DE69426896T2

DE69426896T2 - Apparat für temperaturkompensation Wellenlängenmessgeräten und damit gesteuerteabstimmbare Laser

Info

Publication number: DE69426896T2
Application number: DE69426896T
Authority: DE
Inventors: L. Sandstrom
Original assignee: Cymer Inc
Current assignee: Cymer Inc
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2014-09-01
Also published as: EP0801829A4; EP0801829A1; CA2198714A1; HK1003913A1; WO1996007224A1; AU7642094A; US5420877A; KR970705857A; DE69426896D1; KR100252773B1; CA2198714C; SG46389A1; EP0801829B1; JPH10506232A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wellenmesser zum genauen Bestimmen der Lichtwellenlänge, beispielsweise der Wellenlänge der Strahlung eines Lasers oder der Wellenlänge einer Komponente der Strahlung eines Lasers.

2. Stand der Technik:

Bei verschiedenen Anwendungen kann es erwünscht sein, die Wellenlänge von Licht (innerhalb oder außerhalb des sichtbaren Bereichs) oder einer Komponente davon genau zu messen, damit derartige Wellenlänge genau bekannt sind. Bei manchen Anwendungen will man die Lichtwellenlänge messen, um deren Abweichung von einer vorgegebenen gewünschten Wellenlänge zu bestimmen, und zwar entweder um den Fehler der Wellenlänge zu bestimmen oder um ein Fehlersignal zur Verfügung zu stellen, vorzugsweise ein proportionales Fehlersignal, welches zum Korrigieren der Abweichung von der gewünschten Wellenlänge verwendet werden kann. Da der Drift beim Einstellen eines durchstimmbaren Lasers außerordentlich groß ist, wird bei Anwendungen, die eine genaue Einstellung und Steuerung der Wellenlänge erfordern, vorzugsweise für eine sehr genaue Messung der Wellenlänge der Strahlung des Lasers gesorgt und diese in einem geschlossenen Regelkreissystem zur Beseitigung des Fehlers verwendet, wodurch eine Steuerung der Wellenlänge der Laserstrahlung im wesentlichen innerhalb der Meßgenauigkeit für die Wellenlänge ermöglicht wird.
Ein System und ein Verfahren zum Regeln der Wellenlänge eines Lichtstrahls wie in einem durchstimmbaren Laser sind in dem US-Patent Nr. 5 025 445 beschrieben. Das darin beschriebene System trennt ungefähr 5% der Laserstrahlung ab und ermöglicht sowohl eine grobe als auch eine feine Wellenlängenmessung dieser Strahlung, um eine Echtzeitkorrektur der Wellenlänge der Laserstrahlung zu ermöglichen. Die feine Messung liefert eine hohe Genauigkeit innerhalb eines engen Wellenlängenbandes, indem sie sich in entsprechenden benachbarten engen Wellenlängenbändern im wesentlichen wiederholt, und auf diese Weise zu einer eventuellen Mehrdeutigkeit in der gemessenen tatsächlichen Wellenlänge führt. Dagegen umfaßt die grobe Messung die Bänder der Mehrdeutigkeit, um diese aufzulösen, und ermöglicht die genaue Messung der Wellenlänge der Laserstrahlung ohne Mehrdeutigkeit.
In dem Patent '445 ist angegeben, daß das darin beschriebene System, welches ein Etalon enthält, in einem evakuierten Gehäuse oder in einem mit einem geeigneten inerten Material wie Stickstoff gefüllten Gehäuse angeordnet sein kann, und daß jenes "von atmosphärischen Änderungen der Temperatur und des Druckes nicht beeinflußt wird". Wie weit diese Aussage stimmt, hängt selbstverständlich von der gewünschten Genauigkeit ab. Für die anspruchsvollsten Anwendungen, wie z. B. für Lichtquellen mit einer festen Wellenlänge im tiefen Ultraviolett (excimer laser) für photolythographische Herstellungsprozesse von integrierten Halbleiterschaltungen, welche die letzten Submikrometerlinienbreiten verwenden, wird eine außergewöhnliche Stabilität der ultravioletten Wellenlänge gewünscht. Bei derartigen Anwendungen muß eine Temperaturempfindlichkeit des Wellenmessers im allgemeinen und insbesondere des Etalons so weit wie möglich ausgeschlossen werden.
