JPH11108794A - レーザ耐久性測定装置 - Google Patents
レーザ耐久性測定装置Info
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- JPH11108794A JPH11108794A JP9281102A JP28110297A JPH11108794A JP H11108794 A JPH11108794 A JP H11108794A JP 9281102 A JP9281102 A JP 9281102A JP 28110297 A JP28110297 A JP 28110297A JP H11108794 A JPH11108794 A JP H11108794A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N17/004—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light to light
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏光したレーザ光に対するレーザ耐久性を測
定する装置を提供する。 【解決手段】 エキシマレーザ１１から出たレーザ光
は、ビームエキスパンダ１２で形状を調整されて一様な
強さの光となり、偏光発生部１３でＰ偏光の光とされ、
ズームレンズ１４に入射する。ズームレンズ１４、アパ
ーチャ１５を通過したレーザ光は、ケプラー型対物レン
ズ１７により平行光線とされて被測定物１８に照射され
る。レーザ光が被測定物に照射され、被測定物内で損傷
が発生し始めると、それによって発生する音響がピエゾ
素子１９によって検出されてコンピュータ２１により処
理される。ズームレンズ１４を操作することにより被測
定物１８に照射されるレーザ光のエネルギーを変化さ
せ、損傷が始まった時のレーザ光のエネルギーを求める
ことにより、ＬＤＴ値が検出される。
定する装置を提供する。 【解決手段】 エキシマレーザ１１から出たレーザ光
は、ビームエキスパンダ１２で形状を調整されて一様な
強さの光となり、偏光発生部１３でＰ偏光の光とされ、
ズームレンズ１４に入射する。ズームレンズ１４、アパ
ーチャ１５を通過したレーザ光は、ケプラー型対物レン
ズ１７により平行光線とされて被測定物１８に照射され
る。レーザ光が被測定物に照射され、被測定物内で損傷
が発生し始めると、それによって発生する音響がピエゾ
素子１９によって検出されてコンピュータ２１により処
理される。ズームレンズ１４を操作することにより被測
定物１８に照射されるレーザ光のエネルギーを変化さ
せ、損傷が始まった時のレーザ光のエネルギーを求める
ことにより、ＬＤＴ値が検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学機器に使用さ
れる薄膜等にレーザ光を照射したときの耐久性を測定す
るレーザ耐久性測定装置に関するものであり、更に詳し
くは、偏光のレーザ光による照射に対する耐久性を測定
する装置に関するものである。
れる薄膜等にレーザ光を照射したときの耐久性を測定す
るレーザ耐久性測定装置に関するものであり、更に詳し
くは、偏光のレーザ光による照射に対する耐久性を測定
する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の集積度を増すため
に、半導体製造用縮小投影露光装置（ステッパ）の高解
像力化がなされている。その一つの手段として、光源波
長を短波長とすることが挙げられる。そこで、最近で
は、水銀ランプより短波長の光を発生でき、しかも高出
力のエキシマレーザを光源としたステッパの利用が始ま
っている。これに伴い、光学系に使用される薄膜等のレ
ーザに対する耐久性を評価することが不可欠になってい
る。
に、半導体製造用縮小投影露光装置（ステッパ）の高解
像力化がなされている。その一つの手段として、光源波
長を短波長とすることが挙げられる。そこで、最近で
は、水銀ランプより短波長の光を発生でき、しかも高出
力のエキシマレーザを光源としたステッパの利用が始ま
っている。これに伴い、光学系に使用される薄膜等のレ
ーザに対する耐久性を評価することが不可欠になってい
る。
【０００３】薄膜等のレーザに対する耐久性を測定する
方法として、レーザダメージスレッシュホールド（ＬＤ
Ｔ）を測定する方法が一般的に用いられている。これ
は、種々のエネルギーのレーザ光を被測定物に照射し、
被測定物の損傷の開始をセンサで検知することにより、
被測定物がどの程度の強さのレーザ光に耐えられるかを
測定するものである。
方法として、レーザダメージスレッシュホールド（ＬＤ
Ｔ）を測定する方法が一般的に用いられている。これ
は、種々のエネルギーのレーザ光を被測定物に照射し、
被測定物の損傷の開始をセンサで検知することにより、
被測定物がどの程度の強さのレーザ光に耐えられるかを
測定するものである。
【０００４】図５にＬＤＴを測定する装置の概要を示
す。図５において、１１はエキシマレーザ、１２はビー
ムエキスパンダ、１４はズームレンズ、１５はアパーチ
ャ、１７は対物レンズ、１８は被測定物、１９はピエゾ
素子、２０は散乱光検出センサ、２１はコンピュータで
ある。
す。図５において、１１はエキシマレーザ、１２はビー
ムエキスパンダ、１４はズームレンズ、１５はアパーチ
ャ、１７は対物レンズ、１８は被測定物、１９はピエゾ
素子、２０は散乱光検出センサ、２１はコンピュータで
ある。
【０００５】エキシマレーザ１１から出たレーザ光は、
ビームエキスパンダ１２で形状を調整されて一様な強さ
の光となり、ズームレンズ１４に入射する。ズームレン
ズ１４は、アパーチャ１５を通過する光の量を調整する
ことにより、被測定物に照射されるレーザ光のエネルギ
