KR20200030633A - 레이저 장치, 그 레이저 장치를 구비한 노광 장치 및 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
레이저 장치는, 제 1 파장의 레이저광을 발생하는 제 1 광원과 제 2 파장의 레이저광을 발생하는 제 2 광원을 갖는 레이저광 발생부 (1) 와, 제 1 파장 및 제 2 파장의 레이저광을 각각 증폭하여 제 1 증폭광과 제 2 증폭광을 출력하는 증폭부와, 제 1 증폭광을 제 1 변환광으로 파장 변환하고, 제 1 변환광과 제 2 증폭광으로부터 파장 변환에 의해 출력광을 발생시키거나, 또는 제 1 증폭광과 제 2 증폭광을 각각 제 1 변환광과 제 2 변환광으로 파장 변환하고, 제 1 변환광과 제 2 변환광으로부터 파장 변환에 의해 출력광을 발생시키는 파장 변환부와, 레이저광 발생부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 제 1 광원으로부터의 레이저광의 출력과 제 2 광원으로부터의 레이저광의 출력의 상대적인 타이밍을 제어함으로써, 파장 변환부에 있어서의 출력광의 발생 위치에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 시간적인 중첩, 또는 제 1 변환광과 제 2 변환광의 시간적인 중첩을 조절하여, 출력광의 출력 상태를 제어하도록 구성된다.
Description
본 발명은, 레이저광을 발생하는 레이저광 발생부와, 레이저광을 증폭하는 증폭부와, 증폭된 레이저광을 파장 변환하는 파장 변환부를 구비한 레이저 장치에 관한 것이다. 또, 이와 같은 레이저 장치를 구비한 노광 장치 및 검사 장치 등의 레이저 시스템에 관한 것이다.
상기와 같은 레이저 장치는, 예를 들어 현미경이나 형상 측정 장치, 노광 장치, 검사 장치 등의 레이저 시스템의 광원으로서 이용되고 있다. 레이저 장치의 출력 파장은 장착되는 시스템의 용도 및 기능에 따라 설정되며, 예를 들어, 파장 193 ㎚ 의 심자외광 (深紫外光) 을 출력하는 레이저 장치나, 파장 355 ㎚ 의 자외광을 출력하는 레이저 장치 등이 알려져 있다. 레이저광 발생부에서 발생하는 레이저광의 파장이나, 증폭부에 형성하는 증폭기의 열수 (列數) 및 단수 (段數), 파장 변환부에 형성하는 파장 변환 광학 소자의 종별 및 조합은, 레이저 시스템의 용도나 기능 등에 따라 설정된다 (특허문헌 1).
이와 같은 레이저 장치에 있어서, 출력광을 고속으로 온/오프하기 위해서 몇가지 수법이 제안되어 있다. 예를 들어, 제 1 기술에서는, 파장 변환 광학계를 복수의 병렬 광로 (예를 들어 제 1 계열 및 제 2 계열) 와 이들 병렬 광로로부터 출사한 광이 중첩되어 입사하는 직렬 광로로 구성하고, 각 병렬 광로에 대응하여 광원 및 증폭기를 형성한다. 제 1 계열 및 제 2 계열에는 각 광원으로부터 출사하여 각각 증폭기에 의해 증폭된 펄스 광을 입사시켜 두고, 각 광원의 발광 타이밍을 조정한다. 즉, 직렬 경로의 최종단의 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 계열을 통과한 펄스 광과 제 2 계열을 통과한 펄스 광의 시간적인 중첩을 제어하고, 이에 따라 출력광을 온/오프 제어한다 (특허문헌 2).
또, 제 2 기술에서는, 파장 변환 광학계를 복수의 파장 변환 광학 소자로 이루어지는 단일의 직렬 광로로 하고, 1 세트의 광원 및 증폭기로 구성한다. 그리고, 광원으로부터 출사하는 시드광을 피크 파워가 높은 상태와 낮은 상태로 전환하고, 이에 따라 파장 변환 효율을 변화시켜 출력광을 온/오프 제어한다.
제 1 기술에 있어서는, 레이저 장치를 구성하는 각 광원, 각 증폭기, 및 대부분의 파장 변환 광학 소자에는 항상 광이 입사되어 있는 상태가 되기 때문에, 열적으로 안정적이고, 출력광을 고속 또한 안정적으로 온/오프 제어할 수 있다. 그러나, 단일 광원의 제 3 고조파 발생에 의해 파장 355 ㎚ 의 출력광을 발생시키는 단순한 구성에는, 제 1 기술은 적용할 수 없다. 적용하기 위해서는, 파장 변환 광학계를 형성하는 병렬 회로의 수에 따라 복수의 광원 및 증폭기가 필요하고, 레이저 장치의 구성이 복잡화된다는 과제가 있었다.
제 2 기술에 있어서는, 레이저 장치의 구성은 간단하게 할 수 있기는 하지만, 출력광의 온/오프에 수반하여 파장 변환 광학 소자에 입사하는 레이저광의 파워가 증감하기 때문에, 파장 변환 광학 소자의 열적 상태가 크게 변화한다. 그 때문에, 출력광을 고속 또한 안정적으로 온/오프 제어하는 것은 어렵다는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 간단한 구성이면서 출력광을 고속 또한 안정적으로 제어 가능한 레이저 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 시스템 전체의 구성이 간단한 노광 장치, 검사 장치 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 레이저 장치는, 펄스상의 제 1 파장의 레이저광을 발생하는 제 1 광원과 펄스상의 제 2 파장의 레이저광을 출력하는 제 2 광원을 갖는 레이저광 발생부와, 제 1 파장과 제 2 파장을 포함하는 파장 대역의 광에 이득을 갖는 증폭기를 구비하고, 제 1 파장의 레이저광과 제 2 파장의 레이저광을 증폭하여, 제 1 파장의 레이저광을 증폭한 제 1 증폭광과 제 2 파장의 레이저광을 증폭한 제 2 증폭광을 출력하는 증폭부와, 제 1 증폭광을 제 1 변환광으로 파장 변환하고, 제 1 변환광과 제 2 증폭광으로부터 파장 변환에 의해 출력광을 발생시키거나, 또는 제 1 증폭광과 제 2 증폭광을 각각 제 1 변환광과 제 2 변환광으로 파장 변환하고, 제 1 변환광과 제 2 변환광으로부터 파장 변환에 의해 출력광을 발생시키는 파장 변환 광학 소자를 갖는 파장 변환부와, 레이저광 발생부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부가, 제 1 광원으로부터의 제 1 파장의 레이저광의 출력과 제 2 광원으로부터의 제 2 파장의 레이저광의 출력의 상대적인 타이밍을 제어함으로써, 파장 변환부에 있어서의 출력광의 발생 위치에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 시간적인 중첩, 또는 제 1 변환광과 제 2 변환광의 시간적인 중첩을 조절하여, 출력광의 출력 상태를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 제 1 양태의 레이저 장치에 있어서, 파장 변환부는, 제 1 증폭광을 제 1 변환광으로 파장 변환하고, 또한, 제 2 증폭광을 투과하는 제 1 파장 변환 광학 소자와, 제 1 파장 변환 광학 소자를 투과한 제 2 증폭광과 제 1 변환광으로부터 파장 변환에 의해 제 2 변환광을 발생하는 제 2 파장 변환 광학 소자를 갖고, 제어부는, 제 1 광원으로부터의 제 1 파장의 레이저광의 출력과 제 2 광원으로부터의 제 2 파장의 레이저광의 출력의 상대적인 타이밍을 제어함으로써, 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 시간적인 중첩을 조절하여, 제 2 변환광의 출력 상태를 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 제 2 양태의 레이저 장치에 있어서, 제 1 파장과 제 2 파장은, 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 증폭광으로 합주파 발생하는 위상 정합 조건을 만족하고, 또한, 제 1 변환광과 제 1 증폭광으로 합주파 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않는 파장으로 각각 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 제 2 및 제 3 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치에 있어서, 제 1 파장과 제 2 파장은, 제 1 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 증폭광의 고조파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하고, 또한, 제 2 증폭광의 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않는 파장으로 각각 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 제 2 ∼ 5 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치에 있어서, 제어부는, 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 증폭광이 시간적으로 중복한 상태와 중복하지 않은 상태로 전환함으로써, 출력광으로서의 제 2 변환광의 온/오프를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 제 2 ∼ 4 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치에 있어서, 제어부는, 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 시간적인 중복률을 변화시킴으로써, 출력광으로서의 제 2 변환광의 파워를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 제 1 양태의 레이저 장치에 있어서, 파장 변환부는, 제 1 증폭광을 제 1 변환광으로 파장 변환하고, 또한, 제 2 증폭광을 투과하는 제 1 파장 변환 광학 소자와, 제 1 파장 변환 광학 소자를 투과한 제 2 증폭광을 제 2 변환광으로 파장 변환하고, 또한, 제 1 변환광을 투과하는 제 2 파장 변환 광학 소자와, 제 1 변환광과 제 2 변환광으로부터 파장 변환에 의해 제 3 변환광을 발생하는 제 3 파장 변환 광학 소자를 갖고, 제어부는, 제 1 광원으로부터의 제 1 파장의 레이저광의 출력과 제 2 광원으로부터의 제 2 파장의 레이저광의 출력의 상대적인 타이밍을 제어함으로써, 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 변환광의 시간적인 중첩을 조절하여, 제 3 변환광의 출력 상태를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 제 7 양태의 레이저 장치에 있어서, 제 1 파장과 제 2 파장은, 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 변환광에 의한 합주파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하고, 상기 합주파 이외의 합주파 및 2 차 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 모두 만족하지 않는 파장으로 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 9 양태에 의하면, 제 7 및 제 3 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치에 있어서, 제 1 파장 및 제 2 파장은, 제 1 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 증폭광의 고조파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하고, 또한, 제 2 증폭광의 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않고, 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 2 증폭광의 고조파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하고, 또한, 제 1 증폭광의 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않는 파장으로 각각 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 10 양태에 의하면, 제 7 ∼ 9 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치에 있어서, 제어부는, 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 변환광이 시간적으로 중복한 상태와 중복하지 않은 상태로 전환함으로써, 출력광으로서의 제 3 변환광의 온/오프를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 11 양태에 의하면, 제 7 ∼ 10 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치에 있어서, 제어부는, 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서, 제 1 변환광과 제 2 변환광의 시간적인 중복률을 변화시킴으로써, 출력광으로서의 제 3 변환광의 파워를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 12 양태에 의하면, 노광 장치는, 제 1 ∼ 11 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치와, 소정의 노광 패턴이 형성된 포토마스크를 유지하는 마스크 지지부와, 노광 대상물을 유지하는 노광 대상물 지지부와, 레이저 장치로부터 출력된 레이저광을 마스크 지지부에 유지된 포토마스크에 조사하는 조명 광학계와, 포토마스크를 투과한 광을 노광 대상물 지지부에 유지된 노광 대상물에 투영하는 투영 광학계를 구비한다.
