JPH11258645A - 波長変換装置 - Google Patents
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- JPH11258645A JPH11258645A JP10063630A JP6363098A JPH11258645A JP H11258645 A JPH11258645 A JP H11258645A JP 10063630 A JP10063630 A JP 10063630A JP 6363098 A JP6363098 A JP 6363098A JP H11258645 A JPH11258645 A JP H11258645A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3534—Three-wave interaction, e.g. sum-difference frequency generation
-
- G—PHYSICS
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- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 繰り返し周波数の高い２００ｎｍ以下のレー
ザー光を得て合成石英等の硝材に与える損傷を小さく
し、半導体露光装置等の装置寿命を長くすること；有毒
ガスを使用せず、レーザー部品の寿命を長くすること；
高い繰り返し周波数とパルスの安定性とを両立させて半
導体露光装置等のスループットを高めること；全固体の
紫外光源を実現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、給
排水設備等の問題を充分に向上させること。 【解決手段】 レーザー発振器１からの波長１．０６μ
ｍのレーザー光２の波長変換により波長５３２ｎｍの２
次高調波５を得、このレーザー光を更に波長変換して波
長２６６ｎｍの４次高調波８を得、上記２次高調波５、
又はレーザー発振器１’のレーザー光２’の波長変換に
よる波長５３６ｎｍのレーザー光５’を用いてチタニウ
ムサファイアレーザー発振器１１を発振させて波長約７
００ｎｍのレーザー光を得、このレーザー光と波長２６
６ｎｍのレーザー光８とをレーザー発振器１１内で非線
形結晶１５上にて和周波混合して波長１９０ｎｍ付近の
レーザー光１８を得る。
ザー光を得て合成石英等の硝材に与える損傷を小さく
し、半導体露光装置等の装置寿命を長くすること；有毒
ガスを使用せず、レーザー部品の寿命を長くすること；
高い繰り返し周波数とパルスの安定性とを両立させて半
導体露光装置等のスループットを高めること；全固体の
紫外光源を実現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、給
排水設備等の問題を充分に向上させること。 【解決手段】 レーザー発振器１からの波長１．０６μ
ｍのレーザー光２の波長変換により波長５３２ｎｍの２
次高調波５を得、このレーザー光を更に波長変換して波
長２６６ｎｍの４次高調波８を得、上記２次高調波５、
又はレーザー発振器１’のレーザー光２’の波長変換に
よる波長５３６ｎｍのレーザー光５’を用いてチタニウ
ムサファイアレーザー発振器１１を発振させて波長約７
００ｎｍのレーザー光を得、このレーザー光と波長２６
６ｎｍのレーザー光８とをレーザー発振器１１内で非線
形結晶１５上にて和周波混合して波長１９０ｎｍ付近の
レーザー光１８を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射されるレーザ
ー光の波長を変換して特定波長のレーザー光を発生させ
る波長変換装置に関するものである。
ー光の波長を変換して特定波長のレーザー光を発生させ
る波長変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザー光は、一般に、電波よりも周波
数が高いので情報収容能力が大きく、また、波長が同一
であり位相がそろっているので単色性や指向性に優れ、
通常の光線にみられない干渉性をもっており、さらに、
極めて細く収束できるため、微小な面積にエネルギーを
集中して、局部的、瞬間的に高温、高圧を実現できるな
どの特徴を有しており、通信及び情報関係、計測関係、
加工技術への応用、医学面への応用など、多方面に応用
されている。
数が高いので情報収容能力が大きく、また、波長が同一
であり位相がそろっているので単色性や指向性に優れ、
通常の光線にみられない干渉性をもっており、さらに、
極めて細く収束できるため、微小な面積にエネルギーを
集中して、局部的、瞬間的に高温、高圧を実現できるな
どの特徴を有しており、通信及び情報関係、計測関係、
加工技術への応用、医学面への応用など、多方面に応用
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、半導体装置の
製造に用いる露光装置では、今後１９３ｎｍのパルスで
発振するフッ化アルゴンレーザーが使用されるものと考
えられている。しかし、フッ化アルゴンレーザーは、繰
り返し周波数を１ｋＨｚ以上にしてピークパワーを低減
することは難しい。パルス幅を大きくするための努力が
なされているが、現在までのところ達成されていない。
製造に用いる露光装置では、今後１９３ｎｍのパルスで
発振するフッ化アルゴンレーザーが使用されるものと考
えられている。しかし、フッ化アルゴンレーザーは、繰
り返し周波数を１ｋＨｚ以上にしてピークパワーを低減
することは難しい。パルス幅を大きくするための努力が
なされているが、現在までのところ達成されていない。
【０００４】このため、ソラリゼーション、コンパクシ
ョン等の透過率低下や、局所的光路差の発生による収差
の発生を防止するために、露光装置で使用される合成石
英上での光強度、光エネルギー密度を一定値以下にして
使用する必要がある。この結果、パルスエネルギーの安
定化等、レーザーに求められる性能が極めて厳しくなっ
たり、フォトレジストの感度の向上が必要になる。ま
た、光密度の均一化を行うには、一定数のパルスを照射
する必要があるため、スループットの向上が難しくな
る。
ョン等の透過率低下や、局所的光路差の発生による収差
の発生を防止するために、露光装置で使用される合成石
英上での光強度、光エネルギー密度を一定値以下にして
使用する必要がある。この結果、パルスエネルギーの安
定化等、レーザーに求められる性能が極めて厳しくなっ
たり、フォトレジストの感度の向上が必要になる。ま
た、光密度の均一化を行うには、一定数のパルスを照射
する必要があるため、スループットの向上が難しくな
る。
【０００５】また、フッ化アルゴンレーザーでは、頻繁
に交換が必要な有毒ガスを扱い、レーザーを構成する高
価な各ユニットの寿命も短いので、メンテナンスコスト
が高くなってしまう。
に交換が必要な有毒ガスを扱い、レーザーを構成する高
価な各ユニットの寿命も短いので、メンテナンスコスト
が高くなってしまう。
【０００６】一方、文献「D. J. Berkland et al, Appl
ied Optics, Vol.36, p4159,1997」には、水銀イオンの
レーザートラップを目的として、連続波の１９４ｎｍの
紫外光を発生させる技術が述べられている。即ち、この
文献では、アルゴンイオンレーザー（波長５１５ｎｍ）
の２次高調波（波長２５７ｎｍ）と、７９２ｎｍの増幅
された半導体レーザー光をＢＢＯ（ベータ硼酸バリウ
ム：β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶に入射して、１９４ｎｍの
和周波を２ｍＷ程度発生させている。この場合、ＢＢＯ
結晶は、２５７ｎｍ光の外部共振器と、７９２ｎｍ光の
外部共振器の両方の共有位置に置かれるように配置され
るが、これは、プリュースター角にカットされたＢＢＯ
結晶の分散による屈折角の差を利用して、２つの外部共
振器の光路を空間的に分離したものである。
ied Optics, Vol.36, p4159,1997」には、水銀イオンの
レーザートラップを目的として、連続波の１９４ｎｍの
紫外光を発生させる技術が述べられている。即ち、この
文献では、アルゴンイオンレーザー（波長５１５ｎｍ）
の２次高調波（波長２５７ｎｍ）と、７９２ｎｍの増幅
された半導体レーザー光をＢＢＯ（ベータ硼酸バリウ
ム：β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶に入射して、１９４ｎｍの
和周波を２ｍＷ程度発生させている。この場合、ＢＢＯ
結晶は、２５７ｎｍ光の外部共振器と、７９２ｎｍ光の
外部共振器の両方の共有位置に置かれるように配置され
るが、これは、プリュースター角にカットされたＢＢＯ
結晶の分散による屈折角の差を利用して、２つの外部共
振器の光路を空間的に分離したものである。
【０００７】しかしながら、この公知技術では、アルゴ
ンレーザーを用いるために上記した欠点を回避できない
と共に、外部共振器を用いるために装置が大型化し、ま
たミラー等の表面への不純物の付着等により反射率や透
過率が低下し、機構部品の位置ずれにより出力が不安定
化し易い。しかも、和周波発生段階だけで２波長で同時
に外部共振器のロッキングをかける回路や、アクチュエ
ータを備える必要があり、共振器に光を導入する上で共
振器光路長を厳密に合わせ込むための装備が不可欠とな
る。
ンレーザーを用いるために上記した欠点を回避できない
と共に、外部共振器を用いるために装置が大型化し、ま
たミラー等の表面への不純物の付着等により反射率や透
過率が低下し、機構部品の位置ずれにより出力が不安定
化し易い。しかも、和周波発生段階だけで２波長で同時
に外部共振器のロッキングをかける回路や、アクチュエ
ータを備える必要があり、共振器に光を導入する上で共
振器光路長を厳密に合わせ込むための装備が不可欠とな
る。
【０００８】なお、フッ化アルゴンレーザーに代えて、
繰り返し周波数の高い固体レーザーの高調波を用いれ
ば、合成石英等の損傷、コストの問題は軽減されるが、
得られる波長がフッ化アルゴンレーザーと異なるため、
先行するフッ化アルゴンレーザーと互換性がとれない欠
点がある。
繰り返し周波数の高い固体レーザーの高調波を用いれ
ば、合成石英等の損傷、コストの問題は軽減されるが、
得られる波長がフッ化アルゴンレーザーと異なるため、
先行するフッ化アルゴンレーザーと互換性がとれない欠
点がある。
【０００９】本発明の目的は、上述した欠点を解消し、
繰り返し周波数の高い２００ｎｍ以下のレーザー光を得
て合成石英等の硝材に与える損傷を小さくし、半導体露
光装置等の装置寿命を長くすること；有毒ガスを使用せ
ず、レーザー部品の寿命を長くすること；高い繰り返し
周波数とパルスの安定性とを両立させて半導体露光装置
等のスループットを高めること；全固体の紫外光源を実
現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、給排水設備等の
問題を充分に向上させること；がそれぞれ可能な波長変
換装置（特にレーザー光発生装置）を提供することにあ
る。また、こうした装置を利用したシステムの評価用
に、同じ波長のレーザー光源を提供することを目的とす
る。
繰り返し周波数の高い２００ｎｍ以下のレーザー光を得
て合成石英等の硝材に与える損傷を小さくし、半導体露
光装置等の装置寿命を長くすること；有毒ガスを使用せ
ず、レーザー部品の寿命を長くすること；高い繰り返し
周波数とパルスの安定性とを両立させて半導体露光装置
等のスループットを高めること；全固体の紫外光源を実
現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、給排水設備等の
問題を充分に向上させること；がそれぞれ可能な波長変
換装置（特にレーザー光発生装置）を提供することにあ
る。また、こうした装置を利用したシステムの評価用
に、同じ波長のレーザー光源を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、第一の
波長（特に１μｍ以上、１．１μｍ以下）のレーザー光
を発生する第一のレーザー発振器と、前記第一のレーザ
ー発振器からの前記第一の波長のレーザー光を波長変換
して、前記第一の波長より短い第二の波長（特に５００
ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下）のレーザー光を発生する波
長変換部と、前記第二の波長のレーザー光を波長変換し
て、前記第二の波長より短い第三の波長（特に２５０ｎ
ｍ以上、２７５ｎｍ以下）のレーザー光を発生する波長
変換部と、５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の波長のレ
ーザー光を入射させて、前記第一の波長より短くかつ前
記第二の波長より長い第四の波長（特に６５０ｎｍ以
上、７８５ｎｍ以下）で発振する第二のレーザー発振器
と、前記第三の波長のレーザー光と前記第四の波長のレ
ーザー光とを前記第二のレーザー発振器内で和周波混合
して、前記第三の波長より短い第五の波長（特に１９０
ｎｍ以上、２００ｎｍ以下）のレーザー光を発生する波
長変換部とを有する波長変換装置に係るものである。
波長（特に１μｍ以上、１．１μｍ以下）のレーザー光
を発生する第一のレーザー発振器と、前記第一のレーザ
ー発振器からの前記第一の波長のレーザー光を波長変換
して、前記第一の波長より短い第二の波長（特に５００
ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下）のレーザー光を発生する波
長変換部と、前記第二の波長のレーザー光を波長変換し
て、前記第二の波長より短い第三の波長（特に２５０ｎ
ｍ以上、２７５ｎｍ以下）のレーザー光を発生する波長
変換部と、５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の波長のレ
ーザー光を入射させて、前記第一の波長より短くかつ前
記第二の波長より長い第四の波長（特に６５０ｎｍ以
上、７８５ｎｍ以下）で発振する第二のレーザー発振器
と、前記第三の波長のレーザー光と前記第四の波長のレ
ーザー光とを前記第二のレーザー発振器内で和周波混合
して、前記第三の波長より短い第五の波長（特に１９０
ｎｍ以上、２００ｎｍ以下）のレーザー光を発生する波
