JPH03218081A - 銅蒸気レーザ装置 - Google Patents
銅蒸気レーザ装置Info
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- JPH03218081A JPH03218081A JP2012573A JP1257390A JPH03218081A JP H03218081 A JPH03218081 A JP H03218081A JP 2012573 A JP2012573 A JP 2012573A JP 1257390 A JP1257390 A JP 1257390A JP H03218081 A JPH03218081 A JP H03218081A
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- Japan
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- laser
- copper vapor
- convex lens
- light
- vapor laser
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (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】
〔産業七の利用分野〕
本発明は銅蒸気レーザ装置に関する。
従来銅蒸気レーザ装置としては、発振ビームの拡がり角
を小さくできる不安定型共振器が用いられてきた。例え
ば、この種の装置としては、例えば第５０回応用物理学
会学術講演会講演予稿集第３分冊（１９８９年秋季）第
８５８頁（３０ｐＺＫ−２）に示されている。
を小さくできる不安定型共振器が用いられてきた。例え
ば、この種の装置としては、例えば第５０回応用物理学
会学術講演会講演予稿集第３分冊（１９８９年秋季）第
８５８頁（３０ｐＺＫ−２）に示されている。
上記従来技術は、発振ビームにおけるビーム強度分布及
び発振波長に関して配慮がされておらず、以下の２つの
問題があった。第一に，不安定共振器からは中心部が抜
けたドーナツ状の強度分布をもつビームとなって発振す
るため、このビームを増幅器に通しても、ビームの中心
部からは増幅光が得られなかった。第二に、銅蒸気レー
ザは通常緑色（約５１０ｎｍ）と黄色（第５７８ｎｍ）
の２つの波長で発振するが、不安定共振器型の発振器で
は、特別な工夫をしない限り、これら２つの波長を選択
的に発振させることはできなかった。
び発振波長に関して配慮がされておらず、以下の２つの
問題があった。第一に，不安定共振器からは中心部が抜
けたドーナツ状の強度分布をもつビームとなって発振す
るため、このビームを増幅器に通しても、ビームの中心
部からは増幅光が得られなかった。第二に、銅蒸気レー
ザは通常緑色（約５１０ｎｍ）と黄色（第５７８ｎｍ）
の２つの波長で発振するが、不安定共振器型の発振器で
は、特別な工夫をしない限り、これら２つの波長を選択
的に発振させることはできなかった。
そのため緑色と黄色のレーザ光の出力比を調整するには
、発振器の外部において、波長選択性を有する光学素子
を設けなければならなかった。
、発振器の外部において、波長選択性を有する光学素子
を設けなければならなかった。
本発明の第１目的は、ビーム強度分布がドーナツ状では
ない中実ビームをもつ銅蒸気レーザ装置を提供すること
にある。本発明の第２の目的は，拡がり角が小さいビー
ムが発振できる、銅蒸気レーザ装圃を提供することにあ
る。本発明の第３の目的は前記緑色と黄色の２つの波長
の発振出力が調整できる銅蒸気レーザ装置を提供するこ
とにある。
ない中実ビームをもつ銅蒸気レーザ装置を提供すること
にある。本発明の第２の目的は，拡がり角が小さいビー
ムが発振できる、銅蒸気レーザ装圃を提供することにあ
る。本発明の第３の目的は前記緑色と黄色の２つの波長
の発振出力が調整できる銅蒸気レーザ装置を提供するこ
とにある。
上記目的の１．２を達成するために，全反射鏡と出力鏡
とで構成された発振器の共振器間に、少なくとも１つの
