JPS5958885A - ビ−ム光出力モニタ装置 - Google Patents
ビ−ム光出力モニタ装置Info
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- JPS5958885A JPS5958885A JP16855782A JP16855782A JPS5958885A JP S5958885 A JPS5958885 A JP S5958885A JP 16855782 A JP16855782 A JP 16855782A JP 16855782 A JP16855782 A JP 16855782A JP S5958885 A JPS5958885 A JP S5958885A
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- light
- splitter
- laser
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はランダムな偏光特性をもりたレーザ発振装置の
出力制御に好適なビーム光出力モニタ装置に関する。
出力制御に好適なビーム光出力モニタ装置に関する。
レーザ出力を安定化させるには各種の方法が提案されて
いるが、いずれもレーザ出力強度を検出する必要がある
。その一つの方法としてビームスプリッタによる方法が
あるが、これを第１図によシ略述すると、（１）はレー
ザ管で、−刃端に出力ミラー（２）が、他方端に高反射
ミラー（３）が封入されていて、レーザビーム光（４）
の一部をビームスプリッタ（５）によシ直角方向に取出
し、例えば光電検出器（６）に入力して、その電気信号
によ）レーザ光出力強度をモニタするようになっている
。しかしレーザ光（６）が直線偏光の場合は問題はない
が、ビームスプリッタ（５）に入射するレーザ光（６）
の偏光が変化する場合、すなわちランダム偏光のレーザ
光（４）の場合はビームスプリッタ（５）の反射率が偏
光方向によって大きく異るため検出誤差が大きく、この
方法は実用に適さない。なおこれにつき若干説明すると
、屈折率の異なる媒質の境における光５反射は一般に次
によって表わされることが知られている。
いるが、いずれもレーザ出力強度を検出する必要がある
。その一つの方法としてビームスプリッタによる方法が
あるが、これを第１図によシ略述すると、（１）はレー
ザ管で、−刃端に出力ミラー（２）が、他方端に高反射
ミラー（３）が封入されていて、レーザビーム光（４）
の一部をビームスプリッタ（５）によシ直角方向に取出
し、例えば光電検出器（６）に入力して、その電気信号
によ）レーザ光出力強度をモニタするようになっている
。しかしレーザ光（６）が直線偏光の場合は問題はない
が、ビームスプリッタ（５）に入射するレーザ光（６）
の偏光が変化する場合、すなわちランダム偏光のレーザ
光（４）の場合はビームスプリッタ（５）の反射率が偏
光方向によって大きく異るため検出誤差が大きく、この
方法は実用に適さない。なおこれにつき若干説明すると
、屈折率の異なる媒質の境における光５反射は一般に次
によって表わされることが知られている。
１） ｐ偏光成分の反射
、ＥＬｐ／ Ｅｐ＝ｔａｎ（ｉｔ ’２）／ｊ
ａｎ（ｉｌ＋１２） （イ）１１）Ｓ偏光
成分の反射 ＲＩＳ ／ ＥＳ−ｓｉｎ（ｉｌ−ｉ２）／ ５ｉｎ（
ｉｌ−１−ｉ２） （ロ）ここで Ｅｐ、Ｒｐ： ｐ偏光成分の入射光振幅２反射光振幅
１’Ｓ＋几ｓ：Ｓ偏光成分の入射光振幅２反射光振幅凰
１．ｉｔ：入射角、屈折角 垂直入射の場合（ｔ＋＝ １２＝ ０ ）は両偏光成分
の区別はなく二つの媒質の屈折率を”１＋ｎ２とすれば
、反射光の振幅は入射光のそれをＥとしてＲ／ｌ［＝（
ｎｌ ｎｚ）／（ｎｔ＋ｎｔ） （ハ
）と表わすことができる。
ａｎ（ｉｌ＋１２） （イ）１１）Ｓ偏光
成分の反射 ＲＩＳ ／ ＥＳ−ｓｉｎ（ｉｌ−ｉ２）／ ５ｉｎ（
ｉｌ−１−ｉ２） （ロ）ここで Ｅｐ、Ｒｐ： ｐ偏光成分の入射光振幅２反射光振幅
１’Ｓ＋几ｓ：Ｓ偏光成分の入射光振幅２反射光振幅凰
１．ｉｔ：入射角、屈折角 垂直入射の場合（ｔ＋＝ １２＝ ０ ）は両偏光成分
の区別はなく二つの媒質の屈折率を”１＋ｎ２とすれば
、反射光の振幅は入射光のそれをＥとしてＲ／ｌ［＝（
ｎｌ ｎｚ）／（ｎｔ＋ｎｔ） （ハ
）と表わすことができる。
１例として屈折率ｎｇ ＝＝ １．４８のガラス板を光