長変換部とを有する波長変換装置に係るものである。
【００１１】本発明の波長変換装置によれば、前記第一
のレーザー発振器からの前記第一の波長のレーザー光の
波長変換により前記第二の波長のレーザー光（第２高調
波）を得、このレーザー光を更に波長変換して前記第三
の波長のレーザー光（第４高調波）を得、たとえば、前
記第二の波長のレーザー光を用いて前記第二のレーザー
発振器を発振させて前記第四の波長のレーザー光を得、
この第四の波長のレーザー光と前記第三の波長のレーザ
ー光とを前記第二のレーザー発振器内で和周波混合して
前記第五の波長のレーザー光を得ているので、次の
（１）〜（４）の顕著な効果を奏することができる。第
二のレーザーの励起用には他の光源を利用することも可
能である。
のレーザー発振器からの前記第一の波長のレーザー光の
波長変換により前記第二の波長のレーザー光（第２高調
波）を得、このレーザー光を更に波長変換して前記第三
の波長のレーザー光（第４高調波）を得、たとえば、前
記第二の波長のレーザー光を用いて前記第二のレーザー
発振器を発振させて前記第四の波長のレーザー光を得、
この第四の波長のレーザー光と前記第三の波長のレーザ
ー光とを前記第二のレーザー発振器内で和周波混合して
前記第五の波長のレーザー光を得ているので、次の
（１）〜（４）の顕著な効果を奏することができる。第
二のレーザーの励起用には他の光源を利用することも可
能である。
【００１２】（１）繰り返し周波数の高い前記第五の波
長（特に２００ｎｍ以下）のレーザー光を得ることがで
き、またそれによって合成石英等の硝材に与える損傷を
小さくし、半導体露光装置等の装置寿命を長くすること
ができる。 （２）前記第一のレーザー発振器として赤外の固体レー
ザーを使用することができるため、フッ化アルゴンレー
ザーの如き有毒ガスを使用しないですみ、レーザー部品
の寿命を長くすることができる。 （３）前記第三の波長のレーザー光と前記第四の波長の
レーザー光とを前記第二のレーザー発振器内で（即ち、
内部共振器として）和周波混合しているので、高い繰り
返し周波数と、パルスの安定性とが両立しやすく、半導
体露光装置等のスループットを高めることができる。 （４）外部共振器を用いず、また和周波発生において１
波長のみ（自動的に）共振させることにより、外部共振
器の場合のようなロッキング及びアクチュエータは不要
となり、波長制御のアクチュエータは使用することはあ
っても、共振器に光を導入する目的で共振器光路長を厳
密に合わせるための装備は不要となる。従って、全固体
の紫外光源を実現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、
給排水設備等の問題を充分に向上させることができる。
長（特に２００ｎｍ以下）のレーザー光を得ることがで
き、またそれによって合成石英等の硝材に与える損傷を
小さくし、半導体露光装置等の装置寿命を長くすること
ができる。 （２）前記第一のレーザー発振器として赤外の固体レー
ザーを使用することができるため、フッ化アルゴンレー
ザーの如き有毒ガスを使用しないですみ、レーザー部品
の寿命を長くすることができる。 （３）前記第三の波長のレーザー光と前記第四の波長の
レーザー光とを前記第二のレーザー発振器内で（即ち、
内部共振器として）和周波混合しているので、高い繰り
返し周波数と、パルスの安定性とが両立しやすく、半導
体露光装置等のスループットを高めることができる。 （４）外部共振器を用いず、また和周波発生において１
波長のみ（自動的に）共振させることにより、外部共振
器の場合のようなロッキング及びアクチュエータは不要
となり、波長制御のアクチュエータは使用することはあ
っても、共振器に光を導入する目的で共振器光路長を厳
密に合わせるための装備は不要となる。従って、全固体
の紫外光源を実現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、
給排水設備等の問題を充分に向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の波長変換装置において
は、前記第一のレーザー発振器から出力されるレーザー
光の４次高調波である前記第三の波長の光パルスと、前
記第二のレーザー発振器から得られる前記第四の波長の
光パルスとが、和周波混合により前記第五の波長のレー
ザー光を発生する前記波長変換部の非線形光学結晶中
で、空間的及び時間的に充分重なる状態に保持されてよ
い。
は、前記第一のレーザー発振器から出力されるレーザー
光の４次高調波である前記第三の波長の光パルスと、前
記第二のレーザー発振器から得られる前記第四の波長の
光パルスとが、和周波混合により前記第五の波長のレー
ザー光を発生する前記波長変換部の非線形光学結晶中
で、空間的及び時間的に充分重なる状態に保持されてよ
い。
【００１４】或いは、前記第一のレーザー発振器から出
力されるレーザー光の４次高調波である前記第三の波長
の光パルスと、前記第二のレーザー発振器から得られる
前記第四の波長の光パルスとが、前記第三の波長の光パ
ルスと前記第四の波長の光パルスの間の光路差による遅
延、又はＱスイッチレーザーのトリガーの遅延を利用し
て、和周波混合により前記第五の波長のレーザー光を発
生する前記波長変換部の非線形光学結晶中で、空間的及
び時間的に充分重なる状態に保持されるように、帰還回
路が用いられてよい。
力されるレーザー光の４次高調波である前記第三の波長
の光パルスと、前記第二のレーザー発振器から得られる
前記第四の波長の光パルスとが、前記第三の波長の光パ
ルスと前記第四の波長の光パルスの間の光路差による遅
延、又はＱスイッチレーザーのトリガーの遅延を利用し
て、和周波混合により前記第五の波長のレーザー光を発
生する前記波長変換部の非線形光学結晶中で、空間的及
び時間的に充分重なる状態に保持されるように、帰還回
路が用いられてよい。
【００１５】また、前記第一のレーザー発振器はＱスイ
ッチレーザー、例えばインジェクションシードされたＱ
スイッチレーザーであってよい。
ッチレーザー、例えばインジェクションシードされたＱ
スイッチレーザーであってよい。
【００１６】また、前記第一のレーザー発振器はＱスイ
ッチレーザーであり、かつ、前記第二のレーザー発振器
は連続波で励起されるものであってよい。
ッチレーザーであり、かつ、前記第二のレーザー発振器
は連続波で励起されるものであってよい。
【００１７】また、前記第二のレーザー発振器は連続波
発振するものであり、或いは前記第一のレーザー発振器
及び第二のレーザー発振器は、共に連続波レーザーであ
り、例えば前記第一のレーザー発振器及び第二のレーザ
ー発振器は、共に単一周波数で発振する連続波レーザー
であってよい。
発振するものであり、或いは前記第一のレーザー発振器
及び第二のレーザー発振器は、共に連続波レーザーであ
り、例えば前記第一のレーザー発振器及び第二のレーザ
ー発振器は、共に単一周波数で発振する連続波レーザー
であってよい。
【００１８】また、前記第二のレーザー発振器は、注入
出力が可変式であってよい注入用レーザー（マスターレ
ーザー）を用いてインジェクションロッキング又はイン
ジェクションシーディングされてよい。
出力が可変式であってよい注入用レーザー（マスターレ
ーザー）を用いてインジェクションロッキング又はイン
ジェクションシーディングされてよい。
【００１９】前記和周波混合で得られる前記第五の波長
は、フッ化アルゴンの中心波長である１９３．３±０．
２ｎｍであり、また、前記第五の波長の出力光の波長幅
が２０ｐｍ（ピコメートル）以下であることが望まし
く、０．０５ｐｍ（ピコメートル）以上、１ｐｍ（ピコ
メートル）以下であるのが更に望ましい。
は、フッ化アルゴンの中心波長である１９３．３±０．
２ｎｍであり、また、前記第五の波長の出力光の波長幅
が２０ｐｍ（ピコメートル）以下であることが望まし
く、０．０５ｐｍ（ピコメートル）以上、１ｐｍ（ピコ
メートル）以下であるのが更に望ましい。
【００２０】また、前記第二のレーザー発振器内に、波
長選択手段を有するのがよい。
長選択手段を有するのがよい。
【００２１】本発明に用いる前記第一のレーザー発振器
は、ネオジミウムイオン又はイットリビウムイオンをは
じめとする希土類イオンを含む固体のレーザー媒質を有
するのがよく、例えば１０６４ｎｍで発振するＮｄ：Ｙ
ＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：Ｇｌａｓ
ｓ、Ｙｂ：ＹＡＧのいずれかの媒質を有していてよい。
そして、前記第一のレーザー発振器は、ネオジミウムイ
オンを含む固体のレーザー媒質を半導体レーザーで励起
するものであってよい。
は、ネオジミウムイオン又はイットリビウムイオンをは
じめとする希土類イオンを含む固体のレーザー媒質を有
するのがよく、例えば１０６４ｎｍで発振するＮｄ：Ｙ
ＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：Ｇｌａｓ
ｓ、Ｙｂ：ＹＡＧのいずれかの媒質を有していてよい。
そして、前記第一のレーザー発振器は、ネオジミウムイ
オンを含む固体のレーザー媒質を半導体レーザーで励起
するものであってよい。
【００２２】また、前記第二のレーザー発振器は、前記
第一のレーザー発振器から出力されるレーザー光を波長
変換して得られた５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の前
記第二の波長のレーザー光を照射して励起されることが
できる。
第一のレーザー発振器から出力されるレーザー光を波長
変換して得られた５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の前
記第二の波長のレーザー光を照射して励起されることが
できる。
【００２３】前記第二のレーザー発振器は、チタンイオ
ン又はクロムイオンを含むレーザー媒質を有するのがよ
く、例えばチタンサファイア結晶、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ、
Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ又はアレクサンドライト結晶を有して
いてよい。
ン又はクロムイオンを含むレーザー媒質を有するのがよ
く、例えばチタンサファイア結晶、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ、
Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ又はアレクサンドライト結晶を有して
いてよい。
【００２４】また、前記第二のレーザー発振器は、光パ
ラメトリック過程に用いる非線形光学結晶を有するのが
よい。また、前記第二の波長のレーザー光は、前記第一
のレーザー発振器で発振するレーザー光の２次高調波で
あり、前記第三の波長のレーザー光は、前記第一のレー
ザー発振器で発振するレーザー光の４次高調波であるの
がよい。
ラメトリック過程に用いる非線形光学結晶を有するのが
よい。また、前記第二の波長のレーザー光は、前記第一
のレーザー発振器で発振するレーザー光の２次高調波で
あり、前記第三の波長のレーザー光は、前記第一のレー
ザー発振器で発振するレーザー光の４次高調波であるの
がよい。
【００２５】また、前記第二の波長のレーザー光を入射
して前記第三の波長のレーザー光を出力する前記波長変
換部は、ＢＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−ＢａＢ2 Ｏ
4 ）結晶を少なくとも１つ有し、前記第三の波長のレー
ザー光と前記第四の波長のレーザー光を入射して前記第
五の波長のレーザー光を出力する前記波長変換部は、Ｂ
ＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶を
少なくとも１つ有するのがよい。
して前記第三の波長のレーザー光を出力する前記波長変
換部は、ＢＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−ＢａＢ2 Ｏ
4 ）結晶を少なくとも１つ有し、前記第三の波長のレー
ザー光と前記第四の波長のレーザー光を入射して前記第
五の波長のレーザー光を出力する前記波長変換部は、Ｂ
ＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶を
少なくとも１つ有するのがよい。
【００２６】また、前記第五の波長のレーザー光を出力
する前記波長変換部は、ブリュースター角又はほぼブリ
ュースター角でレーザー光を入射する非線形光学結晶を
少なくとも１つ有するのがよい。
する前記波長変換部は、ブリュースター角又はほぼブリ
ュースター角でレーザー光を入射する非線形光学結晶を
少なくとも１つ有するのがよい。
【００２７】また、前記第二のレーザー発振器内に、少
なくとも１つのＢＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 ）結晶又は少なくとも１つのＣＬＢＯ（ＣｓＬ
ｉＢ6 Ｏ10）結晶を有するのがよく、例えば前記ＢＢＯ
結晶のｃ軸に対して７０度以上、７７度以下の角度で位
相整合をとることができる。
なくとも１つのＢＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 ）結晶又は少なくとも１つのＣＬＢＯ（ＣｓＬ
ｉＢ6 Ｏ10）結晶を有するのがよく、例えば前記ＢＢＯ
結晶のｃ軸に対して７０度以上、７７度以下の角度で位
相整合をとることができる。
【００２８】また、前記第二のレーザー発振器内に、チ
タンサファイア結晶とベータ硼酸バリウム結晶を共に有
するのがよい。
タンサファイア結晶とベータ硼酸バリウム結晶を共に有
するのがよい。
【００２９】なお、本発明の波長変換装置は、例えば、
半導体露光装置用（ステッパ）の波長変換装置、光ディ
スク装置、光ディスク原盤作成装置、半導体検査装置、
レーザープリンタなどの光エレクトロニクス分野におけ
るレーザー光波長変換装置として利用可能である。
半導体露光装置用（ステッパ）の波長変換装置、光ディ
スク装置、光ディスク原盤作成装置、半導体検査装置、
レーザープリンタなどの光エレクトロニクス分野におけ
るレーザー光波長変換装置として利用可能である。
【００３０】次に、本発明の好ましい実施の形態を図面
について説明する。
