JPH0244219A - 波長検出装置 - Google Patents
波長検出装置Info
- Publication number
- JPH0244219A JPH0244219A JP63194967A JP19496788A JPH0244219A JP H0244219 A JPH0244219 A JP H0244219A JP 63194967 A JP63194967 A JP 63194967A JP 19496788 A JP19496788 A JP 19496788A JP H0244219 A JPH0244219 A JP H0244219A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- image sensor
- interference fringe
- wavelength
- linear image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J9/0246—Measuring optical wavelength
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (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】
産業上の利用分野
本発明は単色光の中心波長検出装置に関するものである
。
。
従来の技術
近年、半導体プロセス？はじめとする微細加工に、短波
長域での高出力、高効率のレーザであるエキシマレーザ
を利用することが注目されている。
長域での高出力、高効率のレーザであるエキシマレーザ
を利用することが注目されている。
エキシマレーザの発振線は０．６ｎｍ程度と広いため、
光学系の色収差補正が必要である。ところが紫外域であ
るため色消しレンズの製作が困難であり、一般に光共撮
器中に狭帯域化素子？設け、発振線幅ｉｏ、ＯＯｅｓｎ
ｍ程度にまで単色化している。
光学系の色収差補正が必要である。ところが紫外域であ
るため色消しレンズの製作が困難であり、一般に光共撮
器中に狭帯域化素子？設け、発振線幅ｉｏ、ＯＯｅｓｎ
ｍ程度にまで単色化している。
このように発振線幅を単色化した場合、波長選択素子の
調整によりその中心波長全利得バンド幅内の任意の値に
設定可能である。発振波長を任意の値に精密に設定でき
れば、化学をはじめとする種々の応用分野におけるエキ
シマレーザの有用性がますます高まる。このような、発
振波長全任意の値に精密に設定できる機構を備えたエキ
シマレーザ装置の実現には、レーザ光の中心波長を精密
に検出し制御する方法が必要になる。
調整によりその中心波長全利得バンド幅内の任意の値に
設定可能である。発振波長を任意の値に精密に設定でき
れば、化学をはじめとする種々の応用分野におけるエキ
シマレーザの有用性がますます高まる。このような、発
振波長全任意の値に精密に設定できる機構を備えたエキ
シマレーザ装置の実現には、レーザ光の中心波長を精密
に検出し制御する方法が必要になる。
レーザ光の中心波長検出方法の例としては、特願昭６２
−２４２３７８号に記載のものがある。
−２４２３７８号に記載のものがある。
第７図に示すように、レーザ光の一部をファプリペロー
エタロン１２を通過させることにより形成される干渉縞
１４の位置全イメージセンサ１３で読み敗り、この干渉
縞の位置と目標波長に関連した位置との差に比例した信
号を信号処理器１５より取り出している。
エタロン１２を通過させることにより形成される干渉縞
１４の位置全イメージセンサ１３で読み敗り、この干渉
縞の位置と目標波長に関連した位置との差に比例した信
号を信号処理器１５より取り出している。
発明が解決しようとする課題
しかし、このような従来の方式では、周囲温度の変動や
振動等によってファプリペローエタロンとイメージセン
サの相対位置関係に狂いを生じると、干渉縞の結像位置
が変化してしまうため、長期間にわたる精密な検出は困
難である。そのため、おおむね１ケ月毎に、外部の波長
基準を用いた定期的な波長の枚正という煩雑な作業が必
要不可欠であった。本発明はこのような課題を解決する
ためになされたもので、長期間にわたって単色光の中心
波長を精度良く検出できる波長検出装置を提供するもの
である。
振動等によってファプリペローエタロンとイメージセン
サの相対位置関係に狂いを生じると、干渉縞の結像位置
が変化してしまうため、長期間にわたる精密な検出は困
難である。そのため、おおむね１ケ月毎に、外部の波長
基準を用いた定期的な波長の枚正という煩雑な作業が必
要不可欠であった。本発明はこのような課題を解決する