軸に対シ４５°に設置してビームスプリッタとしたとき
０）式（ロ）式よシ １） ｐ偏光入射の場合 反射強度（Ｒｐ／Ｅｐ）” ｘ １００ ＝ ０．７６
２％ に）１１）！！偏光入射の場合 反射強ｙ （Ｒ８／ ＥＳ）” ｘ １００ ＝ ８．
７３％ （ホ）を得る。ただしここでは簡単のため
ガラス裏面での反射はないものとする。
軸に対シ４５°に設置してビームスプリッタとしたとき
０）式（ロ）式よシ １） ｐ偏光入射の場合 反射強度（Ｒｐ／Ｅｐ）” ｘ １００ ＝ ０．７６
２％ に）１１）！！偏光入射の場合 反射強ｙ （Ｒ８／ ＥＳ）” ｘ １００ ＝ ８．
７３％ （ホ）を得る。ただしここでは簡単のため
ガラス裏面での反射はないものとする。
に）式、（ホ）式かられかるように、同一出力のレーザ
光を入射させた場合でも偏光の方向によって０．７６２
〜８．７３％の間、反射率が変化してしまうためレーザ
出力モニタとしては使用することができない。垂直入射
にすれば（ハ）式よシわかるように偏光による影響はな
くすことができるが、この場合は反射光を検出すること
が困難である。
光を入射させた場合でも偏光の方向によって０．７６２
〜８．７３％の間、反射率が変化してしまうためレーザ
出力モニタとしては使用することができない。垂直入射
にすれば（ハ）式よシわかるように偏光による影響はな
くすことができるが、この場合は反射光を検出すること
が困難である。
また第２図に他の方法を示す。レーザ元出力（４）と反
対側の高反射ミラー（３）の後方に若干透過して来るレ
ーザ光（４ａ）を検出する方法で、この場合は偏光によ
る影響は現われない。しかし一般に高反射ミラー（３）
の透過率は、極くわずかであるため、透過して来るレー
ザ光（４ａ）の強度は弱く、レーザＷ （ｉｌ内の放電
光などによって信号と雑音の割合Ｓ／Ｎ比が悪く、実用
になシにくい。
対側の高反射ミラー（３）の後方に若干透過して来るレ
ーザ光（４ａ）を検出する方法で、この場合は偏光によ
る影響は現われない。しかし一般に高反射ミラー（３）
の透過率は、極くわずかであるため、透過して来るレー
ザ光（４ａ）の強度は弱く、レーザＷ （ｉｌ内の放電
光などによって信号と雑音の割合Ｓ／Ｎ比が悪く、実用
になシにくい。
本発明は上述の不都合を除去するためになされたもので
、ランダム偏光のビーム光の出力を偏光の変化に影響さ
れずに検出するビーム光出力モニタ装置を提供すること
を目的とする。
、ランダム偏光のビーム光の出力を偏光の変化に影響さ
れずに検出するビーム光出力モニタ装置を提供すること
を目的とする。
出力されたビーム光の光路上に第１のビームスプリッタ
を設はビーム光の一部を第１の反射光として取出し、こ
れを再び第２のビームスプリッタによシ反射して第２の
反射光とし、これの強度を光電検出装置によシ検出して
モニタ出力とするもので第１のビームスプリッタおよび
第２のビームスプリッタにおける入射角を等しく、すな
わち、Ｐ偏光の反射率とＳ偏光の反射率との比を各ビー
ムスプリッタとも等しくシ、かつ第１のビームスプリッ
タおよび第２のビームスプリッタの入射面を直交させる
。すなわち、第１のビームスプリッタにＰ偏光で入射し
た時は、第２のビームスプリッタにはＳ偏光で入射する
ことによ）、ランダム偏光に対する不都合を除去したビ
ーム光出力モニタ装置である。
を設はビーム光の一部を第１の反射光として取出し、こ
れを再び第２のビームスプリッタによシ反射して第２の
反射光とし、これの強度を光電検出装置によシ検出して
モニタ出力とするもので第１のビームスプリッタおよび
第２のビームスプリッタにおける入射角を等しく、すな
わち、Ｐ偏光の反射率とＳ偏光の反射率との比を各ビー
ムスプリッタとも等しくシ、かつ第１のビームスプリッ
タおよび第２のビームスプリッタの入射面を直交させる
。すなわち、第１のビームスプリッタにＰ偏光で入射し
た時は、第２のビームスプリッタにはＳ偏光で入射する
ことによ）、ランダム偏光に対する不都合を除去したビ
ーム光出力モニタ装置である。
以下本発明の詳細を第３図、第４図に示す一実施例によ
り説明する。
り説明する。
αυはランダム偏光のレーザ発振装置で、ランダム偏光
のビーム光出力としてのレーザ出力光ａりが発振される
。この光路上に第１のビームスプリッタ（１階がレーザ
出力光ＵＪの光軸（１２ａ）に対して４５度傾斜して取
付けられていて、レーザ出力光ａ−の一部が光軸（１２