について説明する。
【００３１】図１は、本発明の第１の実施の形態による
レーザー光発生装置を示すものである。
レーザー光発生装置を示すものである。
【００３２】本実施の形態によるレーザー光発生装置
は、例えば、一般に市販されている１台のＮｄ：ＹＡＧ
レーザー発振器から出力される１０６４ｎｍの赤外光か
ら２次高調波を発生し、これを用いて４次高調波を発生
し、変換されない２次高調波をチタニウムサファイアレ
ーザー励起に用いている。さらに、４次高調波をチタニ
ウムサファイアレーザーの共振器中に配置したＢＢＯ結
晶に入射して、チタニウムサファイアレーザー光の強い
共振器内強度を利用して、効率のよい１９３ｎｍ付近の
紫外光を発生するものである。ここでは、１台の市販の
レーザーから目的の紫外光を有効に発生させることがで
きるので、コスト、効率の点で有利である。Ｎｄ：ＹＡ
Ｇ−Ｑスイッチパルスレーザーを用いた例について述べ
るが、パルスの時間タイミングの部分を除き、連続波レ
ーザーについても同様の構成が可能であり、また、Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザー以外のレーザーや、ＢＢＯ結晶に限
らず、他の非線形光学結晶にも適用可能である。
は、例えば、一般に市販されている１台のＮｄ：ＹＡＧ
レーザー発振器から出力される１０６４ｎｍの赤外光か
ら２次高調波を発生し、これを用いて４次高調波を発生
し、変換されない２次高調波をチタニウムサファイアレ
ーザー励起に用いている。さらに、４次高調波をチタニ
ウムサファイアレーザーの共振器中に配置したＢＢＯ結
晶に入射して、チタニウムサファイアレーザー光の強い
共振器内強度を利用して、効率のよい１９３ｎｍ付近の
紫外光を発生するものである。ここでは、１台の市販の
レーザーから目的の紫外光を有効に発生させることがで
きるので、コスト、効率の点で有利である。Ｎｄ：ＹＡ
Ｇ−Ｑスイッチパルスレーザーを用いた例について述べ
るが、パルスの時間タイミングの部分を除き、連続波レ
ーザーについても同様の構成が可能であり、また、Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザー以外のレーザーや、ＢＢＯ結晶に限
らず、他の非線形光学結晶にも適用可能である。
【００３３】図１に示すレーザー光発生装置の構成につ
いて説明する。図中の１は、１．０６μｍ（１０６０ｎ
ｍ）で発振するＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザーであ
り、このレーザーからの出射光２が、光学レンズ１７を
通して波長変換部３に導かれ、ここで４で示されたＬＢ
Ｏ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）等の非線形光学結晶により波長５３
２ｎｍの２次高調波５に変換される。
いて説明する。図中の１は、１．０６μｍ（１０６０ｎ
ｍ）で発振するＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザーであ
り、このレーザーからの出射光２が、光学レンズ１７を
通して波長変換部３に導かれ、ここで４で示されたＬＢ
Ｏ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）等の非線形光学結晶により波長５３
２ｎｍの２次高調波５に変換される。
【００３４】さらに、この出力光は、必要に応じて、ダ
イクロイックミラー１０’で基本波（１．０６μｍ）が
分離された後、波長変換部６で例えばＢＢＯ等の非線形
光学結晶７を用いて２６６ｎｍの４次高調波８に変換さ
れる。現在、平均５〜１０ワットのＮｄ：ＹＡＧレーザ
ーから、１ワット以上の平均出力を有する４次高調波を
得た報告が多数あり、今後は１０ワット以上得られるも
のと期待される。
イクロイックミラー１０’で基本波（１．０６μｍ）が
分離された後、波長変換部６で例えばＢＢＯ等の非線形
光学結晶７を用いて２６６ｎｍの４次高調波８に変換さ
れる。現在、平均５〜１０ワットのＮｄ：ＹＡＧレーザ
ーから、１ワット以上の平均出力を有する４次高調波を
得た報告が多数あり、今後は１０ワット以上得られるも
のと期待される。
【００３５】２次高調波５の一部は４次高調波８に変換
されるが、一部９は変換されない。これらは、偏光子ま
たはダイクロイックミラー１０により分離される。この
２次高調波９を用いてチタニウムサファイアレーザー１
１を励起する。
されるが、一部９は変換されない。これらは、偏光子ま
たはダイクロイックミラー１０により分離される。この
２次高調波９を用いてチタニウムサファイアレーザー１
１を励起する。
【００３６】１２はチタニウムサファイア結晶であり、
図２で示される吸収、発光特性を有する（W. Koechner,
“Solid State Laser Engineering ”, 2nd.Ed,Springe
r Verlag, (1988)参照）。グレーティング、プリズム、
エタロン、インジェクションシーディング等の適当な波
長選択手段１３によって、およそ７００ｎｍで発振でき
るようになっている。共振器（レーザー）を形成するミ
ラー１４としてこの波長（およそ７００ｎｍ）において
高反射率を有するものを用いれば、チタニウムサファイ
アレーザー１１は効率よく発振して、内部パワーは極め
て大きくなる。
図２で示される吸収、発光特性を有する（W. Koechner,
“Solid State Laser Engineering ”, 2nd.Ed,Springe
r Verlag, (1988)参照）。グレーティング、プリズム、
エタロン、インジェクションシーディング等の適当な波
長選択手段１３によって、およそ７００ｎｍで発振でき
るようになっている。共振器（レーザー）を形成するミ
ラー１４としてこの波長（およそ７００ｎｍ）において
高反射率を有するものを用いれば、チタニウムサファイ
アレーザー１１は効率よく発振して、内部パワーは極め
て大きくなる。
【００３７】この共振器１１中において、ミラー１０、
１４等により４次高調波８を導き、ＢＢＯ等の非線形光
学結晶１５上で（パルスの場合はタイミングが合うよう
に時間を調整して）和周波１６を発生させることによ
り、１９０ｎｍ付近の紫外光１８を効率よく発生させる
ことが可能になる。パルスのタイミングを合わせるため
には、簡単な例として、ミラー１０とＢＢＯ結晶１５の
間にミラー（図示せず）を入れて光路長を長くすること
や、チタニウムサファイアレーザー１１の立ち上がり時
間を短くすること等が考えられる。安定化のためには、
後述するように、２台のレーザーのスイッチのタイミン
グをトリガーパルスの時間遅延で合わせる方法も有効で
ある。
１４等により４次高調波８を導き、ＢＢＯ等の非線形光
学結晶１５上で（パルスの場合はタイミングが合うよう
に時間を調整して）和周波１６を発生させることによ
り、１９０ｎｍ付近の紫外光１８を効率よく発生させる
ことが可能になる。パルスのタイミングを合わせるため
には、簡単な例として、ミラー１０とＢＢＯ結晶１５の
間にミラー（図示せず）を入れて光路長を長くすること
や、チタニウムサファイアレーザー１１の立ち上がり時
間を短くすること等が考えられる。安定化のためには、
後述するように、２台のレーザーのスイッチのタイミン
グをトリガーパルスの時間遅延で合わせる方法も有効で
ある。
【００３８】図１の例では、非線形光学結晶１５がブリ
ュースターカットされており、入射光の表面反射を防止
すると同時に、分散特性により、２つの波長の入射光の
合波と、チタニウムサファイアレーザーの発振波長選択
とを同時に行うことが可能である。
ュースターカットされており、入射光の表面反射を防止
すると同時に、分散特性により、２つの波長の入射光の
合波と、チタニウムサファイアレーザーの発振波長選択
とを同時に行うことが可能である。
【００３９】元になるレーザー１として、連続波のＮ
ｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４ｎｍ）又は連続波のＮ
ｄ：ＹＡＧの２次高調波レーザー（通常５３２ｎｍ）を
用いる場合は、波長変換部には外部共振器を用いた波長
変換の手法を用いることにより変換効率を高くすること
も可能である。また、和周波発生段階で、ＢＢＯ結晶１
５の端面をブリュースターカットにして、複数の波長の
光を合波、分光している。但し、ダイクロイックミラ
ー、グレーティングやプリズムを使用して同様の目的を
達成することも可能であり、図１で示された構成に限ら
れるものではない。また、応用分野によっては、波長、
波長幅等に制限が設けられることがあり、こうした場
合、元になるレーザーとして、単一周波数レーザーやそ
の増幅されたレーザー、インジェクションシードされた
Ｑスイッチレーザーや、インジェクションロックされた
単一周波数レーザーを用いる必要もある。
ｄ：ＹＡＧレーザー（１０６４ｎｍ）又は連続波のＮ
ｄ：ＹＡＧの２次高調波レーザー（通常５３２ｎｍ）を
用いる場合は、波長変換部には外部共振器を用いた波長
変換の手法を用いることにより変換効率を高くすること
も可能である。また、和周波発生段階で、ＢＢＯ結晶１
５の端面をブリュースターカットにして、複数の波長の
光を合波、分光している。但し、ダイクロイックミラ
ー、グレーティングやプリズムを使用して同様の目的を
達成することも可能であり、図１で示された構成に限ら
れるものではない。また、応用分野によっては、波長、
波長幅等に制限が設けられることがあり、こうした場
合、元になるレーザーとして、単一周波数レーザーやそ
の増幅されたレーザー、インジェクションシードされた
Ｑスイッチレーザーや、インジェクションロックされた
単一周波数レーザーを用いる必要もある。
【００４０】図３は、本発明の第２の実施の形態による
レーザー光発生装置を示すものである。
レーザー光発生装置を示すものである。
【００４１】本実施の形態によるレーザー発生装置は、
例えば、２台のＱスイッチレーザーを用いて、１９０ｎ
ｍ付近の紫外光を発生する装置である。図中の２０はパ
ルスジェネレータ等のトリガーパルス発生装置であり、
２０から発生したトリガーパルスは２方向に出力され
る。さらに、２台のＱスイッチに入力されるＲＦ信号を
共通化することで、２台のＱスイッチパルスの立上り時
間のばらつきを低減することも可能である。
例えば、２台のＱスイッチレーザーを用いて、１９０ｎ
ｍ付近の紫外光を発生する装置である。図中の２０はパ
ルスジェネレータ等のトリガーパルス発生装置であり、
２０から発生したトリガーパルスは２方向に出力され
る。さらに、２台のＱスイッチに入力されるＲＦ信号を
共通化することで、２台のＱスイッチパルスの立上り時
間のばらつきを低減することも可能である。
【００４２】即ち、ケーブル２３を経由してＮｄ：ＹＡ
ＧレーザーからなるＱスイッチレーザー１’の外部トリ
ガー入力となり、一方、Ｑスイッチレーザー１に向かう
トリガーパルスは、遅延発生器２１により時間遅れを生
じた後にケーブル２２を経由してＱスイッチレーザー１
のトリガー入力になる。トリガーパルス発生装置２０は
Ｑスイッチレーザー１’に内蔵の装置であってもよく、
その出力を遅延発生器２１により遅延を与えてＱスイッ
チレーザー１に入力してもよい。いずれの方法によって
も、Ｑスイッチレーザー１は、Ｑスイッチレーザー１’
のトリガー出力、もしくは、Ｑスイッチレーザー１’に
与えられるトリガーパルスに一定の遅延（又は進み）を
与えてトリガーされたＱスイッチパルスを出力する。
ＧレーザーからなるＱスイッチレーザー１’の外部トリ
ガー入力となり、一方、Ｑスイッチレーザー１に向かう
トリガーパルスは、遅延発生器２１により時間遅れを生
じた後にケーブル２２を経由してＱスイッチレーザー１
のトリガー入力になる。トリガーパルス発生装置２０は
Ｑスイッチレーザー１’に内蔵の装置であってもよく、
その出力を遅延発生器２１により遅延を与えてＱスイッ
チレーザー１に入力してもよい。いずれの方法によって
も、Ｑスイッチレーザー１は、Ｑスイッチレーザー１’
のトリガー出力、もしくは、Ｑスイッチレーザー１’に
与えられるトリガーパルスに一定の遅延（又は進み）を
与えてトリガーされたＱスイッチパルスを出力する。
【００４３】Ｑスイッチレーザー１’の出力光２’は、
波長変換部３’に配置された非線形光学結晶（ＬＢＯ）
等の波長変換素子４’により２次高調波５’に変換され
る。２次高調波５’は、必要に応じてダイクロイックミ
ラー１０”によって基本波（１．０６μｍ）を分離され
た後、複数のミラー１４とチタニウムサファイア結晶１
２とにより構成されるチタニウムサファイアレーザー１
１の励起に使用される。チタニウムサファイアレーザー
１１は、励起パルスが入力後、条件によって変化する立
ち上がり時間経過後にパルス発振を開始する。
波長変換部３’に配置された非線形光学結晶（ＬＢＯ）
等の波長変換素子４’により２次高調波５’に変換され
る。２次高調波５’は、必要に応じてダイクロイックミ
ラー１０”によって基本波（１．０６μｍ）を分離され
た後、複数のミラー１４とチタニウムサファイア結晶１
２とにより構成されるチタニウムサファイアレーザー１
１の励起に使用される。チタニウムサファイアレーザー
１１は、励起パルスが入力後、条件によって変化する立
ち上がり時間経過後にパルス発振を開始する。
【００４４】他方、Ｑスイッチレーザー１の出力は、波
長変換部３に配置された非線形光学結晶等の波長変換素
子４により２次高調波５に変換される。
長変換部３に配置された非線形光学結晶等の波長変換素
子４により２次高調波５に変換される。
【００４５】２次高調波５は、必要に応じて、ダイクロ
イックミラー１０’によって基本波（１．０６μｍ）が
分離された後、続く波長変換部６に配置されたＢＢＯを
はじめとする非線形光学素子等の波長変換素子７により
４次高調波８に変換される。ダイクロイックミラー１０
は、必要に応じて、４次高調波を選択的に反射する機能
をもつように設定する。
イックミラー１０’によって基本波（１．０６μｍ）が
分離された後、続く波長変換部６に配置されたＢＢＯを
はじめとする非線形光学素子等の波長変換素子７により
４次高調波８に変換される。ダイクロイックミラー１０
は、必要に応じて、４次高調波を選択的に反射する機能
をもつように設定する。
【００４６】ここで、チタニウムサファイアレーザー１
２は平行平面により構成されているが、両面がブリュー
