JPH04181787A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
- Publication number
- JPH04181787A JPH04181787A JP31224190A JP31224190A JPH04181787A JP H04181787 A JPH04181787 A JP H04181787A JP 31224190 A JP31224190 A JP 31224190A JP 31224190 A JP31224190 A JP 31224190A JP H04181787 A JPH04181787 A JP H04181787A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etalon
- gas
- laser device
- light
- laser
- 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
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明はエキシマレーザ装置等、微細加工等に用いる
レーザ装置に係り、特に狭帯域レーザを発振するための
波長選択素子としてのエタロンに関するものである。
レーザ装置に係り、特に狭帯域レーザを発振するための
波長選択素子としてのエタロンに関するものである。
第２図は例えば特開昭６２−１９８１８２号公報に開示
されたこの種従来のエキシマレーザ装置を示す側面図で
ある。図において、全反射ミラー（］）と出射ミラー（
２１とからなる共振器を備えたエキシマレーザのキャビ
ティ内に、波長選択素子としてのエタロン４）が配置さ
れている。（３）はウィンドウ（５ａ）、（５ｂ）によ
って密閉られなチャンバであり、チャンバ（３］には、
レーザ媒質として例えばアルゴンとフッ素の混合ガス、
またはクリプトンとフッ素の混合ガスなどが充填されレ
ーザ発振部が収容されている。
されたこの種従来のエキシマレーザ装置を示す側面図で
ある。図において、全反射ミラー（］）と出射ミラー（
２１とからなる共振器を備えたエキシマレーザのキャビ
ティ内に、波長選択素子としてのエタロン４）が配置さ
れている。（３）はウィンドウ（５ａ）、（５ｂ）によ
って密閉られなチャンバであり、チャンバ（３］には、
レーザ媒質として例えばアルゴンとフッ素の混合ガス、
またはクリプトンとフッ素の混合ガスなどが充填されレ
ーザ発振部が収容されている。
次に動作について説明する。レーザ媒質の充填されたチ
ャンバＢ）内で放電を行うと全反射ミラー（１）と出射
ミラーＣ）との間でレーザ発振する。このとき全反射ミ
ラー（１）と出射ミラー（ａとの間にエタロン（イ）か
挿入されているので、所定の波長か選択され、スペクト
ル幅の狭いレーザ光が出射する。
ャンバＢ）内で放電を行うと全反射ミラー（１）と出射
ミラーＣ）との間でレーザ発振する。このとき全反射ミ
ラー（１）と出射ミラー（ａとの間にエタロン（イ）か
挿入されているので、所定の波長か選択され、スペクト
ル幅の狭いレーザ光が出射する。
エタロン４は、第３図に示すように、それぞれ一方の面
に高反射膜（４３）、他方の面に反射防止膜（４４）を
形成した２枚の合成石英基板（４１）を高反射膜（４３
）同士か対向するようにスペーサ（４２）を介して所定
の間隔をあけて接合したものであり、この対向した２つ
の高反射膜面のギャップ間で光か多重反射し干渉するこ
とによって波長選択性か得られる。
に高反射膜（４３）、他方の面に反射防止膜（４４）を
形成した２枚の合成石英基板（４１）を高反射膜（４３
）同士か対向するようにスペーサ（４２）を介して所定
の間隔をあけて接合したものであり、この対向した２つ
の高反射膜面のギャップ間で光か多重反射し干渉するこ
とによって波長選択性か得られる。
一般にエタロンは、光かエタロンの入射面に対してわず
かな角度をもって入射するように使用されるため、原理
上入射した光のうちの一部は共振せず、光軸から外れて
損失となる。
かな角度をもって入射するように使用されるため、原理
上入射した光のうちの一部は共振せず、光軸から外れて
損失となる。
第４区は以上の状況を説明するもので、そのＡ２Ｂ面は
それぞれエタロンのギャップ面、もしくは高反射膜面で
あり、Ｃ，Ｄはエタロンへの入射光と出射光である。こ
こで、Ａ面から入射した光Ｃは、Ａ、Ｂ面のギャップ間
で多重反射をくりかえした後８面から出射する。この時
、ａの部分は有効な光として取り出されるか、ｂの部分
は十分に干渉しないため有効な光として取り出せずに損
失となる。またエタロンの高反射膜、反射防止膜ともに
、理想的な反射面、透過面をもっていないため、これら
の面で散乱することによっても、光か光軸から外れて損
失となる。
それぞれエタロンのギャップ面、もしくは高反射膜面で
あり、Ｃ，Ｄはエタロンへの入射光と出射光である。こ
こで、Ａ面から入射した光Ｃは、Ａ、Ｂ面のギャップ間
で多重反射をくりかえした後８面から出射する。この時
、ａの部分は有効な光として取り出されるか、ｂの部分
は十分に干渉しないため有効な光として取り出せずに損
失となる。またエタロンの高反射膜、反射防止膜ともに
、理想的な反射面、透過面をもっていないため、これら
の面で散乱することによっても、光か光軸から外れて損
失となる。
エタロンに入射した光のうち、このようにレーザ光の光
軸から外れた光は不要な光である。
軸から外れた光は不要な光である。