본 발명의 제 13 양태에 의하면, 검사 장치는, 제 1 ∼ 11 중 어느 하나의 양태의 레이저 장치와, 피검물을 유지하는 피검물 지지부와, 레이저 장치로부터 출력된 레이저광을 피검물 지지부에 유지된 피검물에 조사하는 조명 광학계와, 피검물로부터의 광을 검출기에 투영하는 투영 광학계를 구비한다.
본 발명에 관련된 레이저 장치는, 증폭부에 제 1 파장과 제 2 파장을 포함하는 파장 대역의 광에 이득을 갖는 증폭기를 갖고, 레이저광 발생부로부터 출력된 제 1 파장의 레이저광과 제 2 파장의 레이저광이 동일한 증폭기에 의해 증폭된다. 또, 제어부는, 제 1 파장의 레이저광의 출력과 제 2 파장의 레이저광의 출력의 타이밍을 상대적으로 제어함으로써, 파장 변환부에 있어서의, 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 시간적인 중첩을 조절하고, 그에 따라 출력광의 출력 상태를 제어한다. 본 발명에 관련된 레이저 장치는, 증폭기 및 파장 변환 광학계가 직렬 접속된 단일 광로에 의해 구성되어 있고, 제 1 광원, 제 2 광원, 증폭기, 및 파장 변환 광학 소자가 열적으로 안정적이기 때문에, 제어부에 의한 제 1 및 제 2 광원의 동작 타이밍 조절에 의해 출력광을 고속 또한 안정적으로 온/오프 제어할 수 있다. 즉, 간단한 구성으로 출력광을 고속 또한 안정적으로 온/오프 제어 가능한 레이저 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 관련된 노광 장치는, 제 1 양태의 레이저 장치를 구비하고 있다. 그 때문에, 시스템 전체의 구성이 간단한 노광 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 관련된 검사 장치는, 제 1 양태의 레이저 장치를 구비하고 있다. 그 때문에, 시스템 전체의 구성이 간단한 검사 장치 등을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 적용예로서 나타내는 제 1 실시형태의 레이저 장치의 개요 구성도이다.
도 2 은, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온 (ON) 일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온일 때의 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프 (OFF) 일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 5 는, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프일 때의 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 6 은, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광의 펄스열과 제 2 증폭광의 펄스열의 중복률을 변화시킨 모습을 나타내는 설명도이다.
도 7 은, 본 발명의 적용예로서 나타내는 제 2 실시형태의 레이저 장치의 개요 구성도이다.
도 8 은, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 9 는, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온일 때의 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 변환광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 10 은, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 11 은, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프일 때의 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 변환광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 12 는, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광의 펄스열과 제 2 변환광의 펄스열의 중복률을 변화시킨 모습을 나타내는 설명도이다.
도 13 은, 본 발명에 관련된 레이저 장치를 구비한 시스템의 제 1 적용예로서 나타내는 노광 장치의 개요 구성도이다.
도 14 는, 본 발명에 관련된 레이저 장치를 구비한 시스템의 제 2 적용예로서 나타내는 검사 장치의 개요 구성도이다.
도 2 은, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온 (ON) 일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온일 때의 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프 (OFF) 일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 5 는, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프일 때의 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 증폭광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 6 은, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광의 펄스열과 제 2 증폭광의 펄스열의 중복률을 변화시킨 모습을 나타내는 설명도이다.
도 7 은, 본 발명의 적용예로서 나타내는 제 2 실시형태의 레이저 장치의 개요 구성도이다.
도 8 은, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 9 는, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 온일 때의 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 변환광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 10 은, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프일 때의 파장 변환부에 있어서의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 11 은, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 출력광이 오프일 때의 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광과 제 2 변환광의 펄스 상태를 나타내는 설명도이다.
도 12 는, 제 2 실시형태의 레이저 장치에 있어서, 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서의 제 1 변환광의 펄스열과 제 2 변환광의 펄스열의 중복률을 변화시킨 모습을 나타내는 설명도이다.
도 13 은, 본 발명에 관련된 레이저 장치를 구비한 시스템의 제 1 적용예로서 나타내는 노광 장치의 개요 구성도이다.
도 14 는, 본 발명에 관련된 레이저 장치를 구비한 시스템의 제 2 적용예로서 나타내는 검사 장치의 개요 구성도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 에, 본 발명의 제 1 실시형태로서 예시하는 레이저 장치 (LS1) 의 개요 구성도를 나타낸다. 레이저 장치 (LS1) 는, 펄스상의 레이저광 (시드광) 을 발생하는 레이저광 발생부 (1) 와, 레이저광 발생부 (1) 에 의해 발생된 시드광을 증폭하는 증폭부 (2) 와, 증폭부 (2) 로부터 출력된 증폭광을 파장 변환하는 파장 변환부 (3) 와, 이들 각 부의 작동을 제어하는 제어부 (8) 를 구비하여 구성된다.
레이저광 발생부 (1) 나 증폭부 (2), 파장 변환부 (3) 의 구체적인 구성은 다수의 구성 형태가 있다. 제 1 실시형태에 있어서는, 레이저광 발생부 (1) 에 있어서 발생하는 시드광의 파장을 1.06 ㎛ 전후의 적외광, 파장 변환부 (3) 로부터 출력하는 출력광의 파장을 355 ㎚ 의 자외광으로 한 경우를 예로서 설명한다.
레이저광 발생부 (1) 는, 발진 파장이 약간 상이한 2 개의 광원을 갖고 구성된다. 즉, 레이저광 발생부 (1) 에는, 제 1 파장 (λ1) 의 시드광을 발생하는 제 1 광원 (11) 과, 제 2 파장 (λ2) 의 시드광을 발생하는 제 2 광원 (12) 이 형성된다. 제 1 파장 (λ1) 과 제 2 파장 (λ2) 의 파장차 (Δλ) 를 10 ㎚ 로 하고, 제 1 파장 (λ1) = 1068 ㎚, 제 2 파장 (λ2) = 1058 ㎚ 로 한다.
제 1 광원 (11) 및 제 2 광원 (12) 은, 함께 DFB (Distributed Feedback) 반도체 레이저를 사용한다. DFB 반도체 레이저는, 동작 온도를 온도 조정기에 의해 제어함으로써, 발진 파장을 소정의 범위에서 임의로 설정하는 것이 가능하다. DFB 반도체 레이저는, 구동 전류를 파형 제어함으로써 CW 발진 및 펄스 발진시킬 수 있다. 제 1 실시형태의 레이저 장치 (LS1) 에 있어서는, 제 1 광원 (11) 및 제 2 광원 (12) 을 1 ∼ 10 ㎒ 정도의 주파수 범위에서 선택한 소정 주파수로 반복 펄스 발진시킨다. 제 1 광원 (11) 및 제 2 광원 (12) 의 작동은 제어부 (8) 에 의해 제어된다. 레이저광 발생부 (1) 로부터 출력된 펄스상의 제 1 파장 (λ1) 의 시드광 (Ls1) 및 제 2 파장 (λ2) 의 시드광 (Ls2) 은, 커플러 (16) 에 의해 합파 (合波) 되어 증폭부 (2) 에 입사한다.
증폭부 (2) 는, 레이저광 발생부 (1) 로부터 출력된 시드광을 증폭하는 파이버 증폭기 (21) 를 구비하여 구성된다. 파이버 증폭기 (21) 는, 제 1 파장 (λ1) 과 제 2 파장 (λ2) 을 포함하는 파장역의 광에 이득을 갖는 파이버 증폭기이다. 이와 같은 파이버 증폭기로서, 이테르븀·도프·파이버 증폭기 (YDFA) 를 적합하게 사용할 수 있다.
이테르븀·도프·파이버 증폭기 (YDFA) (21) 는, 코어에 이테르븀 (Yb) 이 도프된 증폭용 파이버 (21a) 와 증폭용 파이버에 여기광을 공급하는 여기 광원 (21b) 을 주체로 하여 구성된다. 파이버 증폭기 (21) 의 게인은, 증폭용 파이버 (21a) 를 여기하는 여기광의 파워를 조절하는 것, 구체적으로는, 제어부 (8) 에 의해 여기 광원 (21b) 의 구동 전력을 조절함으로써 제어된다.
YDFA (21) 는, 파장이 1000 ∼ 1100 ㎚ 인 대역에 이득을 갖기 때문에, 제 1 파장 (λ1) = 1068 ㎚ 의 시드광 (Ls1) 과 제 2 파장 (λ2) = 1058 ㎚ 의 시드광 (Ls2) 을 함께 증폭한다. 커플러 (16) 에 의해 합파되어 파이버 증폭기 (21) 에 입사하는 제 1 파장 (λ1) 의 시드광 (Ls1) 과, 제 2 파장 (λ2) 의 시드광 (Ls2) 은, 파장차 (Δλ) 가 10 ㎚ 정도 있기 때문에 각각 독립적으로 증폭되고, 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 이 증폭된 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 이 증폭된 제 2 증폭광 (La2) 이 파이버 증폭기 (21) (증폭부 (2)) 로부터 출력된다. 증폭부 (2) 로부터 출력된 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환부 (3) 에 입사한다.
상기 설명은 간단히 하기 위해 파이버 증폭기 (21) 를 단일 단으로서 나타냈지만, 예를 들어 싱글 클래드의 파이버 증폭기를 복수 직렬로 접속하는 것이나, 혹은, 싱글 클래드의 파이버 증폭기와 더블 클래드의 파이버 증폭기를 직렬로 접속하는 등, 복수의 파이버 증폭기를 직렬로 접속하여 증폭부 (2) 를 구성할 수도 있다.
파장 변환부 (3) 에는, 증폭부 (2) 로부터 출력된 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 전파하는 파장 변환 광학계 (30) 가 형성되어 있다. 파장 변환 광학계 (30) 는, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 와 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 를 주체로 하고, 도시 생략하는 렌즈나 파장판 등을 갖고 구성된다. 파장 변환부 (3) 에 입사한 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 은, 렌즈를 통해서 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 집광 입사한다.