ーを調整する。アパーチャ１５を通過したレーザ光は、
対物レンズ１７により集光されて被測定物１８に照射さ
れる。
ビームエキスパンダ１２で形状を調整されて一様な強さ
の光となり、ズームレンズ１４に入射する。ズームレン
ズ１４は、アパーチャ１５を通過する光の量を調整する
ことにより、被測定物に照射されるレーザ光のエネルギ
ーを調整する。アパーチャ１５を通過したレーザ光は、
対物レンズ１７により集光されて被測定物１８に照射さ
れる。
【０００６】被測定物１８に照射されるレーザ光は、ビ
ームスプリッタ（図示せず）によりその１部が取出さ
れ、センサによりモニタされてその強さが測定される。
被測定物にはピエゾ素子１９が取付けられ、被測定物１
８が発する音響信号を検出する。また、被測定物の表面
から散乱する散乱光は、散乱光検出センサ２０によりモ
ニタされている。
ームスプリッタ（図示せず）によりその１部が取出さ
れ、センサによりモニタされてその強さが測定される。
被測定物にはピエゾ素子１９が取付けられ、被測定物１
８が発する音響信号を検出する。また、被測定物の表面
から散乱する散乱光は、散乱光検出センサ２０によりモ
ニタされている。
【０００７】レーザ光が被測定物に照射され、それによ
り被測定物内で損傷が発生し始めると、それによって発
生する音響がピエゾ素子１９によって検出される。ま
た、損傷部から発生する散乱光が散乱光検出センサ２０
によって検出される。これらの信号はコンピュータ２１
に入力されて処理され、損傷が発生し始めた時のレーザ
光のエネルギーが検出される。ズームレンズ１４を操作
することにより被測定物１８に照射されるレーザ光のエ
ネルギーを変化させ、損傷が発生し始めた時のレーザ光
のエネルギーを求めることにより、ＬＤＴ値が検出され
る。
り被測定物内で損傷が発生し始めると、それによって発
生する音響がピエゾ素子１９によって検出される。ま
た、損傷部から発生する散乱光が散乱光検出センサ２０
によって検出される。これらの信号はコンピュータ２１
に入力されて処理され、損傷が発生し始めた時のレーザ
光のエネルギーが検出される。ズームレンズ１４を操作
することにより被測定物１８に照射されるレーザ光のエ
ネルギーを変化させ、損傷が発生し始めた時のレーザ光
のエネルギーを求めることにより、ＬＤＴ値が検出され
る。
【０００８】被測定物の損傷の開始の検出には、ピエゾ
素子１９や散乱光検出センサ２０を用いる他、ノマルス
キ型微分干渉顕微鏡により損傷を直接観察する方法も用
いられる。
素子１９や散乱光検出センサ２０を用いる他、ノマルス
キ型微分干渉顕微鏡により損傷を直接観察する方法も用
いられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】一般にレーザから出力
されるレーザ光は偏りを持たないランダム偏光である。
しかしながら、ステッパ等で使用される狭帯域の波長を
持つ特殊なエキシマレーザでは、波長を狭帯域化する光
学部材の影響により偏光が偏ってしまい、ランダム偏光
である光が出力されない。従って、それから後の光学系
では、偏光しているレーザ光が通過することになるの
で、レーザ耐久性の評価も偏光しているレーザ光に対し
て行う必要がある。
されるレーザ光は偏りを持たないランダム偏光である。
しかしながら、ステッパ等で使用される狭帯域の波長を
持つ特殊なエキシマレーザでは、波長を狭帯域化する光
学部材の影響により偏光が偏ってしまい、ランダム偏光
である光が出力されない。従って、それから後の光学系
では、偏光しているレーザ光が通過することになるの
で、レーザ耐久性の評価も偏光しているレーザ光に対し
て行う必要がある。
【００１０】しかしながら、図５に示されるような従来
のＬＤＴ測定装置では、偏光しているレーザ光に対して
の耐久性の評価はできない。その理由は、図５に示され
るような従来のＬＤＴ測定装置では一般的なエキシマレ
ーザを使用しており、これらのレーザの出力光は偏光し
ていないからである。また、このＬＤＴ測定装置は透過
光学系で構成されているため、偏光成分を分離して偏光
した光を作り出すことができない。
のＬＤＴ測定装置では、偏光しているレーザ光に対して
の耐久性の評価はできない。その理由は、図５に示され
るような従来のＬＤＴ測定装置では一般的なエキシマレ
ーザを使用しており、これらのレーザの出力光は偏光し
ていないからである。また、このＬＤＴ測定装置は透過
光学系で構成されているため、偏光成分を分離して偏光
した光を作り出すことができない。
【００１１】偏光したレーザ光を作り出すには、エキシ
マレーザ自体の発光を偏光させればよいが、共振器中に
光学部材を挿入するのは費用や手間がかかるという問題
点がある。また、光路中に偏光板を挿入する方法も考え
られるが、エキシマレーザのような強パルスエネルギー
の光に耐えられる偏光板はほとんどない。そのため、偏
光したレーザ光に対するレーザ耐久性を測定する装置は
現在まで実現されていなかった。
マレーザ自体の発光を偏光させればよいが、共振器中に
光学部材を挿入するのは費用や手間がかかるという問題
点がある。また、光路中に偏光板を挿入する方法も考え
られるが、エキシマレーザのような強パルスエネルギー
の光に耐えられる偏光板はほとんどない。そのため、偏
光したレーザ光に対するレーザ耐久性を測定する装置は
現在まで実現されていなかった。
【００１２】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、偏光したレーザ光に対するレーザ耐
久性を測定する装置を提供することを課題とする。
になされたもので、偏光したレーザ光に対するレーザ耐
久性を測定する装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、被測定対象物にレーザ光を照射したと
きの耐久性を測定する測定器であって、被測定物に照射