凸レンズと、それらの間にピンホール板を設けたもので
ある。また、第３の目的を達成するために、前記の凸レ
ンズ，ピンホール板の少なくとも１つをレーザの軸方向
に移動可能としたものである。
とで構成された発振器の共振器間に、少なくとも１つの
凸レンズと、それらの間にピンホール板を設けたもので
ある。また、第３の目的を達成するために、前記の凸レ
ンズ，ピンホール板の少なくとも１つをレーザの軸方向
に移動可能としたものである。
共振器間に置かれた凸レンズにより，共振器中のレーザ
光が集光されるが、レーザ光のうちビーム拡がり角の小
さいもののみがピンホール板を通過でき、共振するため
、発振するレーザ光のビーム拡がり角は小さくなる。こ
の発振光はビーム強度分布が中実状であるから、増幅器
へ入射させた際に、増幅器中に発生する励起媒質全体が
効率良くレーザ光の発生に寄与できる。
光が集光されるが、レーザ光のうちビーム拡がり角の小
さいもののみがピンホール板を通過でき、共振するため
、発振するレーザ光のビーム拡がり角は小さくなる。こ
の発振光はビーム強度分布が中実状であるから、増幅器
へ入射させた際に、増幅器中に発生する励起媒質全体が
効率良くレーザ光の発生に寄与できる。
さらに、凸レンズによってレーザ光が集光される場合，
その焦点距離は、レーザ光の波長によって変化する。そ
のため前記２つの波長のレーザ光の焦点位置が異なるこ
とから、ピンホール板を移動調整することで、これら２
つの波長のレーザ光がそれぞれこのビンホール板を通過
する光量が変化し，その結果、発振するこれら２つの波
長のレーザ出力を調整することができる。
その焦点距離は、レーザ光の波長によって変化する。そ
のため前記２つの波長のレーザ光の焦点位置が異なるこ
とから、ピンホール板を移動調整することで、これら２
つの波長のレーザ光がそれぞれこのビンホール板を通過
する光量が変化し，その結果、発振するこれら２つの波
長のレーザ出力を調整することができる。
以ト、本発明の一実施例を第１図により説明する。銅蒸
気レーザ発振器１は、レーザ媒質として銅の蒸気が充た
れているレーザ管２と、出力鏡３と全反射鏡４とで共振
器が組まれている。通常この銅蒸気レーザ発振器１は、
波長５ １ ０．６ ｎｍの緑色のレーザ光と、波長５
７８ｎｍの黄色のレーザ光を同時に発振することができ
る。レーザ管２と全反射鏡４との間には、凸レンズ５，
６及び、それらの間にピンホール板７が置かれている。
気レーザ発振器１は、レーザ媒質として銅の蒸気が充た
れているレーザ管２と、出力鏡３と全反射鏡４とで共振
器が組まれている。通常この銅蒸気レーザ発振器１は、
波長５ １ ０．６ ｎｍの緑色のレーザ光と、波長５
７８ｎｍの黄色のレーザ光を同時に発振することができ
る。レーザ管２と全反射鏡４との間には、凸レンズ５，
６及び、それらの間にピンホール板７が置かれている。
凸レンズ６とピンホール板７は、それぞれ光軸方向に微
：Ａ整することができる微動ステージ６ａ，７ａの上に
固定されている。ピンホール板７は放熱効果の大きい胴
から成っており、レーザ光の反射を抑えるために黒くメ
ッキされている。凸レンズ６は、設計波長５４ １ ｎ
ｍにおける焦点距離が６００ｍｍであり、凸レンズ５は
前記焦点距離が２００ｍｅ＋であり、材質はどちらも石
英である。そこで、波長５１０．６ｎｍ における焦点
距離はそれぞれ約５９８．７ｍ，１９９．６ｍｓとなり
、波長５７８ｎｍにおける焦点距離はそれぞれ６０２．
６ｎｏ，２ ０ ０．９ｎｎ となる。したがって波長
５ １ ０．６ｎｍの緑色のレーザ光のみを発振させる
場合は、凸レンズ５と凸レンズ６との間隔を緑色光に対
するそれぞれの焦点距離の和に等しくなるように微動ス
テージ６ａを調整し、凸レンズ５とピンホール板７との
間隔を５９８．７ｍ となるように微動ステージ７ａを
調整する。このように調整すると、波長５７８ｎｍの黄
色のレーザ光に対しては凸レンズ５による焦点距離が６
０ ２．６−となるため、ピンホール板７の穴を通り
、共振する成分はほとんどなくなる。さらにこの穴を通
った分に対しては、凸レンズ６を通過しても、凸レンズ
