JPH04372183A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
- Publication number
- JPH04372183A JPH04372183A JP15024691A JP15024691A JPH04372183A JP H04372183 A JPH04372183 A JP H04372183A JP 15024691 A JP15024691 A JP 15024691A JP 15024691 A JP15024691 A JP 15024691A JP H04372183 A JPH04372183 A JP H04372183A
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- JP
- Japan
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- temperature
- etalon
- holder
- gas
- laser device
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- Pending
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エキシマレーザ装置
等のような微細加工に用いられるレーザ装置に係り、特
に波長選択素子としてその主要部を構成するエタロンに
関するものである。
等のような微細加工に用いられるレーザ装置に係り、特
に波長選択素子としてその主要部を構成するエタロンに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は例えば特開昭６２−１９８１８２
号公報に示されたこの種従来のエキシマレーザ装置の
概略構成を示す側面図である。図において、１および２
はキャビティ内に配設され共振器を構成する全反射ミラ
ーおよび出射ミラー、３は両ウインドウ３ａ，３ｂによ
って密閉されたチャンバーで、内部にはレーザ発振部（
図示せず）が収容され、且つ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
の混合ガスが充填されている。４はチャンバ３のウイン
ドウ３ａと全反射ミラー１との間に介挿される波長選択
素子としてのエタロンである。
号公報に示されたこの種従来のエキシマレーザ装置の
概略構成を示す側面図である。図において、１および２
はキャビティ内に配設され共振器を構成する全反射ミラ
ーおよび出射ミラー、３は両ウインドウ３ａ，３ｂによ
って密閉されたチャンバーで、内部にはレーザ発振部（
図示せず）が収容され、且つ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
の混合ガスが充填されている。４はチャンバ３のウイン
ドウ３ａと全反射ミラー１との間に介挿される波長選択
素子としてのエタロンである。
【０００３】次に上記のように構成される従来のレーザ
装置の動作について説明する。まず、レーザ媒質の充填
されたチャンバー３内で放電を行うと、全反射ミラー１
と出射ミラー２との間でレーザ発振する。この時、全反
射ミラー１と出射ミラー２との間にエタロン４が介挿さ
れているので、所定の波長が選定され、スペクトル幅の
狭いレーザ光が出射される。
装置の動作について説明する。まず、レーザ媒質の充填
されたチャンバー３内で放電を行うと、全反射ミラー１
と出射ミラー２との間でレーザ発振する。この時、全反
射ミラー１と出射ミラー２との間にエタロン４が介挿さ
れているので、所定の波長が選定され、スペクトル幅の
狭いレーザ光が出射される。
【０００４】なお、エタロン４は図４に示すように、そ
れぞれ一方の面に高反射膜４１ａ 、他方の面に反射防
止膜４１ｂ を形成した２枚の合成石英基板４１を、そ
れぞれの高反射膜４１ａ 同士が対向するように、スペ
ーサ４２を介して所定の間隔をあけて接合されたもので
あり、この対向した両高反射膜４１ａ 表面間で光が多
重反射し干渉することによって波長選択性が得られる。
れぞれ一方の面に高反射膜４１ａ 、他方の面に反射防
止膜４１ｂ を形成した２枚の合成石英基板４１を、そ
れぞれの高反射膜４１ａ 同士が対向するように、スペ
ーサ４２を介して所定の間隔をあけて接合されたもので
あり、この対向した両高反射膜４１ａ 表面間で光が多
重反射し干渉することによって波長選択性が得られる。
【０００５】一般に、エタロン４は光が入射面に対して
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
れて損失となり、又、エタロン４の高反射膜４１ａ 、
反射防止膜４１ｂ 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
光軸から外れて損失となる。このように、エタロン４に
入射した光のうちレーザ光の光軸から外れた光は不要な
光である。
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
れて損失となり、又、エタロン４の高反射膜４１ａ 、
反射防止膜４１ｂ 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
光軸から外れて損失となる。このように、エタロン４に
入射した光のうちレーザ光の光軸から外れた光は不要な