するレーザ光を発生するレーザ発生部と、被測定物に照
射されるレーザ光の強さを可変するレーザ強度調整部
と、被測定物の損傷を検出するセンサ部とを有してな
り、レーザ発生部と被測定物の間に、レーザ光を偏光と
する偏光発生部が設けられていることを特徴とするレー
ザ耐久性測定装置（請求項１）である。
の第１の手段は、被測定対象物にレーザ光を照射したと
きの耐久性を測定する測定器であって、被測定物に照射
するレーザ光を発生するレーザ発生部と、被測定物に照
射されるレーザ光の強さを可変するレーザ強度調整部
と、被測定物の損傷を検出するセンサ部とを有してな
り、レーザ発生部と被測定物の間に、レーザ光を偏光と
する偏光発生部が設けられていることを特徴とするレー
ザ耐久性測定装置（請求項１）である。
【００１４】この手段によれば、レーザ発生部で発生し
た光は、偏光発生部で偏光したレーザ光とされ、レーザ
強度調整部で強度を調整されて被測定物に照射される。
そして、センサ部で被測定物の損傷の開始を測定し、そ
のときのレーザ強度を検知することにより、従来技術と
同じようにして偏光したレーザ光に対するＬＤＴを求め
ることができる。
た光は、偏光発生部で偏光したレーザ光とされ、レーザ
強度調整部で強度を調整されて被測定物に照射される。
そして、センサ部で被測定物の損傷の開始を測定し、そ
のときのレーザ強度を検知することにより、従来技術と
同じようにして偏光したレーザ光に対するＬＤＴを求め
ることができる。
【００１５】前記課題を解決するための第２の手段は、
第１の手段であって、前記偏光発生部が、Ｐ偏光を通過
させＳ偏光を反射する薄膜、又はＳ偏光を通過させＰ偏
光を反射する薄膜を表裏面の少なくとも一方に有し、逆
向きに等しい角度を持たせて光軸に対して傾斜させ向か
い合わされた、レーザ光に対して透明な２枚の平板を有
してなることを特徴とするもの（請求項２）である。
第１の手段であって、前記偏光発生部が、Ｐ偏光を通過
させＳ偏光を反射する薄膜、又はＳ偏光を通過させＰ偏
光を反射する薄膜を表裏面の少なくとも一方に有し、逆
向きに等しい角度を持たせて光軸に対して傾斜させ向か
い合わされた、レーザ光に対して透明な２枚の平板を有
してなることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１６】この手段においては、２枚の平板は光軸に
対して傾斜させてあるので、薄膜を通過する毎にＰ偏光
成分、Ｓ偏光成分のうちどちらかは反射されてしまい、
他の成分のみが薄膜と平板を通過する。そして、２枚の
平板は、逆向きに等しい角度を持たせて光軸に対して傾
斜させ向かい合わされているので、通過する偏光成分の
光軸がずれることがない。よって、簡単な構成で偏光し
たレーザ光を得ることができる。
対して傾斜させてあるので、薄膜を通過する毎にＰ偏光
成分、Ｓ偏光成分のうちどちらかは反射されてしまい、
他の成分のみが薄膜と平板を通過する。そして、２枚の
平板は、逆向きに等しい角度を持たせて光軸に対して傾
斜させ向かい合わされているので、通過する偏光成分の
光軸がずれることがない。よって、簡単な構成で偏光し
たレーザ光を得ることができる。
【００１７】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第２の手段であって、レーザがＫｒＦエキシマレー
ザであり、前記薄膜が、ＨｆＯ2の単層膜からなること
を特徴とするもの（請求項３）である。
前記第２の手段であって、レーザがＫｒＦエキシマレー
ザであり、前記薄膜が、ＨｆＯ2の単層膜からなること
を特徴とするもの（請求項３）である。
【００１８】ＫｒＦエキシマレーザに対しては、ＨｆＯ
2がＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する材料と
して入手しやすく好ましい。膜の厚さは、Ｐ偏光成分を
透過し、Ｓ偏光成分を反射するように、周知の光学理論
を応用して定めることができる。
2がＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反射する材料と
して入手しやすく好ましい。膜の厚さは、Ｐ偏光成分を
透過し、Ｓ偏光成分を反射するように、周知の光学理論
を応用して定めることができる。
【００１９】前記課題を解決するための第４の手段は、
レーザがＫｒＦエキシマレーザであり、前記薄膜が、Ｍ
ｇＦ2とＨｆＯ2との２層膜からなることを特徴とするも
の（請求項４）である。
レーザがＫｒＦエキシマレーザであり、前記薄膜が、Ｍ
ｇＦ2とＨｆＯ2との２層膜からなることを特徴とするも
の（請求項４）である。
【００２０】ＭｇＦ2とＨｆＯ2との２層膜も、ＫｒＦエ
キシマレーザに対してＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分
を反射する入手しやすい材料である。この場合において
も、膜の厚さは、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反
射するように、周知の光学理論を応用して定めることが
できる。
キシマレーザに対してＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分
を反射する入手しやすい材料である。この場合において
も、膜の厚さは、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反
射するように、周知の光学理論を応用して定めることが
できる。
【００２１】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第４の手段であって、平板の角度が、レーザ光線に
垂直な平面に対して７２±２°傾いていることを特徴と
するもの（請求項５）である。後述するように、平板の