제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 는 비선형 광학 결정으로 이루어지고, 제 2 고조파 발생 (SHG：Second Harmonic Generation) 에 의해, 제 1 증폭광 (La1) 의 파장 (λ1) 의 1/2 의 파장을 갖는 제 2 고조파 (제 1 변환광 (Lv1)) 를 발생한다. 한편, 파장 (λ2) 의 제 2 증폭광 (La2) 에 대해서는 파장 변환하는 일 없이 투과시킨다. 즉, 제 1 실시형태의 레이저 장치에 있어서는, 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 파장차 (Δλ) 에 의해, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 있어서, 제 1 증폭광 (La1) 만이 제 2 고조파를 발생시키는 위상 정합 조건을 만족하고, 제 2 증폭광 (La2) 에 대해서는 위상 정합 조건을 만족하지 않는다.
제 1 증폭광 (La1) 의 제 2 고조파를 발생시키는 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 로는, LBO (LiB3O5) 결정을 비임계 위상 정합 (NCPM：Non Critical Phase Matching) 의 상태로 사용한다. 위상 정합 상태가 비임계 위상 정합인 경우에는, 제 1 증폭광 (La1) 의 제 2 고조파로서 발생하는 파장 534 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 에는 워크 오프가 발생하지 않는다. 그 때문에, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 있어서 충분한 상호 작용 길이를 확보하여 효율적으로 파장 변환을 실시할 수 있다. 또, 출력되는 제 1 변환광의 빔 단면은 타원화되지 않기 때문에, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 와 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 사이에 실린드리컬 렌즈 등의 정형 광학 소자를 형성할 필요가 없고, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 입사하는 광량의 손실이 없다.
제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 로서 LBO 결정을 사용하는 경우에 대하여 구체적으로 설명한다. 예를 들어, 광축 방향의 길이가 20 ㎜ 정도인 LBO 결정을 사용하는 경우, 소정 온도에 있어서 제 1 파장 (λ1) 정도의 파장의 광에 대해 고조파 발생의 위상 정합 조건을 만족하는 파장의 허용 폭은 수 ㎚ 정도이다. 그 때문에, 파장이 1068 ㎚ 인 제 1 증폭광 (La1) 에 대해 위상 정합 조건을 만족하도록 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 의 결정 온도를 설정하면, 제 1 증폭광 (La1) 에 대해서만 제 2 고조파 발생의 위상 정합 조건이 만족되고, 제 1 증폭광 (La1) 과는 파장이 10 ㎚ 상이한 제 2 증폭광 (La2) 에 대해 위상 정합 조건은 만족되지 않는다. 따라서, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 있어서 제 1 증폭광 (La1) 만이 파장 변환되어 제 2 고조파인 제 1 변환광 (Lv1) 이 발생하고, 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환되는 일 없이 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 를 그대로 투과한다.
이상, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 로서 LBO 결정을 비임계 위상 정합 (NCPM) 으로 사용한 구성예에 대하여 설명했지만, LBO 결정이나 BBO (β-BaB2O4) 결정 등의 비선형 광학 결정을 임계 위상 정합 (CPM：Critical Phase Matching) 으로 사용하는 구성에 대해서도, 파장차 (Δλ) 에 의해 동일한 작용을 발생시킬 수 있다. 즉, 제 1 증폭광 (La1) 에 대해 제 2 고조파 발생의 위상 정합 조건을 만족하도록 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 의 각도 위치를 설정함으로써, 제 1 증폭광 (La1) 만을 파장 변환하여 제 1 변환광 (Lv1) 을 발생시키고, 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환하는 일 없이 투과시킬 수 있다. PPLN (Periodically Poled LiNbO3) 결정이나, PPLT (Periodically Poled LiTaO3) 결정 등의 의사 위상 정합 (QPM：Quasi Phase Matching) 결정을 사용하는 구성에 대해서도 동일하다.
제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 입사한 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 은, 파장 1068 ㎚ 의 제 1 증폭광 (La1) 만이 파장 변환되어 파장 534 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 이 발생하고, 파장 1058 ㎚ 의 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환되지 않고 그대로 투과한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에서 제 1 증폭광 (La1) 의 제 2 고조파로서 발생한 파장 534 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 를 투과한 파장 1058 ㎚ 의 제 2 증폭광 (La2) 은, 2 파장 파장판에 의해, 어느 일방 (예를 들어 제 2 증폭광) 의 편광면을 90 도 회전시키고, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 집광 입사시킨다 (여기서는, 파이버 증폭기 (21) 로부터의 사출시에는, 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 편광 방향은 동일하다고 가정하여 설명하고 있다).
제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 는 비선형 광학 결정으로 이루어지고, 합주파 발생 (SFG：Sum Frequency Generation) 에 의해, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 합주파를 발생한다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 입사하는 광에는, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 의해 파장 변환되지 않고 투과한 제 1 증폭광 (La1) 의 성분도 포함된다. 그러나, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 는, 파장 534 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 과 파장 1058 ㎚ 의 제 2 증폭광 (La2) 으로 합주파 발생하기 위한 위상 정합 조건은 만족하지만, 제 2 증폭광 (La2) 보다 파장이 10 ㎚ 긴 제 1 증폭광 (La1) 과 파장 534 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 이 합주파를 발생하기 위한 위상 정합 조건은 만족하지 않는다. 따라서, 제 1 증폭광 (La1) 과 파장 534 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 의 합주파가 발생하는 경우는 없다.
제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 합주파를 발생시키는 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 로는, LBO 결정을 타입 I 의 임계 위상 정합 (CPM) 의 상태로 사용하는 구성이 예시된다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 는, 파장 534 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 과 파장 1058 ㎚ 의 제 2 증폭광 (La2) 의 합주파 발생에 의해 파장 355 ㎚ 의 제 2 변환광 (Lv2) 을 발생시키는 위상 정합 조건이 되도록 결정이 잘라진다. 구체적으로는, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 로서, 광축 방향의 길이가 20 ㎜ 정도인 LBO 결정을 사용하고, 결정에 대한 입사광의 각도 위치를 조정하여 잘라진다. 그에 따라, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 은 합주파 발생의 위상 정합 조건을 만족하여 파장 355 ㎚ 의 제 2 변환광 (Lv2) 이 발생하지만, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 1 증폭광 (La1) 은 합주파 발생의 위상 정합 조건을 만족하지 않기 때문에 합주파는 발생하지 않는다.
또한, 제 2 변환광 발생용의 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 로서, BBO (β-BaB2O4) 결정이나 CLBO (CsLiB6O10) 결정을 사용해도 된다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에서 발생한 파장 355 ㎚ 의 제 2 변환광 (Lv2) 은 파장 변환부 (3) 로부터 출사되어, 레이저 장치 (LS1) 로부터 출력된다.
레이저 장치 (LS1) 에 있어서는, 제어부 (8) 가 레이저광 발생부 (1) 의 작동을 제어함으로써, 출력광인 제 2 변환광 (Lv2) 을 고속 또한 안정적으로 제어 가능하다. 이미 서술한 바와 같이, 레이저광 발생부 (1) 에는, 제 1 파장 (λ1) 의 시드광 (Ls1) 을 발생하는 제 1 광원 (11) 과, 제 2 파장 (λ2) 의 시드광 (Ls2) 을 발생하는 제 2 광원 (12) 이 형성되어 있다. 제 1 실시형태에 있어서는, 제어부 (8) 가 제 1 광원 및 제 2 광원의 작동을 제어함으로써, 출력광을 고속 또한 안정적으로 제어한다.
제어부 (8) 는, 각 부의 작동을 제어할 때에 기준이 되는 주파수 100 ㎒ 정도의 클록 신호를 발생하는 클록 발생기 (80), 광원 드라이버 (81), 및 광원 컨트롤러 (83) 등을 구비하여 구성된다. 광원 드라이버 (81) 는, 클록 발생기 (80) 에 의해 발생된 클록 신호를 기준으로 하여, 제 1 광원 (11) 을 구동하는 제 1 구동 신호와 제 2 광원 (12) 을 구동하는 제 2 구동 신호를 생성한다. 광원 컨트롤러 (83) 는, 레이저 장치 (LS1) 가 탑재된 시스템의 가공 프로그램이나 조작반으로부터 입력되는 출력 지령에 기초하여, 광원 드라이버 (81) 에 지령 신호를 출력한다.
제 1 실시형태의 레이저 장치 (LS1) 에 있어서, 제 1 광원 (11) 을 구동하는 제 1 구동 신호, 및 제 2 광원 (12) 을 구동하는 제 2 구동 신호는, 함께 온(ON) 시간이 1 ∼ 수 nsec 인 펄스가, 반복 주파수 1 ∼ 10 ㎒ 정도의 펄스열이다. 여기서는, 제 1 구동 신호 및 제 2 구동 신호를, 함께 온 시간이 1 nsec, 반복 주파수가 1 ㎒ 인 펄스열로 한다.
조작반 등으로부터 제어부 (8) 에 입력되는 출력 지령이, 파장 355 ㎚ 의 제 2 변환광 (이하, 「출력광」 이라고 한다) (Lv2) 을 출력하는 온 지령인 경우, 광원 컨트롤러 (83) 는 출력 온 지령 신호를 광원 드라이버 (81) 에 출력한다. 이 때, 광원 드라이버 (81) 는, 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열이 시간적으로 겹치도록, 제 1 광원 (11) 으로부터 출사하는 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 과 제 2 광원 (12) 으로부터 출사하는 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 의 상대적인 출력 타이밍을 제어한다.
구체적으로는, 광원 드라이버 (81) 는 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열이 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 시간적으로 겹치는 타이밍 (양자의 광로 길이가 동일한 경우에는 동일 타이밍) 으로, 제 1 구동 신호와 제 2 구동 신호를 생성하여, 제 1 광원 (11) 과 제 2 광원 (12) 을 구동한다.
제 1 광원 (11) 으로부터 출사한 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 및 제 2 광원 (12) 으로부터 출사한 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 은, 각각 파이버 증폭기 (21) 에 의해 증폭되어 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 되고, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 집광 입사한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 있어서는, 제 1 증폭광 (La1) 만이 파장 변환되어 제 1 변환광 (Lv1) 이 발생하고, 제 1 파장 (λ1) 에 대해 파장차 (Δλ) 를 갖는 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환되지 않고 그대로 투과한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에서 발생한 제 1 변환광 (Lv1), 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 를 그대로 투과한 제 2 증폭광 (La2), 및 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에서 파장 변환되지 않고 투과한 제 1 증폭광 (La1) 의 성분은, 함께 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 집광 입사한다.