スターカットされているものでもよい。図３では、ＢＢ
Ｏ等の波長変換素子１５がブリュースターカットされて
いて、波長の異なる光の合波・分離機能を有している
が、平行平面の波長変換素子１５とプリズム、ダイクロ
イックミラー、グレーティング等の素子の組み合わせで
も代用可能である。
２は平行平面により構成されているが、両面がブリュー
スターカットされているものでもよい。図３では、ＢＢ
Ｏ等の波長変換素子１５がブリュースターカットされて
いて、波長の異なる光の合波・分離機能を有している
が、平行平面の波長変換素子１５とプリズム、ダイクロ
イックミラー、グレーティング等の素子の組み合わせで
も代用可能である。
【００４７】波長変換部１５で効率よく和周波混合を起
こし、所望の短波長光１８を得るためには、和周波発生
出力は、４次高調波８の強度とチタニウムサファイアレ
ーザー１２の共振器１１内のパルス強度との積にほぼ比
例するから、この波長変換部１５に到達するパルスの時
刻がほぼ同一でなければならない。
こし、所望の短波長光１８を得るためには、和周波発生
出力は、４次高調波８の強度とチタニウムサファイアレ
ーザー１２の共振器１１内のパルス強度との積にほぼ比
例するから、この波長変換部１５に到達するパルスの時
刻がほぼ同一でなければならない。
【００４８】遅延発生器２１による遅延量をτ、トリガ
ーのケーブル伝送時間差（１に対する１’の遅れ）をτ
０、２台のレーザー１、１’の立ち上がり時間の差（１
に対する１’の遅れ）をτ１、パルス発生から波長変換
部１５までの光の伝搬距離の差による時間差（１に対す
る１’の遅れ）をτ２、チタニウムサファイアレーザー
１１の立ち上がり時間をτ３とすると、４次高調波８の
パルスの波長変換部１５への到達からτ０＋τ１＋τ２
＋τ３−τ後に、チタニウムサファイアレーザー１１が
立ち上がって波長変換部１５上に到達する。
ーのケーブル伝送時間差（１に対する１’の遅れ）をτ
０、２台のレーザー１、１’の立ち上がり時間の差（１
に対する１’の遅れ）をτ１、パルス発生から波長変換
部１５までの光の伝搬距離の差による時間差（１に対す
る１’の遅れ）をτ２、チタニウムサファイアレーザー
１１の立ち上がり時間をτ３とすると、４次高調波８の
パルスの波長変換部１５への到達からτ０＋τ１＋τ２
＋τ３−τ後に、チタニウムサファイアレーザー１１が
立ち上がって波長変換部１５上に到達する。
【００４９】Ｑスイッチパルス幅の典型的な値Δｔは５
ナノ秒から１００ナノ秒であり、 ｜τ０＋τ１＋τ２＋τ３−τ｜＞Δｔ の場合、２つのパルスの通過時刻がずれるので効率が低
下する。しかし、（τ０＋τ１＋τ２＋τ３−τ）が０
に近いとき、２つのパルスの重なりが大きくなって、波
長変換部１５における変換効率を大きくできる。
ナノ秒から１００ナノ秒であり、 ｜τ０＋τ１＋τ２＋τ３−τ｜＞Δｔ の場合、２つのパルスの通過時刻がずれるので効率が低
下する。しかし、（τ０＋τ１＋τ２＋τ３−τ）が０
に近いとき、２つのパルスの重なりが大きくなって、波
長変換部１５における変換効率を大きくできる。
【００５０】従って、τ０＝τ−τ１−τ２−τ３とな
るようにトリガーパルスにケーブル遅延を与えるか、光
路差をτ２＝τ−τ０−τ１−τ３となるようにとって
もよく、組み合わせによってさらに複数のアプローチが
ある。しかし、一度レーザーを組み立ててしまうと、τ
０、τ１、τ２を変化させるよりも、遅延発生器２１の
遅延量τを電気的に制御する方が容易なことが多い。即
ち、 τ＝τ０＋τ１＋τ２＋τ３ となるように、τ（通常＞０）を設定すればよい。
るようにトリガーパルスにケーブル遅延を与えるか、光
路差をτ２＝τ−τ０−τ１−τ３となるようにとって
もよく、組み合わせによってさらに複数のアプローチが
ある。しかし、一度レーザーを組み立ててしまうと、τ
０、τ１、τ２を変化させるよりも、遅延発生器２１の
遅延量τを電気的に制御する方が容易なことが多い。即
ち、 τ＝τ０＋τ１＋τ２＋τ３ となるように、τ（通常＞０）を設定すればよい。
【００５１】さらに、出力光１８が最大位置で安定にな
るように、位相遅延量τに小さな振動を与える等の方法
により極性付き誤差信号を発生させ、これにより遅延量
τを常に合わせ込む帰還回路を設定すると、安定に出力
光１８を大きくとることが可能になる。
るように、位相遅延量τに小さな振動を与える等の方法
により極性付き誤差信号を発生させ、これにより遅延量
τを常に合わせ込む帰還回路を設定すると、安定に出力
光１８を大きくとることが可能になる。
【００５２】このほか、チタニウムサファイアレーザー
１１に、所望の波長で発振する低出力のレーザーを用い
てインジェクションシーディングを行うことにより、τ
３を小さくしたり、シードレーザーの光量や周波数を変
化させることにより、安定に出力１８を大きくとること
が可能になる。
１１に、所望の波長で発振する低出力のレーザーを用い
てインジェクションシーディングを行うことにより、τ
３を小さくしたり、シードレーザーの光量や周波数を変
化させることにより、安定に出力１８を大きくとること
が可能になる。
【００５３】なお、図１及び図３の例では、チタニウム
サファイアレーザー共振器１１として定在波型共振器を
挙げられるが、リング型共振器にすることも可能であ
る。特に、一方向に進行するリング型共振器を用いれ
ば、安定性、効率上昇にも効果があると期待される。ま
た、レーザー、波長変換で使用される非線形光学結晶等
も、上述した例以外にも様々な選択が可能である。
サファイアレーザー共振器１１として定在波型共振器を
挙げられるが、リング型共振器にすることも可能であ
る。特に、一方向に進行するリング型共振器を用いれ
ば、安定性、効率上昇にも効果があると期待される。ま
た、レーザー、波長変換で使用される非線形光学結晶等
も、上述した例以外にも様々な選択が可能である。
【００５４】以上に説明した本発明の各実施の形態によ
るレーザー光発生装置はいずれも、レーザー発振器１か
らの波長１．０６μｍのレーザー光２の波長変換により
波長５３２ｎｍの２次高調波５を得、このレーザー光を
更に波長変換して波長２６６ｎｍの４次高調波８を得、
上記２次高調波５、又はレーザー発振器１’のレーザー
光２’の波長変換による波長５３６ｎｍのレーザー光
５’を用いてチタニウムサファイアレーザー発振器１１
を発振させて波長約７００ｎｍのレーザー光を得、この
レーザー光と波長２６６ｎｍのレーザー光８とをレーザ
ー発振器１１内で非線形結晶１５上にて和周波混合して
波長１９０ｎｍ付近のレーザー光１８を得ているので、
次の（１）〜（４）の顕著な効果を奏することができ
る。
るレーザー光発生装置はいずれも、レーザー発振器１か
らの波長１．０６μｍのレーザー光２の波長変換により
波長５３２ｎｍの２次高調波５を得、このレーザー光を
更に波長変換して波長２６６ｎｍの４次高調波８を得、
上記２次高調波５、又はレーザー発振器１’のレーザー
光２’の波長変換による波長５３６ｎｍのレーザー光
５’を用いてチタニウムサファイアレーザー発振器１１
を発振させて波長約７００ｎｍのレーザー光を得、この
レーザー光と波長２６６ｎｍのレーザー光８とをレーザ
ー発振器１１内で非線形結晶１５上にて和周波混合して
波長１９０ｎｍ付近のレーザー光１８を得ているので、
次の（１）〜（４）の顕著な効果を奏することができ
る。
【００５５】（１）繰り返し周波数の高い２００ｎｍ以
下のレーザー光１８を得ることができ、またそれによっ
て合成石英等の硝材に与える損傷を小さくし、半導体露
光装置等の装置寿命を長くすることができる。 （２）レーザー発振器として赤外の固体レーザーを使用
することができるため、フッ化アルゴンレーザーの如き
有毒ガスを使用しないですみ、レーザー部品の寿命を長
くすることができる。 （３）波長２６６ｎｍのレーザー光８と波長７００ｎｍ
のレーザー光とをレーザー発振器１１内で（即ち、内部
共振器として）和周波混合しているので、高い繰り返し
周波数と、パルスの安定性とが両立しやすく、半導体露
光装置等のスループットを高めることができる。 （４）外部共振器を用いず、また和周波発生において１
波長のみ（自動的に）共振させることにより、外部共振
器の場合のようなロッキング及びアクチュエータは不要
となり、波長制御のアクチュエータは使用することはあ
っても、共振器に光を導入する目的で共振器光路長を厳
密に合わせるための装備は不要となる。従って、全固体
の紫外光源を実現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、
給排水設備等の問題を充分に向上させることができる。
下のレーザー光１８を得ることができ、またそれによっ
て合成石英等の硝材に与える損傷を小さくし、半導体露
光装置等の装置寿命を長くすることができる。 （２）レーザー発振器として赤外の固体レーザーを使用
することができるため、フッ化アルゴンレーザーの如き
有毒ガスを使用しないですみ、レーザー部品の寿命を長
くすることができる。 （３）波長２６６ｎｍのレーザー光８と波長７００ｎｍ
のレーザー光とをレーザー発振器１１内で（即ち、内部
共振器として）和周波混合しているので、高い繰り返し
周波数と、パルスの安定性とが両立しやすく、半導体露
光装置等のスループットを高めることができる。 （４）外部共振器を用いず、また和周波発生において１
波長のみ（自動的に）共振させることにより、外部共振
器の場合のようなロッキング及びアクチュエータは不要
となり、波長制御のアクチュエータは使用することはあ
っても、共振器に光を導入する目的で共振器光路長を厳
密に合わせるための装備は不要となる。従って、全固体
の紫外光源を実現し、信頼性、サイズ、メンテナンス、
給排水設備等の問題を充分に向上させることができる。
【００５６】次に、上記した波長変換素子について具体
的な構成物質や物性上の数値を挙げて説明する。
的な構成物質や物性上の数値を挙げて説明する。
【００５７】レーザーとして１０６４ｎｍで発振するＮ
ｄ：ＹＡＧレーザー、７００ｎｍ付近で発振するレーザ
ーとしてチタニウムサファイアレーザー、非線形光学結
晶としてＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）を２次高調波発生に、
ＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）を４次高調波発生に利用す
る場合について説明する。
ｄ：ＹＡＧレーザー、７００ｎｍ付近で発振するレーザ
ーとしてチタニウムサファイアレーザー、非線形光学結
晶としてＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）を２次高調波発生に、
ＢＢＯ（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）を４次高調波発生に利用す
る場合について説明する。
【００５８】ＬＢＯを用いてＮｄ；ＹＡＧレーザーの２
次高調波を効率よく発生する手法として、常温でタイプ
１の位相整合をとる方法もあるが、ウォークオフの影響
で変換効率がやや低くなったり、出力ビームのビーム形
状の対称性が下がる等の短所がある。
次高調波を効率よく発生する手法として、常温でタイプ
１の位相整合をとる方法もあるが、ウォークオフの影響
で変換効率がやや低くなったり、出力ビームのビーム形
状の対称性が下がる等の短所がある。
【００５９】これを防ぐ方法としては、ＬＢＯ結晶をお
よそ１５０℃に加熱して保ち、タイプ１の位相整合をと
る方法が知られている（図４参照）。この方法の場合、
ウォークオフの影響を小さくして（なくして）効率の良
い波長変換が可能であり、出力ビームも入射ビームの対
称性をほぼ保存する。
よそ１５０℃に加熱して保ち、タイプ１の位相整合をと
る方法が知られている（図４参照）。この方法の場合、
ウォークオフの影響を小さくして（なくして）効率の良
い波長変換が可能であり、出力ビームも入射ビームの対
称性をほぼ保存する。
【００６０】ＬＢＯの屈折率の波長分散は、例えば文献
「K. Kato, JQE QE-30, No.12, p2950(1994)」に紹介さ
れている。この文献を元に、波長１０６４ｎｍのｂ軸偏
光屈折率と、５３２ｎｍのｃ軸偏光屈折率を計算する
と、 ｎｂ（１０６４）＝ｎｃ（５３２）＝１．６０５３（＠
約１５０℃） となる。
「K. Kato, JQE QE-30, No.12, p2950(1994)」に紹介さ
れている。この文献を元に、波長１０６４ｎｍのｂ軸偏
光屈折率と、５３２ｎｍのｃ軸偏光屈折率を計算する
と、 ｎｂ（１０６４）＝ｎｃ（５３２）＝１．６０５３（＠
約１５０℃） となる。
【００６１】ここで、軸方向の選び方は、１０６４ｎｍ
において屈折率の小さい方から、ａ軸、ｃ軸、ｂ軸とな
るように選択した。この方向の位相整合の場合、文献
「Handbook of Nonlinear Optical Crystals, V. G. Dm
itriev et. al., eds., Springer-Verlag,(1991)」を参
照すると、２次の非線形光学定数ｄeff の絶対値はおよ
そ０．８５×１０-12 ｍ／Ｖの値を有するとされる。図
３の例では、温度を約１５０℃に保つオーブン等の装置
を簡単のため省略している。
において屈折率の小さい方から、ａ軸、ｃ軸、ｂ軸とな
るように選択した。この方向の位相整合の場合、文献
「Handbook of Nonlinear Optical Crystals, V. G. Dm
itriev et. al., eds., Springer-Verlag,(1991)」を参
照すると、２次の非線形光学定数ｄeff の絶対値はおよ
そ０．８５×１０-12 ｍ／Ｖの値を有するとされる。図
３の例では、温度を約１５０℃に保つオーブン等の装置
を簡単のため省略している。
【００６２】効率を最大にするには、結晶内でのビーム
直径を選ぶ必要がある。これは、文献「J. D. Boyd and
D. A. Kleinman, J. Appl. Phys, vol.39, p3597, (19
68),及び、ＵＳＰ−３５３０３０１」に詳しい。図３の
例では、これら文献中でＢ＝０の場合（ウォークオフ＝
０）にあたるから、フォーカシングパラメーターζが
２．８４に近い値で効率が最大になる。しかし、パルス
入力で変換効率がおよそ２０％を越える場合は、１０６
４ｎｍの基本波が結晶中で変換されて減衰する効果が無
