JPH0438884A - レーザ発振出力検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ装置において、レーザ発振出力検出の
測定信頼性向上に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

最近、　レーザ装置が高出力・高い集光性等の利ζから
光源装置として応用され始めている。特に従来の加工・
切断・溶接などの分野から、半導体製造プロセスにおけ
るフォトリングラフィ用光瀞として用いることも検討さ
れている。

ところで、前記フォトリソグラフィ光源として用いた場
合には、いわゆるウェハの歩留りを一定に維持するため
に、露光条件を均一化する必要があり、そのためにはレ
ーザ出力の光エネルギーが常に安定していることが要二
札される。

そのため、この種の用途に用いられるレーザ装置では、
射出されるレーザ光を常にモニタして、このモニタ結果
に基づいてレーザ装置をフィードバック制御するための
測定・制御機構を備えているものが一般的である。

以下、この種の従来技術における具体例を第２図を用い
て説明する。

すなわち、レーザ媒質１におけるレーザ光３の射出口２
からのレーザ光路上には、ビームスプリッタ４が配置さ
れて、射出されたレーザ光３の一部を被検出光として取
り出していた　前記ビームスプリッタ４によって分岐さ
れたレーザ光は、適当な透過率を備えたＮＤフィルタ８
を介して光電変換素子１０であるフォトダイオードに入
光される。

前記光電変換素子１０で光電変換された検出信号（戴　
電気配線１４を通じて駆動・検出部１１に伝えら汰　こ
こでＡ／Ｄ変換等の信号処理が行われ測定信号として制
御部１２に入力される。

制御部１２では、前記測定信号に基づいて制御信号を発
生させて、この制御信号によって前記レーザ媒質１の出
力制御を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし　前述した方法では光電変換素子１０としてのフ
ォトダイオードがレーザ媒質１の極く近傍に配置される
ため、下記のような難截があったすなわち、このような
レーザ装置に用いられるレーザ媒質１は、一般には、ガ
ス中における高電圧放電やロンド状の光学結晶・色素溶
液に対して光輝度のフラッシュランプ光を照射して得ら
れる。

ここでガス中における高電圧放電およびフラッシュラン
プの点灯はともに強い電磁的な雑音を発生することが多
い。したがって、光電変換素子１０の電気配線１４はこ
のような雑音の存在する場の中にさらされることになる
。

この結果、光電変換素子１０から駆動・検出部１１に至
る電気配４１１４上で電磁誘導による雑音パルスが発生
し　本来の光電変換素子１０がらの出力電圧が変動し　
正確なレーザ発振出力の検出が困難となっていた 本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その
目的は、レーザ媒質等からの電磁的な雑音に左右される
ことなく、レーザ発振出力の正確な測定を可能にし、強
いては安定的なレーザ発振が可能なレーザ装置を実現す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、レーザ媒質の近傍に配置された受光部と、受
光部に一端が接続されてレーザ媒質からの検出光を伝え
る光ファイバと、光ファイバの他端に接続された放光部
と、放光部に対向して配置された光電変換素子と、光を
変換素子からの検出信号に基づいて前記レーザ光の発振
出力を算出し前記レーザ媒質への制御信号を発生する主
制御部とで構成したレーザ発振出力検出装置を要旨とす
る。

二こで、　レーザ媒質としては、エキシマレーザ、炭酸
ガスレーザ、銅蒸気レーザ、色素レーザ、ＹＡＧレーザ
、アレキサントレイトレーザ等のパルス発振するレーザ
装置のみならずヘリウム−ネオンレーザ、アルゴンイオ
ンレーザ等の連続発振するレーザでもよい。

また、光ファイバの両端に接続される受光部および放光
部には光学レンズを装着して入光効率または出光効率を
高めたものでもよい。

光電変換素子と１戴　たとえばフォトダイオード等の素
子であり、受光光量に対応した電気信号を発生する光電
効果を有する素子であればよい。

〔作用〕

前記した手段によれば、レーザ媒質近傍に配置された受
光部で受けた検出光を光状態のまま光ファイバによって
導く。そして、前記レーザ媒質の電磁的雑音の影響を受
けない位置に設けられた放光部から出光させて、この光
を光電変換素子で受ける。