傾きをこの範囲にすることにより、Ｐ偏光成分の透過率
は９９％以上となり、極めて有効にＰ偏光成分を取出す
ことができる。
前記第４の手段であって、平板の角度が、レーザ光線に
垂直な平面に対して７２±２°傾いていることを特徴と
するもの（請求項５）である。後述するように、平板の
傾きをこの範囲にすることにより、Ｐ偏光成分の透過率
は９９％以上となり、極めて有効にＰ偏光成分を取出す
ことができる。
【００２２】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、被
測定物へのレーザ光の照射が、ケプラー型の対物レンズ
を通して行われていることを特徴とするもの（請求項
６）である。
前記第１の手段から第５の手段のいずれかであって、被
測定物へのレーザ光の照射が、ケプラー型の対物レンズ
を通して行われていることを特徴とするもの（請求項
６）である。
【００２３】測定のためには、被測定物を傾ける必要が
あるが、その場合、通常の対物レンズを用いて集光させ
る方式では、被測定物全体を均一に照射することができ
なくなる。これに対し、ケプラー型の対物レンズを用い
ると、対物レンズから出る光が平行光になるので、被測
定物を傾けても、被測定物全体を均一に照射することが
できる。
あるが、その場合、通常の対物レンズを用いて集光させ
る方式では、被測定物全体を均一に照射することができ
なくなる。これに対し、ケプラー型の対物レンズを用い
ると、対物レンズから出る光が平行光になるので、被測
定物を傾けても、被測定物全体を均一に照射することが
できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態の一例
を示す図である。図１において、１１はエキシマレー
ザ、１２はビームエキスパンダ、１３は偏光発生部、１
４はレーザ強度調整部であるズームレンズ、１５はアパ
ーチャ、１６はケプラー型対物レンズ、１８は被測定
物、１９はピエゾ素子、２０は散乱光検出センサ、２１
はコンピュータである。図１に示される装置が図５に示
される従来の装置と違う点は、偏光発生部１３が設けら
れている点と通常の対物レンズ１７の代わりにケプラー
型対物レンズ１６が使用されている点である。
図を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態の一例
を示す図である。図１において、１１はエキシマレー
ザ、１２はビームエキスパンダ、１３は偏光発生部、１
４はレーザ強度調整部であるズームレンズ、１５はアパ
ーチャ、１６はケプラー型対物レンズ、１８は被測定
物、１９はピエゾ素子、２０は散乱光検出センサ、２１
はコンピュータである。図１に示される装置が図５に示
される従来の装置と違う点は、偏光発生部１３が設けら
れている点と通常の対物レンズ１７の代わりにケプラー
型対物レンズ１６が使用されている点である。
【００２５】エキシマレーザ１１から出たレーザ光は、
ビームエキスパンダ１２で形状を調整されて一様な強さ
の光となり、偏光発生部１３に入射する。偏光発生部１
３では、ほとんどの成分がＰ偏光又はＳ偏光の光とさ
れ、ズームレンズ１４に入射する。ズームレンズ１４
は、アパーチャ１５を通過する光の量を調整することに
より、被測定物に照射されるレーザ光のエネルギーを調
整する。アパーチャ１５を通過したレーザ光は、ケプラ
ー型対物レンズ１７により平行光線とされて被測定物１
８に照射される。
ビームエキスパンダ１２で形状を調整されて一様な強さ
の光となり、偏光発生部１３に入射する。偏光発生部１
３では、ほとんどの成分がＰ偏光又はＳ偏光の光とさ
れ、ズームレンズ１４に入射する。ズームレンズ１４
は、アパーチャ１５を通過する光の量を調整することに
より、被測定物に照射されるレーザ光のエネルギーを調
整する。アパーチャ１５を通過したレーザ光は、ケプラ
ー型対物レンズ１７により平行光線とされて被測定物１
８に照射される。
【００２６】被測定物１８に照射されるレーザ光は、ビ
ームスプリッタ（図示せず）によりその１部が取出さ
れ、センサによりモニタされてその強さが測定される。
被測定物にはピエゾ素子１９が取付けられ、被測定物１
８が発する音響信号を検出する。また、被測定物の表面
から散乱する散乱光は、散乱光検出センサ２０によりモ
ニタされている。
ームスプリッタ（図示せず）によりその１部が取出さ
れ、センサによりモニタされてその強さが測定される。
被測定物にはピエゾ素子１９が取付けられ、被測定物１
８が発する音響信号を検出する。また、被測定物の表面
から散乱する散乱光は、散乱光検出センサ２０によりモ
ニタされている。
【００２７】レーザ光が被測定物に照射され、被測定物
内で損傷が発生し始めると、それによって発生する音響
がピエゾ素子１９によって検出される。また、損傷部か
ら発生する散乱光が散乱光検出センサ２０によって検出
される。これらの信号はコンピュータ２１に入力されて
処理され、損傷が発生し始めた時のレーザ光のエネルギ
ーが検出される。ズームレンズ１４を操作することによ
り被測定物１８に照射されるレーザ光のエネルギーを変
化させ、損傷が始まった時のレーザ光のエネルギーを求
めることにより、ＬＤＴ値が検出される。
内で損傷が発生し始めると、それによって発生する音響
がピエゾ素子１９によって検出される。また、損傷部か
ら発生する散乱光が散乱光検出センサ２０によって検出
される。これらの信号はコンピュータ２１に入力されて
処理され、損傷が発生し始めた時のレーザ光のエネルギ
ーが検出される。ズームレンズ１４を操作することによ
り被測定物１８に照射されるレーザ光のエネルギーを変
化させ、損傷が始まった時のレーザ光のエネルギーを求
めることにより、ＬＤＴ値が検出される。
【００２８】被測定物の損傷の開始の検出には、ピエゾ
素子１９や散乱光検出センサ２０を用いる他、ノマルス
キ型微分干渉顕微鏡により損傷を直接観察する方法も用