ためになされたもので、長期間にわたって単色光の中心
波長を精度良く検出できる波長検出装置を提供するもの
である。
課題を解決する定めの手段
この課題を解決するために本発明は、ファプリペローエ
タロンと結像光学系と受光素子を具備した波長検出装置
において、干渉縞の掻音測定するようにしたものである
。
タロンと結像光学系と受光素子を具備した波長検出装置
において、干渉縞の掻音測定するようにしたものである
。
作用
この構成により、外的な要因によって、ファプリペロー
エタロンとリニアイメージセンサとの相対位置関係に狂
いが生じても、干渉縞の径の変化はその位置の変化はど
大きくはないので、単色光の干渉縞の径を長期間にわた
って精度よく測定できることとなる。
エタロンとリニアイメージセンサとの相対位置関係に狂
いが生じても、干渉縞の径の変化はその位置の変化はど
大きくはないので、単色光の干渉縞の径を長期間にわた
って精度よく測定できることとなる。
実施例
第１図は本発明の一実施例である波長検出装置の概略図
であり、ファプリペローエタロン１２、結像光学系であ
るレンズ１１、受光素子であるリニアイメージセンサ１
３、および信号処理器１５より構成されている。第１図
において、単色光がレンズ１１とファプリペローエタロ
ン１２を通り、リニアイメージセンサ１３上に同心円状
の干渉縞１４が形成される。リニアイメージセンサ１３
は干渉縞１４の中心を通るように配置されており、特定
の干渉縞の断片間距離すなわち直径音読み取る。外的な
要因によって、ファプリペローエタロン１２とリニアイ
メージセンサ１３との相対位置関係に狂いが生じても、
干渉縞１４の直径の変化はその位置の変化はど大きくは
ない。したがって、第１図の実施例によｎば、波長検出
装置の長期間にわ几る安定性を飛躍的に高めることがで
きる。
であり、ファプリペローエタロン１２、結像光学系であ
るレンズ１１、受光素子であるリニアイメージセンサ１
３、および信号処理器１５より構成されている。第１図
において、単色光がレンズ１１とファプリペローエタロ
ン１２を通り、リニアイメージセンサ１３上に同心円状
の干渉縞１４が形成される。リニアイメージセンサ１３
は干渉縞１４の中心を通るように配置されており、特定
の干渉縞の断片間距離すなわち直径音読み取る。外的な
要因によって、ファプリペローエタロン１２とリニアイ
メージセンサ１３との相対位置関係に狂いが生じても、
干渉縞１４の直径の変化はその位置の変化はど大きくは
ない。したがって、第１図の実施例によｎば、波長検出
装置の長期間にわ几る安定性を飛躍的に高めることがで
きる。
信号処理器１５には、目標波長で形成される干渉縞の直
径があらかじめ与えられてシシ、リニアイメージセンサ
１３で読み取られた直径との差に比例した信号を出力す
る。
径があらかじめ与えられてシシ、リニアイメージセンサ
１３で読み取られた直径との差に比例した信号を出力す
る。
第２図は本発明の異なる実施例である波長検出装置の概
略図である。第２図においては、リニアイメージセンサ
１３は干渉縞１４の中心を通るようには配置されていな
いので、信号処理器１６で演算処理を行い、干渉縞１４
の直径を算出している。第３図に示すように、リニアイ
メージセンサの受光部は一定の面積を持っているので、
ＩＪ ニアイメージセンサ１３が干渉縞１４の直径上か
らはずれていると、光強度信号は非対称となる。この対
称性からのずれ量をＸとすると、干渉縞１４の中心から
リニアイメージセンサ１３までの距離２は、Ｘに対して
単調増加する関数ｆで、ｚ＝ｆ（ｘ） と表わせる。したがって、干渉縞１４の直径りはリニア
イメージセンサ１３に結像された干渉縞断片間の距離を
Ｌとして、 Ｄ＝−ｆフ二曹古７ と算出できることになる。第２図の実施例においては、
リニアイメージセンサ１３は必ずしも干渉縞１４の中心
を通るように配置されていなくても工（、直径読み取り
の精度はさらに向上する。
略図である。第２図においては、リニアイメージセンサ
１３は干渉縞１４の中心を通るようには配置されていな
いので、信号処理器１６で演算処理を行い、干渉縞１４
の直径を算出している。第３図に示すように、リニアイ
メージセンサの受光部は一定の面積を持っているので、
ＩＪ ニアイメージセンサ１３が干渉縞１４の直径上か
らはずれていると、光強度信号は非対称となる。この対
称性からのずれ量をＸとすると、干渉縞１４の中心から
リニアイメージセンサ１３までの距離２は、Ｘに対して
単調増加する関数ｆで、ｚ＝ｆ（ｘ） と表わせる。したがって、干渉縞１４の直径りはリニア
イメージセンサ１３に結像された干渉縞断片間の距離を
Ｌとして、 Ｄ＝−ｆフ二曹古７ と算出できることになる。第２図の実施例においては、