光である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置は以
上のように構成されているので、エタロン４に入射した
光のうち光軸から外れた不要な光がエタロン４の内部で
反射を繰り返す間に一部は熱に変換され、これによりエ
タロン４の温度は上昇し熱歪等が発生する。特にエキシ
マレーザ装置のような短波長レーザのエタロンにおいて
は、ｐｍ（ピコメートル）のオーダで光の制御を行うた
め、合成石英基板４１間のギャップ距離およびギャップ
面の面精度には非常に高い精度が要求されるので、熱に
よる歪の発生はエタロン４の性能低下をもたらすという
問題点があった。
上のように構成されているので、エタロン４に入射した
光のうち光軸から外れた不要な光がエタロン４の内部で
反射を繰り返す間に一部は熱に変換され、これによりエ
タロン４の温度は上昇し熱歪等が発生する。特にエキシ
マレーザ装置のような短波長レーザのエタロンにおいて
は、ｐｍ（ピコメートル）のオーダで光の制御を行うた
め、合成石英基板４１間のギャップ距離およびギャップ
面の面精度には非常に高い精度が要求されるので、熱に
よる歪の発生はエタロン４の性能低下をもたらすという
問題点があった。
【０００７】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、エタロンの温度変動を防止して
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。
ためになされたもので、エタロンの温度変動を防止して
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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
におけるレーザ装置は、エタロンを気密ホルダ内に収容
し且つ気密ホルダ内に充填されたガスの温度調節により
温度制御するようにしたものであり、又、請求項２にお
けるレーザ装置は、エタロンを気密ホルダ内に収容し且
つ気密ホルダを覆うように形成された温度調整ホルダの
温度調節により温度制御するようにしたものである。
におけるレーザ装置は、エタロンを気密ホルダ内に収容
し且つ気密ホルダ内に充填されたガスの温度調節により
温度制御するようにしたものであり、又、請求項２にお
けるレーザ装置は、エタロンを気密ホルダ内に収容し且
つ気密ホルダを覆うように形成された温度調整ホルダの
温度調節により温度制御するようにしたものである。
【０００９】
【作用】この発明におけるレーザ装置の気密ホルダを覆
うように形成された温度調整ホルダおよび充填ガスは、
自身が温度調節されることにより、気密ホルダ内に収容
されたエタロンを温度制御して一定の温度に保持する。
うように形成された温度調整ホルダおよび充填ガスは、
自身が温度調節されることにより、気密ホルダ内に収容
されたエタロンを温度制御して一定の温度に保持する。
【００１０】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１におけるレーザ装置の要
部の構成を示す断面図である。図において、５は両端開
口をウィンドウ５ａ，５ｂで閉塞された気密ホルダで、
内部に保持部材６，７を介してエタロン４を保持し収容
している。８は気密ホルダ５内に充填される窒素ガス、
９，１０は気密ホルダ５にフィルタ１１を介してそれぞ
れ接続されたガス導入パイプおよびガス導出パイプであ
る。
る。図１はこの発明の実施例１におけるレーザ装置の要
部の構成を示す断面図である。図において、５は両端開
口をウィンドウ５ａ，５ｂで閉塞された気密ホルダで、
内部に保持部材６，７を介してエタロン４を保持し収容
している。８は気密ホルダ５内に充填される窒素ガス、
９，１０は気密ホルダ５にフィルタ１１を介してそれぞ
れ接続されたガス導入パイプおよびガス導出パイプであ
る。
【００１１】１２， １３はこのガス導入パイプ９およ
びガス導出パイプ１０にそれぞれ配設される導入バルブ
および導出バルブ、１４は気密ホルダ５内に設置された
ガス圧センサ１５によって気密ホルダ５内のガス圧を測
定し、この測定値を一定もしくは変化させるためのガス
圧調整器、１６は両保持部材６，７にそれぞれ設置され
た温度センサ１７， １８によって気密ホルダ５内のガ
ス温度を測定し、この測定値を一定に調節するガス温度
調節器である。
びガス導出パイプ１０にそれぞれ配設される導入バルブ
および導出バルブ、１４は気密ホルダ５内に設置された
ガス圧センサ１５によって気密ホルダ５内のガス圧を測
定し、この測定値を一定もしくは変化させるためのガス
圧調整器、１６は両保持部材６，７にそれぞれ設置され
た温度センサ１７， １８によって気密ホルダ５内のガ
ス温度を測定し、この測定値を一定に調節するガス温度
調節器である。
【００１２】上記のように構成された実施例１における
レーザ装置のエタロン４において、まず、ガス温度調節
器１６によって温度調節された窒素ガス８が、導入バル
ブ１２、ガス導入パイプ９およびフィルタ１１を介して
気密ホルダ５内に導入される。この窒素ガス８によって
エタロン４は温度制御され一定の温度に保持されるとと
もに気密ホルダ５内は塵埃のない清浄な状態となる。
レーザ装置のエタロン４において、まず、ガス温度調節
器１６によって温度調節された窒素ガス８が、導入バル
ブ１２、ガス導入パイプ９およびフィルタ１１を介して
気密ホルダ５内に導入される。この窒素ガス８によって
エタロン４は温度制御され一定の温度に保持されるとと