いられる。
素子１９や散乱光検出センサ２０を用いる他、ノマルス
キ型微分干渉顕微鏡により損傷を直接観察する方法も用
いられる。
【００２９】本実施の形態においては、エキシマレーザ
としてＫｒＦエキシマレーザを使用しているが、ＡｒＦ
エキシマレーザを使用することもできる。被測定物が実
際に晒されるレーザ光と同じ種類のレーザ光を用いるの
が最も好ましい。
としてＫｒＦエキシマレーザを使用しているが、ＡｒＦ
エキシマレーザを使用することもできる。被測定物が実
際に晒されるレーザ光と同じ種類のレーザ光を用いるの
が最も好ましい。
【００３０】図２に偏光発生部１３の例を示す。図２に
おいて、２２は平板であり、エキシマレーザの波長に対
して透明な合成石英ガラスから成り立っている。２枚の
平板２２は、光軸に垂直な面に対して７２°の角度で互
いに逆向きに傾斜して設けられている。各平板２２の表
裏面には、ＭｇＦ2の薄膜が積層され、更にその上にＨ
ｆＯ2の薄膜が積層されている。これらの膜厚は、それ
ぞれ約６０nm、約３０nmである。この２層膜により、平
板２２の表裏面に入射するＫｒＦエキシマレーザ光のう
ち、Ｓ偏光成分は反射され、Ｐ偏光成分は透過される。
おいて、２２は平板であり、エキシマレーザの波長に対
して透明な合成石英ガラスから成り立っている。２枚の
平板２２は、光軸に垂直な面に対して７２°の角度で互
いに逆向きに傾斜して設けられている。各平板２２の表
裏面には、ＭｇＦ2の薄膜が積層され、更にその上にＨ
ｆＯ2の薄膜が積層されている。これらの膜厚は、それ
ぞれ約６０nm、約３０nmである。この２層膜により、平
板２２の表裏面に入射するＫｒＦエキシマレーザ光のう
ち、Ｓ偏光成分は反射され、Ｐ偏光成分は透過される。
【００３１】発明者らの研究によって見出された、この
２層薄膜の反射特性を図３に示す。図３において、横軸
は光軸に垂直な面に対する平板の傾き角（９０°−入射
角）、縦軸は反射率で、ＲｐはＰ偏光、ＲｓはＳ偏光に
対する反射率、平均と記されているのは、これらの値の
平均を示す。これによると、傾き角が７２°においてＰ
偏光成分の反射率はほとんど０になり、全量が透過する
ことが分かる。そして、７２±２°の範囲においては、
Ｐ偏光成分の９９％以上が透過することが分かる。これ
に対し、７２±２°の範囲においては、Ｓ偏光成分は約
７６％が反射されてしまうので約２４％が透過できるの
みである。図２においては、これが４回繰り返されるの
で、図２の装置を通過したＳ偏光成分のＰ偏光成分に対
する割合は0.5％以下となり、通過した光は実質的にＰ
偏光成分の光だけで構成されているとみなすことができ
る。
２層薄膜の反射特性を図３に示す。図３において、横軸
は光軸に垂直な面に対する平板の傾き角（９０°−入射
角）、縦軸は反射率で、ＲｐはＰ偏光、ＲｓはＳ偏光に
対する反射率、平均と記されているのは、これらの値の
平均を示す。これによると、傾き角が７２°においてＰ
偏光成分の反射率はほとんど０になり、全量が透過する
ことが分かる。そして、７２±２°の範囲においては、
Ｐ偏光成分の９９％以上が透過することが分かる。これ
に対し、７２±２°の範囲においては、Ｓ偏光成分は約
７６％が反射されてしまうので約２４％が透過できるの
みである。図２においては、これが４回繰り返されるの
で、図２の装置を通過したＳ偏光成分のＰ偏光成分に対
する割合は0.5％以下となり、通過した光は実質的にＰ
偏光成分の光だけで構成されているとみなすことができ
る。
【００３２】また、図２から分かるように、１枚の平板
を通過させるだけではレーザ光の光軸がずれてしまう
が、逆向きに等しい角度を持たせて光軸に対して傾斜さ
せ向かい合わされた２枚の平板を使用することにより、
光軸のずれを防ぐことができる。
を通過させるだけではレーザ光の光軸がずれてしまう
が、逆向きに等しい角度を持たせて光軸に対して傾斜さ
せ向かい合わされた２枚の平板を使用することにより、
光軸のずれを防ぐことができる。
【００３３】平板の上に積層する薄膜は、ＨｆＯ2の単
層膜でもよい。薄膜を３層以上にしてＰとＳとの偏光の
分離比を上げることも考えられるが、エキシマレーザを
使用するため、これらの薄膜自体の耐久性を上げる必要
があるので、比較的少ない層数の膜とすることが好まし
い。
層膜でもよい。薄膜を３層以上にしてＰとＳとの偏光の
分離比を上げることも考えられるが、エキシマレーザを
使用するため、これらの薄膜自体の耐久性を上げる必要
があるので、比較的少ない層数の膜とすることが好まし
い。
【００３４】また、この実施の形態では、平板２２の表
裏面に薄膜を積層しているが、片側のみに積層するよう
にしても良い。また、図２に示すような２枚の平板の組
み合わせを更に複数設けて、Ｐ偏光とＳ偏光の分離を更
に完全なものとしてもよい。
裏面に薄膜を積層しているが、片側のみに積層するよう
にしても良い。また、図２に示すような２枚の平板の組
み合わせを更に複数設けて、Ｐ偏光とＳ偏光の分離を更
に完全なものとしてもよい。
【００３５】偏光に対するレーザ耐久性を測定するため
には、被測定物に対する入射角を０°以外の値にする必
要があるので、被測定物を光軸に垂直な面に対して傾け
て測定する必要がある。本実施の形態においては、対物
レンズにケプラー型対物レンズを使用しているので、被
測定物に照射されるレーザ光は平行光となっている。よ
って、被測定物が光軸に垂直な面に対して傾いていて
も、被測定物の照射面内での照度を均一にすることがで
きる。
には、被測定物に対する入射角を０°以外の値にする必
要があるので、被測定物を光軸に垂直な面に対して傾け
て測定する必要がある。本実施の形態においては、対物
レンズにケプラー型対物レンズを使用しているので、被
測定物に照射されるレーザ光は平行光となっている。よ
って、被測定物が光軸に垂直な面に対して傾いていて
