JPS62162374A - コヒ−レントな紫外線の発生方法 - Google Patents
コヒ−レントな紫外線の発生方法Info
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- JPS62162374A JPS62162374A JP393086A JP393086A JPS62162374A JP S62162374 A JPS62162374 A JP S62162374A JP 393086 A JP393086 A JP 393086A JP 393086 A JP393086 A JP 393086A JP S62162374 A JPS62162374 A JP S62162374A
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- Japan
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- single crystal
- crystal
- coherent ultraviolet
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- Pending
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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、コヒーレントな紫外線の発生方法に関し、さ
らに詳しくは、レーザー光から短かい波長を有するコヒ
ーレントな紫外線を高変換効率で発生させるだめの方法
に関する。
らに詳しくは、レーザー光から短かい波長を有するコヒ
ーレントな紫外線を高変換効率で発生させるだめの方法
に関する。
発明の技術的前日ならびにその問題点
コヒーレントな紫外線は、たとえば半導体装置を製造す
る際に行なわれるリソグラフィーにその用途が期待され
、また、アイソトープの分離、バイオテクノロジーの分
野での用途も期待されている。特に、コヒーレントな紫
外線のうちで短波長のものは、ビーム状に絞りやすいた
めリソグラフィーに適している。
る際に行なわれるリソグラフィーにその用途が期待され
、また、アイソトープの分離、バイオテクノロジーの分
野での用途も期待されている。特に、コヒーレントな紫
外線のうちで短波長のものは、ビーム状に絞りやすいた
めリソグラフィーに適している。
従来、コヒーレントな短波長の紫外線を１ｑる方法とし
ては、２つの異なった波長のレーザー光を空間的に服ね
合わせた後、特定の複屈折率を有するＫ１−１２Ｐ０４
単結晶、ＫＢ５０４・４）−ｆ２０単結晶あるいは尿素
単結晶に通過させる方法が知られている。ところがこれ
らの結晶は潮解性が強いという問題点があり、特に尿素
単結晶は室内では数時間で使用不能になってしまうほど
である。このためレーザー光を入射させるために端面を
光学仙磨しても、端面が潮解などにより劣化して使用不
能となってしまい、実用上大きな障害となっていた。し
かも上記の単結晶は、温度によって屈折率か変化するこ
とがあるため、単結晶が紫外線を吸収してその温度が上
昇すると、位相整合条件が破壊されるため所定温度まで
冷却覆る必要がおり、この許容温度幅が０．１°Ｃ以下
と狭く操作条件が複雑になるという問題点があった。
ては、２つの異なった波長のレーザー光を空間的に服ね
合わせた後、特定の複屈折率を有するＫ１−１２Ｐ０４
単結晶、ＫＢ５０４・４）−ｆ２０単結晶あるいは尿素
単結晶に通過させる方法が知られている。ところがこれ
らの結晶は潮解性が強いという問題点があり、特に尿素
単結晶は室内では数時間で使用不能になってしまうほど
である。このためレーザー光を入射させるために端面を
光学仙磨しても、端面が潮解などにより劣化して使用不
能となってしまい、実用上大きな障害となっていた。し