ａ）に対して直角に反射分離し、第１の反射光（財）と
なる。第１のビームスグリツタ（１３）の上方に第２の
ビームスグリツタＬツが設けられていて、これは第１の
反射光μ〜に対し４５度傾斜して取付けられてお夛、第
１の反射光αａは反射して第２の反射光α０となる。ま
た第２の反射光（２）の光路上には光電変換素子をもっ
た受光体（２〔が設けられていて、これと受光量に応じ
た電気信号をモニタ出力として送出する光検出回路Ｑυ
とで光電変換装置Ｃ７２）を４１成している。さらに、
また第１のビームスプリッタ（２）の後方の光軸（４ｚ
ａ）上には、槙１のビームスグリツタ（１３）を通過し
たレーザ光ａりが偏光の方向によって５’Ａ ＩＡｋＬ
が変化するのを補正するレーザ出力補正板（２３１が設
けられていて、これら第１のビームスプリンタａ３）、
第２のビームスプリッタ（Ｌ５Ｌ光電変換装置（２乃お
よびレーザ出力補正板Ｑ４）でビーム光出力モニタ装置
が構成されている。
のビーム光出力としてのレーザ出力光ａりが発振される
。この光路上に第１のビームスプリッタ（１階がレーザ
出力光ＵＪの光軸（１２ａ）に対して４５度傾斜して取
付けられていて、レーザ出力光ａ−の一部が光軸（１２
ａ）に対して直角に反射分離し、第１の反射光（財）と
なる。第１のビームスグリツタ（１３）の上方に第２の
ビームスグリツタＬツが設けられていて、これは第１の
反射光μ〜に対し４５度傾斜して取付けられてお夛、第
１の反射光αａは反射して第２の反射光α０となる。ま
た第２の反射光（２）の光路上には光電変換素子をもっ
た受光体（２〔が設けられていて、これと受光量に応じ
た電気信号をモニタ出力として送出する光検出回路Ｑυ
とで光電変換装置Ｃ７２）を４１成している。さらに、
また第１のビームスプリッタ（２）の後方の光軸（４ｚ
ａ）上には、槙１のビームスグリツタ（１３）を通過し
たレーザ光ａりが偏光の方向によって５’Ａ ＩＡｋＬ
が変化するのを補正するレーザ出力補正板（２３１が設
けられていて、これら第１のビームスプリンタａ３）、
第２のビームスプリッタ（Ｌ５Ｌ光電変換装置（２乃お
よびレーザ出力補正板Ｑ４）でビーム光出力モニタ装置
が構成されている。
なお第１のビームスグリツタ（１３）および第２のビー
ムスプリッタ０Ｗにおける入射角は等しく、本実施例に
おいてホ４５度で、しかも第１のビームスプリッタへの
入射面と第２のビームスプリッタへの入射面とが互に直
交するように各ビームスプリッタ（１３）、（ｌωは設
定されでいる。
ムスプリッタ０Ｗにおける入射角は等しく、本実施例に
おいてホ４５度で、しかも第１のビームスプリッタへの
入射面と第２のビームスプリッタへの入射面とが互に直
交するように各ビームスプリッタ（１３）、（ｌωは設
定されでいる。
次に上述のモニタ装置の作用を説明すると、ビームスプ
リッタ（１３）、 （Ｌ！ｉ）のＰ偏光入射に対する反
射率ｒｐ、８偏光成分に対する反射率をｒ３とする。第
１のビームスプリッタに対してＰ偏光で入射したとき、
その出力をＰｏとすれば、第１の反射光ＰｒｐはＰｒｐ
＝ｒｐＸＰｏとなる。次に第２のビームスプリッタに対
してはＳ偏光入射となるため反射率はｒ５で従って受光
体（２Ｇへの第２反射光Ｐ、はＰｐ ”” ｒｓＰｌｐ
＝ｒ３ Ｘ ｒｐ Ｘ Ｐｇ （ｉＪ同様にし
て第１ビームスプリツタに対してＳ偏光で入射したとき Ｐｓ＝ ｒｐｌ”ｒ３ ＝ ｒｐ Ｘ ｒ５ Ｘ Ｐｏ
（２）（１）式、（２）式から明らかなように
本発明による装置によれば偏光の如何にかかｉりらず、
レーザ発振装置αＤからのレーザ光出力（Ｉ２１とモニ
タ光出力とは比例関係にあシ、比例常数は、ビームスプ
リッタ（１り。
リッタ（１３）、 （Ｌ！ｉ）のＰ偏光入射に対する反
射率ｒｐ、８偏光成分に対する反射率をｒ３とする。第
１のビームスプリッタに対してＰ偏光で入射したとき、
その出力をＰｏとすれば、第１の反射光ＰｒｐはＰｒｐ
＝ｒｐＸＰｏとなる。次に第２のビームスプリッタに対
してはＳ偏光入射となるため反射率はｒ５で従って受光
体（２Ｇへの第２反射光Ｐ、はＰｐ ”” ｒｓＰｌｐ
＝ｒ３ Ｘ ｒｐ Ｘ Ｐｇ （ｉＪ同様にし
て第１ビームスプリツタに対してＳ偏光で入射したとき Ｐｓ＝ ｒｐｌ”ｒ３ ＝ ｒｐ Ｘ ｒ５ Ｘ Ｐｏ
（２）（１）式、（２）式から明らかなように
本発明による装置によれば偏光の如何にかかｉりらず、
レーザ発振装置αＤからのレーザ光出力（Ｉ２１とモニ
タ光出力とは比例関係にあシ、比例常数は、ビームスプ