も、被測定物の照射面内での照度を均一にすることがで
きる。
【００３６】なお、ＡｒＦレーザを使用する場合には、
積層する薄膜に、低屈折物質として例えばCaＦ2、Ba
Ｆ2、SrＦ2、Na3AlＦ6、Na5Al3Ｆ14、MgＦ2、AlＦ3、Na
Ｆ、LiＦ等を、高屈折物質として例えばLaＦ3、NdＦ3、
GdＦ3、DyＦ3、Al2Ｏ3、PbＦ3、ＹＦ3等を使用すればよ
い。
積層する薄膜に、低屈折物質として例えばCaＦ2、Ba
Ｆ2、SrＦ2、Na3AlＦ6、Na5Al3Ｆ14、MgＦ2、AlＦ3、Na
Ｆ、LiＦ等を、高屈折物質として例えばLaＦ3、NdＦ3、
GdＦ3、DyＦ3、Al2Ｏ3、PbＦ3、ＹＦ3等を使用すればよ
い。
【００３７】
【実施例】図１に示すような装置を用い、４５°用レー
ザミラー上の薄膜を被測定物としてＬＤＴを測定した。
光源はパルス発振、ランダム偏光のＫｒＦエキシマレー
ザを用いた。レーザ光の波長は248nm、パルス幅は４０n
sである。実質的にＰ偏光のみを取出すように偏光発生
部１３を調節し、被測定物も４５°に傾けてＰ偏光のレ
ーザ光が照射されるように調整した。この状態でレーザ
を照射し、レーザ耐久性測定を行った。
ザミラー上の薄膜を被測定物としてＬＤＴを測定した。
光源はパルス発振、ランダム偏光のＫｒＦエキシマレー
ザを用いた。レーザ光の波長は248nm、パルス幅は４０n
sである。実質的にＰ偏光のみを取出すように偏光発生
部１３を調節し、被測定物も４５°に傾けてＰ偏光のレ
ーザ光が照射されるように調整した。この状態でレーザ
を照射し、レーザ耐久性測定を行った。
【００３８】同様にして、被測定物の傾き方向を変えて
４５°傾けることにより、Ｓ偏光のレーザ光が照射され
るように調整し、その状態でレーザを照射し、レーザ耐
久性測定を行った。
４５°傾けることにより、Ｓ偏光のレーザ光が照射され
るように調整し、その状態でレーザを照射し、レーザ耐
久性測定を行った。
【００３９】その結果を図４に示す。図４には、比較の
ため、ランダム偏光時の測定データも合わせて示す。図
４において横軸はショット数で１から１０8までを示
す。縦軸は、被測定物に損傷が検出されたときのレーザ
光のエネルギー密度を示す。
ため、ランダム偏光時の測定データも合わせて示す。図
４において横軸はショット数で１から１０8までを示
す。縦軸は、被測定物に損傷が検出されたときのレーザ
光のエネルギー密度を示す。
【００４０】図４からも分かるように、この測定の結
果、Ｐ偏光のレーザ光に対しては、ランダム偏光のレー
ザ光と同じようなＬＤＴ曲線を描くが、Ｓ偏光のレーザ
光に対しては、ショット数が１０5発まではＰ偏光のレ
ーザ光に対するものより幾分低くなり、ショット数が増
えると更に差が開くことが分かった。
果、Ｐ偏光のレーザ光に対しては、ランダム偏光のレー
ザ光と同じようなＬＤＴ曲線を描くが、Ｓ偏光のレーザ
光に対しては、ショット数が１０5発まではＰ偏光のレ
ーザ光に対するものより幾分低くなり、ショット数が増
えると更に差が開くことが分かった。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１にかかる発明においては、レーザ発生部と被測定物
の間に、レーザ光を偏光とする偏光発生部が設けられて
いるので、偏光したレーザ光に対するＬＤＴを測定する
ことができる。
項１にかかる発明においては、レーザ発生部と被測定物
の間に、レーザ光を偏光とする偏光発生部が設けられて
いるので、偏光したレーザ光に対するＬＤＴを測定する
ことができる。
【００４２】請求項２にかかる発明においては、偏光発
生部が、Ｐ偏光を通過させＳ偏光を反射する薄膜、又は
Ｓ偏光を通過させＰ偏光を反射する薄膜を表裏面の少な
くとも一方に有し、逆向きに等しい角度を持たせて光軸
に対して傾斜させ向かい合わされた、レーザ光に対して
透明な２枚の平板を有してなるものであるので、簡単な
構成で偏光したレーザ光を得ることができ、かつ光軸が
ずれることがない。
生部が、Ｐ偏光を通過させＳ偏光を反射する薄膜、又は
Ｓ偏光を通過させＰ偏光を反射する薄膜を表裏面の少な
くとも一方に有し、逆向きに等しい角度を持たせて光軸
に対して傾斜させ向かい合わされた、レーザ光に対して
透明な２枚の平板を有してなるものであるので、簡単な
構成で偏光したレーザ光を得ることができ、かつ光軸が
ずれることがない。
【００４３】請求項３にかかる発明においては、ＫｒＦ
エキシマレーザに対して、薄膜としてＨｆＯ2の単層膜
を使用しているので、入手が容易な材料を使用して、Ｐ
偏光成分とＳ偏光成分を分離することができる。
エキシマレーザに対して、薄膜としてＨｆＯ2の単層膜
を使用しているので、入手が容易な材料を使用して、Ｐ
偏光成分とＳ偏光成分を分離することができる。
【００４４】請求項４にかかる発明においては、ＫｒＦ
エキシマレーザに対して、薄膜としてＭｇＦ2とＨｆＯ2
との２層膜を使用しているので、入手が容易な材料を使
用して、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分を分離することができ
る。
エキシマレーザに対して、薄膜としてＭｇＦ2とＨｆＯ2
との２層膜を使用しているので、入手が容易な材料を使
用して、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分を分離することができ
る。
【００４５】請求項５にかかる発明においては、薄膜と
してＭｇＦ2とＨｆＯ2との２層膜を使用し、かつ、平板
の角度を、レーザ光線に垂直な平面に対して７２±２°
傾けているので、透過するレーザ光線からほぼ完全にＳ
偏光成分を除去することができる。
してＭｇＦ2とＨｆＯ2との２層膜を使用し、かつ、平板
の角度を、レーザ光線に垂直な平面に対して７２±２°
傾けているので、透過するレーザ光線からほぼ完全にＳ