제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서는, 입사한 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 은, 양자의 펄스열이 시간적으로 겹치도록 설정되어 있다. 또, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 는, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 합주파를 발생하는 위상 정합 조건만을 만족하고, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 1 증폭광 (La1) 의 합주파를 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않도록 설정되어 있다. 그 때문에, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 합주파 발생에 의해 파장 355 ㎚ 의 출력광 (제 2 변환광) (Lv2) 이 발생하여, 레이저 장치 (LS1) 로부터 출력된다.
한편, 조작반 등으로부터 제어부 (8) 에 입력되는 출력 지령이, 출력광 (Lv2) 을 정지하는 오프 지령인 경우, 광원 컨트롤러 (83) 는 출력 오프 지령 신호를 광원 드라이버 (81) 에 출력한다. 이 때, 광원 드라이버 (81) 는, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열이 시간적으로 겹치지 않도록, 제 1 광원 (11) 으로부터 출사하는 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 과 제 2 광원 (12) 으로부터 출사하는 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 의 상대적인 출력 타이밍을 제어한다.
구체적으로는, 광원 드라이버 (81) 는 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열이 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 시간적으로 겹치지 않는 타이밍 (어느 일방이 온 상태일 때 타방이 오프 상태가 되는 타이밍) 으로, 제 1 구동 신호와 제 2 구동 신호를 생성하여, 제 1 광원 (11) 과 제 2 광원 (12) 을 구동한다.
제 1 광원 (11) 으로부터 출사한 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 및 제 2 광원 (12) 으로부터 출사한 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 은, 각각 파이버 증폭기 (21) 에 의해 증폭되어 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 되고, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 집광 입사한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 있어서는, 제 1 증폭광 (La1) 만이 파장 변환되어 제 1 변환광 (Lv1) 이 발생하고, 제 1 파장 (λ1) 에 대해 파장차 (Δλ) 를 갖는 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환되지 않고 그대로 투과한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에서 발생한 제 1 변환광 (Lv1), 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 를 그대로 투과한 제 2 증폭광 (La2), 및 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에서 파장 변환되지 않고 투과한 제 1 증폭광 (La1) 의 성분은, 함께 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 집광 입사한다.
제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서는, 입사한 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 은, 양자의 펄스열이 시간적으로 겹치지 않도록 설정되어 있다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 는, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 합주파를 발생하는 위상 정합 조건만을 만족하고, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 1 증폭광 (La1) 의 합주파를 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않도록 설정되어 있다. 그러나, 상기와 같이, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서는, 입사한 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 은, 양자의 펄스열이 시간적으로 겹치지 않기 때문에, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 합주파는 발생하지 않고, 따라서, 파장 355 ㎚ 의 출력광 (제 2 변환광) (Lv2) 은 발생하지 않는다. 그 결과, 파장 355 ㎚ 의 출력광은 레이저 장치 (LS1) 로부터 출력되지 않는다.
이와 같이 하여, 제 1 광원 (11) 을 구동하는 제 1 구동 신호의 펄스열과 제 2 광원 (12) 을 구동하는 제 2 구동 신호의 펄스열의 상대적인 타이밍을 변화시킴으로써, 파장 355 ㎚ 의 출력광 (Lv2) 의 온/오프 제어를 할 수 있다.
파장 변환부 (3) 의 출력 단부에, 예를 들어 파장이 400 ㎚ 정도보다 짧은 광을 반사하고, 이것보다 긴 파장의 광을 투과하는 다이크로익 미러 등을 형성하고, 출력광 (Lv2) 을, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 를 투과한 제 1 증폭광, 제 2 증폭광, 및 제 1 변환광 등으로부터 분리할 수 있다. 그 결과, 출력광 이외의 파장의 광이 레이저 장치 (LS1) 로부터 출력되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 레이저 장치 (LS1) 로부터 출력하는 출력광 (Lv2) 을 온/오프 제어하는 형태에 대하여 설명하였다. 즉, 출력광 (Lv2) 의 온/오프 제어는, 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열이 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 시간적으로 중첩하는 상태와 시간적으로 중첩하지 않은 상태로 전환함으로써 실현된다 (도 2 ∼ 도 5 를 참조). 제 1 실시형태의 레이저 장치 (LS1) 는 출력광 (Lv2) 의 파워를 제어할 수도 있다. 그를 위한 제어는, 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열이, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 시간적으로 겹치는 중복률을 제어함으로써 실현된다. 출력광의 파워 제어도, 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열이 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서 시간적으로 겹치는 정도가 조절되는 상대적인 타이밍으로, 제 1 광원 (11) 을 구동하는 제 1 구동 신호와, 제 2 광원 (12) 을 구동하는 제 2 구동 신호를 생성하여, 제 1 광원 (11) 과 제 2 광원 (12) 을 구동함으로써 실시된다.
도 6(a) ∼ 6(c) 는, 제 1 구동 신호와 제 2 구동 신호를 생성하는 상대적인 타이밍을 변화시킴으로써, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서의 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열의 중복률을 변화시키는 모습을 나타내는 설명도이다. 이 도 6(a) 는, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서의 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열의 중복률을 20 ％ 로 설정한 경우, 도 6(b) 는, 양자의 중복률을 약 50 ％ 로 설정한 경우, 도 6(c) 는, 양자의 중복률을 80 ％ 로 설정한 경우를 나타낸다.
도 6(a) 에 나타내는 중복률 20 ％ 의 경우, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에서 발생하는 출력광 (Lv2) 의 파워는, 중복률이 100 ％ 일 때의 파워의 20 ％ 가 된다. 마찬가지로 도 6(b) 에 나타내는 중복률 50 ％ 의 경우에는 출력광 (Lv2) 의 파워는 중복률 100 ％ 일 때의 파워의 50 ％, 도 6(c) 에 나타내는 중복률 80 ％ 의 경우에는 출력광 (Lv2) 의 파워는 중복률 100 ％ 일 때의 파워의 80 ％ 가 된다.
즉, 제 1 광원 (11) 을 구동하는 제 1 구동 신호의 생성과 제 2 광원 (12) 을 구동하는 제 2 구동 신호의 생성의 상대적인 타이밍을 변화시켜, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서의 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 증폭광 (La2) 의 펄스열의 중복률을 변화시킴으로써, 0 ∼ 100 ％ 의 범위로 출력광 (Lv2) 의 파워를 임의 또한 고속으로 제어할 수 있다.
제 1 실시형태의 레이저 장치 (LS1) 에 있어서는, 레이저광 발생부 (1) 에 있어서, 출력광 (Lv2) 을 온/오프하기 위해서 제 1 광원 (11) 및 제 2 광원 (12) 중 적어도 어느 것을 동작 상태와 비동작 상태로 전환할 필요가 없다. 또, 출력광 (Lv2) 의 파워를 제어하기 위해서 제 1 광원 (11) 을 구동하는 제 1 구동 신호 및 제 2 광원 (12) 을 구동하는 제 2 구동 신호 중 적어도 어느 것의 신호 파형을 변화시킬 필요도 없다. 이 때문에, 제 1 광원 (11) 및 제 2 광원 (12) 의 양자를 함께 정상 상태로 동작시킬 수 있으므로, 제 1 광원 (11) 및 제 2 광원 (12) 을 안정적으로 동작시켜, 발진 파장 및 펄스 파형이 안정된 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 및 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 을 발생시킬 수 있다.
또, 증폭부 (2) 에 있어서는, 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 과 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 이 항상 파이버 증폭기 (21) 에 입사하고, 파이버 증폭기 (21) 에 있어서 각각 증폭되어 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 정상적으로 출력된다. 이 때문에, 출력광 (Lv2) 의 온/오프나, 출력광 (Lv2) 의 파워 제어를 위해서, 파이버 증폭기 (21) 의 게인을 변화시킬 필요가 없고, 파이버 증폭기 (21) 를 정상 상태로 안정적으로 동작시켜 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 을 안정적으로 출력시킬 수 있다.
또한, 파장 변환부 (3) 에 있어서는, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 이 상시 입사하여 제 1 변환광 (Lv1) 이 정상적으로 발생하고, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에는 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에서 발생한 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 를 투과한 제 2 증폭광 (La2) 이 상시 입사한다. 그 때문에, 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에 있어서의 출력광의 파워에 따른 발열량의 변화분 이외는, 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 및 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 는 열적으로 안정적이고, 특히, 제 1 광원 및 제 2 광원으로부터 제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 까지의 광로에 있어서의 열적인 상태는 매우 안정되어 있다.
따라서, 레이저 장치 (LS1) 에 의하면, 증폭부 (2) 의 파이버 증폭기 (21), 파장 변환부 (3) 의 제 1 파장 변환 광학 소자 (31), 및 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 를 직렬로 접속하고, 레이저광 발생부 (1) 의 제 1 광원 (11) 을 구동하는 제 1 구동 신호의 생성과 제 2 광원 (12) 을 구동하는 제 2 구동 신호의 생성의 상대적인 타이밍을 변화시키는 간단한 구성으로, 출력광 (Lv2) 을 고속 또한 안정적으로 제어할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태의 레이저 장치에 대하여 도 7 을 참조하면서 설명한다. 도 7 에, 본 발명의 제 2 실시형태로서 예시하는 레이저 장치 (LS2) 의 개요 구성도를 나타낸다. 레이저 장치 (LS2) 는, 제 1 실시형태의 레이저 장치 (LS1) 와 마찬가지로, 펄스상의 레이저광 (시드광) 을 발생하는 레이저광 발생부 (101) 와, 레이저광 발생부 (101) 에 의해 발생된 시드광을 증폭하는 증폭부 (102) 와, 증폭부 (102) 로부터 출력된 증폭광을 파장 변환하는 파장 변환부 (103) 와, 이들 각 부의 작동을 제어하는 제어부 (108) 를 구비하여 구성된다.
제 2 실시형태의 레이저 장치 (LS2) 에 있어서는, 레이저광 발생부 (101) 에 있어서 발생하는 시드광의 파장을 1.06 ㎛ 전후의 적외광, 파장 변환부 (103) 로부터 출력하는 출력광의 파장을 266 ㎚ 의 자외광으로 하고 있다.
레이저광 발생부 (101) 는, 발진 파장이 약간 상이한 2 개의 광원을 갖고 구성된다. 즉, 레이저광 발생부 (101) 에는, 제 1 파장 (λ1) 의 시드광을 발생하는 제 1 광원 (111) 과, 제 2 파장 (λ2) 의 시드광을 발생하는 제 2 광원 (112) 이 형성된다. 제 1 파장 (λ1) 과 제 2 파장 (λ2) 의 파장차 (Δλ) 를 8 ㎚ 로 하고, 제 1 파장 (λ1) = 1060 ㎚, 제 2 파장 (λ2) = 1068 ㎚ 로 한다.