かも上記の単結晶は、温度によって屈折率か変化するこ
とがあるため、単結晶が紫外線を吸収してその温度が上
昇すると、位相整合条件が破壊されるため所定温度まで
冷却覆る必要がおり、この許容温度幅が０．１°Ｃ以下
と狭く操作条件が複雑になるという問題点があった。
このような問題点を解決するため、化学的に安定でかつ
取扱いの容易なβ−ＢａＢ２０４■１結品を用いてレー
ザー光からコヒーレントな紫外線を得ようとＴる試みが
、Ｔｈｒｉｔｅｅｎｔｈｌｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃ０ｎｆ
ｅｒｅｎＣｅの講演集ＭＣＣ−５に発表されている。と
ころがこの文献では、用いられるレーザー光源が限定さ
れるなどの理由から短波長なコヒーレントな紫外線が得
られるとの報告はなされていない。
取扱いの容易なβ−ＢａＢ２０４■１結品を用いてレー
ザー光からコヒーレントな紫外線を得ようとＴる試みが
、Ｔｈｒｉｔｅｅｎｔｈｌｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
ＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃ０ｎｆ
ｅｒｅｎＣｅの講演集ＭＣＣ−５に発表されている。と
ころがこの文献では、用いられるレーザー光源が限定さ
れるなどの理由から短波長なコヒーレントな紫外線が得
られるとの報告はなされていない。
なお現在までに上記のような方法で報告されている最短
波長でコヒーレントな紫外線は１９６６Ａであって、こ
れはＫＢ５０４・４Ｈ２０単結晶を用いて得られている
。しかしこの方法では、ＫＢ ０ ・４Ｎ２０結晶
の非線型光学定数が極めで小さいため変換効率は０．１
％以下であり、実用上用いることはできない。またに日
２Ｐ０４単結晶を用いた場合には、最短波長２１８ＯＡ
まで・のコヒーレントな紫外線しか得ることはできず、
しかもこの２１８０人のコヒーレントな紫外線を得るに
はＫ ｌ−Ｉ Ｐ Ｏ４単結晶を０．１°Ｃ以下の温
度範囲内に制御して冷却しなければならないという大き
な欠点かおる。一方本発明省らの実験によると尿素単結
晶を用いた場合には、最短波長２１９６人までのコヒー
レントな紫外線しか得ることはできない。この場合にも
変換効率は著しく小さいという欠点が必る。
波長でコヒーレントな紫外線は１９６６Ａであって、こ
れはＫＢ５０４・４Ｈ２０単結晶を用いて得られている
。しかしこの方法では、ＫＢ ０ ・４Ｎ２０結晶
の非線型光学定数が極めで小さいため変換効率は０．１
％以下であり、実用上用いることはできない。またに日
２Ｐ０４単結晶を用いた場合には、最短波長２１８ＯＡ
まで・のコヒーレントな紫外線しか得ることはできず、
しかもこの２１８０人のコヒーレントな紫外線を得るに
はＫ ｌ−Ｉ Ｐ Ｏ４単結晶を０．１°Ｃ以下の温
度範囲内に制御して冷却しなければならないという大き
な欠点かおる。一方本発明省らの実験によると尿素単結
晶を用いた場合には、最短波長２１９６人までのコヒー
レントな紫外線しか得ることはできない。この場合にも
変換効率は著しく小さいという欠点が必る。
発明の目的 ′
本発明は上記のような従来技術に伴なう問題点を解決し
ようとするものであって、化学的に安定であって取扱い
か容易な８−ＢａＢ２ ｏ４Ｌ４１結晶を用いて、短波
長でコヒーレントな紫外線を高出力でしかも効率よく得
る方法を提供することを目的としている。
ようとするものであって、化学的に安定であって取扱い
か容易な８−ＢａＢ２ ｏ４Ｌ４１結晶を用いて、短波
長でコヒーレントな紫外線を高出力でしかも効率よく得
る方法を提供することを目的としている。
発明の概要
本発明に係るコヒーレントな紫外線の発生方法は、β−
ＢａＢ２０４単結晶に、４０９６Å以上の波長をイ１す
るレーザー光を、レーザー光がＸＺ面を進行し該結晶の
ｙ軸の平行に直線偏光するように入射させるとともに、