もに気密ホルダ５内は塵埃のない清浄な状態となる。
【００１３】例えば、レーザ発振前にエタロン４の温度
が２３℃で、発振数分後上昇し始めて２３．１℃になる
と、温度センサ１７，１８によってこれを検知し、ガス
温度調節器１６により充填ガスの温度が２３℃で一定と
なるように、２３℃より低めに設定された窒素ガスを導
入バルブ１２を開にして気密ホルダ５内に導入する。又
、逆にエタロン４の温度が冷却され過ぎた場合には、ガ
ス温度調節器１６によって２３℃より高めに設定された
窒素ガスが気密ホルダ５内に導入される。表１に実施例
１における温度変動ならびに波長シフトを従来装置のそ
れと比較して示す。
が２３℃で、発振数分後上昇し始めて２３．１℃になる
と、温度センサ１７，１８によってこれを検知し、ガス
温度調節器１６により充填ガスの温度が２３℃で一定と
なるように、２３℃より低めに設定された窒素ガスを導
入バルブ１２を開にして気密ホルダ５内に導入する。又
、逆にエタロン４の温度が冷却され過ぎた場合には、ガ
ス温度調節器１６によって２３℃より高めに設定された
窒素ガスが気密ホルダ５内に導入される。表１に実施例
１における温度変動ならびに波長シフトを従来装置のそ
れと比較して示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１は、それぞれエタロン４をＫｒ，Ｆエ
キシマレーザ（波長２４８ｎｍ ，２００Ｈｚ ，１０
ｍ Ｊ ／ｃｍ２ ）で３０分間動作させた場合の、エ
タロン４の温度変動と温度変動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。表１からも明ら
かなように、温度変動が抑制されたことによりエタロン
４の熱歪が軽減され、エタロン４の性能が従来装置のそ
れと比較して向上することは明確である。なお、実施例
１のようにガス温度を調節してエタロンの温度を一定に
保持制御する場合、ガス温度の変化によってガス圧が変
動し波長シフトが発生しないように、常時、ガス圧セン
サ１５によって気密ホルダ５内のガス圧を測定しておき
、ガス圧調整器１４によってガス圧を一定に調節してお
く必要がある。
キシマレーザ（波長２４８ｎｍ ，２００Ｈｚ ，１０
ｍ Ｊ ／ｃｍ２ ）で３０分間動作させた場合の、エ
タロン４の温度変動と温度変動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。表１からも明ら
かなように、温度変動が抑制されたことによりエタロン
４の熱歪が軽減され、エタロン４の性能が従来装置のそ
れと比較して向上することは明確である。なお、実施例
１のようにガス温度を調節してエタロンの温度を一定に
保持制御する場合、ガス温度の変化によってガス圧が変
動し波長シフトが発生しないように、常時、ガス圧セン
サ１５によって気密ホルダ５内のガス圧を測定しておき
、ガス圧調整器１４によってガス圧を一定に調節してお
く必要がある。
【００１６】実施例２．図２はこの発明の実施例２にお
けるレーザ装置の要部の構成を示す断面図である。図に
おいて、気密ホルダ５、両ウィンドウ５ａ，５ｂ、保持
部材６，７、窒素ガス８、ガス導入パイプ９、ガス導出
パイプ１０、フィルタ１１、導入バルブ１２、導出バル
ブ１３、ガス圧調整器１４およびガス圧センサ１５は図
１における実施例１におけるものと同様である。１９は
気密ホルダ５の外表面を覆うように形成された温度調整
ホルダ、２０，２１，２２はそれぞれエタロン４、保持
部材６および温度調整ホルダ１９に設置された温度セン
サ、２３はこれら各温度センサ２０，２１，２２によっ
て測定される温度に基づいて、エタロン４の温度が上昇
し始めたら、気密ホルダ５の温度が下がるように、また
、エタロン４の温度が冷却され過ぎた場合は気密ホルダ
５の温度が上がるように、温度調整ホルダ１９に送風機
（図示せず）から冷温風を送って温度調整をする温度調
整器である。
けるレーザ装置の要部の構成を示す断面図である。図に
おいて、気密ホルダ５、両ウィンドウ５ａ，５ｂ、保持
部材６，７、窒素ガス８、ガス導入パイプ９、ガス導出
パイプ１０、フィルタ１１、導入バルブ１２、導出バル
ブ１３、ガス圧調整器１４およびガス圧センサ１５は図
１における実施例１におけるものと同様である。１９は
気密ホルダ５の外表面を覆うように形成された温度調整
ホルダ、２０，２１，２２はそれぞれエタロン４、保持
部材６および温度調整ホルダ１９に設置された温度セン
サ、２３はこれら各温度センサ２０，２１，２２によっ
て測定される温度に基づいて、エタロン４の温度が上昇
し始めたら、気密ホルダ５の温度が下がるように、また
、エタロン４の温度が冷却され過ぎた場合は気密ホルダ
５の温度が上がるように、温度調整ホルダ１９に送風機
（図示せず）から冷温風を送って温度調整をする温度調
整器である。
【００１７】上記のように構成された実施例２における
レーザ装置のエタロン４においては、温度センサ２０に
よってエタロン４の温度が変動したことを検知すると、
温度調整器２３は図示しない送風機から冷温風を送って
温度調整ホルダ１９の温度を調整し、気密ホルダ５およ
び窒素ガス８を介して間接的にエタロン４の温度を一定
に保持し、上記実施例１同様の効果を奏する。又、実施
例２においては送風機からの冷温風で温度調節している
ので、実施例１におけるように充填ガスの温度を制御し
て気密ホルダ５内に導入するようにしたものと比較し、
構造的に簡略化されるという効果も奏する。
レーザ装置のエタロン４においては、温度センサ２０に