リニアイメージセンサ１３は必ずしも干渉縞１４の中心
を通るように配置されていなくても工（、直径読み取り
の精度はさらに向上する。
第４図も本発明の異なる実施例金示した概略図である。
第４図においては、２次元イメージセンサ４１を用いて
、同−干渉縞上にある２点の間隔の最大値音読み取るこ
とにより、干渉縞１４の直径を検出している。第４図の
実施例においては、干渉縞１４は２次元イメージセンサ
４１上のどの部分に結像さｎていても工く、第２図の実
施例と同程度の検出精度の安定性が達成できる。
、同−干渉縞上にある２点の間隔の最大値音読み取るこ
とにより、干渉縞１４の直径を検出している。第４図の
実施例においては、干渉縞１４は２次元イメージセンサ
４１上のどの部分に結像さｎていても工く、第２図の実
施例と同程度の検出精度の安定性が達成できる。
以上の実施例はいずれも、干渉縞が同心円状に結像して
いる場合の実施例である。第５図に示す、Ｃうに、ファ
プリペローエタロン１２、レンズ１１、およびイメージ
センサ１３の相対位置関係にエリ干渉縞１４が楕円形状
を示す場合がある。
いる場合の実施例である。第５図に示す、Ｃうに、ファ
プリペローエタロン１２、レンズ１１、およびイメージ
センサ１３の相対位置関係にエリ干渉縞１４が楕円形状
を示す場合がある。
その場合、第１図の実施例においては、リニアイメージ
センサ１３を干渉縞の楕円の長径上、または短径上に配
置すればよい。第４図の実施例においては、同−干渉縞
上にある２点の間隔の最大値、または最小値を読み取る
ことにより楕円の長径ま几は短径を検出できる。
センサ１３を干渉縞の楕円の長径上、または短径上に配
置すればよい。第４図の実施例においては、同−干渉縞
上にある２点の間隔の最大値、または最小値を読み取る
ことにより楕円の長径ま几は短径を検出できる。
第６図は本発明をエキシマレーザの発振波長制御に応用
した例の概略図である。第６図において、レーザ光の一
部が本発明の波長検出装置６２に導かれ、波長検出装置
６２は、レーザの発振波長と目標波長との差に比例した
信号を、エキシマレーザ装置に内蔵された発振波長を変
化させる機構６１ｂに送り、発振波長が制御される。発
振波長を変化させる機構としては、光弁振器中に設けら
レタエアスペースエタロンのギャップ間の気圧を変化さ
せる方法などが利用できる。
した例の概略図である。第６図において、レーザ光の一
部が本発明の波長検出装置６２に導かれ、波長検出装置
６２は、レーザの発振波長と目標波長との差に比例した
信号を、エキシマレーザ装置に内蔵された発振波長を変
化させる機構６１ｂに送り、発振波長が制御される。発
振波長を変化させる機構としては、光弁振器中に設けら
レタエアスペースエタロンのギャップ間の気圧を変化さ
せる方法などが利用できる。
発明者らが長期の波長安定性を試験した結果、６ケ月以
上にわたって中心波長を０．ＯＯｆｎｍ以内に保つこと
ができた。
上にわたって中心波長を０．ＯＯｆｎｍ以内に保つこと
ができた。
本発明は、上記のような発振波長を任意の値に精密に設
定できる機構を備えたレーザ装置の実現に必要な、レー
ザ光の中心波長と目標波長との差音精密に検出する方法
として有用なものである。
定できる機構を備えたレーザ装置の実現に必要な、レー
ザ光の中心波長と目標波長との差音精密に検出する方法
として有用なものである。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、レーザ光などの単
色光の中心波長の検出を、長期間にわたって精度よく行
なうことができるという、すぐれた特徴を有する波長検
出装置を提供するものである。
色光の中心波長の検出を、長期間にわたって精度よく行
なうことができるという、すぐれた特徴を有する波長検
出装置を提供するものである。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は本発
明の異なる実施例を示す概略図、第３図は本発明の異な
る実施例の原理を示す図、第４図は本発明の第２の異な
る実施例を示す概略図、第５図は干渉縞が楕円形状を示
す場合の図、第６図はエキシマレーザ装置への応用例を
示す概略図、第７図は従来の装置を示す概略図である。 １１・・・・・・し／ズ、１２・・・・・・ファプリペ
ローエタロン、１３・・・・・・リニアイメージセンサ
、１４・・・・・・干渉縞、１５・・・・・・信号処理
器、４１・・・・・・２次元イメージセンサ、６１２Ｌ
・・・・・・エキシマレーザ発信器、６１ｂ・・・・・
・発振波長を変化させる機構、６２・・・・・・波長検
出装置。 図 （ｉｌＬｌ １１−・−レ・７ス ／Ｚ−−ファ７すへ１０−エタロン 第２図 ｔｂ） 第 図 ／４ Ｃｂ） 第 図 ζ山） Ｃｂ） 第 図 （ユ２ 第 図 １、／ ／