レーザー光の進行方向とＺ軸とのなす角θが、６８．５
°〜９０’となるように入射させ、その波長を第２高調
波に波長変換して最短波長２０４８Ａまでの波長を右す
るコヒーレントな紫外線を得ることを特徴としている。
ＢａＢ２０４単結晶に、４０９６Å以上の波長をイ１す
るレーザー光を、レーザー光がＸＺ面を進行し該結晶の
ｙ軸の平行に直線偏光するように入射させるとともに、
レーザー光の進行方向とＺ軸とのなす角θが、６８．５
°〜９０’となるように入射させ、その波長を第２高調
波に波長変換して最短波長２０４８Ａまでの波長を右す
るコヒーレントな紫外線を得ることを特徴としている。
本発明によれば、４０９６Å以上の波長を有するレーザ
ー光を特定の条件下にβ−ＢａＢ２０４単結品に入射さ
せることにより、第２高調波へ波長変換して最短波長２
０４８Ａまでの波長を有するコヒーレントな紫外線が得
られる。しかもβ−ＢａＢ２０４単結晶は潮解性がない
ため空気中での取扱いが可能となり、かつ屈折率が温度
によってほとんど変化しないため、たとえ該結晶か紫外
線を吸収して温度が上昇しても特に冷却する必要がなく
、取扱いが極めて容易である。その上、β−ＢａＢ２０
４結晶はダメージ閾値か非常に高く化学的に安定でおり
、この面からも取扱いが容易となる。
ー光を特定の条件下にβ−ＢａＢ２０４単結品に入射さ
せることにより、第２高調波へ波長変換して最短波長２
０４８Ａまでの波長を有するコヒーレントな紫外線が得
られる。しかもβ−ＢａＢ２０４単結晶は潮解性がない
ため空気中での取扱いが可能となり、かつ屈折率が温度
によってほとんど変化しないため、たとえ該結晶か紫外
線を吸収して温度が上昇しても特に冷却する必要がなく
、取扱いが極めて容易である。その上、β−ＢａＢ２０
４結晶はダメージ閾値か非常に高く化学的に安定でおり
、この面からも取扱いが容易となる。
発明の詳細な説明
以下本発明に係るコヒーレントな紫外線の発生方法につ
いて説明する。
いて説明する。
本発明で用いられるβ−ＢａＢ２０４単結晶は、従来公
知な結晶であって、その製造方法も公知である。
知な結晶であって、その製造方法も公知である。
このβ−ＢａＢ２０４単結晶は、入Ｑ］光の波長によっ
て屈折率が変化りる非線型光学結晶でおって、潮解性が
なく化学的に安定であり、空気中での取扱いが可能で必
る。またβ−ＢａＢ２０４単結晶は屈折率が温Ｉ宴によ
ってほとんど変化しない。
て屈折率が変化りる非線型光学結晶でおって、潮解性が
なく化学的に安定であり、空気中での取扱いが可能で必
る。またβ−ＢａＢ２０４単結晶は屈折率が温Ｉ宴によ
ってほとんど変化しない。
したがってたとえ該結晶がレーザー光おるいは紫外線を
吸収して温度が上昇しても特に冷却覆る必要はない。こ
のためコヒーレントな紫タト線を得るに際しての取扱い
が極めて容易となる。さらにまた、β−ＢａＢ２０４単
結晶は本発明者の実験によれば２６６０人で約５００Ｍ
Ｗ／ｃｍとダメージ閾値か非常に高く、したかって該結
晶が破壊されることが少ない。
吸収して温度が上昇しても特に冷却覆る必要はない。こ
のためコヒーレントな紫タト線を得るに際しての取扱い
が極めて容易となる。さらにまた、β−ＢａＢ２０４単
結晶は本発明者の実験によれば２６６０人で約５００Ｍ
Ｗ／ｃｍとダメージ閾値か非常に高く、したかって該結
晶が破壊されることが少ない。
このようなβ−ＢａＢ２０４単結晶は、レーザー光線か
らのコヒーレントな紫外線への変換効率を表わす２次の
非線型光学定数がｄｌｌ（β−ＢａＢ２０４）〜３．４
Ｘｄ３６（ＫＨ２ＰＯ４） 、ｄ３１（β−ＢａＢ２０
４ ） 〜０．４Ｘｄ３ｅ （ＫＨ２ＰＯ４）と大きい
。しかもβ−ＢａＢ２０４単結晶は、常光線と異常光線
との屈折率の差である複屈折率が、たとえば５３２１Ａ
、２６６ＯＡ、２１２８Ａでそれぞれ△ｎ＝ｎｏ−ｎｏ
＝０．１２１５．０．１４５８．０．１７５５と非常に
大きい。このため、後述するようにレーザー光線から最