リッタ（１り。
←暖におけるＰ偏光成分、Ｓ偏光成分のそれぞれの反射
率の積となる。
率の積となる。
次に本実施例のビーム光出力モニタ装置を用いて出力を
安定化したランダム偏光発振のレーザ装置の一例を示す
。第４図において、０１）は直流電源、（１１）はラン
ダム偏光特性のレーザ発振装置、励起電力は直流電源０
υより電流の形でレーザ発振装置０υに供給され、この
電流は電流制御回路０シを通り゛Ｃ直流’ｔ ｄｉ Ｇ
ｊｌ）にもどシ、一つの電気回路を完成させる。シ榎は
レーザ光（１りの出力検出用のモニタ装置（本実施例の
もの）で、（至）はモニタ装置からの出力電圧と基準菟
圧元生回路０荀の電力とを比較して差信号を発生する比
較回路である。電流制御回路い力は上記差信号を入力し
て内部インピーダンスを変化させ−Ｃレーザ発振装置Ｕ
υに供給される電流を制御し、その結果としてレーザ光
＠の出力は一定に保たれる。
安定化したランダム偏光発振のレーザ装置の一例を示す
。第４図において、０１）は直流電源、（１１）はラン
ダム偏光特性のレーザ発振装置、励起電力は直流電源０
υより電流の形でレーザ発振装置０υに供給され、この
電流は電流制御回路０シを通り゛Ｃ直流’ｔ ｄｉ Ｇ
ｊｌ）にもどシ、一つの電気回路を完成させる。シ榎は
レーザ光（１りの出力検出用のモニタ装置（本実施例の
もの）で、（至）はモニタ装置からの出力電圧と基準菟
圧元生回路０荀の電力とを比較して差信号を発生する比
較回路である。電流制御回路い力は上記差信号を入力し
て内部インピーダンスを変化させ−Ｃレーザ発振装置Ｕ
υに供給される電流を制御し、その結果としてレーザ光
＠の出力は一定に保たれる。
以上詳述したように本発明のビーム光出力モニタ装置は
、出力光の一部”ｋ ｍ １のビームスプリッタで取出
し、この第１の反射光を第２ビームスプリツタで反射し
て第２の反射光とし、これを光量を電気信号に変える元
″Ｉｌ！変換装置に入射してモニタ信号に変えるように
構成し、各ビームスプリッタにおける入射角をそれぞれ
同じにし、かつ、各ビームスプリッタの入射面を直交す
るようにしたので、Ｐ偏光、Ｓ偏光のビーム元出力にか
かわらず出力に比例した信号が得られるから、出力をモ
ニタすることができる。
、出力光の一部”ｋ ｍ １のビームスプリッタで取出
し、この第１の反射光を第２ビームスプリツタで反射し
て第２の反射光とし、これを光量を電気信号に変える元
″Ｉｌ！変換装置に入射してモニタ信号に変えるように
構成し、各ビームスプリッタにおける入射角をそれぞれ
同じにし、かつ、各ビームスプリッタの入射面を直交す
るようにしたので、Ｐ偏光、Ｓ偏光のビーム元出力にか
かわらず出力に比例した信号が得られるから、出力をモ
ニタすることができる。
なお本実施例においては、レーザ光につき記載したが、
これに限定されず、他のビーム光でもよいことはいうま
でもないことである。
これに限定されず、他のビーム光でもよいことはいうま
でもないことである。
第１図は従来のモニタ装置の構成図、第２図は他の従来
のモニタ装置の構成図、第３図は本発明の一実施例の構
成を示す斜視図、１４１４図は本実施例を用いたレーザ
装置のブロック図である。 αカニビーム光、 （１３） ：第１のビームスグリツタ、（１４） ：第
ｌの反射光、 α５１：第２のビームスプリッタ、 １第２の反射光、 ０渇：光電検出装置。
のモニタ装置の構成図、第３図は本発明の一実施例の構
成を示す斜視図、１４１４図は本実施例を用いたレーザ
装置のブロック図である。 αカニビーム光、 （１３） ：第１のビームスグリツタ、（１４） ：第
ｌの反射光、 α５１：第２のビームスプリッタ、 １第２の反射光、 ０渇：光電検出装置。
Claims (2)
- （１）ランダムな偏光特性をもったビーム光の光路上に
設けられて上記ビーム光の一部を反射する第１のビーム
スプリッタと、この第１のビームスプリッタによる第１
の反射光の光路上に設けられて上記第１の反射光を反射
する第２のビームスプリッタと、この第２のビームスプ
リッタからの第２の反射光を受けこの第２の反射光の光
量に応じた電気信号を送出する光電検出装置とを具備し
、上記第１のビームスプリッタへの上記ビーム光の入射
角と上記第２のビームスプリッタへの上記第１の反射光
の入射角を等しく設定しであることを特徴とするビーム
光出力モニタ装置。 - （２）第１のビームスプリッタへのビーム光の入射面と