제 1 광원 (111) 및 제 2 광원 (112) 은, 함께 DFB (Distributed Feedback) 반도체 레이저를 사용한다. 제 2 실시형태의 레이저 장치 (LS2) 에 있어서는, 제 1 광원 (111) 및 제 2 광원 (112) 을 1 ∼ 10 ㎒ 정도의 주파수 범위에서 선택된 소정 주파수로 반복 펄스 발진시킨다. 제 1 광원 (111) 및 제 2 광원 (112) 의 작동은 제어부 (108) 에 의해 제어된다. 레이저광 발생부 (1) 로부터 출력된 펄스상의 제 1 파장 (λ1) 의 시드광 (Ls1) 및 제 2 파장 (λ2) 의 시드광 (Ls2) 은, 커플러 (116) 에 의해 합파되어 증폭부 (102) 에 입사한다.
증폭부 (102) 는, 레이저광 발생부 (101) 로부터 출력된 시드광을 증폭하는 파이버 증폭기 (121) 를 구비하여 구성된다. 파이버 증폭기 (121) 는, 제 1 파장 (λ1) 과 제 2 파장 (λ2) 을 포함하는 파장역의 광에 이득을 갖는 파이버 증폭기이다. 이와 같은 파이버 증폭기로서, 이테르븀·도프·파이버 증폭기 (YDFA) 를 적합하게 사용할 수 있다.
이테르븀·도프·파이버 증폭기 (YDFA) (121) 는, 코어에 이테르븀 (Yb) 이 도프된 증폭용 파이버 (121a) 와, 증폭용 파이버에 여기광을 공급하는 여기 광원 (121b) 을 주체로 하여 구성된다. 파이버 증폭기 (121) 의 게인은, 증폭용 파이버 (121a) 를 여기하는 여기광의 파워를 조절, 구체적으로는, 제어부 (108) 에 의해 여기 광원 (121b) 의 구동 전력을 조절함으로써 제어된다.
YDFA (121) 는, 제 1 파장 (λ1) = 1060 ㎚ 의 시드광 (Ls1) 과 제 2 파장 (λ2) = 1068 ㎚ 의 시드광 (Ls2) 을 함께 증폭한다. 커플러 (116) 에 의해 합파되어 파이버 증폭기 (121) 에 입사하는 제 1 파장 (λ1) 의 시드광 (Ls1) 과 제 2 파장 (λ2) 의 시드광 (Ls2) 은, 파장차 (Δλ) 가 8 ㎚ 정도 있기 때문에 각각 독립적으로 증폭되고, 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 이 증폭된 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 이 증폭된 제 2 증폭광 (La2) 이 파이버 증폭기 (121) (증폭부 (2)) 로부터 출력된다. 증폭부 (102) 로부터 출력된 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 은, 파장 변환부 (103) 에 입사한다. 또한, 복수의 증폭기를 직렬로 접속하여 구성할 수도 있는 것은, 제 1 실시형태에 대한 설명과 동일하다.
파장 변환부 (103) 에는, 증폭부 (102) 로부터 출력된 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 전파하는 파장 변환 광학계 (130) 가 형성되어 있다. 파장 변환 광학계 (130) 는, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131), 제 2 파장 변환 소자 (132), 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 의 3 개의 파장 변환 광학 소자를 주체로 하고, 도시 생략하는 렌즈나 파장판 등을 갖고 구성된다. 파장 변환부 (103) 에 입사한 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 은, 렌즈를 통해서 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에 집광 입사한다.
제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 는 비선형 광학 결정으로 이루어지고, 제 2 고조파 발생에 의해, 제 1 증폭광 (La1) 의 파장 (λ1) 의 1/2 의 파장을 갖는 제 2 고조파 (제 1 변환광 (Lv1)) 를 발생한다. 한편, 파장 (λ2) 의 제 2 증폭광 (La2) 에 대해서는 파장 변환하는 일 없이 투과시킨다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 로는, LBO (LiB3O5) 결정을, 제 1 증폭광 (La1) 의 제 2 고조파 발생이 발생하는 위상 정합 조건을 만족하는 소정 온도 (제 1 위상 정합 온도라고 한다) 로 조절하여, 비임계 위상 정합 (NCPM：Non Critical Phase Matching) 의 상태로 사용한다.
제 1 증폭광 (La1) 의 제 2 고조파로서 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에서 발생한 파장 530 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 과, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 를 투과한 파장 1068 ㎚ 의 제 2 증폭광 (La2) 과, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 를 파장 변환하지 않고 투과한 제 1 증폭광 (La1) 의 성분은, 함께 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에 입사한다.
제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 는 비선형 광학 결정으로 이루어지고, 제 2 고조파 발생에 의해, 제 2 증폭광 (La2) 의 파장 (λ2) 의 1/2 의 파장을 갖는 제 2 고조파 (제 2 변환광 (Lv2)) 를 발생한다. 한편, 파장 (λ1) 의 제 1 증폭광 (La1) 과 파장 (λ1/2) 의 제 1 변환광 (Lv1) 에 대해서는 파장 변환하는 일 없이 투과시킨다. 즉, 본 발명에 관련된 레이저 장치에 있어서는, 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 파장차 (Δλ) 에 의해, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 및 제 2 파장 변환 소자 (132) 에 있어서, 어느 일방의 증폭광만이 제 2 고조파를 발생시키는 위상 정합 조건을 만족하고, 타방의 증폭광은 제 2 고조파를 발생시키는 위상 정합 조건을 만족하지 않는다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 로는, LBO 결정을, 제 2 증폭광 (La2) 의 제 2 고조파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하는 제 2 위상 정합 온도로 조절하여, 비임계 위상 정합 (NCPM) 의 상태로 사용한다.
위상 정합이 비임계 위상 정합인 경우에는, 발생하는 변환광 (제 1 변환광 (Lv1) 및 제 2 변환광 (Lv2)) 에 워크 오프가 발생하지 않는다. 그 때문에, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 및 제 2 파장 변환 소자 (132) 에 있어서, 각각 충분한 상호 작용 길이를 확보하여 효율적으로 파장 변환을 실시할 수 있다. 또, 출력되는 제 1 변환광 (Lv1) 및 제 2 변환광 (Lv2) 의 빔 단면은 타원화되지 않기 때문에, 빔 단면을 원형으로 정형하는 실린드리컬 렌즈 등의 정형 광학 소자를 형성할 필요가 없고, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 입사하는 광량의 손실이 없다.
제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 는, 제 1 증폭광 (La1) 을 파장 변환하여 제 2 고조파 (제 1 변환광 (Lv1)) 를 발생하지만, 제 2 증폭광 (La2) 을 파장 변환하는 일은 없이 투과시킨다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 는, 제 2 증폭광 (La2) 을 파장 변환하여 제 2 고조파 (제 2 변환광 (Lv2)) 를 발생하지만, 제 1 증폭광 (La1) 을 파장 변환하는 일은 없이 투과시킨다. 즉, 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 파장차 (Δλ) 에 의해, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 및 제 2 파장 변환 소자 (132) 에 있어서, 어느 일방의 증폭광에 대해서만 제 2 고조파 발생의 위상 정합 조건을 만족하고, 타방의 증폭광은 제 2 고조파 발생의 위상 정합 조건을 만족하지 않는다.
제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 및 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 로서 LBO 결정을 사용한 경우에 대하여 구체적으로 설명하면, 예를 들어, 광축 방향의 길이가 20 ㎜ 정도인 LBO 결정을 사용하는 경우, 소정 온도에 있어서 제 1 파장 (λ1) 정도의 파장의 광에 대해 고조파 발생의 위상 정합 조건을 만족하는 파장의 허용 폭은 수 ㎚ 정도이다. 그 때문에, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에 있어서, 제 1 증폭광 (La1) 의 제 2 고조파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하도록 결정 온도를 설정하면, 파장이 8 ㎚ 상이한 제 2 증폭광 (La2) 에 대해서는 제 2 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 만족되지 않는다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에 대해서도 동일한 설명이 성립된다.
그 결과, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에 있어서는, 제 1 증폭광 (La1) 의 제 2 고조파인 파장 530 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 은 발생하지만, 제 2 증폭광 (La2) 의 제 2 고조파는 발생하는 일 없이 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 를 투과한다. 또, 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에 있어서는, 제 2 증폭광 (La2) 의 제 2 고조파인 파장 534 ㎚ 의 제 2 변환광 (Lv2) 은 발생하지만, 제 1 증폭광 (La1) 및 제 1 변환광 (Lv1) 의 제 2 고조파는 발생하는 일 없이 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 를 투과한다.
이상, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 및 제 2 파장 변환 소자 (132) 로서 LBO 결정을 비임계 위상 정합으로 사용한 구성예에 대하여 설명했지만, LBO 결정이나 BBO (β-BaB2O4) 결정 등의 비선형 광학 결정을 임계 위상 정합 (CPM：Critical Phase Matching) 으로 사용하는 구성에 대해서도, 파장차 (Δλ) 를 이용하여 동일한 작용을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 증폭광 (La1) 에 대해 제 2 고조파 발생의 위상 정합 조건을 만족하도록 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 의 각도 위치를 설정함으로써, 제 1 증폭광 (La1) 만을 파장 변환하여 제 1 변환광 (Lv1) 을 발생시키고, 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환하는 일 없이 투과시킬 수 있다. PPLN (Periodically Poled LiNbO3) 결정이나, PPLT (Periodically Poled LiTaO3) 결정 등의 의사 위상 정합 (QPM：Quasi Phase Matching) 결정을 사용하는 구성에 대해서도, 파장차 (Δλ) 를 이용하여 동일하게 적용할 수 있다.
제 1 파장 변환 광학 소자 (31) 에서 발생하여 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 를 투과한 파장 530 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 과, 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에서 발생한 파장 534 ㎚ 의 제 2 변환광 (Lv2) 은, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 집광 입사한다.
제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 는 비선형 광학 결정으로 이루어지고, 합주파 발생에 의해 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 의 합주파를 발생한다. 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 입사하는 광은, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 이 시간적으로 중복하는 경우와, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 이 중복하지 않는 경우가 있다. 어느 경우이더라도, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서는, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 은 합주파 발생의 위상 정합 조건을 만족하기는 하지만, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 1 증폭광 (La1), 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2), 제 2 변환광 (Lv2) 과 제 1 증폭광 (La1), 제 2 변환광 (Lv2) 과 제 2 증폭광 (La2), 및, 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 에 의한 합주파를 발생하는 위상 정합 조건을 만족하지 않는다. 동시에, 이들 각각의 광에 의한 제 2 고조파가 발생하는 위상 정합 조건도 만족하지 않도록 설정되어 있다.