短波長２０４８Ａまでの波長を有するコヒーレントな紫
外線が得られる。
らのコヒーレントな紫外線への変換効率を表わす２次の
非線型光学定数がｄｌｌ（β−ＢａＢ２０４）〜３．４
Ｘｄ３６（ＫＨ２ＰＯ４） 、ｄ３１（β−ＢａＢ２０
４ ） 〜０．４Ｘｄ３ｅ （ＫＨ２ＰＯ４）と大きい
。しかもβ−ＢａＢ２０４単結晶は、常光線と異常光線
との屈折率の差である複屈折率が、たとえば５３２１Ａ
、２６６ＯＡ、２１２８Ａでそれぞれ△ｎ＝ｎｏ−ｎｏ
＝０．１２１５．０．１４５８．０．１７５５と非常に
大きい。このため、後述するようにレーザー光線から最
短波長２０４８Ａまでの波長を有するコヒーレントな紫
外線が得られる。
上記のようなβ−ＢａＢ２０．単結晶に、４０９６人以
上の波長を有するレーザー光を、このシー１ｆ−光がＸ
Ｚ （ａＣ）面を進行し、この結晶のｙ軸に平行に直線
偏光するように入射させるとともに、レーザー光の進行
方向とＺ軸とのなず角（位相整合角）θが６８．５〜９
０’ となるように入射させると、レーザ“−光はその
波長か第２高調波に波長変換され、最短波長２０４８人
までの波長を有するコヒーレントな紫外線を１ｑること
かできる。
上の波長を有するレーザー光を、このシー１ｆ−光がＸ
Ｚ （ａＣ）面を進行し、この結晶のｙ軸に平行に直線
偏光するように入射させるとともに、レーザー光の進行
方向とＺ軸とのなず角（位相整合角）θが６８．５〜９
０’ となるように入射させると、レーザ“−光はその
波長か第２高調波に波長変換され、最短波長２０４８人
までの波長を有するコヒーレントな紫外線を１ｑること
かできる。
位相整合角θが６８．５°より小さいと、どのようなレ
ーザー光を用いても、’２１７１ Ａよりも短かい波長
のコヒーレントな紫外線を１０−ることはできない。し
たがって２１７１／’、１、りも５ｎ波長のコヒーレン
トな紫外線を得るには、位相整合角θを６８．５〜９０
’の範囲に設定しなければならない。
ーザー光を用いても、’２１７１ Ａよりも短かい波長
のコヒーレントな紫外線を１０−ることはできない。し
たがって２１７１／’、１、りも５ｎ波長のコヒーレン
トな紫外線を得るには、位相整合角θを６８．５〜９０
’の範囲に設定しなければならない。
本発明で用いられるレーザー光としては、各種の気体レ
ーザー、液体レーザー（色素レーザーを含む）および固
体レーザーか用いられ、これらは基本波であっても、そ
の高調波であってもＪ：い。
ーザー、液体レーザー（色素レーザーを含む）および固
体レーザーか用いられ、これらは基本波であっても、そ
の高調波であってもＪ：い。
４０９６Ａよりも短波長のレーザー光を用いても第２高
調波に波長変換することができないため、用いられるレ
ーザー光は４０９６Ａよりも長波長である。
調波に波長変換することができないため、用いられるレ
ーザー光は４０９６Ａよりも長波長である。
具体的には、レーザー光として波長４０９６Ａの基本波
（λ１）を用いて、位相整合角θを９０’ とすると、
２０４８人という最短波長の第２高調波λ２が最大変換
効率６％で得られた。なお基本波λ１と第２高調波λ２
とは、石英製プリズムを用いて分離される。
（λ１）を用いて、位相整合角θを９０’ とすると、
２０４８人という最短波長の第２高調波λ２が最大変換
効率６％で得られた。なお基本波λ１と第２高調波λ２
とは、石英製プリズムを用いて分離される。
このようにし−〇得られるコヒーレントな短波長の紫外
線は、たとえばリソグラフィーに際して用いられ、また
アイソトープの分離、バイオテクノロジー分野での用途
が期待される。さらに、人体の治療用あるいは手術用の
紫外線としての用途も期待される。
線は、たとえばリソグラフィーに際して用いられ、また
アイソトープの分離、バイオテクノロジー分野での用途
が期待される。さらに、人体の治療用あるいは手術用の
紫外線としての用途も期待される。
発明の効果