よってエタロン４の温度が変動したことを検知すると、
温度調整器２３は図示しない送風機から冷温風を送って
温度調整ホルダ１９の温度を調整し、気密ホルダ５およ
び窒素ガス８を介して間接的にエタロン４の温度を一定
に保持し、上記実施例１同様の効果を奏する。又、実施
例２においては送風機からの冷温風で温度調節している
ので、実施例１におけるように充填ガスの温度を制御し
て気密ホルダ５内に導入するようにしたものと比較し、
構造的に簡略化されるという効果も奏する。
【００１８】実施例３．上記各実施例１，２においては
、気密ホルダ５内に導入充填ガスとして窒素ガスを使用
した場合について示したが、窒素ガスよりも熱伝導率の
高い例えば水素ガス、ヘリウムガス等を用いれば、さら
に温度制御が容易となり効果は増大する。
、気密ホルダ５内に導入充填ガスとして窒素ガスを使用
した場合について示したが、窒素ガスよりも熱伝導率の
高い例えば水素ガス、ヘリウムガス等を用いれば、さら
に温度制御が容易となり効果は増大する。
【００１９】実施例４．又、上記各実施例１，２におい
ては、エアギャップ型エタロンに適用した場合について
示したが、平行平板型エタロンに適用しても同様の効果
を奏する。このように、エタロンにより選択する波長を
制御する手段としては、ギャップの距離を変化させるも
の、レーザ光の光軸とエタロンとの角度を変化させるも
の等があるが、この発明がいずれのものにも適用可能で
あるということは言うまでもない。
ては、エアギャップ型エタロンに適用した場合について
示したが、平行平板型エタロンに適用しても同様の効果
を奏する。このように、エタロンにより選択する波長を
制御する手段としては、ギャップの距離を変化させるも
の、レーザ光の光軸とエタロンとの角度を変化させるも
の等があるが、この発明がいずれのものにも適用可能で
あるということは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によればエタロ
ンを気密ホルダ内に収容し且つ気密ホルダ内に充填され
たガスの温度調節により温度制御するようにし、又、エ
タロンを気密ホルダ内に収容し且つ気密ホルダを覆うよ
うに形成された温度調整ホルダの温度調節により温度制
御するようにしたので、エタロンの温度変動を防止し初
期特性を維持することができるレーザ装置の提供を可能
にする。
ンを気密ホルダ内に収容し且つ気密ホルダ内に充填され
たガスの温度調節により温度制御するようにし、又、エ
タロンを気密ホルダ内に収容し且つ気密ホルダを覆うよ
うに形成された温度調整ホルダの温度調節により温度制
御するようにしたので、エタロンの温度変動を防止し初
期特性を維持することができるレーザ装置の提供を可能
にする。
【図１】この発明の実施例１におけるレーザ装置の要部
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施例２におけるレーザ装置の要部
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
【図３】従来のレーザ装置の構成を示す側面図である。
【図４】図３におけるレーザ装置の要部を構成するエタ
ロンを示す側面図である。
ロンを示す側面図である。
１ 全反射ミラー
２ 出射ミラー
３ チャンバ
４ エタロン
５ 気密ホルダ
６ ガス
１６ ガス温度調節器
１９ 温度調整ホルダ
Claims (2)
- 【請求項１】 チャンバー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レーザ装置にお
いて、上記エタロンは気密ホルダ内に収容され且つ上記
気密ホルダ内に充填されたガスの温度調節により温度制
御されていることを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項２】 チャンバー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レーザ装置にお
いて、上記エタロンは気密ホルダ内に収容され且つ上記
気密ホルダを覆うように形成された温度調整ホルダの温
度調節により温度制御されていることを特徴とするレー
ザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15024691A JPH04372183A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15024691A JPH04372183A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372183A true JPH04372183A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=15492757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15024691A Pending JPH04372183A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04372183A (ja) |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP15024691A patent/JPH04372183A/ja active Pending
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