偏光成分を除去することができる。
【００４６】請求項６にかかる発明においては、ケプラ
ー型の対物レンズを通して被測定物へのレーザ光の照射
を行っているので、被測定物を傾けても、被測定物全体
を均一に照射することができる。
ー型の対物レンズを通して被測定物へのレーザ光の照射
を行っているので、被測定物を傾けても、被測定物全体
を均一に照射することができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図２】偏光発生部の一例を示す図である。
【図３】ＭｇＦ2、ＨｆＯ2２層膜の反射特性を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明の実施例としてＬＤＴとを測定した結果
を示す図である。
を示す図である。
【図５】従来のＬＤＴ測定器の概要を示す図である。
１１ エキシマレーザ １２ ビームエキスパンダ １３ 偏光発生部 １４ ズームレンズ １５ アパーチャ １６ ケプラー型対物レンズ １７ 通常の対物レンズ １８ 被測定物 １９ ピエゾ素子 ２０ 散乱光センサ ２１ コンピュータ ２２ 平板（合成石英ガラス）
Claims (6)
- 【請求項１】 被測定対象物にレーザ光を照射したとき
の耐久性を測定する測定器であって、被測定物に照射す
るレーザ光を発生するレーザ発生部と、被測定物に照射
されるレーザ光の強さを可変するレーザ強度調整部と、
被測定物の損傷を検出するセンサ部とを有してなり、レ
ーザ発生部と被測定物の間に、レーザ光を偏光とする偏
光発生部が設けられていることを特徴とするレーザ耐久
性測定装置。 - 【請求項２】 前記偏光発生部が、Ｐ偏光を通過させＳ
偏光を反射する薄膜、又はＳ偏光を通過させＰ偏光を反
射する薄膜を表裏面の少なくとも一方に有し、逆向きに
等しい角度を持たせて光軸に対して傾斜させ向かい合わ
された、レーザ光に対して透明な２枚の平板を有してな
ることを特徴とする請求項１に記載のレーザ耐久性測定
装置。 - 【請求項３】 レーザがＫｒＦエキシマレーザであり、
前記薄膜が、ＨｆＯ2の単層膜からなることを特徴とす
る請求項２に記載のレーザ耐久性測定装置。 - 【請求項４】 レーザがＫｒＦエキシマレーザであり、
前記薄膜が、ＭｇＦ2とＨｆＯ2との２層膜からなること
を特徴とする請求項２に記載のレーザ耐久性測定装置。 - 【請求項５】 前記平板の角度が、レーザ光線に垂直な
平面に対して７２±２°傾いていることを特徴とする請
求項４に記載のレーザ耐久性測定装置。 - 【請求項６】 前記被測定物へのレーザ光の照射が、ケ
プラー型の対物レンズを通して行われることを特徴とす
る請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のレ
ーザ耐久性測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9281102A JPH11108794A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | レーザ耐久性測定装置 |
| EP98117995A EP0905505A1 (en) | 1997-09-30 | 1998-09-23 | Apparatus and methods for assessing the resistance of a material to damage from exposure to high-intensity polarized laser light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9281102A JPH11108794A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | レーザ耐久性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108794A true JPH11108794A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17634384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9281102A Pending JPH11108794A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | レーザ耐久性測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0905505A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11108794A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10225842A1 (de) * | 2002-06-04 | 2003-12-24 | Zeiss Carl Smt Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Strahlungsbeständigkeit eines optischen Materials |
| CN103308442A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-09-18 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种用于非线性光学晶体的探伤装置及探伤方法 |
| CN106840610A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-06-13 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 真空环境下光学元件损伤阈值的测量装置和测量方法 |