제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 로서, CLBO (CsLiB6O10) 결정을 사용하고, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 의 합주파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하는 소정의 각도 위치 (위상 정합각) 로 조절하여, 타입 I 의 임계 위상 정합 (CPM) 의 상태로 동작시키는 구성으로 할 수 있다. CLBO 결정을 가공하여, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서는, 파장 530 ㎚ 의 제 1 변환광 (Lv1) 과 파장 534 ㎚ 의 제 2 변환광 (Lv2) 의 합주파 발생에 의해 파장 266 ㎚ 의 제 3 변환광 (Lv3) 이 발생하는 위상 정합 조건이 되도록 한다.
제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 로서, 광축 방향의 길이가 10 ㎜ 정도인 CLBO 결정을 사용한 경우, 합주파 발생의 위상 정합 조건을 만족하는 파장의 허용 폭은 0.2 ㎚ 정도이다. 그 때문에, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 은 합주파 발생의 위상 정합 조건을 만족하여 파장 266 ㎚ 의 합주파인 제 3 변환광 (Lv3) 이 발생하지만, 이 이외의 합주파가 발생하는 위상 정합 조건은 만족되지 않는다. 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에서 발생한 파장 266 ㎚ 의 제 3 변환광 (Lv3) 은 파장 변환부 (3) 로부터 출사되어, 출력광으로서 레이저 장치 (LS) 로부터 출력된다.
레이저 장치 (LS2) 에 있어서는, 제어부 (108) 가 레이저광 발생부 (101) 의 작동을 제어함으로써, 출력광인 제 3 변환광 (Lv3) 을 고속 또한 안정적으로 제어 가능하다. 이미 서술한 바와 같이, 레이저광 발생부 (101) 에는, 제 1 파장 (λ1) 의 시드광 (Ls1) 을 발생하는 제 1 광원 (111) 과, 제 2 파장 (λ2) 의 시드광 (Ls2) 을 발생하는 제 2 광원 (112) 이 형성되어 있다. 제 2 실시형태에 있어서는, 제어부 (108) 가 제 1 광원 및 제 2 광원의 작동을 제어함으로써, 출력광을 고속 또한 안정적으로 제어한다.
제어부 (108) 는, 제 1 실시형태에 있어서의 제어부 (8) 와 기본적으로는 동일한 기능을 갖는다. 즉, 각 부의 작동을 제어할 때에 기준이 되는 주파수 100 ㎒ 정도의 클록 신호를 발생하는 클록 발생기 (180), 광원 드라이버 (181), 및 광원 컨트롤러 (183) 등을 구비하여 구성된다. 광원 드라이버 (181) 는, 클록 발생기 (180) 에 의해 발생된 클록 신호를 기준으로 하여, 제 1 광원 (111) 을 구동하는 제 1 구동 신호와 제 2 광원 (112) 을 구동하는 제 2 구동 신호를 생성한다. 광원 컨트롤러 (183) 는, 레이저 장치 (LS2) 가 탑재된 시스템의 가공 프로그램이나 조작반으로부터 입력되는 출력 지령에 기초하여, 광원 드라이버 (181) 에 지령 신호를 출력한다.
제 2 양태의 레이저 장치 (LS2) 에 있어서, 제 1 광원 (111) 을 구동하는 제 1 구동 신호 및 제 2 광원 (112) 을 구동하는 제 2 구동 신호는, 함께 온 시간이 1 ∼ 수 nsec 인 펄스가, 반복 주파수 1 ∼ 10 ㎒ 정도의 펄스열이다. 여기서는, 제 1 구동 신호 및 제 2 구동 신호를, 함께 온 시간이 1 nsec, 반복 주파수가 1 ㎒ 인 펄스열로 한다.
조작반 등으로부터 제어부 (108) 에 입력되는 출력 지령이, 파장 266 ㎚ 의 제 3 변환광 (이하, 「출력광」 이라고 한다) (Lv3) 을 출력하는 온 지령인 경우, 광원 컨트롤러 (183) 는 출력 온 지령 신호를 광원 드라이버 (181) 에 출력한다. 이 때, 광원 드라이버 (181) 는, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열이 시간적으로 겹치도록, 제 1 광원 (111) 으로부터 출사하는 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 과 제 2 광원 (112) 으로부터 출사하는 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 의 상대적인 출력 타이밍을 제어한다.
구체적으로는, 광원 드라이버 (181) 는 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열이 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 시간적으로 중첩하는 타이밍 (양자의 광로 길이가 동일한 경우에는 동일 타이밍) 으로, 제 1 구동 신호와 제 2 구동 신호를 생성하여, 제 1 광원 (111) 과 제 2 광원 (112) 을 구동한다.
제 1 광원 (111) 으로부터 출사한 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 및 제 2 광원 (112) 으로부터 출사한 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 은, 각각 파이버 증폭기 (121) 에 의해 증폭되어 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 되고, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에 집광 입사한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에 있어서는, 제 1 증폭광 (La1) 만이 파장 변환되어 제 1 변환광 (Lv1) 이 발생하고, 제 1 파장 (λ1) 에 대해 파장차 (Δλ) 를 갖는 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환되지 않고 그대로 투과한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에서 발생한 제 1 변환광 (Lv1), 및 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 를 그대로 투과한 제 2 증폭광 (La2) 의 성분은, 함께 제 2 파장 변환 소자 (132) 에 입사한다.
제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에 있어서는, 제 2 증폭광 (La2) 만이 파장 변환되어 제 2 변환광 (Lv2) 이 발생한다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에서 발생한 제 2 변환광 (Lv2) 과 파장 변환 광학 소자 (32) 를 투과한 제 1 변환광 (Lv1) 은 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 집광 입사한다.
제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서는, 입사한 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 은, 양자의 펄스열이 시간적으로 겹치도록 설정되어 있다. 또, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 는, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 의 합주파를 발생하는 위상 정합 조건만을 만족하지만, 그 이외의 합주파나 제 2 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않도록 설정되어 있다. 그 때문에, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 의 합주파 발생에 의해 파장 266 ㎚ 의 출력광 (제 3 변환광) (Lv3) 이 발생하여, 출력광으로서 레이저 장치 (LS2) 로부터 출력된다.
한편, 조작반 등으로부터 제어부 (108) 에 입력되는 출력 지령이, 출력광 (Lv3) 을 정지하는 오프 지령인 경우, 광원 컨트롤러 (183) 는, 출력 오프 지령 신호를 광원 드라이버 (181) 에 출력한다. 이 때, 광원 드라이버 (181) 는, 도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열이 시간적으로 겹치지 않도록, 제 1 광원 (111) 으로부터 출사하는 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 과 제 2 광원 (112) 으로부터 출사하는 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 의 상대적인 출력 타이밍을 제어한다.
구체적으로는, 광원 드라이버 (181) 는 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열이 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 시간적으로 겹치지 않는 타이밍 (어느 일방이 온 상태일 때 타방이 오프 상태가 되는 타이밍) 으로 제 1 구동 신호와 제 2 구동 신호를 생성하고, 제 1 광원 (111) 과 제 2 광원 (112) 을 구동한다.
제 1 광원 (111) 으로부터 출사한 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 및 제 2 광원 (112) 으로부터 출사한 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 은, 각각 파이버 증폭기 (121) 에 의해 증폭되어 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 되고, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에 집광 입사한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에 있어서는, 제 1 증폭광 (La1) 만이 파장 변환되어 제 1 변환광 (Lv1) 이 발생하고, 제 1 파장 (λ1) 에 대해 파장차 (Δλ) 를 갖는 제 2 증폭광 (La2) 은 파장 변환되지 않고 그대로 투과한다. 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에서 발생한 제 1 변환광 (Lv1), 및 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 를 그대로 투과한 제 2 증폭광 (La2) 의 성분은, 함께 제 2 파장 변환 소자 (132) 에 입사한다.
제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에 있어서는, 제 2 증폭광 (La2) 만이 파장 변환되어 제 2 변환광 (Lv2) 이 발생한다. 제 2 파장 변환 광학 소자 (32) 에서 발생한 제 2 변환광 (Lv2) 과 파장 변환 광학 소자 (132) 를 투과한 제 1 변환광 (Lv1) 은 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 집광 입사한다.
제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서는, 입사한 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 은, 양자의 펄스열이 시간적으로 겹치지 않도록 설정되어 있다. 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 는, 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 은 합주파 발생의 위상 정합 조건을 만족하지만, 그 이외의 합주파 및 제 2 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않는다. 그 때문에, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 파장 266 ㎚ 의 출력광 (Lv3) 은 발생하지 않고, 레이저 장치 (LS2) 로부터 출력되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 제 1 광원 (111) 을 구동하는 제 1 구동 신호의 펄스열과, 제 2 광원 (112) 을 구동하는 제 2 구동 신호의 펄스열의 상대적인 타이밍을 변화시킴으로써, 파장 266 ㎚ 의 출력광 (Lv3) 의 온/오프 제어를 할 수 있다.
파장 변환부 (103) 의 출력 단부에, 예를 들어 파장이 300 ㎚ 정도보다 짧은 광을 반사하고, 이로부터 긴 파장의 광을 투과하는 다이크로익 미러 등을 형성하고, 출력광 (Lv3) 을, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 를 투과한 제 1 증폭광, 제 2 증폭광, 제 1 변환광, 및 제 2 변환광 등으로부터 분리할 수 있다. 그 결과, 출력광 이외의 파장의 광이 레이저 장치 (LS2) 로부터 출력되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 레이저 장치 (LS2) 로부터 출력하는 출력광 (Lv3) 을 온/오프 제어하는 형태에 대하여 설명하였다. 즉, 출력광 (Lv3) 의 온/오프 제어는, 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열이 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 시간적으로 중첩하는 상태와 시간적으로 중첩하지 않는 상태로 전환함으로써 실현된다 (도 8 ∼ 도 11 을 참조). 제 2 실시형태의 레이저 장치 (LS2) 는, 출력광 (Lv3) 의 파워를 제어할 수도 있다. 그를 위한 제어는, 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열이, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 시간적으로 겹치는 중복률을 제어함으로써 실현된다. 출력광의 파워 제어도, 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열이 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서 시간적으로 겹치는 정도가 조절되는 상대적인 타이밍으로, 제 1 광원 (111) 을 구동하는 제 1 구동 신호와 제 2 광원 (112) 을 구동하는 제 2 구동 신호를 생성하여, 제 1 광원 (111) 과 제 2 광원 (112) 을 구동함으로써 실시된다.