５と凸レンズ６との間隔が、黄色光に対するそれぞれの
焦点距離の和よりも短くなっていることから，凸レンズ
６から図中で左方向に進む黄色光のうち出力鏡３で戻さ
れる光は平行には戻らず、この黄色の光に対してレーザ
の共振器を組めず，レーザ発振できない。
：Ａ整することができる微動ステージ６ａ，７ａの上に
固定されている。ピンホール板７は放熱効果の大きい胴
から成っており、レーザ光の反射を抑えるために黒くメ
ッキされている。凸レンズ６は、設計波長５４ １ ｎ
ｍにおける焦点距離が６００ｍｍであり、凸レンズ５は
前記焦点距離が２００ｍｅ＋であり、材質はどちらも石
英である。そこで、波長５１０．６ｎｍ における焦点
距離はそれぞれ約５９８．７ｍ，１９９．６ｍｓとなり
、波長５７８ｎｍにおける焦点距離はそれぞれ６０２．
６ｎｏ，２ ０ ０．９ｎｎ となる。したがって波長
５ １ ０．６ｎｍの緑色のレーザ光のみを発振させる
場合は、凸レンズ５と凸レンズ６との間隔を緑色光に対
するそれぞれの焦点距離の和に等しくなるように微動ス
テージ６ａを調整し、凸レンズ５とピンホール板７との
間隔を５９８．７ｍ となるように微動ステージ７ａを
調整する。このように調整すると、波長５７８ｎｍの黄
色のレーザ光に対しては凸レンズ５による焦点距離が６
０ ２．６−となるため、ピンホール板７の穴を通り
、共振する成分はほとんどなくなる。さらにこの穴を通
った分に対しては、凸レンズ６を通過しても、凸レンズ
５と凸レンズ６との間隔が、黄色光に対するそれぞれの
焦点距離の和よりも短くなっていることから，凸レンズ
６から図中で左方向に進む黄色光のうち出力鏡３で戻さ
れる光は平行には戻らず、この黄色の光に対してレーザ
の共振器を組めず，レーザ発振できない。
また，これとは反対に黄色のレーザ光のみを発振させる
場合は、凸レンズ５と凸レンズ６の間隔を８０３．５ｍ
に合わせ、凸レンズ５とピンホール板７との間隔を６０
２．６ｍ に合わすことで、黄色光に対してのみレーザ
の共振器を組むことができ、黄色光のみが発振する。
場合は、凸レンズ５と凸レンズ６の間隔を８０３．５ｍ
に合わせ、凸レンズ５とピンホール板７との間隔を６０
２．６ｍ に合わすことで、黄色光に対してのみレーザ
の共振器を組むことができ、黄色光のみが発振する。
ところでこのピンホール板７のピンホール径はここでは
約０．６ｍ となっているため、焦点距離が約６００＋
＊の凸レンズによって集光された時の集光サイズが０．
６ｍｍ以下のレーザ光しか発生できない。これにより，
レーザビームの拡がり角が約１ｍｒａｄ．以下と極めて
小さいレーザ光８が発振する。
約０．６ｍ となっているため、焦点距離が約６００＋
＊の凸レンズによって集光された時の集光サイズが０．
６ｍｍ以下のレーザ光しか発生できない。これにより，
レーザビームの拡がり角が約１ｍｒａｄ．以下と極めて
小さいレーザ光８が発振する。
このレーザ光８のビーム強度分布は、一般に不安定共振
器から発振するレーザ光とは異なり、リング状ではなく
、中実状となるため、増幅器９を通過する際に、この中
に発生する励起媒質のエネルギーを効率良く取出せ、増
幅させることができる。その結果，増幅光１０のビーム
強度分布も中実で、高い出力となる。
器から発振するレーザ光とは異なり、リング状ではなく
、中実状となるため、増幅器９を通過する際に、この中
に発生する励起媒質のエネルギーを効率良く取出せ、増
幅させることができる。その結果，増幅光１０のビーム
強度分布も中実で、高い出力となる。
さらに一般に増幅器９は発振器１のレーザ管２よりも内
径が大きいため、発振光８をビーム径拡大器を用いて，
ビーム径を太くする必要があるが，ここでは、発振器中
に設けられた２つの凸レンズ５，６によってビーム径が
太くなったものを発振させており、前記ビーム径拡大器
は不要となる。
径が大きいため、発振光８をビーム径拡大器を用いて，
ビーム径を太くする必要があるが，ここでは、発振器中
に設けられた２つの凸レンズ５，６によってビーム径が
太くなったものを発振させており、前記ビーム径拡大器
は不要となる。
次に、本発明の他の実施例における発振器部の構成を第