| CN112033644A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-12-04 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种高反射样品激光损伤阈值测试装置 |
| CN112697400A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-23 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 元件激光损伤阈值的测试方法 |
| CN113484246A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-08 | 南开大学 | 一种可测量损伤阈值的高能激光损伤真空实验系统 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI522606B (zh) * | 2012-09-21 | 2016-02-21 | 財團法人工業技術研究院 | 材料老化測試設備 |
| CN108548634B (zh) * | 2018-05-09 | 2020-05-15 | 南阳理工学院 | 三线摆周期测量装置 |
| CN112304868A (zh) * | 2019-07-24 | 2021-02-02 | 上海科技大学 | 便携式光声成像装置、变焦扩束装置、及光声成像试验系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0420692A3 (en) * | 1989-09-29 | 1992-03-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonlinear optical crystal damage measuring method and damage recovering apparatus |
| JPH04270091A (ja) * | 1991-01-18 | 1992-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ加工装置 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP9281102A patent/JPH11108794A/ja active Pending
-
1998
- 1998-09-23 EP EP98117995A patent/EP0905505A1/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10225842A1 (de) * | 2002-06-04 | 2003-12-24 | Zeiss Carl Smt Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Strahlungsbeständigkeit eines optischen Materials |
| US6734970B2 (en) | 2002-06-04 | 2004-05-11 | Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologuies Ag | Method and a device for determining the radiation-damage resistance of an optical material |
| CN103308442A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-09-18 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种用于非线性光学晶体的探伤装置及探伤方法 |
| CN106840610A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-06-13 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 真空环境下光学元件损伤阈值的测量装置和测量方法 |
| CN112033644A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-12-04 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种高反射样品激光损伤阈值测试装置 |
| CN112033644B (zh) * | 2020-07-24 | 2022-11-08 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种高反射样品激光损伤阈值测试装置 |
| CN112697400A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-23 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 元件激光损伤阈值的测试方法 |
| CN113484246A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-08 | 南开大学 | 一种可测量损伤阈值的高能激光损伤真空实验系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0905505A1 (en) | 1999-03-31 |
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