도 12(a) ∼ 12(c) 는, 제 1 구동 신호와 제 2 구동 신호를 생성하는 상대적인 타이밍을 변화시킴으로써, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서의 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열의 중복률을 변화시키는 모습을 나타내는 설명도이다. 이 도 12(a) 는, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서의 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열의 중복률을 20 ％ 로 설정한 경우, 도 12(b) 는, 양자의 중복률을 약 50 ％ 로 설정한 경우, 도 12(c) 는, 양자의 중복률을 80 ％ 로 설정한 경우를 나타낸다.
도 12(a) 에 나타내는 중복률 20 ％ 의 경우, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에서 발생하는 출력광 (Lv3) 의 파워는, 중복률이 100 ％ 일 때의 파워의 20 ％ 가 된다. 마찬가지로 도 12(b) 에 나타내는 중복률 50 ％ 의 경우에는 출력광 (Lv3) 의 파워는 중복률 100 ％ 일 때의 파워의 50 ％, 도 12(c) 에 나타내는 중복률 80 ％ 의 경우에는 출력광 (Lv3) 의 파워는 중복률 100 ％ 일 때의 파워의 80 ％ 가 된다.
즉, 제 1 광원 (111) 을 구동하는 제 1 구동 신호의 생성과 제 2 광원 (112) 을 구동하는 제 2 구동 신호의 생성의 상대적인 타이밍을 변화시켜, 제 3 파장 변환 광학 소자 (133) 에 있어서의 제 1 변환광 (Lv1) 의 펄스열과 제 2 변환광 (Lv2) 의 펄스열의 중복률을 변화시킴으로써, 0 ∼ 100 ％ 의 범위에서 출력광 (Lv2) 의 파워를 임의 또한 고속으로 제어할 수 있다.
제 2 실시형태의 레이저 장치 (LS2) 에 있어서는, 레이저광 발생부 (101) 에 있어서, 출력광 (Lv3) 을 온/오프하기 위해서 제 1 광원 (111) 및 제 2 광원 (112) 중 적어도 어느 것을 동작 상태와 비동작 상태로 전환할 필요가 없다. 또, 출력광 (Lv2) 의 파워를 제어하기 위해서 제 1 광원 (111) 을 구동하는 제 1 구동 신호 및 제 2 광원 (112) 을 구동하는 제 2 구동 신호 중 적어도 어느 것의 신호 파형을 변화시킬 필요도 없다. 이 때문에, 제 1 광원 (111) 및 제 2 광원 (112) 의 양자를 함께 정상 상태로 동작시킬 수 있으므로, 제 1 광원 (111) 및 제 2 광원 (112) 을 안정적으로 동작시켜, 발진 파장 및 펄스 파형이 안정된 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 및 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 을 발생시킬 수 있다.
또, 증폭부 (102) 에 있어서는, 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 과 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 이 항상 파이버 증폭기 (121) 에 입사하고, 파이버 증폭기 (121) 에 있어서 각각 증폭되어 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 이 정상적으로 출력된다. 이 때문에, 출력광 (Lv3) 의 온/오프나, 출력광 (Lv3) 의 파워 제어를 위해서, 파이버 증폭기 (121) 의 게인을 변화시킬 필요가 없고, 파이버 증폭기 (121) 를 정상 상태로 안정적으로 동작시켜 제 1 증폭광 (La1) 및 제 2 증폭광 (La2) 을 안정적으로 출력시킬 수 있다.
또한, 파장 변환부 (103) 에 있어서는, 제 1 파장 변환 광학 소자 (131) 에는 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 이 상시 입사하여 제 1 변환광 (Lv1) 이 정상적으로 발생하고, 제 2 파장 변환 광학 소자 (132) 에는 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 증폭광 (La2) 이 상시 입사하여 제 2 변환광 (Lv2) 이 정상적으로 발생한다. 또 제 3 파장 변환 소자에는 제 1 변환광 (Lv1) 과 제 2 변환광 (Lv2) 이 상시 입사한다. 제 1 ∼ 제 3 파장 변환 소자 (131 ∼ 133) 는 열적으로 안정적이며, 특히 제 2 파장 변환 소자에 이르는 광로의 열적인 상태는 매우 안정되어 있다.
따라서, 레이저 장치 (LS2) 에 의하면, 증폭부 (102) 의 파이버 증폭기 (121), 파장 변환부 (103) 의 제 1 ∼ 제 3 파장 변환 광학 소자 (131 ∼ 133) 를 직렬로 접속하고, 레이저광 발생부 (101) 의 제 1 광원 (111) 을 구동하는 제 1 구동 신호의 생성과 제 2 광원 (112) 을 구동하는 제 2 구동 신호의 생성의 상대적인 타이밍을 변화시키는 간단한 구성으로, 출력광 (Lv3) 을 고속 또한 안정적으로 제어할 수 있다.
이상, 제 1 광원과 제 2 광원을 펄스 발진시키고, 그 구동 신호를 생성하는 상대적인 타이밍을 변화시킴으로써 출력광 (LS1 에서는 제 2 변환광, LS2 에서는 제 3 변환광) 의 출력 상태를 제어하는 구성을 예시하였다. 그러나, 본 발명은 상기 구성 형태에 한정되지 않고, 레이저광 발생부로부터 출력되는 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 과 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 의 출력 타이밍을 고속으로 제어 가능한 구성이면 된다.
예를 들어, 제 1 광원 및 제 2 광원 중 적어도 어느 것의 출사 단부에 전기 광학 변조기 (EOM) 등의 외부 변조기를 형성하고, 이 외부 변조기에 의해, CW 발진 또는 펄스 발진시킨 레이저광의 일부를 소정의 타이밍으로 잘라내어, 제 1 파장의 시드광 (Ls1) 및/또는 제 2 파장의 시드광 (Ls2) 을 레이저광 발생부로부터 출력하도록 구성해도 된다. 이와 같은 형태의 레이저 장치에 있어서는, 펄스 파형의 상승 및 하강이 보다 급준한 출력광을 출력할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 제 1 파장 (λ1) 과 제 2 파장 (λ2) 의 파장차 (Δλ) 를 각각 10 ㎚ 및 8 ㎚ 로 한 구성을 예시했지만, 파장차 (Δλ) 는 증폭부 (2) 나 파장 변환부의 구성에 따라, 적당한 값으로 설정할 수 있다. 또한, 상기 실시형태의 구성과는 별도로, 예를 들어, 제 1 파장 변환 광학 소자에 있어서 제 1 증폭광 (La1) 만이 2 차 고조파를 발생시키는 위상 정합 조건을 만족하는 구성으로 하여, 제 1 증폭광 (La1) 과 제 2 증폭광 (La2) 의 편광면의 각도를 직교시킨 상태로 제 1 파장 변환 광학 소자에 입사시키는 배치를 채용할 수 있다. 이 배치에 있어서는, 제 2 파장 변환 광학 소자를 타입 I 의 위상 정합 조건으로 사용하는 경우에는, 제 1 파장 변환 광학 소자와 제 2 파장 변환 광학 소자 사이에 2 파장 파장판을 형성할 필요는 없다.
또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 레이저광 발생부 (1) 로부터 파장 1.06 ㎛ 전후의 2 파장의 시드광을 출력하고, 파장 변환부의 복수 파장 변환 광학 소자를 전파시킴으로써 파장 355 ㎚ 또는 파장 266 ㎚ 의 출력광으로 파장 변환하여 출력하는 구성을 예시하였다. 그러나, 시드광의 파장 대역이나 파장 변환 광학 소자의 개수 및 배치, 출력광의 파장 등은 적절히 설정하면 된다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 관련된 레이저 장치는, 소형 경량임과 함께 취급이 용이하고, 노광 장치나 광 조형 장치 등의 광 가공 장치, 포토마스크나 웨이퍼 등의 검사 장치, 현미경이나 망원경 등의 관찰 장치, 측장기나 형상 측정기 등의 측정 장치, 광 치료 장치 등의 시스템에 적합하게 적용할 수 있다.
본 발명에 관련된 레이저 장치를 구비한 시스템의 제 1 적용예로서, 반도체 제조나 액정 패널 제조의 포트리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치에 대하여, 도 13 에 나타낸 개요 구성을 참조하여 설명한다. 노광 장치 (500) 는, 석영 유리제 포토마스크 (513) 에 정밀하게 그려진 디바이스 패턴을, 포토레지스트를 도포한 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 노광 대상물 (515) 에 광학적으로 투영하여 전사한다.
노광 장치 (500) 는, 상기 서술한 본 발명에 관련된 레이저 장치 (LS) 와, 조명 광학계 (502) 와, 포토마스크 (513) 를 유지하는 마스크 지지대 (503) 와, 투영 광학계 (504) 와, 노광 대상물 (515) 을 유지하는 노광 대상물 지지 테이블 (505) 과, 노광 대상물 지지 테이블 (505) 을 수평면 내에서 이동시키는 구동 기구 (506) 를 구비하여 구성된다. 조명 광학계 (502) 는 복수의 렌즈군으로 이루어지고, 레이저 장치 (LS) 로부터 출력된 레이저광을, 마스크 지지대 (503) 에 유지된 포토마스크 (513) 에 조사한다. 투영 광학계 (504) 도 복수의 렌즈군에 의해 구성되고, 포토마스크 (513) 를 투과한 광을 노광 대상물 지지 테이블 상의 노광 대상물 (515) 에 투영한다.
이와 같은 구성의 노광 장치 (500) 에 있어서는, 레이저 장치 (LS) 로부터 출력된 레이저광이 조명 광학계 (502) 에 입사되고, 소정 광속으로 조정된 레이저광이 마스크 지지대 (503) 에 유지된 포토마스크 (513) 에 조사된다. 포토마스크 (513) 에는 디바이스 패턴이 형성되어 있고, 포토마스크 (513) 를 통과한 광은 투영 광학계 (504) 를 통해서 노광 대상물 지지 테이블 (505) 에 유지된 노광 대상물 (515) 의 소정 위치에 조사된다. 이에 따라, 포토마스크 (513) 의 디바이스 패턴의 이미지가, 반도체 웨이퍼나 액정 패널 등의 노광 대상물 (515) 상에 소정 배율로 결상하고, 디바이스 패턴의 이미지에 따라 노광 대상물 (515) 이 노광된다.