視できなくなるので、多少最適値のずれが観察される。
ウォークオフのある場合、最適点はさらにずれるが、こ
の効果は、「久保田重夫他、特願平８−１３３６６９
号」で述べられている。
直径を選ぶ必要がある。これは、文献「J. D. Boyd and
D. A. Kleinman, J. Appl. Phys, vol.39, p3597, (19
68),及び、ＵＳＰ−３５３０３０１」に詳しい。図３の
例では、これら文献中でＢ＝０の場合（ウォークオフ＝
０）にあたるから、フォーカシングパラメーターζが
２．８４に近い値で効率が最大になる。しかし、パルス
入力で変換効率がおよそ２０％を越える場合は、１０６
４ｎｍの基本波が結晶中で変換されて減衰する効果が無
視できなくなるので、多少最適値のずれが観察される。
ウォークオフのある場合、最適点はさらにずれるが、こ
の効果は、「久保田重夫他、特願平８−１３３６６９
号」で述べられている。
【００６３】次に、ＢＢＯを用いた４次高調波発生につ
いて述べる。ＢＢＯは一軸結晶でその常光線、異常光線
に対する屈折率分散（セルマイヤーの式）は、文献「K.
Kato, IEEE JQE, Vol. QE-22, p1013, (1986)」等にも
与えられている。
いて述べる。ＢＢＯは一軸結晶でその常光線、異常光線
に対する屈折率分散（セルマイヤーの式）は、文献「K.
Kato, IEEE JQE, Vol. QE-22, p1013, (1986)」等にも
与えられている。
【００６４】測定値と文献「D. Eimerl, et al, J. App
l. Phys, Vol.62, p1968, (1987)」の温度特性のデータ
によると、Ｔを摂氏温度として ｎ2 x ＝2.73628 ＋｛0.0188366 ／（λ2 −0.017408
4)｝−0.0142199 λ2−1.66×10-5（Ｔ−２５） ｎ2 Z ＝2.37061 ＋｛0.0127987 ／（λ2 −0.015355
6)｝−0.00337865λ2−0.93×10-5（Ｔ−２５） で与えられる。常温付近（Ｔ＝２５℃）において、
l. Phys, Vol.62, p1968, (1987)」の温度特性のデータ
によると、Ｔを摂氏温度として ｎ2 x ＝2.73628 ＋｛0.0188366 ／（λ2 −0.017408
4)｝−0.0142199 λ2−1.66×10-5（Ｔ−２５） ｎ2 Z ＝2.37061 ＋｛0.0127987 ／（λ2 −0.015355
6)｝−0.00337865λ2−0.93×10-5（Ｔ−２５） で与えられる。常温付近（Ｔ＝２５℃）において、
【式１】 となるｃ軸からの光軸方向θ（位相整合角）は、約４７
°となる。
°となる。
【００６５】また、チタニウムサファイアレーザーは、
サファイア結晶中にチタンイオン（Ｔｉ3+）がドープさ
れているレーザー結晶を用い、文献「P. F. Moulton, L
aserFucus Vol.14, p83, May 1983」に示すように、お
よそ４００ｎｍから６００ｎｍの光を吸収して、８００
ｎｍを中心に６５０ｎｍから１０００ｎｍの光を発光す
る（図２参照）。
サファイア結晶中にチタンイオン（Ｔｉ3+）がドープさ
れているレーザー結晶を用い、文献「P. F. Moulton, L
aserFucus Vol.14, p83, May 1983」に示すように、お
よそ４００ｎｍから６００ｎｍの光を吸収して、８００
ｎｍを中心に６５０ｎｍから１０００ｎｍの光を発光す
る（図２参照）。
【００６６】一例として、約１９３ｎｍ光発生のために λ＝１／（１／２６６−１／１９３）（ｎｍ） に従って、およそ７００ｎｍの波長で発振させる。７０
０ｎｍでは図２に示すように発振線の中心からややずれ
ており、ピークの半分程度の利得になる。
０ｎｍでは図２に示すように発振線の中心からややずれ
ており、ピークの半分程度の利得になる。
【００６７】波長の選択は例えばプリズムで行う。この
ほか、複屈折フィルター、グレーティング、エタロン、
ダイクロイックミラー等を組み合わせて使用することも
多い。パルスで立ち上がり時間を短くしたり、単一モー
ドの波長制御等を行いたいときは、所望の波長で発振す
る単一モードの半導体レーザー等を用いてインジェクシ
ョンシーディングするのが有効である。
ほか、複屈折フィルター、グレーティング、エタロン、
ダイクロイックミラー等を組み合わせて使用することも
多い。パルスで立ち上がり時間を短くしたり、単一モー
ドの波長制御等を行いたいときは、所望の波長で発振す
る単一モードの半導体レーザー等を用いてインジェクシ
ョンシーディングするのが有効である。
【００６８】元の赤外レーザーとしてＮｄ：ＹＬＦの１
０４７ｎｍの発振を利用した場合、４次高調波の波長は
２６１．８ｎｍになり、チタニウムサファイアレーザー
の波長は λ＝１／（１／２６１．８−１／１９３）（ｎｍ） から、約７３５ｎｍとなる。この波長は、利得中心にや
や近付くので利得も大きくなり有利である。
０４７ｎｍの発振を利用した場合、４次高調波の波長は
２６１．８ｎｍになり、チタニウムサファイアレーザー
の波長は λ＝１／（１／２６１．８−１／１９３）（ｎｍ） から、約７３５ｎｍとなる。この波長は、利得中心にや
や近付くので利得も大きくなり有利である。
【００６９】また、元の赤外レーザーとしてＹｂ：ＹＡ
Ｇの１０３０ｎｍ付近の発振を利用した場合、４次高調
波の波長は２５７．５ｎｍになり、チタニウムサファイ
アレーザーの波長は λ＝１／（１／２５７．５−１／１９３）（ｎｍ） から、約７７０ｎｍとなり、利得中心にさらに近付くの
で有利である。
Ｇの１０３０ｎｍ付近の発振を利用した場合、４次高調
波の波長は２５７．５ｎｍになり、チタニウムサファイ
アレーザーの波長は λ＝１／（１／２５７．５−１／１９３）（ｎｍ） から、約７７０ｎｍとなり、利得中心にさらに近付くの
で有利である。
【００７０】また、最終段階の波長１９３ｎｍのレーザ
ー光発生過程には、ＢＢＯまたはＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ
6 Ｏ10）が適している。連続波またはＱスイッチパルス
でも、およそ１ｋＨｚを越える繰り返し周波数において
は、熱特性に優れるＢＢＯが適している。一方、繰り返
し周波数の低いパルス光に対しては、ＣＬＢＯが適して
いるといわれる。これ以外にもＫＢ５等の結晶があり、
使用可能ではある。まず、ＢＢＯを用いる場合を考え
る。
ー光発生過程には、ＢＢＯまたはＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ
6 Ｏ10）が適している。連続波またはＱスイッチパルス
でも、およそ１ｋＨｚを越える繰り返し周波数において
は、熱特性に優れるＢＢＯが適している。一方、繰り返
し周波数の低いパルス光に対しては、ＣＬＢＯが適して
いるといわれる。これ以外にもＫＢ５等の結晶があり、
使用可能ではある。まず、ＢＢＯを用いる場合を考え
る。
【００７１】簡単のため、Ｎｄ：ＹＡＧの１０６４ｎｍ
の発振を元にした４次高調波で、波長が２６６ｎｍのレ
ーザー光と、チタニウムサファイアレーザーを、和周波
混合する場合について述べる。
の発振を元にした４次高調波で、波長が２６６ｎｍのレ
ーザー光と、チタニウムサファイアレーザーを、和周波
混合する場合について述べる。
【００７２】この場合、前述の屈折率分散（セルマイヤ
ーの式）により、常温において ｎO （２６６ｎｍ）＝１．７５７３７ ｎO （７０３ｎｍ）＝１．６６３９６ ｎe （１９３ｎｍ）＝１．７３１９１（波長外挿） であり、位相整合角はおよそ７３．５°となる。測定誤
差及びばらつきを考慮して±３．５度程度の範囲をもた
せると７０度から７７度となる。
ーの式）により、常温において ｎO （２６６ｎｍ）＝１．７５７３７ ｎO （７０３ｎｍ）＝１．６６３９６ ｎe （１９３ｎｍ）＝１．７３１９１（波長外挿） であり、位相整合角はおよそ７３．５°となる。測定誤
差及びばらつきを考慮して±３．５度程度の範囲をもた
せると７０度から７７度となる。
【００７３】変換効率を上げるためには、近赤外光と深
紫外光の強度を上昇させることが必要である。その手段
の１つとして、チタニウムサファイアレーザーの共振器
中にＢＢＯ結晶を配置することが考えられる。ＢＢＯ中
で、２６６ｎｍの光と約７００ｎｍの光（できれば、互
いに近いコンフォーカルパラメータを有して）の重なり
を良くすることが、効率上昇には欠かせない。
紫外光の強度を上昇させることが必要である。その手段
の１つとして、チタニウムサファイアレーザーの共振器
中にＢＢＯ結晶を配置することが考えられる。ＢＢＯ中
で、２６６ｎｍの光と約７００ｎｍの光（できれば、互
いに近いコンフォーカルパラメータを有して）の重なり
を良くすることが、効率上昇には欠かせない。
【００７４】文献「D. J. Berkland et al, Applied Op
tics, Vol.36, p4159, 1997 」でも同様の手法が利用さ
れ、２波長の外部共振器が構成されているが、例えばＢ
ＢＯの端面をブリュースターカットすることにより、分
散を利用してチタニウムサファイアレーザーの光路と、
２６６ｎｍ光の光路がＢＢＯの中で重なり、外では分離
できる。図５に示すこの方法では、チタニウムサファイ
アレーザーを発振させながら、２６６ｎｍの光をＢＢＯ
に注入して、和周波発生の効率を上昇できる。しかし、
発生した１９３ｎｍの光に対してブリュースター面の偏
光がｓ偏光になるので、反射損が発生し、場合によって
は損傷の原因になりやすい。
tics, Vol.36, p4159, 1997 」でも同様の手法が利用さ
れ、２波長の外部共振器が構成されているが、例えばＢ
ＢＯの端面をブリュースターカットすることにより、分
散を利用してチタニウムサファイアレーザーの光路と、
２６６ｎｍ光の光路がＢＢＯの中で重なり、外では分離
できる。図５に示すこの方法では、チタニウムサファイ
アレーザーを発振させながら、２６６ｎｍの光をＢＢＯ
に注入して、和周波発生の効率を上昇できる。しかし、
発生した１９３ｎｍの光に対してブリュースター面の偏
光がｓ偏光になるので、反射損が発生し、場合によって
は損傷の原因になりやすい。
【００７５】なお、図５ではブリュースターカットのＢ
ＢＯについて３波長の光線の様子を示す。屈折角の差を
多少事実より誇張して記述してある。また、波長は代表
的数字を記したが、４次高調波の波長が短いときは、約
７００ｎｍのレーザー光と記した部分は７８５ｎｍ程度
まで変化させて所望の紫外光を得ることになる。
ＢＯについて３波長の光線の様子を示す。屈折角の差を
多少事実より誇張して記述してある。また、波長は代表
的数字を記したが、４次高調波の波長が短いときは、約
７００ｎｍのレーザー光と記した部分は７８５ｎｍ程度
まで変化させて所望の紫外光を得ることになる。
【００７６】しかも、上記の文献では、アルゴンイオン
レーザー（波長５１５ｎｍ）の２次高調波（波長２５７
ｎｍ）と、７９２ｎｍの増幅された半導体レーザー光を
ＢＢＯ結晶に入射して１９４ｎｍの和周波を２ｍＷ程度
発生させている。ＢＢＯ結晶は、２５７ｎｍ光の外部共
振器と、７９２ｎｍの外部共振器の両方の共有位置に置
かれるように配置される。これは、ブリュースター角に
カットされたＢＢＯ結晶の分散による屈折角の差を利用
して、２つの外部共振器の光路を分離したものである。
従って、和周波発生手段だけで、２波長で同時に外部共
振器のロッキングをかける回路や、アクチュエータを備
えることが必要となる。
レーザー（波長５１５ｎｍ）の２次高調波（波長２５７
ｎｍ）と、７９２ｎｍの増幅された半導体レーザー光を
ＢＢＯ結晶に入射して１９４ｎｍの和周波を２ｍＷ程度
発生させている。ＢＢＯ結晶は、２５７ｎｍ光の外部共
振器と、７９２ｎｍの外部共振器の両方の共有位置に置
かれるように配置される。これは、ブリュースター角に
カットされたＢＢＯ結晶の分散による屈折角の差を利用
して、２つの外部共振器の光路を分離したものである。
従って、和周波発生手段だけで、２波長で同時に外部共
振器のロッキングをかける回路や、アクチュエータを備
えることが必要となる。
【００７７】これに対し、本発明に基づく装置は、固体
レーザーの２次高調波を利用して、４次高調波発生と、
チタニウムサファイアレーザーの共振とを同時に行い、
チタニウムサファイアレーザーのレーザー共振器内に和
周波発生用のＢＢＯを配置している。従って、上記文献
と比べて、固体レーザーとガスレーザーの差異、波長が
異なる点に加え、いわゆる外部共振器を用いていない
点、和周波発生では１波長のみ（自動的に）共振してい
る点で方式が大きく異なる。この相違により、全固体の
紫外光源が実現でき、信頼性、サイズ、メンテナンス、
給排水設備等で充分な長所を有する。しかも、共振器に
光を導入する目的で共振器光路長を厳密に合わせ込むた
めの装備は不要となる点でも有利である。
レーザーの２次高調波を利用して、４次高調波発生と、
チタニウムサファイアレーザーの共振とを同時に行い、
チタニウムサファイアレーザーのレーザー共振器内に和
周波発生用のＢＢＯを配置している。従って、上記文献
と比べて、固体レーザーとガスレーザーの差異、波長が
異なる点に加え、いわゆる外部共振器を用いていない
点、和周波発生では１波長のみ（自動的に）共振してい
る点で方式が大きく異なる。この相違により、全固体の
紫外光源が実現でき、信頼性、サイズ、メンテナンス、
給排水設備等で充分な長所を有する。しかも、共振器に
光を導入する目的で共振器光路長を厳密に合わせ込むた
めの装備は不要となる点でも有利である。
【００７８】次に、Ｎｄ：ＹＡＧ以外のレーザーを元に
した場合について述べる。
した場合について述べる。
【００７９】１０６４ｎｍで発振するＮｄ：ＹＡＧの４
次高調波の波長は２６６ｎｍであり、これを用いて、例
えば１９３．３ｎｍの紫外光を得ようとすると、最終段
階の和周波混合で必要なレーザーの波長は、約７０７ｎ
ｍになり、Ｔｉ：Sapphire（チタニウムサファイア）レ
ーザーを用いることになる。
次高調波の波長は２６６ｎｍであり、これを用いて、例
えば１９３．３ｎｍの紫外光を得ようとすると、最終段
階の和周波混合で必要なレーザーの波長は、約７０７ｎ
ｍになり、Ｔｉ：Sapphire（チタニウムサファイア）レ
ーザーを用いることになる。
【００８０】しかるに、例えばＮｄ：ＹＬＦレーザーの
１０４７ｎｍの発振を利用すれば、４次高調波は２６