このように、本発明では光ファイバを用いることにより
、レーザ媒質と光電変換素子との間の距離をとり、フォ
トダイオードを駆動・検出部に近接して配置することに
よりレーザ媒質からの電磁的雑音の影響を抑止すること
ができる。しかも、光を変換素子から駆動・検出部まで
の電気配線も大幅に短縮することができる。

この結果、光電変換素子の出力信号に混入する雑音信号
のレベルを低下させ、雑音に阻害されない信号検出が可
能となり、このような検出結果に基づいた確実なレーザ
装置の制御が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図において、レーザ媒質１の射出口２より射出され
たレーザ光３は、ビームスプリッタ４でその一部が分岐
さ法　分岐光は受光部５に入光される。前記レーザ光３
は、受光部５に接続された光ファイバ６を通じて所定距
離１の位置にある放光部７まで導かれる。ここで所定比
Ｎ！１は、前記レーザ媒質１そのものが有する出力規格
等によって決定することが望ましい。

前記放光部７の対向位置には、ＮＤフィルタ８を介して
光電変換素子１０としてのフォトダイオードが配置され
ている。フォトダイオードでは、前記放光部７からの光
強度によって高力電圧が変化する。

駆動・検出部１１では、前記フォトダイオードからの電
圧信号に対してＡ／Ｄ変換等の信号処理を施して制御部
１２に出力する。

制御部１２は、マイクロプロセッサおよびメモリ等で構
成されており、駆動・検出部１１がらの測定信号に基づ
いて所定の演算処理を行い、レーザ媒質１に対する制御
信号を生成する。この制御信号は制御線Ｉ３を通じてレ
ーザ媒質ｌあるいは図示しないレーザ制御機構に送出さ
粗　レーザ媒質１から射出されるレーザ光の強度を制御
する。

このときの制御信号の生成方法としては、あらかじめサ
ンプリングによって得られた、光強度と対になる理想的
な制御パラメータをメモリに格納しておき、駆動・検出
部１１からの信号に対応してこれらの制御パラメータを
順次変更していく方法が埜げられる。

このとき本実施例で代　光ファイバ６により、レーザ媒
質ｌと光電変換素子１ｏとの間の距離を十分にとること
ができるため、光を変換素子１゜を駆動・検出部１１に
近接して配置することができる。このため、レーザ媒質
１で発生する電磁的雑音の影響を最小限に抑止すること
ができる。しかも、光電変換素子１ｏから駆動・検出部
１１までの電気配線１４も大幅に短縮することができる
。

この結果、光電変換素子１０の出力信号に混入する雑音
信号のレベルを低下させ、雑音に阻害されない信号検出
が可能となっており、制御部１２において的確な制御信
号を生成することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、雑音に阻害されない信号検出が可能と
なる結果　確実なレーザ装置の制御により安定したレー
ザ出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であり、レーザ発振出力検圧
装置の構成を示すブロンク恐　第２図は従来技術におけ
る装置構成を示すブロック図である。 １　レーザ媒質、　　　３　レーザ九 ５　受光部　　　　　６・光ファイバ、７　放光部 １０　光を変換素子（フォトダイオード）、１２　制御
部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ媒質より出射されたレーザ光の光エネルギ
   ーを測定するレーザ発振出力検出装置であって、 レーザ媒質の近傍に配置された受光部と、 この受光部に一端が接続されてレーザ媒質からの検出光
   を伝える光ファイバと、 光ファイバの他端に接続された放光部と、 この放光部に対向して配置された光電変換素子と、 光電変換素子からの検出信号に基づいて前記レーザ光の
   発振出力を算出し前記レーザ媒質への制御信号を発生す
   る主制御部とからなるレーザ発振出力検出装置。