明の異なる実施例を示す概略図、第３図は本発明の異な
る実施例の原理を示す図、第４図は本発明の第２の異な
る実施例を示す概略図、第５図は干渉縞が楕円形状を示
す場合の図、第６図はエキシマレーザ装置への応用例を
示す概略図、第７図は従来の装置を示す概略図である。 １１・・・・・・し／ズ、１２・・・・・・ファプリペ
ローエタロン、１３・・・・・・リニアイメージセンサ
、１４・・・・・・干渉縞、１５・・・・・・信号処理
器、４１・・・・・・２次元イメージセンサ、６１２Ｌ
・・・・・・エキシマレーザ発信器、６１ｂ・・・・・
・発振波長を変化させる機構、６２・・・・・・波長検
出装置。 図 （ｉｌＬｌ １１−・−レ・７ス ／Ｚ−−ファ７すへ１０−エタロン 第２図 ｔｂ） 第 図 ／４ Ｃｂ） 第 図 ζ山） Ｃｂ） 第 図 （ユ２ 第 図 １、／ ／
Claims (1)
- 結像光学系と受光素子との間にファプリペローエタロン
が介在され、前記受光素子上に生じた光の干渉縞の径を
測定することにより、前記光の中心波長を検出すること
を特徴とする波長検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194967A JPH0244219A (ja) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | 波長検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194967A JPH0244219A (ja) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | 波長検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244219A true JPH0244219A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=16333319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194967A Pending JPH0244219A (ja) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | 波長検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244219A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02153583A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 波長安定化制御装置 |
| WO1991001579A1 (en) * | 1989-07-14 | 1991-02-07 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Narrow-band oscillation excimer laser and wavelength detector |
| JPH11289116A (ja) * | 1998-02-03 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エタロン評価方法及びエタロン評価装置並びにレ―ザ発振器 |
-
1988
- 1988-08-04 JP JP63194967A patent/JPH0244219A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02153583A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 波長安定化制御装置 |
| WO1991001579A1 (en) * | 1989-07-14 | 1991-02-07 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Narrow-band oscillation excimer laser and wavelength detector |
| JPH11289116A (ja) * | 1998-02-03 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エタロン評価方法及びエタロン評価装置並びにレ―ザ発振器 |
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