JPS62162376A - 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

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JPS62162376A
JPS62162376A JP393286A JP393286A JPS62162376A JP S62162376 A JPS62162376 A JP S62162376A JP 393286 A JP393286 A JP 393286A JP 393286 A JP393286 A JP 393286A JP S62162376 A JPS62162376 A JP S62162376A
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JP
Japan
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wavelength
light
bab2o4
beta
crystal
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JP393286A
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Isamu Shindo
勇 進藤
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ASUKARU KK
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ASUKARU KK
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は波長2128A付近の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約21
28人の波長を有づるコヒーレントな紫外線を高出力で
発生させるための方法に関する。
及虱亘玖血血五旦ム5夏Sヱ辺」■焉 コヒーレントな紫外線は、たとえば半脣体装置を製造す
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分野で
の用途も期待されている。
特に2128人付近のコヒーレントな紫外線は、高出力
で1qられるならば、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約2128Aの紫外線を1qる方法
としては、Nd:YAGレーザーの基本波(10642
A>およびその第4高調波(266OA>をKH2PO
4単結品、KB504・4H2O単結晶あるいは尿素単
結晶に入q1させて発生させる方法が知られている。と
ころかこれらの結晶は潮解性が強いという問題点がおり
、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。このためレーリ“−光を入射させる
ために端面を光学研摩しても、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
か変化勺ることかあるため、単結晶か紫外線を吸収して
その温度か上昇すると、所定温度まで冷却する必要かあ
り、特にKH2PO4単結晶では一35゛C以下に冷却
しな()ればならないため操作条イ1か複雑になるとい
う問題点かあった。また尿索単結品を用いる場合には、
不純物の影響で結晶の吸収端が2140〜217OAに
移動覆るため、位相整合した2128Aの紫外線は通常
結晶に吸収されてしまうため、効率よ<2128Aのコ
ヒーレントな紫外線は得ることかできない。
このに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−BaB2O4単結晶を用いて、レー
ザー光からコヒーレン1〜な紫外線を得ようとする試み
か、Th i rteenthInternation
al  QuantumElectronics  C
onferenceの苛演集MCC−5に発表されてい
る。
この文献では、Nd:YAGレーザーの基本波とからβ
−BaB2O4単結晶を用いて、波長2128Aのコヒ
ーレントな紫外線を得ているが、この文献に教示された
方法では次のような問題点かおることか本発明者によっ
て見出された。1Jなりち波長2128Aのコヒーレン
1〜な紫外線を得る際に、Nd:YAGレーナーの第4
高調波を用いているため、Nd : YAGレーザーの
基本波と266OAの第4高調波との偏光面を一致させ
る際に用いられる偏光素子が2660大の紫外線によっ
て破壊されやすいという大きな問題点かある。
このため波長2660大のコヒーレントな紫外線を高出
力で偏光素子に入射させることはできず、したがって波
長2128Aのコヒーレン1〜へ紫外線を高出力で得る
ことはできないという欠点があった。
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
ようとブるものであって、化学的に安定で必って取扱い
が容易なβ−BaB2O4単結晶を用いて、高出力の波
長2128Aのコヒーレントな紫外線を効率よく得る方
法を提供りることを目的としている。
発明の概要 本発明に係る2128Aの波長を有するコヒーレントな
紫外線の発生方法は、Nd:YAGレーザーの第2高調
波(波長5321人)と第3高調波(波長3547A)
とを、β−BaB2O4単結晶に、該レーザー光が前記
結晶のXZ而を進行しこの結晶のYIIIlll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が約69.3°となるよ
うに入側ざぜ、約2128人の波長を有するコヒーレン
トな紫外線を1dることを特徴としている。
本発明によれば、Nd:YAGレーリ“−の第2高調波
(波長5321人)と第3高調波(波長3547A>と
を、特定の条件下にBaB2o4単結晶に入射させるこ
とにより、2128人付近の波長を有するコヒーレント
な紫外線か高出力で効率よC1%られる。しかもβ−B
aB2O4単結晶は潮解性か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かなく、取扱いが極めて容易
である。その上、β−BaB2O4結晶はダメージ閾値
が非常に高く化学的に安定でおり、この而からも取扱い
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波長2128A付近の
紫外線の発生方法について説明する。
本発明で用いられるβ−BaB2O4単結晶は、従来公
知な結晶で必って、その製造方法も公λ目でおる。
このβ−BaB2O4単結晶は、入射光の波長によって
屈折率が変化づる非線型光学結晶であって、潮解性かな
く化学的に安定であり、空気中での取扱いか可能である
。またβ−BaB2O4単結晶は屈折率か温度によって
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あるいは紫外線を
吸収して温度が上昇しても特に冷却する必要(まない。
このためコヒーレントな紫外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−BaB2O4単
結晶は本発明者の実験によれば266OAで約500M
W/Cnとダメージ閾値が非常に高く、したかって該結
晶が破壊されることか少ない。
このようなβ−BaB2O4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
非線型光学定数かdll(β−BaB2O4 >=3.