１．８ｎｍとなり、１９３．３ｎｍ光を得るのに必要な
レーザー波長は約７３９ｎｍとなる。必要な波長が約３
０ｎｍ伸びると、図６に示すように、利用できるレーザ
ーの種類が増え（「固体レーザー」，小林喬郎編，日本
分光学会 測定法シリーズ３７，ｐ６２，学会出版セン
ター，１９９７参照）、例えばＣｒ：ＬｉＣＡＦ等も利
用できるようになり、特に連続波発生には効率が高い等
の有利な点を利用できる。但し、連続波では、Ｃｒイオ
ン系のレーザーは蛍光寿命が長く、効率も良い反面、パ
ルスの場合、立ち上がり時間が遅くなり易い。
１０４７ｎｍの発振を利用すれば、４次高調波は２６
１．８ｎｍとなり、１９３．３ｎｍ光を得るのに必要な
レーザー波長は約７３９ｎｍとなる。必要な波長が約３
０ｎｍ伸びると、図６に示すように、利用できるレーザ
ーの種類が増え（「固体レーザー」，小林喬郎編，日本
分光学会 測定法シリーズ３７，ｐ６２，学会出版セン
ター，１９９７参照）、例えばＣｒ：ＬｉＣＡＦ等も利
用できるようになり、特に連続波発生には効率が高い等
の有利な点を利用できる。但し、連続波では、Ｃｒイオ
ン系のレーザーは蛍光寿命が長く、効率も良い反面、パ
ルスの場合、立ち上がり時間が遅くなり易い。
【００８１】また、Ｙｂ：ＹＡＧを約１０３０ｎｍで利
用すれば、その４次高調波は２５７．５ｎｍであり、約
７７５ｎｍのレーザーにより１９３．３ｎｍの紫外光を
発生可能である。この付近の波長では、Ｔｉ：Sapphir
e、Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ等のレーザーは一般的に効率が上
昇するため、システムの効率を高める効果がある。図６
はこの様子を示す。一方で、Ｙｂ：ＹＡＧは比較的最近
になって精力的に開発が行われて来ている段階であり、
また、疑似３準位レーザーであるために、発振効率の温
度依存性が大きくなり易い。
用すれば、その４次高調波は２５７．５ｎｍであり、約
７７５ｎｍのレーザーにより１９３．３ｎｍの紫外光を
発生可能である。この付近の波長では、Ｔｉ：Sapphir
e、Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ等のレーザーは一般的に効率が上
昇するため、システムの効率を高める効果がある。図６
はこの様子を示す。一方で、Ｙｂ：ＹＡＧは比較的最近
になって精力的に開発が行われて来ている段階であり、
また、疑似３準位レーザーであるために、発振効率の温
度依存性が大きくなり易い。
【００８２】およそ７００ｎｍの波長で発振するチタニ
ウムサファイアレーザー等に代わって、光パラメトリッ
ク発振を用いても良く、この場合、立ち上がり時間が短
くなる効果がある。共振器を形成し、その中に非線形光
学結晶を位相整合条件を満たす方向に光が伝搬するよう
に配置し、例えば５３２ｎｍの光で励起すると、およそ
７００ｎｍの光とおよそ２μｍの光を発生させることが
可能である。７００ｎｍで高反射なミラーは通常、その
３倍の波長においても反射率が高くなるから、パラメト
リック発振器のしきい値を下げることが容易である。
ウムサファイアレーザー等に代わって、光パラメトリッ
ク発振を用いても良く、この場合、立ち上がり時間が短
くなる効果がある。共振器を形成し、その中に非線形光
学結晶を位相整合条件を満たす方向に光が伝搬するよう
に配置し、例えば５３２ｎｍの光で励起すると、およそ
７００ｎｍの光とおよそ２μｍの光を発生させることが
可能である。７００ｎｍで高反射なミラーは通常、その
３倍の波長においても反射率が高くなるから、パラメト
リック発振器のしきい値を下げることが容易である。
【００８３】以上、本発明の好ましい実施の形態を説明
したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもの
ではない。
したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもの
ではない。
【００８４】
【発明の作用効果】本発明の波長変換装置によれば、前
記第一のレーザー発振器から前記第一の波長のレーザー
光の波長変換により前記第二の波長のレーザー光（第２
高調波）を得、このレーザー光を更に波長変換して前記
第三の波長のレーザー光（第４高調波）を得、前記第二
の波長のレーザー光を用いて前記第二のレーザー発振器
を発振させて前記第四の波長のレーザー光を得、この第
四の波長のレーザー光と前記第三の波長のレーザー光と
を前記第二のレーザー発振器内で和周波混合して前記第
五の波長のレーザー光を得ているので、繰り返し周波数
の高い２００ｎｍ以下のレーザー光を得て合成石英等の
硝材に与える損傷を小さくし、半導体露光装置等の装置
寿命を長くすること；有毒ガスを使用せず、レーザー部
品の寿命を長くすること；高い繰り返し周波数と、パル
スの安定性とを両立させて、半導体露光装置等のスルー
プットを高めること；全固体の紫外光源を実現し、信頼
性、サイズ、メンテナンス、給排水設備等の問題を充分
に向上させること；がそれぞれ可能となる。
記第一のレーザー発振器から前記第一の波長のレーザー
光の波長変換により前記第二の波長のレーザー光（第２
高調波）を得、このレーザー光を更に波長変換して前記
第三の波長のレーザー光（第４高調波）を得、前記第二
の波長のレーザー光を用いて前記第二のレーザー発振器
を発振させて前記第四の波長のレーザー光を得、この第
四の波長のレーザー光と前記第三の波長のレーザー光と
を前記第二のレーザー発振器内で和周波混合して前記第
五の波長のレーザー光を得ているので、繰り返し周波数
の高い２００ｎｍ以下のレーザー光を得て合成石英等の
硝材に与える損傷を小さくし、半導体露光装置等の装置
寿命を長くすること；有毒ガスを使用せず、レーザー部
品の寿命を長くすること；高い繰り返し周波数と、パル
スの安定性とを両立させて、半導体露光装置等のスルー
プットを高めること；全固体の紫外光源を実現し、信頼
性、サイズ、メンテナンス、給排水設備等の問題を充分
に向上させること；がそれぞれ可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に基づくレーザー光
発生装置の要部概略図である。
発生装置の要部概略図である。
【図２】同、レーザー発生装置に用いるチタニウムサフ
ァイアの吸収、発光特性を示すスペクトル図である。
ァイアの吸収、発光特性を示すスペクトル図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に基づくレーザー光
発生装置の要部概略図である。
発生装置の要部概略図である。
【図４】ＬＢＯ結晶による２次高調波発生の説明図であ
る。
る。
【図５】ブリュースターカットのＢＢＯ結晶での和周波
混合の説明図である。
混合の説明図である。
【図６】各種の固体レーザー材料とその特性を比較して
示す図である。
示す図である。
１、１’…ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザー、２、２’
…出射光、３、３’、６…波長変換部、４、４’…非線
形光学結晶（ＬＢＯ等）、５、５’、９…２次高調波、
７、１５…非線形光学結晶（ＢＢＯ等）、８…４次高調
波、１０、１０’、１０”…ダイクロイックミラー、１
１…チタニウムサファイアレーザー等、１２…チタニウ
ムサファイア結晶等、１３…波長選択手段、１４…ミラ
ー、１６…和周波、１７…レンズ、１８…紫外光、２０
…トリガーパルス発生装置、２１…遅延発生器、２２、
２３…ケーブル
…出射光、３、３’、６…波長変換部、４、４’…非線
形光学結晶（ＬＢＯ等）、５、５’、９…２次高調波、
７、１５…非線形光学結晶（ＢＢＯ等）、８…４次高調
波、１０、１０’、１０”…ダイクロイックミラー、１
１…チタニウムサファイアレーザー等、１２…チタニウ
ムサファイア結晶等、１３…波長選択手段、１４…ミラ
ー、１６…和周波、１７…レンズ、１８…紫外光、２０
…トリガーパルス発生装置、２１…遅延発生器、２２、
２３…ケーブル
Claims (32)
- 【請求項１】 第一の波長のレーザー光を発生する第一
のレーザー発振器と、 前記第一のレーザー発振器からの前記第一の波長のレー
ザー光を波長変換して、前記第一の波長より短い第二の
波長のレーザー光を発生する波長変換部と、 前記第二の波長のレーザー光を波長変換して、前記第二
の波長より短い第三の波長のレーザー光を発生する波長
変換部と、 ５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の波長のレーザー光を
入射させて、前記第一の波長より短くかつ前記第二の波
長より長い第四の波長で発振する第二のレーザー発振器
と、 前記第三の波長のレーザー光と前記第四の波長のレーザ
ー光とを前記第二のレーザー発振器内で和周波混合し
て、前記第三の波長より短い第五の波長のレーザー光を
発生する波長変換部とを有する波長変換装置。 - 【請求項２】 １μｍ以上、１．１μｍ以下の前記第一
の波長の光を増幅してレーザー光を発生する前記第一の
レーザー発振器と、 前記第一のレーザー発振器からの前記第一の波長のレー
ザー光を波長変換して、５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以
下の前記第二の波長のレーザー光を発生する波長変換部
と、 ５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の前記第二の波長のレ
ーザー光を波長変換して、２５０ｎｍ以上、２７５ｎｍ
以下の前記第三の波長のレーザー光を発生する波長変換
部と、 ５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下のレーザー光を入射さ
せて、６５０ｎｍ以上、７８５ｎｍ以下の前記第四の波
長で発振する前記第二のレーザー発振器と、 ２５０ｎｍ以上、２７５ｎｍ以下の前記第三の波長のレ
ーザー光と６５０ｎｍ以上、７８５ｎｍ以下の前記第四
の波長のレーザー光とを和周波混合して、 １９０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の前記第五の波長のレ
ーザー光を発生する波長変換部とを有する、請求項１に
記載した波長変換装置。 - 【請求項３】 前記第一のレーザー発振器から出力され
るレーザー光の４次高調波である前記第三の波長の光パ
ルスと、前記第二のレーザー発振器から得られる前記第
四の波長の光パルスとが、和周波混合により前記第五の
波長のレーザー光を発生する前記波長変換部の非線形光
学結晶中で、空間的及び時間的に充分重なる状態に保持
される、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項４】 前記第一のレーザー発振器から出力され
るレーザー光の４次高調波である前記第三の波長の光パ
ルスと、前記第二のレーザー発振器から得られる前記第
四の波長の光パルスとが、前記第三の波長の光パルスと
前記第四の波長の光パルスの間の光路差による遅延、又
はＱスイッチレーザーのトリガーの遅延を利用して、和
周波混合により前記第五の波長のレーザー光を発生する
前記波長変換部の非線形光学結晶中で、空間的及び時間
的に充分重なる状態に保持されるように、帰還回路が用
いられる、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項５】 前記第一のレーザー発振器はＱスイッチ
レーザーである、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項６】 前記Ｑスイッチレーザーは、インジェク
ションシードされたＱスイッチレーザーである、請求項
５に記載した波長変換装置。 - 【請求項７】 前記第一のレーザー発振器はＱスイッチ
レーザーであり、かつ、前記第二のレーザー発振器は連
続波で励起される、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項８】 前記第二のレーザー発振器は連続波発振
する、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項９】 前記第一のレーザー発振器及び第二のレ
ーザー発振器は、共に連続波レーザーである、請求項１
に記載した波長変換装置。 - 【請求項１０】 前記第一のレーザー発振器及び第二の
レーザー発振器は、共に単一周波数で発振する連続波レ
ーザーである、請求項９に記載した波長変換装置。 - 【請求項１１】 前記第二のレーザー発振器は、注入用
レーザー（マスターレーザー）を用いてインジェクショ
ンロッキング又はインジェクションシーディングされ
る、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項１２】 前記注入用レーザーの注入出力が可変
である、請求項１１に記載した波長変換装置。 - 【請求項１３】 前記第五の波長は、フッ化アルゴンの
中心波長である１９３．３±０．２ｎｍである、請求項
１に記載した波長変換装置。 - 【請求項１４】 前記第五の波長の出力光の波長幅が２
０ｐｍ（ピコメートル）以下である、請求項１に記載し
た波長変換装置。 - 【請求項１５】 前記第五の波長の出力光の波長幅が
０．０５ｐｍ（ピコメートル）以上、１ｐｍ（ピコメー
トル）以下である、請求項１４に記載した波長変換装
置。 - 【請求項１６】 前記第二のレーザー発振器内に、波長
選択手段を有する、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項１７】 前記第一のレーザー発振器は、ネオジ
ミウムイオン又はイットリビウムイオンをはじめとする
希土類イオンを含む固体のレーザー媒質を有する、請求
項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項１８】 前記第一のレーザー発振器は、１０６
４ｎｍで発振するＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 のいず
れかの媒質を有する、請求項１７に記載した波長変換装
置。 - 【請求項１９】 前記第一のレーザー発振器は、Ｎｄ：
ＹＬＦ、Ｎｄ：Ｇｌａｓｓ、Ｙｂ：ＹＡＧのいずれかの
媒質を有する、請求項１７に記載した波長変換装置。 - 【請求項２０】 前記第一のレーザー発振器は、ネオジ