第１のビームスグリツタで反射した第１の反射光が第２
ビームスプリツタに入射する入射面とが互に直交するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビーム光出
力モニタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16855782A JPS5958885A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | ビ−ム光出力モニタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16855782A JPS5958885A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | ビ−ム光出力モニタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5958885A true JPS5958885A (ja) | 1984-04-04 |
Family
ID=15870228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16855782A Pending JPS5958885A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | ビ−ム光出力モニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5958885A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273629A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-03-13 | Applied Materials Inc | 半導体ウェハエッチングシステムにおいて終了点を検出する方法及び装置 |
| EP0421352A2 (en) * | 1989-10-06 | 1991-04-10 | Sony/Tektronix Corporation | Optical attenuator |
| JPH04111370A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Komatsu Ltd | レーザの出力制御装置 |
| JP2020020610A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社ブイ・テクノロジー | レーザエネルギ測定装置、およびレーザエネルギ測定方法 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP16855782A patent/JPS5958885A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273629A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-03-13 | Applied Materials Inc | 半導体ウェハエッチングシステムにおいて終了点を検出する方法及び装置 |
| EP0421352A2 (en) * | 1989-10-06 | 1991-04-10 | Sony/Tektronix Corporation | Optical attenuator |
| JPH04111370A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Komatsu Ltd | レーザの出力制御装置 |
| JP2020020610A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社ブイ・テクノロジー | レーザエネルギ測定装置、およびレーザエネルギ測定方法 |
| WO2020026600A1 (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社ブイ・テクノロジー | レーザエネルギ測定装置、およびレーザエネルギ測定方法 |
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