Wie in dem Patent '445 angegeben ist, kann die Etalon- Anordnung in einem mit Vakuum "gefüllten" Gehäuse angeordnet sein, wobei in diesem Fall der Brechungsindex zwischen den reflektierenden Flächen des Etalons theoretisch gleich dem Brechnungsindex des Vakuums (1,0) ist und bleibt. Ein gutes Vakuum ist jedoch schwer aufrechtzuerhalten. Für ein qualitativ hochwertiges Vakuum benötigt man ein Gehäuse, welches bis zu einem sehr hohen Evakuierungspegel leergepumpt wird und dann hermetisch verschlossen wird. Das Vakuumerfordernis schränkt auch die Art der in dem Gehäuse verwendbaren Materialien ein auf diejenigen, welche geringe Entgasungseigenschaften aufweisen (geringer Feuchtigkeitsgehalt und geringer Gehalt an Gasabsorptionskomponenten und/oder an inhärent flüchtigen Komponenten). Außerdem begrenzt es indirekt mögliche physikalischen Konfigurationen, da Lufträume, die eine schlechte Verbindung zu dem Vakuumbereich haben, sehr langsam leergepumpt werden oder alternativ noch lange weiter Gas in den Vakuumbereich abgeben, nachdem man glaubte, ein gutes Vakuum erzielt zuhaben und das Gehäuse verschlossen hatte. Beispielsweise können Schrauben, die in einem Vakuumgehäuse Teile zusammenhalten, eine beträchtliche Gasmenge im unteren Bereich der Bohrung einschließen, in welche die Schraube geschraubt ist, in dem Gewindebereich und in dem Gewindeschaftfreischnitt oder in Öffnungen der von den Schrauben zusammengehaltenen Teile. Es kann Tage oder sogar Wochen dauern, bis dieses Gas in den Hauptevakuierungsbereich und insbesondere zwischen die Etalonspiegel entweicht und einen Anstieg des Brechungsindexes des nun teilweise mit Gas gefüllten Raumes zwischen den Etalonspiegeln verursacht, wodurch eine Abweichung bei der Wellenlängenerfassung verursacht wird. Schließlich ist es sehr kostspielig, ein Gehäuse zur Verfügung zu stellen, welches ein relativ hohes Vakuum aufrechterhalten kann, und dieses zu erzielen, und dies führt dazu, daß das Produkt in der Fabrik schwierig zu bedienen ist und es im wesentlichen nicht für die Praxis geeignet ist.
Wie in dem Patent '445 ebenfalls erwähnt ist, kann die Etalonanordnung alternativ mit einem inerten Gas wie Stickstoff gefüllt werden. Dies hat den Vorteil, daß alle mit dem Erzeugen und Aufrechterhalten eines relativ hohen Vakuums verbundenen Probleme entfallen. Da sich das Volumen des Stickstoff enthaltenden Gehäuses jedoch aufgrund des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Gehäusematerials etwas mit der Temperatur verändert, hängt die Dichte des Stickstoffs in dem Gehäuse von der Temperatur ab. Dies führt zu einem veränderlichen Brechungsindex des Gases zwischen den Etalonspiegeln, der von der Gleichgewichtstemperatur abhängt, auf der sich das Etalon und das Gehäuse einpendeln.
Da das Ausgangssignal des Etalons stärker von der Temperatur abhängt, als in den anspruchsvollsten Anwendungen toleriert werden kann, wurde die Stabilität des Etalons im Stand der Technik dadurch verbessert, daß das Etalon oder der ganze Wellenmesser wirksam in einer ofenähnlichen Einheit angeordnet wurden. Deren Temperatur wurde bis auf eine vorgegebene stabile Temperatur erhöht, die mit Hilfe einer geeigneten Steuereinrichtung unabhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur konstant gehalten werden konnte. Eine derartige Temperatursteuerung kann die Genauigkeit des Wellenmessers beträchtlich verbessern, sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist und sich das System einschließlich der Temperatursteuereinrichtung stabilisiert hat. Jedoch dauert es eine beträchtliche Zeit von einem "kalten" Start des Lasersystems, bis die gewünschte Genauigkeit und Stabilität der Wellenlängenmessungen erzielt wird. Um die Anlaufzeit zu reduzieren, kann das Heizsystem für das Etalon und/ oder für den gesamten Wellenmesser eingeschaltet bleiben und somit bei der höheren Temperatur stabil gehalten werden, selbst wenn der Laser ausgeschaltet wird. Abgesehen von den Nachteilen und der Energieverschwendung ist die erzielte Verkürzung der Anlaufzeit