本発明によれば、４０９６Å以上の波長をイｊするレー
ザー光を特定の条件下にβ−ＢａＢ２０４単結晶に入射
させることにより、波長変換して最短波長２０４８Ａま
での波長を右するコヒーレントな紫外線が得られる。し
かもβ−ＢａＢ２０４単結晶は潮解性がないため空気中
での取扱いが可能となり、かつ屈折率が温度によってほ
とんど変化しないため、たとえ該結晶が紫外線を吸収し
て温度が上背、しても特に冷却する必要かなく取扱いが
極めて容易である。その上、β−ＢａＢ２０４結晶はダ
メージ閾値が非常に高く化学的に安定であり、この面か
らも取扱いが容易となる。
ザー光を特定の条件下にβ−ＢａＢ２０４単結晶に入射
させることにより、波長変換して最短波長２０４８Ａま
での波長を右するコヒーレントな紫外線が得られる。し
かもβ−ＢａＢ２０４単結晶は潮解性がないため空気中
での取扱いが可能となり、かつ屈折率が温度によってほ
とんど変化しないため、たとえ該結晶が紫外線を吸収し
て温度が上背、しても特に冷却する必要かなく取扱いが
極めて容易である。その上、β−ＢａＢ２０４結晶はダ
メージ閾値が非常に高く化学的に安定であり、この面か
らも取扱いが容易となる。
代理人 弁理士 鈴 木 俊一部１ ゛°−１，−
Claims (1)
- β−ＢａＢ＿２Ｏ＿４単結晶に４０９６Å以上の波長を
有するレーザー光を、レーザー光が前記結晶のＸＺ面を
進行しこの結晶のｙ軸に平行に直線偏光するように入射
させるとともに、レーザー光の進行方向とＺ軸とのなす
角θが６８．５°〜９０°となるように入射させ、その
波長を第２高調波に波長変換して最短波長２０４８Åま
での波長を有するコヒーレントな紫外線を得ることを特
徴とするコヒーレントな紫外線の発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP393086A JPS62162374A (ja) | 1986-01-11 | 1986-01-11 | コヒ−レントな紫外線の発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP393086A JPS62162374A (ja) | 1986-01-11 | 1986-01-11 | コヒ−レントな紫外線の発生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62162374A true JPS62162374A (ja) | 1987-07-18 |
Family
ID=11570852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP393086A Pending JPS62162374A (ja) | 1986-01-11 | 1986-01-11 | コヒ−レントな紫外線の発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62162374A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6240111B1 (en) | 1998-04-15 | 2001-05-29 | Sony Corporation | Laser beam generating apparatus and method |
-
1986
- 1986-01-11 JP JP393086A patent/JPS62162374A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6240111B1 (en) | 1998-04-15 | 2001-05-29 | Sony Corporation | Laser beam generating apparatus and method |
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