２図により説明する。銅蒸気レーザ発振器２０は、レー
ザ管２の左側に出力鏡２２，右側には凸レンズ６，ピン
ホール板７及び凸面鏡２５が図のように置かれている。
２図により説明する。銅蒸気レーザ発振器２０は、レー
ザ管２の左側に出力鏡２２，右側には凸レンズ６，ピン
ホール板７及び凸面鏡２５が図のように置かれている。
凸レンズ６は波長５１０．６ｎｍ に対して焦点距離２
００ｍｍの非球面レンズであり、石英ガラスから成る。
００ｍｍの非球面レンズであり、石英ガラスから成る。
凹面鏡２５は曲率半径が２００１Ｉｎである。ピンホー
ル板７は四而鏡２５から２００ｍｌの所に置かれている
。
ル板７は四而鏡２５から２００ｍｌの所に置かれている
。
凸レンズ６は微動ステージ上６ａに固定されており、光
軸方向，つまり図中で左右の方向に微調することができ
る。今、波長５１０．６ｎｍ の緑色光のみを発振させ
る時は、凸レンズ６とピンホール板７の間隔が２００ｉ
ｎとなるように微動ステージ６ａを調整する。また、こ
の実施例では、特に緑色光のみが発振しやすくなるよう
に、緑色先に対してほぼ１００％透過し、黄色光に対し
て９０％以上の反射率を有するダイクロイツクミラー２
６が共振器間に置かれている。これによって緑色光の選
択的レーザ発振がより効率良く行える。
軸方向，つまり図中で左右の方向に微調することができ
る。今、波長５１０．６ｎｍ の緑色光のみを発振させ
る時は、凸レンズ６とピンホール板７の間隔が２００ｉ
ｎとなるように微動ステージ６ａを調整する。また、こ
の実施例では、特に緑色光のみが発振しやすくなるよう
に、緑色先に対してほぼ１００％透過し、黄色光に対し
て９０％以上の反射率を有するダイクロイツクミラー２
６が共振器間に置かれている。これによって緑色光の選
択的レーザ発振がより効率良く行える。
この実施例では、第１図に示した実施例に比入で、凸レ
ンズが１枚で済み、また凸レンズ６に、非球面レンズを
用いることで、球面収差が生じないため、焦点距離が凸
レンズ５よりはるかに短くできる。その結果、出力鏡２
２と凹面鏡２５との間における、レーザ管２以外の占め
る長さが、第１図における出力鏡３と全反射鏡４との間
におけるレーザ管２以外の占める長さよりも，はるかに
短くなり、レーザ出力が向上する。
ンズが１枚で済み、また凸レンズ６に、非球面レンズを
用いることで、球面収差が生じないため、焦点距離が凸
レンズ５よりはるかに短くできる。その結果、出力鏡２
２と凹面鏡２５との間における、レーザ管２以外の占め
る長さが、第１図における出力鏡３と全反射鏡４との間
におけるレーザ管２以外の占める長さよりも，はるかに
短くなり、レーザ出力が向上する。
本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。
に記載されるような効果を奏する。
ビーム強度分布が中実な銅蒸気レーザ装置を提供できる
。
。
また、拡がり角が小さいビームが発振できる銅蒸気レー
ザ装置を撮供できる． また、緑色と黄色の２つの波長の発振出力が調整できる
銅蒸気レーザ装置を提供できる。
ザ装置を撮供できる． また、緑色と黄色の２つの波長の発振出力が調整できる
銅蒸気レーザ装置を提供できる。
さらに、緑色と黄色の波長選択に，一般に波長選択素子
として用いられる回折格子を使用しないで済むため、光
学的損失が低減でき、その結果レーザ出力が向上する。
として用いられる回折格子を使用しないで済むため、光
学的損失が低減でき、その結果レーザ出力が向上する。
最後に、ビーム径が大きくなった場合にも，凸レンズ等
の径を大きくするだけで対応でき，その結果、発振光の
ビーム径が増幅器に合う径まで太くできるように発振器
のレーザ管を太くできる。
の径を大きくするだけで対応でき，その結果、発振光の
ビーム径が増幅器に合う径まで太くできるように発振器
のレーザ管を太くできる。
このように構成すると、発振器と増振器と増幅器との間
で一般に用いられるビーム径拡大器を不要にできると共
に、銅蒸気レーザでは、レーザ管の内径に依存してレー
ザのパルス幅が変化することから、発振器と増幅器との
間で必要であったパルス幅調整器なども不要にできる。