従来のエタロンにおいては、これら光軸を外れた不要な
光がエタロン内部で反射を繰り返す間に一部は熱に変換
され、エタロンの温度はその分上昇し熱膨張による歪等
が発生する。特にエキシマし−ザ装置のような短波長し
−ザ用のエタロンにおいては、ｐｍのオーダで光の制御
を行うため基板のギャップ間の距離およびキャップ面の
面精度には非常に高い精度か要求され、上記した歪の発
生はエタロンの性能低下に直結するという問題点があっ
た。
光がエタロン内部で反射を繰り返す間に一部は熱に変換
され、エタロンの温度はその分上昇し熱膨張による歪等
が発生する。特にエキシマし−ザ装置のような短波長し
−ザ用のエタロンにおいては、ｐｍのオーダで光の制御
を行うため基板のギャップ間の距離およびキャップ面の
面精度には非常に高い精度か要求され、上記した歪の発
生はエタロンの性能低下に直結するという問題点があっ
た。
この発明は以上の様な問題点を解決するためになされた
もので、エタロンの温度上昇を軽減させることができ、
したかつて長時間にわたって初期特性を維持することが
できるレーザ装置を提供することを目的とする。
もので、エタロンの温度上昇を軽減させることができ、
したかつて長時間にわたって初期特性を維持することが
できるレーザ装置を提供することを目的とする。
この発明に係るレーザ装置は、そのエタロンを熱伝導率
が空気のそれより大きいカスとともに気密ホルダー内に
収容したものである。
が空気のそれより大きいカスとともに気密ホルダー内に
収容したものである。
前述した不要な光によってエタロンの一部に発生した熱
は、エタロンの表面を覆う高熱伝導率のガスにより効率
よく放熱され当該部分の温度か低下する。
は、エタロンの表面を覆う高熱伝導率のガスにより効率
よく放熱され当該部分の温度か低下する。
第１図はこの発明の一実施例によるエキシマシーザ装置
のエタロンの構成を示す断面図である。
のエタロンの構成を示す断面図である。
図において、エタロン（２）はウィンドウ（ｌｌａ）、
（ｌｌｂ）、ガス導入パイプ（１３）およびガス導出バ
イブ（１４）か取り付けられた気密ホルダー（１０）の
内部に配置されている。（＋５）、（＋６）は気密ホル
ダー（１０）に清浄で熱伝導率の大きなガス例えば水素
ガスＧを導入、導出するためのバルブであり、（１７）
は導入ガス中および気密ホルタ−（１０）内の微少塵埃
を除去するフィルターである。 （＋２）、（１８）は
エタロン保持材である。
（ｌｌｂ）、ガス導入パイプ（１３）およびガス導出バ
イブ（１４）か取り付けられた気密ホルダー（１０）の
内部に配置されている。（＋５）、（＋６）は気密ホル
ダー（１０）に清浄で熱伝導率の大きなガス例えば水素
ガスＧを導入、導出するためのバルブであり、（１７）
は導入ガス中および気密ホルタ−（１０）内の微少塵埃
を除去するフィルターである。 （＋２）、（１８）は
エタロン保持材である。
上記の様に構成されたエタロンにおいては、ガス導入パ
イプ（１３）より水素ガスＧを気密ホルダー（１０）内
に導入する。それにより、エタロン４）の周囲は放熱性
の良い環境になり、かつ微少な塵埃もない清浄な状態に
なる。
イプ（１３）より水素ガスＧを気密ホルダー（１０）内
に導入する。それにより、エタロン４）の周囲は放熱性
の良い環境になり、かつ微少な塵埃もない清浄な状態に
なる。
導入ガスを水素ガスとした実施例における実験衣は、そ
れぞれエタロンをＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ、２００Ｈｚ、 ＩＯｍｊ／ｃｆｆｌ ）で３０分間
動作させたときの、エタロンの温度上昇と、温度上昇に
よる熱歪から発生する波長シフトについて示したもので
ある。水素ガスの熱伝導率（約１６８１ｗ／１ｋ）か空
気の熱伝導率（約２４．１ｍｗ／ｍ−ｋ＞より大きく、
この分エタロン表面の冷却放熱条件が良好となって熱歪
が低減し、本実施例によるエタロンの性能が向上してい
ることが判る６ なお、上記実施例データは導入ガスとして水素ガスを使
用した場合について示したが、ヘリウムガスも高い熱伝
導率（約１４３ｍｗ＃ｌ１−ｋ＞を有しこの発明の適用
で上記とほぼ同等の効果を奏する。
れぞれエタロンをＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ、２００Ｈｚ、 ＩＯｍｊ／ｃｆｆｌ ）で３０分間
動作させたときの、エタロンの温度上昇と、温度上昇に
よる熱歪から発生する波長シフトについて示したもので
ある。水素ガスの熱伝導率（約１６８１ｗ／１ｋ）か空
気の熱伝導率（約２４．１ｍｗ／ｍ−ｋ＞より大きく、
この分エタロン表面の冷却放熱条件が良好となって熱歪
が低減し、本実施例によるエタロンの性能が向上してい
ることが判る６ なお、上記実施例データは導入ガスとして水素ガスを使
用した場合について示したが、ヘリウムガスも高い熱伝
導率（約１４３ｍｗ＃ｌ１−ｋ＞を有しこの発明の適用
で上記とほぼ同等の効果を奏する。
また、上記実施例はエアギャップ型エタロンに適用した
場合を示したが、平行平板型エタロンにも同様に適用す
ることができる。
場合を示したが、平行平板型エタロンにも同様に適用す
ることができる。
また、ガスは必すしも常に流動させておく必要はなく、
−度ガスを導入した後、気密ホルタ−（１０）を封じ切
るようにしてもよい。
−度ガスを導入した後、気密ホルタ−（１０）を封じ切
るようにしてもよい。
更に、エタロンにより選択する波長を制御する手段とし