ミウムイオンを含む固体のレーザー媒質を半導体レーザ
ーで励起するものである、請求項１７に記載した波長変
換装置。 - 【請求項２１】 前記第二のレーザー発振器は、前記第
一のレーザー発振器から出力されるレーザー光を波長変
換して得られた５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の前記
第二の波長のレーザー光を照射して励起される、請求項
１に記載した波長変換装置。 - 【請求項２２】 前記第二のレーザー発振器は、チタン
イオン又はクロムイオンを含むレーザー媒質を有する、
請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項２３】 前記第二のレーザー発振器は、チタン
サファイア結晶、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ、Ｃｒ：ＬｉＣＡＦ
又はアレクサンドライト結晶を有する、請求項２２に記
載した波長変換装置。 - 【請求項２４】 前記第二のレーザー発振器は、光パラ
メトリック過程に用いる非線形光学結晶を有する、請求
項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項２５】 前記第二の波長のレーザー光は、前記
第一のレーザー発振器で発振するレーザー光の２次高調
波である、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項２６】 前記第三の波長のレーザー光は、前記
第一のレーザー発振器で発振するレーザー光の４次高調
波である、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項２７】 前記第二の波長のレーザー光を入射し
て前記第三の波長のレーザー光を出力する前記波長変換
部は、ＢＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−ＢａＢ
2 Ｏ4 ）結晶を少なくとも１つ有する、請求項１に記載
した波長変換装置。 - 【請求項２８】 前記第三の波長のレーザー光と前記第
四の波長のレーザー光を入射して前記第五の波長のレー
ザー光を出力する前記波長変換部は、ＢＢＯ（ベータ硼
酸バリウム：β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）結晶を少なくとも１つ
有する、請求項１に記載した波長変換装置。 - 【請求項２９】 前記第五の波長のレーザー光を出力す
る前記波長変換部は、ブリュースター角又はほぼブリュ
ースター角でレーザー光を入射する非線形光学結晶を少
なくとも１つ有する、請求項１に記載した波長変換装
置。 - 【請求項３０】 前記第二のレーザー発振器内に、少な
くとも１つのＢＢＯ（ベータ硼酸バリウム：β−ＢａＢ
2 Ｏ4 ）結晶又は少なくとも１つのＣＬＢＯ（ＣｓＬｉ
Ｂ6 Ｏ10）結晶を有する、請求項１に記載した波長変換
装置。 - 【請求項３１】 前記ＢＢＯ結晶のｃ軸に対して７０度
以上、７７度以下の角度で位相整合をとる、請求項３０
に記載した波長変換装置。 - 【請求項３２】 前記第二のレーザー発振器内に、チタ
ンサファイア結晶とベータ硼酸バリウム結晶を共に有す
る、請求項１に記載した波長変換装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06363098A JP3997450B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 波長変換装置 |
| US09/264,941 US6249371B1 (en) | 1998-03-13 | 1999-03-09 | Wavelength converter |
| CNB991039904A CN1145244C (zh) | 1998-03-13 | 1999-03-12 | 波长转换器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06363098A JP3997450B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 波長変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258645A true JPH11258645A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3997450B2 JP3997450B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=13234869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06363098A Expired - Fee Related JP3997450B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 波長変換装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6249371B1 (ja) |
| JP (1) | JP3997450B2 (ja) |
| CN (1) | CN1145244C (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337354A (ja) * | 2000-05-24 | 2001-12-07 | Sony Corp | レーザ光発生装置 |
| JP2002055368A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Takano Co Ltd | 波長変換レーザ装置 |
| JP2002099007A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Sony Corp | レーザ光発生装置およびそれを用いた光学装置 |
| JP2002258339A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Cyber Laser Kk | 波長変換装置 |
| JPWO2004036565A1 (ja) * | 2002-10-15 | 2006-02-16 | ソニー株式会社 | 光記録媒体原盤露光装置及び光記録媒体原盤の露光方法 |
| JP2009543363A (ja) * | 2006-07-12 | 2009-12-03 | ダンマークス テクニスケ ウニヴァシティット | ポンプ手段へのフィードバックを使用するポンピング型レーザーシステム |
| EP2372449A2 (en) | 2010-04-01 | 2011-10-05 | Lasertec Corporation | Radiation source apparatus and DUV beam generation method |
| JP2012137799A (ja) * | 2012-04-23 | 2012-07-19 | Sony Corp | レーザ光発生装置およびそれを用いた光学装置 |
| JP2013174892A (ja) * | 2006-06-27 | 2013-09-05 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospateales | アクロマチック位相維持ポンプリターン付きの光パラメトリック発振器 |
| JP2016516226A (ja) * | 2013-02-21 | 2016-06-02 | エム−ソルヴ・リミテッド | 静電容量式タッチセンサの電極構造を形成する方法 |
| US10421157B2 (en) | 2013-02-21 | 2019-09-24 | M-Solv Ltd. | Method for forming an electrode structure for a capacitive touch sensor |
| JP2021009982A (ja) * | 2018-07-11 | 2021-01-28 | レーザーテック株式会社 | 光源、検査装置、ｅｕｖ光の生成方法及び検査方法 |
| WO2022181677A1 (ja) | 2021-02-24 | 2022-09-01 | 信弘 梅村 | 紫外線レーザ光発生装置 |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6525868B2 (en) * | 2000-06-20 | 2003-02-25 | Actinix | System and method for generating coherent radiation at vacuum ultraviolet wavelengths using efficient four wave mixing |
| US6516008B1 (en) * | 2000-08-09 | 2003-02-04 | Raytheon Company | Laser pulse slicer and dual wavelength converter for chemical sensing |
| JP4239440B2 (ja) * | 2001-07-12 | 2009-03-18 | 日本電気株式会社 | 光クロックパルス列発生装置 |
| US6804287B2 (en) * | 2002-02-02 | 2004-10-12 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Ultrashort pulse amplification in cryogenically cooled amplifiers |
| JP4572074B2 (ja) * | 2002-02-13 | 2010-10-27 | 独立行政法人理化学研究所 | 波長変換装置 |
| US6697391B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-02-24 | Lightwave Electronics | Intracavity resonantly enhanced fourth-harmonic generation using uncoated brewster surfaces |
| JP4226851B2 (ja) * | 2002-07-15 | 2009-02-18 | サイバーレーザー株式会社 | 非線形光学結晶素子及びコヒーレント光発生装置 |
| US20050190809A1 (en) * | 2004-01-07 | 2005-09-01 | Spectra-Physics, Inc. | Ultraviolet, narrow linewidth laser system |
| KR100626554B1 (ko) * | 2004-05-11 | 2006-09-21 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 비금속재 절단장치 및 비금속재 절단시의 절단깊이 제어방법 |
| US20060192777A1 (en) * | 2005-02-28 | 2006-08-31 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method and apparatus for displaying three-dimensional video |
| US7593440B2 (en) * | 2005-03-29 | 2009-09-22 | Coherent, Inc. | MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation |
| KR101527224B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2015-06-08 | 가부시키가이샤 니콘 | 레이저 광원의 스탠바이 방법 |
| FR2900247B1 (fr) * | 2006-04-21 | 2008-07-04 | Fastlite Sarl | Dispositif pour la programmation en amplitude et en phase d'impulsions lumineuses longues a bande spectrale etroite a partir d'un modulateur d'impulsions lumineuses breves a large bande spectrale |
| US20070263680A1 (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-15 | Andrei Starodoumov | MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation |
| US7593437B2 (en) * | 2006-05-15 | 2009-09-22 | Coherent, Inc. | MOPA laser apparatus with two master oscillators for generating ultraviolet radiation |
| JP2008003317A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Sony Corp | 波長変換装置及び波長変換方法 |
| CN100511881C (zh) * | 2006-07-08 | 2009-07-08 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 四次谐波固体激光器 |
| US20080089369A1 (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-17 | Pavilion Integration Corporation | Injection seeding employing continuous wavelength sweeping for master-slave resonance |