begrenzt, und zwar aufgrund der Änderung der Wärmebelastung des Ofens durch die sprunghafte Änderung der von dem Rest des Lasersystems bei dessen Einschalten abgegebenen Wärme. Insbesondere würden Zweipunktregler kontinuierlich unannehmbare thermische Übergangszustände des Etalons und des übrigen Wellenmessers verursachen, die zu zyklischen, sehr hohen Ungenauigkeiten des Wellenmessers führen würden. Modernere Regler stabilisieren sich bei einer im wesentlichen gleichmäßigen Energieabgabe in Abhängigkeit von der Wärmebelastung (dissipation) der beheizten Teile des Systems und halten eine im wesentlichen konstante Temperatur unter stabilen Ruhebedingungen aufrecht. Sie führen aber auch zu sehr starken Temperaturschwankungen um die gewünschte Temperatur herum, wenn das Lasersystem zunächst eingeschaltet wird, bis das System ausreichend Gelegenheit gehabt hat, sich bei der neuen Wärmebelastung erneut zu stabilisieren. Folglich zeigt das Verfahren mit ständig eingeschaltetem Ofen ebenfalls ein Einschwingverhalten, welches dem Vorheizerfordernis für den Fall sehr ähnelt, bei dem das Lasersystem und der Wellenmesser während eines kalten Starts zunächst eingeschaltet werden.
Das Europäische Patent EP 0 570 243 beschreibt einen nichttemperaturstabilisierten Wellenmesser mit einem Fabry-Perot- Etalon, bei dem ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Wellenmessers vorgesehen ist. Die Fehler bei der gemessenen Wellenlänge aufgrund der thermischen Ausdehnung des Fabry-Perot-Etalons werden in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen der gemessenen Temperatur und einer Referenztemperatur des Etalons korrigiert.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wird ein Temperaturkompensationssystem für Wellenmesser und davon gesteuerte abstimmbare Laser beschrieben, bei dem das Erfordernis des Aufrechterhaltens eines guten Vakuums in dem Wellenmessergehäuse wegfällt und welches nach dem Einschalten des Lasers ein schnelles Erreichen der Wellenlängengenauigkeit ermöglicht, bevor sich die Temperatur in dem Wellenmesser stabilisiert hat. Gemäß dem Verfahren ist das Wellenmessergehäuse vorzugsweise mit einer Atmosphäre trockenem Stickstoff gefüllt und die Ausgangssignale des Wellenmessers werden im Hinblick auf Temperatureffekte korrigiert, indem die unkorrigierten oder rohen Wellenmesserausgangssignale mit einer geeigneten von der Wellenmessertemperatur abhängigen Komponente und einer zusätzlichen von der zeitlichen Änderung der Wellenmessertemperatur abhängigen Komponente kombiniert werden. Dies führt dazu, daß genaue und stabile Wellenmesserausgangssignale ohne Verwendung eines Ofens und vor Erreichen einer Gleichgewichtsbetriebstemperatur erzielt werden. Auf diese Weise kann der Wellenmesser ausgeschaltet bleiben, wenn der Laser ausgeschaltet ist und kann die Genauigkeit beim Einschalten in einer relativ kurzen Zeit erreicht werden. Dies vermeidet die längere Zeit zum Einstellen der Charakteristik der mit Hilfe eines geeigneten Temperaturreglers aufrechterhaltenen Wellenmessertemperatur. Außerdem wird vermieden, daß der Wellenmesser auf eine Temperatur oberhalb derjenigen Temperatur erwärmt wird, bei der er sich während des Betriebs von selbst einstellen würde. Insbesondere müssen Öfen, damit sie wirksam sind und ausreichend Steuerspielraum haben, das temperaturgeregelte Bauelement auf eine Temperatur oberhalb derjenigen Temperatur erwärmen, die es von selbst annehmen würde, wenn es sich nicht in einem Ofen befinden würde. Dies hat den unerwünschten Effekt, daß die Betriebstemperatur und die Temperaturzyklusbereiche erhöht werden, wobei dies für die Lebensdauer und die Stabilität der Präzisionsbauelemente nachteilhaft ist und außerdem wird das Entgasen von ansonsten in im wesentlichen geschlossenen Hohlräumen eingeschlossenen Gasen verstärkt, wobei die Genauigkeit durch die Veränderung der Menge und der Zusammensetzung des freien Gases in dem Wellenmesser beeinträchtigt werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine grafische Darstellung, die die Auswirkungen von Temperaturdifferenzen in einem verschlossenen Gehäuse auf den Druck und die Dichte von verschiedenen Teilen des Gases in dem Gehäuse veranschaulicht.