4xd36(KH2PO4)、d31(β−BaB2 
o4)=Q、4xd36(KH2PO4)と大きい。し
かもβ−BaB2o4単結晶は、常光線と異常光線との
屈折率の差で必る撥屈折率が、たとえば5321A、3
547A、2128Aでそれぞれ  八n=n o  
n e −0,1215,0,1312,0,1755
と非常に大きい。このため5321Aおよび3547A
のレーザー光は光混合より位相整合し、2128Aの紫
外線が得られる。
上記のようなβ−BaB2O4単結晶に、波長5321
AのNd:YAGレーザーの第2高調波と波長3547
AのNd:YAGレーザーの第3高調波とを1/2波長
波などの偏光素子を用いてその偏光面を一致させ、次い
でこのレーザー光を、該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7!!ll
IとのなJ角θが約69.3°となるように大剣させる
と、波長2128Aの波長を有するコヒーレントな紫外
線を高出力で1qることかできる。
位相整合角θか約69.3°から大きくずれると、21
28Aのコヒーレントな紫外線を高出力で得ることはで
きない。
本発明は、具体的には、第1図に示すように、まず波長
10642AのNd:YAGレーザーの基本波1をたと
えばCjASO、KH2po4、β−BaB2O4など
の第1非線型光学素子2に入射させ、波長5321Aの
第2高調波3に波長変換し、次いで第1偏光索子4によ
り10642Aと5321Aのレーザー光の偏光面を一
致させる。次に、この偏光面が一致した波長10642
Aと波長5321Aのレーザー光を、β−BaB2O4
からなる第2非線型光学索子5に入射させる。その際の
入射レーザー光の偏光方向はY軸に平行で該結晶での進
行面はXZ面とする。このようにすると、波長5321
AのNd:YAGレーザーの第2高調波3と波長354
7AのNd:YAGレーザーの第3高調波6とが得られ
る。
この波長5321AのNd:YAGレーザーの第2高調
波3と波長3547AのNd:YAGレーザーの第3高
調波6との偏光面を第2偏光素子7により一致させ、次
にこのレーザー光を、β−BaB2O4単結晶に、該レ
ーザー光が結晶のXZ面を進行しこの結晶のYIlll
に平行に直線偏光するように大剣させるとともに、レー
ザー光の進行方向と7軸とのなず角θが約69.3°と
なるように入射させると、波長2128Aのコヒーレン
トな紫外線が高出力で得られる。なお入射レーリ“−光
と2128Aのコヒーレン1へな紫外線とは、プリズム
8により分離することかできる。
本発明では、第2□□□光素子7には波長3547Aよ
り長波長のレーザー光が入射されているため、この偏光
素子7が破壊されることか防止されるため、高出力の入
射レーザーを使用でき、高出力の2128Aのコヒーレ
ントな紫外線を得ることができる。
このようにして1qられる2128人の波長を有するコ
ヒーレントな紫外線は、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。
発明の効果 本発明によれば、Nd:YAGレーザーの第2高調波(
5321A)と第3高調波(波長3547A>とを、特
定の条件下にβ−BaB2O4単結晶に入射させること
により、2128A付近の波長を有づるコヒーレントな
紫外線が高出力で効率よく得られる。しか乙β−BaB
2O4単結晶は潮解性がないため空気中での取扱いか可
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
ても特に冷却づる必要かなく、取扱いか極めて容易でお
る。その上、β−BaB2Q4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。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るコヒーレントな紫外線の発生方法
の概略説明図である。 1・・・1\d : YAGレーリ゛−基本波、2・・
・第1非線型光学素子、3・・・第2高調波、4・・・
第1偏光素子、5・・・第2非線型光学素子、6・・・
第3高調波、7・・・第2協光素子、8・・・プリズム
。 代理人 弁理士 鈴 木 俊一部i 崩 1 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Nd:YAGレーザーの第2高調波(波長5321Å)
    と第3高調波(波長3547Å)とを、β−BaB_2
    O_4単結晶に、該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が約69.3°となるように入射させ、約2128Å
    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。
JP393286A 1986-01-11 1986-01-11 コヒ−レントな紫外線の発生方法 Pending JPS62162376A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01274487A (ja) * 1988-04-27 1989-11-02 Hamamatsu Photonics Kk 光波長変換装置
US5113402A (en) * 1989-09-21 1992-05-12 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Solid state laser device for lithography light source and semiconductor lithography method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01274487A (ja) * 1988-04-27 1989-11-02 Hamamatsu Photonics Kk 光波長変換装置
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