| JP4420051B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2010-02-24 | ソニー株式会社 | レーザ光発生装置 |
| US7633979B2 (en) | 2008-02-12 | 2009-12-15 | Pavilion Integration Corporation | Method and apparatus for producing UV laser from all-solid-state system |
| US20100253769A1 (en) * | 2008-09-04 | 2010-10-07 | Laser Light Engines | Optical System and Assembly Method |
| US10678061B2 (en) | 2009-09-03 | 2020-06-09 | Laser Light Engines, Inc. | Low etendue illumination |
| US8873596B2 (en) | 2011-07-22 | 2014-10-28 | Kla-Tencor Corporation | Laser with high quality, stable output beam, and long life high conversion efficiency non-linear crystal |
| US9250178B2 (en) | 2011-10-07 | 2016-02-02 | Kla-Tencor Corporation | Passivation of nonlinear optical crystals |
| US9042006B2 (en) | 2012-09-11 | 2015-05-26 | Kla-Tencor Corporation | Solid state illumination source and inspection system |
| US8929406B2 (en) | 2013-01-24 | 2015-01-06 | Kla-Tencor Corporation | 193NM laser and inspection system |
| US9529182B2 (en) | 2013-02-13 | 2016-12-27 | KLA—Tencor Corporation | 193nm laser and inspection system |
| US9608399B2 (en) | 2013-03-18 | 2017-03-28 | Kla-Tencor Corporation | 193 nm laser and an inspection system using a 193 nm laser |
| US9804101B2 (en) | 2014-03-20 | 2017-10-31 | Kla-Tencor Corporation | System and method for reducing the bandwidth of a laser and an inspection system and method using a laser |
| US9419407B2 (en) | 2014-09-25 | 2016-08-16 | Kla-Tencor Corporation | Laser assembly and inspection system using monolithic bandwidth narrowing apparatus |
| US9748729B2 (en) | 2014-10-03 | 2017-08-29 | Kla-Tencor Corporation | 183NM laser and inspection system |
| WO2017108091A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Bruker Daltonik Gmbh | Massenspektrometer mit laserdesorptions-ionenquelle und lasersystem langer lebensdauer |
| US10175555B2 (en) | 2017-01-03 | 2019-01-08 | KLA—Tencor Corporation | 183 nm CW laser and inspection system |
| CN107293935B (zh) * | 2017-07-26 | 2019-09-06 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种产生短波长深紫外激光的装置 |
| US10409139B2 (en) | 2017-09-21 | 2019-09-10 | Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg | Light source with multi-longitudinal mode continuous wave output based on multi-mode resonant OPO technology |
| US10756505B2 (en) | 2017-09-21 | 2020-08-25 | Qioptiq Photonics Gmbh & Co. Kg | Tunable light source with broadband output |
| US11394169B2 (en) | 2020-08-14 | 2022-07-19 | Coherent, Inc. | Pulsed laser with intracavity frequency conversion aided by extra-cavity frequency conversion |
| CN114498278A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 深圳半岛医疗有限公司 | 一种医用激光器及激光系统 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4933944A (en) * | 1989-02-28 | 1990-06-12 | University Of New Mexico | Laser mode locking method and apparatus |
| US5206868A (en) * | 1990-12-20 | 1993-04-27 | Deacon Research | Resonant nonlinear laser beam converter |
| US5134622A (en) * | 1990-12-20 | 1992-07-28 | Deacon Research | Diode-pumped optical parametric oscillator |
| US5144630A (en) * | 1991-07-29 | 1992-09-01 | Jtt International, Inc. | Multiwavelength solid state laser using frequency conversion techniques |
| US5408481A (en) * | 1992-10-26 | 1995-04-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Intracavity sum frequency generation using a tunable laser containing an active mirror |
| EP1315027A3 (en) * | 1995-09-20 | 2004-01-02 | Mitsubishi Materials Corporation | Optical converting method using a single-crystal lithium tetraborate |
| US5640405A (en) * | 1996-02-01 | 1997-06-17 | Lighthouse Electronics Corporation | Multi quasi phase matched interactions in a non-linear crystal |
| US5740190A (en) * | 1996-05-23 | 1998-04-14 | Schwartz Electro-Optics, Inc. | Three-color coherent light system |
| JPH09318985A (ja) | 1996-05-28 | 1997-12-12 | Sony Corp | 波長変換装置 |
| US5742626A (en) * | 1996-08-14 | 1998-04-21 | Aculight Corporation | Ultraviolet solid state laser, method of using same and laser surgery apparatus |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP06363098A patent/JP3997450B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-03-09 US US09/264,941 patent/US6249371B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-12 CN CNB991039904A patent/CN1145244C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337354A (ja) * | 2000-05-24 | 2001-12-07 | Sony Corp | レーザ光発生装置 |
| JP2002055368A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Takano Co Ltd | 波長変換レーザ装置 |
| JP2002099007A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Sony Corp | レーザ光発生装置およびそれを用いた光学装置 |
| JP2002258339A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Cyber Laser Kk | 波長変換装置 |
| JPWO2004036565A1 (ja) * | 2002-10-15 | 2006-02-16 | ソニー株式会社 | 光記録媒体原盤露光装置及び光記録媒体原盤の露光方法 |
| JP4506466B2 (ja) * | 2002-10-15 | 2010-07-21 | ソニー株式会社 | 光記録媒体原盤露光装置及び光記録媒体原盤の露光方法 |
| JP2013174892A (ja) * | 2006-06-27 | 2013-09-05 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospateales | アクロマチック位相維持ポンプリターン付きの光パラメトリック発振器 |
| JP2009543363A (ja) * | 2006-07-12 | 2009-12-03 | ダンマークス テクニスケ ウニヴァシティット | ポンプ手段へのフィードバックを使用するポンピング型レーザーシステム |
| EP2372449A2 (en) | 2010-04-01 | 2011-10-05 | Lasertec Corporation | Radiation source apparatus and DUV beam generation method |
| US8503068B2 (en) | 2010-04-01 | 2013-08-06 | Lasertec Corporation | Radiation source apparatus and DUV beam generation method |
| JP2012137799A (ja) * | 2012-04-23 | 2012-07-19 | Sony Corp | レーザ光発生装置およびそれを用いた光学装置 |
| JP2016516226A (ja) * | 2013-02-21 | 2016-06-02 | エム−ソルヴ・リミテッド | 静電容量式タッチセンサの電極構造を形成する方法 |
| US10203817B2 (en) | 2013-02-21 | 2019-02-12 | M-Solv Ltd. | Method for forming an electrode structure for a capacitive touch sensor |
| US10421157B2 (en) | 2013-02-21 | 2019-09-24 | M-Solv Ltd. | Method for forming an electrode structure for a capacitive touch sensor |
| JP2021009982A (ja) * | 2018-07-11 | 2021-01-28 | レーザーテック株式会社 | 光源、検査装置、ｅｕｖ光の生成方法及び検査方法 |
| WO2022181677A1 (ja) | 2021-02-24 | 2022-09-01 | 信弘 梅村 | 紫外線レーザ光発生装置 |
| KR20230145205A (ko) | 2021-02-24 | 2023-10-17 | 노부히로 우메무라 | 자외선 레이저광 발생장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CN1237816A (zh) | 1999-12-08 |
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| US6249371B1 (en) | 2001-06-19 |
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