で一般に用いられるビーム径拡大器を不要にできると共
に、銅蒸気レーザでは、レーザ管の内径に依存してレー
ザのパルス幅が変化することから、発振器と増幅器との
間で必要であったパルス幅調整器なども不要にできる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の他の実施例を示す構成図である。 ■，２０・・・銅蒸気レーザ発振器、５，６・・・凸レ
ンズ、 ７ ピンホール板、 ２５・・・凸面鏡， ６ａ， ７ａ・・・微動ステージ、 ２６・・・ダイクロイックミラ 蓼 １ 困 ／ 第 ２ 固 Ｕ
明の他の実施例を示す構成図である。 ■，２０・・・銅蒸気レーザ発振器、５，６・・・凸レ
ンズ、 ７ ピンホール板、 ２５・・・凸面鏡， ６ａ， ７ａ・・・微動ステージ、 ２６・・・ダイクロイックミラ 蓼 １ 困 ／ 第 ２ 固 Ｕ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、胴蒸気レーザの発振器内に、少なくとも１つの凸レ
ンズと１つのピンホール板を設けたことを特徴とする銅
蒸気レーザ装置。 ２、前記少なくとも１つを２つとしたことを特徴とする
請求項１の銅蒸気レーザ。 ３、前記２つの凸レンズと１つのピンホール板を、前記
発振器における出力鏡と、レーザ管との間に設けたこと
を特徴とする請求項２の銅蒸気レーザ装置。 ４、銅蒸気レーザの発振器において、全反射鏡を凹面鏡
で構成すると共に、少なくとも１つの凸レンズと１つの
ピンホール板を設けたことを特徴とする銅蒸気レーザ装
置。 ５、前記凸レンズ、ピンホール板のうち少なくとも１つ
をレーザ光の軸方向に移動する手段を設けたことを特徴
とする請求項１、２、３又は４の銅蒸気レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012573A JPH03218081A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 銅蒸気レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012573A JPH03218081A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 銅蒸気レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218081A true JPH03218081A (ja) | 1991-09-25 |
Family
ID=11809104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012573A Pending JPH03218081A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 銅蒸気レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03218081A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478400A (en) * | 1992-11-18 | 1995-12-26 | Fujitsu Limited | Apparatus for fabricating semiconductor devices |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2012573A patent/JPH03218081A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5478400A (en) * | 1992-11-18 | 1995-12-26 | Fujitsu Limited | Apparatus for fabricating semiconductor devices |
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