ては、キャップ間の距離を変える方法、し−ザ光の光軸
とエタロンとの角度を変化させる方法、ギャップ間に流
体を入れ流体の圧力を変化させる方法なとがあるが、こ
の発明はいずれの方法も適用可能であり、特にギャップ
間の流体の圧力を変化させる方法ては上記した水素ガス
等の導入ガスの圧力を制御するようにすればよい。
ては、キャップ間の距離を変える方法、し−ザ光の光軸
とエタロンとの角度を変化させる方法、ギャップ間に流
体を入れ流体の圧力を変化させる方法なとがあるが、こ
の発明はいずれの方法も適用可能であり、特にギャップ
間の流体の圧力を変化させる方法ては上記した水素ガス
等の導入ガスの圧力を制御するようにすればよい。
以上のように、この発明はエタロンを熱伝導率か空気の
それより大きいガスとともに気密ホルダー内に収容する
ようにしたので、エタロン内部で発生する熱の放散か良
くなり熱による歪が軽減し、光学的初期特性を長時間維
持することかできる。
それより大きいガスとともに気密ホルダー内に収容する
ようにしたので、エタロン内部で発生する熱の放散か良
くなり熱による歪が軽減し、光学的初期特性を長時間維
持することかできる。
第１図はこの発明の一実施例によるエキシマし−サ装置
のエタロンの構成を示す断面図、第２図は従来のエキシ
マレーザ装置を示す側面図、第３図は第２図のエタロン
の側面図、第４図はエタロンにおける光の入射および出
射の状態を説明する図である。 図において、（１）は全反射ミラー、口は出射ミラー、
（３）はチャンバ、（２）はエタロン、（１０）は気密
ホルタ−１Ｇは熱伝導率か大きいカスとしての水素ガス
である。 尚、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人 弁理士 大 岩 増
雄第１図 第２図 Ｉ １反射ミラー Ｊ ＋ヤ／ハ２：出身４ミラ
ー ４ エタロ／第３Ｗｉ 第４図
のエタロンの構成を示す断面図、第２図は従来のエキシ
マレーザ装置を示す側面図、第３図は第２図のエタロン
の側面図、第４図はエタロンにおける光の入射および出
射の状態を説明する図である。 図において、（１）は全反射ミラー、口は出射ミラー、
（３）はチャンバ、（２）はエタロン、（１０）は気密
ホルタ−１Ｇは熱伝導率か大きいカスとしての水素ガス
である。 尚、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人 弁理士 大 岩 増
雄第１図 第２図 Ｉ １反射ミラー Ｊ ＋ヤ／ハ２：出身４ミラ
ー ４ エタロ／第３Ｗｉ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 チャンバ内に収容されたレーザ発振部、全反射ミラーと
出射ミラーとからなる共振器、および波長選択素子とし
てのエタロンを備えたものにおいて、 気密ホルダーを設け、上記エタロンを熱伝導率が空気の
それより大きいガスとともに上記気密ホルダー内に収容
したことを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31224190A JPH04181787A (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31224190A JPH04181787A (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04181787A true JPH04181787A (ja) | 1992-06-29 |
Family
ID=18026869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31224190A Pending JPH04181787A (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04181787A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1265325A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-11 | Alcatel | Optical device with temperature insensitive etalon |
| JP2024502900A (ja) * | 2021-02-03 | 2024-01-23 | クオンタム ヴァリー アイデアズ ラボラトリーズ | 周波数基準システム内のエタロンの収容 |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP31224190A patent/JPH04181787A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1265325A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-11 | Alcatel | Optical device with temperature insensitive etalon |
| JP2024502900A (ja) * | 2021-02-03 | 2024-01-23 | クオンタム ヴァリー アイデアズ ラボラトリーズ | 周波数基準システム内のエタロンの収容 |
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