다음으로, 본 발명에 관련된 레이저 장치를 구비한 시스템의 제 2 적용예로서, 포토마스크나 액정 패널, 웨이퍼 등 (피검물) 의 검사 공정에서 사용되는 검사 장치에 대하여, 도 14 에 나타낸 개요 구성을 참조하여 설명한다. 도 8 에 예시하는 검사 장치 (600) 는, 포토마스크 등의, 광 투과성을 갖는 피검물 (613) 에 그려진 미세한 디바이스 패턴의 검사에 적합하게 사용된다.
검사 장치 (600) 는, 레이저 장치 (LS) 와, 조명 광학계 (602) 와, 피검물 (613) 을 유지하는 피검물 지지대 (603) 와, 투영 광학계 (604) 와, 피검물 (613) 로부터의 광을 검출하는 TDI (Time Delay Integration) 센서 (615) 와, 피검물 지지대 (603) 를 수평면 내에서 이동시키는 구동 기구 (606) 를 구비하여 구성된다. 조명 광학계 (602) 는 복수의 렌즈군으로 이루어지고, 레이저 장치 (LS) 로부터 출력된 레이저광을, 소정 광속으로 조정하여 피검물 지지대 (603) 에 유지된 피검물 (613) 에 조사한다. 투영 광학계 (604) 도 복수의 렌즈군에 의해 구성되고, 피검물 (613) 을 투과한 광을 TDI 센서 (615) 에 투영한다.
이와 같은 구성의 검사 장치 (600) 에 있어서는, 레이저 장치 (LS) 로부터 출력된 레이저광이 조명 광학계 (602) 에 입사되고, 소정 광속으로 조정된 레이저광이 피검물 지지대 (603) 에 유지된 포토마스크 등의 피검물 (613) 에 조사된다. 포토마스크 등의 피검물 (613) 에는 디바이스 패턴 등의 이미지가 형성되어 있고, 피검물 (613) 로부터의 광 (본 구성예에 있어서는 투과광) 은, 투영 광학계 (604) 를 통해서 TDI 센서 (615) 에 투영되어 결상한다. 그 때, 구동 기구 (606) 에 의한 피검물 지지대 (603) 의 수평 이동과, TDI 센서 (615) 로부터의 출력 신호의 전송 클록은 동기하여 제어된다.
이와 같은 구성에 의해, 피검물 (613) 의 디바이스 패턴의 이미지는 TDI 센서 (615) 에 의해 검출되고, 검출된 피검물 (613) 의 디바이스 패턴과 참조 화상을 비교함으로써, 피검물에 형성된 디바이스 패턴의 결함이 추출된다. 또한, 피검물 (613) 이 웨이퍼 등과 같이 광 투과성을 갖지 않는 경우에는, 피검물로부터의 반사광을 투영 광학계 (604) 에 입사하여 TDI 센서 (615) 로 유도하는 구성으로 함으로써, 동일한 기능을 갖게 할 수 있다.
이상의 설명은 어디까지나 일례이며, 상기 실시형태의 구성에 전혀 한정되는 것은 아니다.
다음 우선권 기초 출원의 개시 내용은 인용문으로서 여기에 삽입된다.
일본 특허출원 2012년 제169643호 (2012년 7월 31일 출원)
일본 특허출원 2012년 제169644호 (2012년 7월 31일 출원)
LS : 레이저 장치
1, 101 : 레이저광 발생부
2, 102 : 증폭부
3, 103 : 파장 변환부
8, 108 : 제어부
11, 111 : 제 1 광원
12, 112 : 제 2 광원
21, 121 : 파이버 증폭기 (증폭기)
30, 130 : 파장 변환 광학계
31, 131 : 제 1 파장 변환 광학 소자
32, 132 : 제 2 파장 변환 광학 소자
500 : 노광 장치
502 : 조명 광학계
503 : 마스크 지지대
504 : 투영 광학계
505 : 노광 대상물 지지 테이블
513 : 포토마스크
515 : 노광 대상물
600 : 검사 장치
602 : 조명 광학계
603 : 피검물 지지대
604 : 투영 광학계
613 : 피검물
615 : TDI 센서
1, 101 : 레이저광 발생부
2, 102 : 증폭부
3, 103 : 파장 변환부
8, 108 : 제어부
11, 111 : 제 1 광원
12, 112 : 제 2 광원
21, 121 : 파이버 증폭기 (증폭기)
30, 130 : 파장 변환 광학계
31, 131 : 제 1 파장 변환 광학 소자
32, 132 : 제 2 파장 변환 광학 소자
500 : 노광 장치
502 : 조명 광학계
503 : 마스크 지지대
504 : 투영 광학계
505 : 노광 대상물 지지 테이블
513 : 포토마스크
515 : 노광 대상물
600 : 검사 장치
602 : 조명 광학계
603 : 피검물 지지대
604 : 투영 광학계
613 : 피검물
615 : TDI 센서
Claims (4)
- 레이저 장치로서,
펄스상의 제 1 파장의 레이저광을 발생하는 제 1 광원과 펄스상의 제 2 파장의 레이저광을 출력하는 제 2 광원을 갖는 레이저광 발생부와,
상기 제 1 파장과 상기 제 2 파장을 포함하는 파장 대역의 광에 이득을 갖는 증폭기를 구비하고, 상기 제 1 파장의 레이저광과 상기 제 2 파장의 레이저광을 증폭하여, 상기 제 1 파장의 레이저광을 증폭한 제 1 증폭광과 상기 제 2 파장의 레이저광을 증폭한 제 2 증폭광을 출력하는 증폭부와,
상기 제 1 증폭광을 고조파 발생에 의해 제 1 변환광으로 파장 변환하고, 상기 제 1 변환광과 상기 제 2 증폭광으로부터 합주파 발생에 의해 출력광을 발생시키는 파장 변환 광학 소자를 갖는 파장 변환부와,
상기 레이저광 발생부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 파장 변환부는, 상기 제 1 증폭광을 고조파 발생에 의해 제 1 변환광으로 파장 변환하고, 또한, 상기 제 2 증폭광을 투과하는 제 1 파장 변환 광학 소자와, 상기 제 1 파장 변환 광학 소자를 투과한 상기 제 2 증폭광과 상기 제 1 변환광으로부터 합주파 발생에 의해 제 2 변환광을 발생하는 제 2 파장 변환 광학 소자를 갖고,
상기 제어부가, 상기 제 1 광원으로부터의 상기 제 1 파장의 레이저광의 출력과 상기 제 2 광원으로부터의 상기 제 2 파장의 레이저광의 출력의 상대적인 타이밍을 제어함으로써, 상기 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서의 상기 제 1 변환광과 상기 제 2 증폭광의 시간적인 중첩을 조절하여, 상기 제 2 변환광의 출력 상태를 제어하도록 구성하고,
상기 제 1 파장과 상기 제 2 파장은, 상기 제 2 파장 변환 광학 소자에 있어서, 상기 제 1 변환광과 상기 제 2 증폭광으로 합주파 발생하는 위상 정합 조건을 만족하고, 또한, 상기 제 1 변환광과 상기 제 1 증폭광으로 합주파 발생하는 위상 정합 조건은 만족하지 않는 파장으로 각각 설정되어 있는, 레이저 장치. - 레이저 장치로서,
펄스상의 제 1 파장의 레이저광을 발생하는 제 1 광원과 펄스상의 제 2 파장의 레이저광을 출력하는 제 2 광원을 갖는 레이저광 발생부와,
상기 제 1 파장과 상기 제 2 파장을 포함하는 파장 대역의 광에 이득을 갖는 증폭기를 구비하고, 상기 제 1 파장의 레이저광과 상기 제 2 파장의 레이저광을 증폭하여, 상기 제 1 파장의 레이저광을 증폭한 제 1 증폭광과 상기 제 2 파장의 레이저광을 증폭한 제 2 증폭광을 출력하는 증폭부와,
상기 제 1 증폭광과 상기 제 2 증폭광을 고조파 발생에 의해 각각 제 1 변환광과 제 2 변환광으로 파장 변환하고, 상기 제 1 변환광과 상기 제 2 변환광으로부터 합주파 발생에 의해 출력광을 발생시키는 파장 변환 광학 소자를 갖는 파장 변환부와,
상기 레이저광 발생부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 파장 변환부는, 상기 제 1 증폭광을 고조파 발생에 의해 제 1 변환광으로 파장 변환하고, 또한, 상기 제 2 증폭광을 투과하는 제 1 파장 변환 광학 소자와, 상기 제 1 파장 변환 광학 소자를 투과한 상기 제 2 증폭광을 고조파 발생에 의해 제 2 변환광으로 파장 변환하고, 또한, 상기 제 1 변환광을 투과하는 제 2 파장 변환 광학 소자와, 상기 제 1 변환광과 상기 제 2 변환광으로부터 합주파 발생에 의해 제 3 변환광을 발생하는 제 3 파장 변환 광학 소자를 갖고,
상기 제어부는, 상기 제 1 광원으로부터의 상기 제 1 파장의 레이저광의 출력과 상기 제 2 광원으로부터의 상기 제 2 파장의 레이저광의 출력의 상대적인 타이밍을 제어함으로써, 상기 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서의 상기 제 1 변환광과 상기 제 2 변환광의 시간적인 중첩을 조절하여, 상기 제 3 변환광의 출력 상태를 제어하도록 구성하고,
상기 제 1 파장과 상기 제 2 파장은, 상기 제 3 파장 변환 광학 소자에 있어서, 상기 제 1 변환광과 상기 제 2 변환광에 의한 합주파가 발생하는 위상 정합 조건을 만족하고, 상기 합주파 이외의 합주파 및 2 차 고조파가 발생하는 위상 정합 조건은 모두 만족하지 않는 파장으로 설정되어 있는, 레이저 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 레이저 장치와,
소정의 노광 패턴이 형성된 포토마스크를 유지하는 마스크 지지부와,
노광 대상물을 유지하는 노광 대상물 지지부와,
상기 레이저 장치로부터 출력된 레이저광을 상기 마스크 지지부에 유지된 포토마스크에 조사하는 조명 광학계와,
상기 포토마스크를 투과한 광을 노광 대상물 지지부에 유지된 노광 대상물에 투영하는 투영 광학계를 구비한, 노광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 레이저 장치와,
피검물을 유지하는 피검물 지지부와,
상기 레이저 장치로부터 출력된 레이저광을 상기 피검물 지지부에 유지된 피검물에 조사하는 조명 광학계와,
상기 피검물로부터의 광을 검출기에 투영하는 투영 광학계를 구비한, 검사 장치.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004086193A (ja) | 2002-07-05 | 2004-03-18 | Nikon Corp | 光源装置及び光照射装置 |
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Family Cites Families (13)
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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