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das die Steuerung eines abstimmbaren Lasers mit einem Wellenmesser zeigt, der die erfindungsgemäße Temperatur- und Temperaturänderungsfehlerkompensation enthält.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbessert das System zum Regeln der Wellenlänge eines Laserstrahls, welches allgemein in dem US-Patent Nr. 5 025 445 beschrieben ist. Dementsprechend wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf dieses System beschrieben.
Bei dem in dem Patent '445 beschriebenen Wellenmesser arbeiten sowohl das Etalon als auch die Anordnung zur groben Diagnostik in der lokalen Umgebung von verschlossenen Gehäusen, welche bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Atmosphäre Stickstoff gefüllt sind. Ist ein verschlossenes Gehäuse mit einem Gas gefüllt, beispielsweise das Etalongehäuse mit einem Gas wie Stickstoff, ist die Gesamtmasse des Gases in dem Gehäuse eine konstante Größe. Da das Innenvolumen des Gehäuses in Abhängigkeit von der Temperatur um das dreifache des linearen Ausdehnungskoeffizienten des Gehäusematerials variiert [V = Vo(1 + Δl)³ = Vo(1 + 3Δl + 3Δl² + Δl³) Vo(1 + 3Δl)], ändert sich die Gasdichte ebenfalls invers zu dem Volumen. Diese Änderung der Gasdichte mit der Temperatur ändert den Brechungsindex des Gases zwischen den Etalonplatten und verursacht Fehler in den Wellenlängendaten.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Auswirkungen der Temperatur auf den Brechungsindex des Gases zwischen den Etalonplatten ist die Etalonstruktur selbst temperaturempfindlich. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Etalonplatten mit Hilfe von drei Abstandselementen, die aus einem geeigneten Material mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten, beispielsweise Zero-Dur hergestellt sind, in einem genauen Abstand angeordnet. Die Ausdehnung dieser Abstandselemente bei Temperaturänderungen führt zu Fehlern des Etalonausgangssignalmusters, die eine Größenordnung haben, die ähnlich groß sein kann, wie die Änderungen, die durch Variationen der Gasdichte verursacht werden. Diese beiden Effekte, die Ausdehnung der Abstandselemente und die Änderung der Gasdichte aufgrund der Ausdehnung des Gehäuses führen dazu, daß ein einzelner Koeffizient vorgegeben wird, der Fehler bei der Abtastung des Wellenmessers in Zusammenhang setzt zu der Temperatur des Etalons und seines Gehäuses.
Wenn die Temperatur des Gases innerhalb des Gehäuses nicht konstant ist, wie es bei einer ansteigenden oder abfallenden Gehäusetemperatur sein wird, dann kann es eine weitere Fehlerquelle geben. Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Wenn der Bereich 1 des Gases in dem Gehäuse eine Temperatur T&sub1; und der Bereich 2 eine Temperatur T&sub2; hat, dann ist die Dichte ρ&sub1; des Gases im Bereich 1 aufgrund des weiterhin einheitlichen Druckes innerhalb des Gehäuses nicht länger gleich der Dichte ρ&sub2; des Gases im Bereich 2, sondern statt dessen gilt ρ&sub2;/ρ&sub1; = T&sub1;/T&sub2;. Allgemein gesagt haben die kälteren Gasbereiche eine höhere Dichte und die wärmeren Gasbereiche eine geringere Dichte als die Gleichgewichtstemperaturdichte ρ&sub0;. Zur Veranschaulichtung sei angenommen, daß die eine Hälfte des Gases in dem Gehäuse mit dem Volumen V die Temperatur T&sub1; und die andere Hälfte des Gases die Temperatur T&sub2; hat, wie bei dem unteren Teil von Fig. 1 dargestellt ist. Die Gasmasse in dem Gehäuse, welche weiterhin konstant ist, ist proportional zur Dichte mal dem Volumen. Bei Verwendung von ρ&sub2;/ρ&sub1; = T&sub1;/T&sub2; gilt somit:
ρ&sub0;V = ρ&sub1;V/2 + ρ&sub2;V/2 = ρ&sub1;V/2 + ρ&sub1;T&sub1;V/2T&sub2; = ρ&sub1;V/2 (1 + T&sub1;/T&sub2;) ρ&sub0;/ρ&sub1; = (1/2) (1 + T&sub1;/T&sub2;)
Bei steigender Gehäusetemperatur gilt T&sub1; < T&sub2; und ρ&sub1; > P&sub0;.
Bei fallender Gehäusetemperatur gilt T&sub1; > T&sub2; und ρ&sub1; < P&sub0;.
Da der Brechungsindex des Gases in dem Etalon das Interferenzmuster direkt beeinflußt (sowie die Wellenlänge als Funktion des Winkels für die relevante gebrochene Komponente des Lichtes von dem Gitter bei der Anordnung zur groben Diagnose), und der Index wiederum von der Gasdichte in dem Etalon beeinflußt wird, beeinflussen Temperaturdifferenzen in dem Gas in verschiedenen Bereichen des Gasgehäuses die Etalongenauigkeit direkt, selbst wenn sich das Etalon und das darin befindliche Gas auf einer festen Temperatur befinden. Folglich ist zu erwarten, daß das Ausgangssignal eines mit Gas gefüllten Etalons in bezug auf die thermische Ausdehnung des verschlossenen Gehäuses empfindlich ist, sowie eine bestimmte und beträchtliche Empfindlichkeit in bezug auf die zeitlich Änderung der Temperatur aufweist. Da Wärme durch die Gehäuseaußenwände in die Anordnung übergeht und von ihr abgegeben wird, kann die sich verändernde Temperatur am besten mit Hilfe eines Thermistors oder mit Hilfe eines anderen temperaturerfassenden Elementes erfaßt werden, der bzw. das in direktem Kontakt mit der Gehäusewandung steht, vorzugsweise in dem Bereich, der beim Einschalten des Lasers am stärksten aufgeheizt wird, damit die zu diesem Effekt führende Temperaturänderung genauer erfaßt werden kann. (Zu diesem Zweck ist es am wenigsten wünschenswert, die Temperaturänderungen an dem durch eine Änderung der externen Temperatur zuletzt aufgeheizten Element zu erfassen, da die Temperaturänderung des letzten aufzuheizenden Elementes bedeutet kann, daß eine vorherige, nicht erfaßte Temperaturdifferenz zwischen dem Gehäuse und den inneren Teilen tatsächlich nun abnimmt, wodurch der beschriebende Effekt verringert wird). Der Temperatursensor ist zum Schutz vorzugsweise innerhalb des Gehäuseraums angeordnet und spricht nur auf die Gehäusetemperatur an, obwohl er alternativ außerhalb davon angeordnet sein kann, solange er genau auf die Gehäusetemperatur und auf Temperaturänderungen anspricht. Tatsächlich erfaßt ein Thermistor oder eine andere übliche Messeinrichtung die Temperatur und nicht die zeitliche Änderung der Temperatur, jedoch kann die zeitliche Änderung der Temperatur mit Hilfe des Mikroprozessors 16 gemäß Fig. 2 bestimmt werden, indem die Temperatur des Sensors periodisch gelesen wird und daraus die zeitliche Änderung berechnet wird. Wie im folgenden gezeigt wird, ist die Stabilität des Temperatursensors, d. h. seine Fähigkeit, Temperaturänderungen über eine Zeitdauer anzuzeigen, ohne daß sein eigenes Abdriften ein Hauptfaktor ist, wichtiger als die absolute Temperaturgenauigkeit, da relativ kleine Änderungen der Temperatur mit der Zeit auf die Stabilität und Genauigkeit des Etalons eine gleichgroße Auswirkung haben wie größere Fehler in der absoluten Temperatur.
Es wird nun speziell auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein abstimmbarer Laser zu sehen ist, der von einem das Kompensationssystem der vorliegenden Erfindung enthaltenden Wellenmesser gesteuert wird. Bei dieser Figur wird die Strahlung des abstimmbaren Lasers 10 durch eine Wellenmesseroptik 12 geschickt, in welcher zur Wellenlängenmessung ein kleiner Teil der Strahlung vom Hauptstrahl abgetrennt wird. Ein Scanner und eine zugehörige Wellenmesserelektronik 14 liefern dem Mikroprozessor 16 Interferenzmusterinformationen, welche beim Stand der Technik vom Mikroprozessor zur Bestimmung der Lichtwellenlänge verwendet werden und zur Bereitstellung eines Steuersignals zur Steuerung der Abstimmung des Lasers 10. Jedoch wird gemäß der vorliegenden Erfindung das für die Ausgabe des Wellenmessers kennzeichnende Signal zunächst in bezug auf Temperatureffekte korrigiert, bevor es als Wellenmesserausgangssignal und als Quelle des Steuersignals zur Steuerung der Abstimmung des Lasers 10 verwendet wird.
