高エネルギ
ーすなわち短波長の紫外線レーザー光が１ｋＷ／ｃｍ2
以上で照射されても光学的特性の劣化が急激に生じるこ
とがない。したがって、本発明方法によって光学膜６の
形成を行ったボレート系非線形光学結晶１を、例えば図
１で説明した高出力紫外線レーザー光発生装置の波長変
換素子２として用いた場合においても長時間の連続使用
によっても、安定した光出力すなわち紫外線レーザー光
を得ることができ、紫外線レーザー光発生装置の長寿命
化をはかることができた。
【００２４】この紫外線レーザー光発生装置に適用する
場合において、この紫外線レーザー光の出力の時間変化
を測定すると、従来数秒で急激に出力低下が生じた現象
を回避できた。また、出力光の紫外線レーザー光パター
ンに非線形光学素子の端面損傷による痕跡の発生も回避
でき、本発明方法による水分除去の前処理およびイオン
プレーティングによる光学膜形成の効果を確認すること
ができた。
場合において、この紫外線レーザー光の出力の時間変化
を測定すると、従来数秒で急激に出力低下が生じた現象
を回避できた。また、出力光の紫外線レーザー光パター
ンに非線形光学素子の端面損傷による痕跡の発生も回避
でき、本発明方法による水分除去の前処理およびイオン
プレーティングによる光学膜形成の効果を確認すること
ができた。
【００２５】また、本発明方法による場合、確実な光学
膜の形成が行われることがら、歩留りの向上、したがっ
て、コストの低廉化をはかることができる。
膜の形成が行われることがら、歩留りの向上、したがっ
て、コストの低廉化をはかることができる。
【００２６】尚、本発明方法は、図１で説明した構成に
よる高出力紫外線レーザー光発生装置の波長変換素子に
適用する場合限られるものではなく、各種高出力紫外線
レーザー光発生装置構成における波長変換素子をはじめ
とする各種の用途におけるボレート系非線形光学結晶へ
の光学膜形成に適用することができる。
よる高出力紫外線レーザー光発生装置の波長変換素子に
適用する場合限られるものではなく、各種高出力紫外線
レーザー光発生装置構成における波長変換素子をはじめ
とする各種の用途におけるボレート系非線形光学結晶へ
の光学膜形成に適用することができる。
【００２７】また、上述した例では、ボレート系非線形
光学結晶がＢＢＯである場合を主として説明したが、そ
のほかそのＢａの一部をあるいは全部を他の元素と置換
したＫＢＢＦ（ＫＢａ2 ＢＯ3 Ｆ2 ），ＳＢＢＯ（Ｓｒ
Ｂａ3 ＢＯ7 ），ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10），ＣＢ
Ｏ（ＣｓＢ3 Ｏ5 ），ＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ6 ）等を用い
ることもできる。
光学結晶がＢＢＯである場合を主として説明したが、そ
のほかそのＢａの一部をあるいは全部を他の元素と置換
したＫＢＢＦ（ＫＢａ2 ＢＯ3 Ｆ2 ），ＳＢＢＯ（Ｓｒ
Ｂａ3 ＢＯ7 ），ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10），ＣＢ
Ｏ（ＣｓＢ3 Ｏ5 ），ＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ6 ）等を用い
ることもできる。
【００２８】また、光学膜の成膜に先立って行う水分除
去の前処理工程としては、紫外線照射あるいはプラズマ
クリーニング等によって行うこともできる。
去の前処理工程としては、紫外線照射あるいはプラズマ
クリーニング等によって行うこともできる。
【００２９】
【発明の効果】上述したように、本発明方法によれば、
例えば波長変換素子の光学結晶として潮解性の小さいボ
レート系非線形光学結晶に対し、水分除去の前処理工程
を経て光学膜の形成を行うことによって、より特性の安
定化を図ることができ、例えば高出力の紫外線レーザー
光発生装置における波長変換素子を構成する非線形光学
素子の作製に適用するときは、レーザー光発生の安定化
をはかることができ、このレーザー光発生装置の長寿命
化をはかることができる。
例えば波長変換素子の光学結晶として潮解性の小さいボ
レート系非線形光学結晶に対し、水分除去の前処理工程
を経て光学膜の形成を行うことによって、より特性の安
定化を図ることができ、例えば高出力の紫外線レーザー
光発生装置における波長変換素子を構成する非線形光学
素子の作製に適用するときは、レーザー光発生の安定化
をはかることができ、このレーザー光発生装置の長寿命
化をはかることができる。
【図１】本発明によるボレート系非線形光学結晶への光
学膜の形成方法を適用する高出力紫外線レーザー光発生
装置の一例の概略構成図である。
学膜の形成方法を適用する高出力紫外線レーザー光発生
装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明方法を適用する非線形光学素子の一例の
概略断面図である。図である。
概略断面図である。図である。
【図３】本発明方法を実施する装置の一例の構成図であ
る。
る。
１ 非線形光学結晶、２ 波長変換素子、３ 入射レー
ザー光光源部、４ ＹＡＧレーザー、６ 保護膜、１１
非線形光学結晶の入射側端面、１２ 非線形光学結晶
の入射側端面、 ２１ 真空容器、 ２３ ホルダー
ザー光光源部、４ ＹＡＧレーザー、６ 保護膜、１１
非線形光学結晶の入射側端面、１２ 非線形光学結晶
の入射側端面、 ２１ 真空容器、 ２３ ホルダー
Claims (2)
- 【請求項１】 ボレート系非線形光学結晶表面の水分
を、真空中で除去する前処理工程と、 該前処理工程の後に上記ボレート系非線形光学結晶を外
気にさらすことなく該ボレート系非線形光学結晶表面に
形成する光学膜を構成する少なくとも上記ボレート系非
線形光学結晶に直接被着する第１の光学膜をイオンプレ
ーティングによって形成する工程とを採ることを特徴と
するボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法。 - 【請求項２】 上記前処理工程は、真空中での加熱処理
によって充分水分の除去を行う工程と、その後常温まで
降温する工程とよりなることを特徴とする請求項１に記
載のボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8222656A JPH1062830A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | ボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8222656A JPH1062830A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | ボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062830A true JPH1062830A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16785878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8222656A Pending JPH1062830A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | ボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1062830A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012168498A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Gigaphoton Inc | 波長変換素子、固体レーザ装置およびレーザシステム |
| WO2023009684A1 (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | Kla Corporation | Protective coating for nonlinear optical crystal |
| US12072606B2 (en) | 2022-07-11 | 2024-08-27 | Kla Corporation | Protective coating for nonlinear optical crystal |
-
1996
- 1996-08-23 JP JP8222656A patent/JPH1062830A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012168498A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Gigaphoton Inc | 波長変換素子、固体レーザ装置およびレーザシステム |
| WO2023009684A1 (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | Kla Corporation | Protective coating for nonlinear optical crystal |
| US12072606B2 (en) | 2022-07-11 | 2024-08-27 | Kla Corporation | Protective coating for nonlinear optical crystal |
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