Insbesondere erfaßt der Mikroprozessor 10 periodisch das Ausgangssignal des in dem Gehäuse der Wellenmesseroptik, wie zuvor beschrieben, angeordneten Temperatursensores und stellt auf der Basis dieser Abtastungen ein Maß für die aktuelle Temperatur des Wellenmessers zur Verfügung, vorzugsweise in bezug (ΔT) auf eine Nenntemperatur, für welche das Wellenmesserausgangssignal nicht korrigiert werden muß. Außerdem speichert er eine oder mehrere dieser Temperaturabtastungen und bestimmt aus den beiden oder mehr letzten Abtastungen und der Zeit zwischen diesen die zeitliche Änderung der Temperatur des Wellenmessers (ΔT/Δt). Dann berechnet er ein korrigiertes Wellenmesserausgangssignal und aktualisiert es periodisch gemäß der folgenden Gleichung:
λcorr = λetalon + k&sub1;ΔT + k2ΔT/Δt
wobei:
λcorr = das korrigierte Wellenmesserausgangssignal
λetalon = die Wellenlängeabtastung des Etalons
k&sub1; = der Temperaturempfindlichkeitskoeffizient des Etalons
k&sub2; = der Koeffizient der Empfindlichkeit des Etalons in bezug auf die zeitliche Änderung der Temperatur
Die Koeffizienten k&sub1; und k&sub2; könnten für jeden einzelnen Wellenmesser bestimmt werden, obwohl sie am praktischsten für jedes Design bestimmt werden, da Abweichungen zwischen zwei Geräten im Vergleich zu der Größe derjenigen Korrekturen klein sind, die mit Hilfe von empirisch vorbestimmten Koeffizienten durchgeführt werden und auf alle Geräte eines bestimmten Design angewendet werden. Außerdem könnten zusätzlich Koeffizienten höherer Ordnung verwendet werden, jedoch sollten derartige Effekte kleiner, weniger genau abzuschätzen und zu korrigieren sein und sofern bedeutsam, würden sich derartige Effekte jedenfalls viel schneller stabilisieren.
Im Hinblick auf die Werte weist ein Wellenmesser, der dem hier beschriebenen beispielhaften Wellenmesser im wesentlichen entspricht, gemessene Näherungskoeffizienten auf von k&sub1; = 0,1 ppm pro ºC und k&sub2; = 6 ppm pro ºC pro Minute. Wenn sich die Temperatur nur um 1ºC in 5 Minuten ändern würde, würde die von k&sub2; abhängige Korrektur 6/5 = 1,2 ppm bei dem Wellenlängenabtastwert betragen. Die Temperaturänderung, die zu einer entsprechenden von k&sub1; abhängigen Korrektur führen würde, ist 1,2/0,1 = 12ºC. Folglich ist die absolute Genauigkeit des Temperatursensors nicht besonders kritisch, wogegen seine Stabilität und die Reproduzierbarkeit der Ablesungen sehr wichtig ist, da es für das Funktionieren der vorliegenden Erfindung sehr wichtig ist, daß genaue Daten geliefert werden, denen Temperaturänderungen (sofern vorhanden) in der Größenordnung eines kleinen Bruchteils eines Grads pro Minute entnehmbar sind.
Folglich wird gemäß der vorliegenden Erfindung das für die Ausgabe des Wellenmessers kennzeichnende Signal im Hinblick auf seine Temperaturempfindlichkeit und seine Empfindlichkeit gegenüber einer zeitlichen Änderung der Temperatur korrigiert, bevor es als Wellenmesserausgangssignal verwendet wird und als Quelle des Steuersignals zur Steuerung der Abstimmung des Lasers. Dies ermöglicht in jedem Fall eine größere Genauigkeit des Wellenmessers und ermöglicht das Herunterfahren und den Start des Wellenmessers zusammen mit dem Laser, ohne einen Ofen für den Wellenmesser zu verwenden, und mit einer stark verkürzten Anlaufzeit bis zur spezifizierten Genauigkeit, obwohl sich die Temperatur des Wellenmessers innerhalb der Anlaufzeit nicht vollständig stabilisiert.
Während hier das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart und beschrieben wurde, ist es für den Fachmann klar, daß verschiedene Verändungen hinsichtlich der Form und der Details an diesem vorgenommen werden können, ohne deren Schutzbereich zu verlassen.

Claims

1. Ein System zum Bereitstellen eines gegenüber Temperaturänderungen stabilisierten, von der Lichtwellenlänge abhängigen Signals, aufweisend:

eine Wellenmeßeinrichtung zum Bereitstellen eines von der Wellenlänge des auf sie einfallenden Lichtes abhängigen Wellenmeßsignals;

einen Sensor zum Bereitstellen eines von einer der Wellenmeßeinrichtung zugeordneten Temperatur abhängigen Temperatursignals; und

auf das Wellenmeßsignal und das Temperatursignal ansprechende Mittel zum Kombinieren des Wellenmeßsignals, des Temperatursignals und der zeitlichen Änderung des Temperatursignals, die jeweils eine ausgewählte relative Wichtung haben, um ein von der Wellenlänge des auf die Wellenmeßeinrichtung einfallenden Lichtes abhängiges und gegenüber Temperaturänderungen stabilisiertes Signal zur Verfügung zu stellen.

2. Das System nach Anspruch 1, wobei die auf das Wellenmeßsignal und Temperatursignal ansprechenden Mittel zum Kombinieren des Wellenmeßsignals, des Temperatursignals und der zeitlichen Änderung des Temperatursignals einen Mikroprozessor umfassen.

3. Das System nach Anspruch 1, wobei die Wellenmeßeinrichtung in einem geschlossenen Wellenmessergehäuse enthalten ist und der Sensor zum Bereitstellen eines von einer der Wellenmeßeinrichtung zugeordneten Temperatur abhängigen Temperatursignals so positioniert ist, daß er auf die Temperatur der Gehäusewandung anspricht.

4. Das System nach Anspruch 3, wobei der Sensor zum Bereitstellen eines von einer der Wellenmeßeinrichtung zugeordneten Temperatur abhängigen Temperatursignals innerhalb der durch das Gehäuse definierten Umhüllung positioniert ist.

5. Das System nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse mit einem Gas gefüllt ist.

6. Das System nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse mit Stickstoff bei etwa einer Atmosphäre gefüllt ist.

7. Das System nach Anspruch 6, wobei die Wellenmeßeinrichtung einen Etalon einschließt.

8. Das System nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse mit einem Gas gefüllt ist.

9. Das System nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse mit Stickstoff bei etwa einer Atmosphäre gefüllt ist.

10. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 9, wobei die Wellenmeßeinrichtung einen Etalon einschließt.