JPH05312646A - 波長測定装置およびこれを搭載したレーザ装置 - Google Patents
波長測定装置およびこれを搭載したレーザ装置Info
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- JPH05312646A JPH05312646A JP4123435A JP12343592A JPH05312646A JP H05312646 A JPH05312646 A JP H05312646A JP 4123435 A JP4123435 A JP 4123435A JP 12343592 A JP12343592 A JP 12343592A JP H05312646 A JPH05312646 A JP H05312646A
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- 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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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- H01S3/137—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity for stabilising of frequency
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- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J9/0246—Measuring optical wavelength
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- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑で高価な温度調節手段を不要とし、安
価、高精度かつ安定度の高い波長測定装置およびレーザ
装置を得る。 【構成】 温度センサー２６によりファブリーペローエ
タロン１７の温度を検出し、このデータからスペーサ１
７ｃの熱膨張に起因する波長誤差分を演算する。そし
て、この波長誤差分により光センサー２０から得られる
被測定光１３の波長測定値を補正する。
価、高精度かつ安定度の高い波長測定装置およびレーザ
装置を得る。 【構成】 温度センサー２６によりファブリーペローエ
タロン１７の温度を検出し、このデータからスペーサ１
７ｃの熱膨張に起因する波長誤差分を演算する。そし
て、この波長誤差分により光センサー２０から得られる
被測定光１３の波長測定値を補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は波長測定装置およびこ
の波長測定装置を搭載して一定波長のレーザ光を発生す
るレーザ装置に関するものである。
の波長測定装置を搭載して一定波長のレーザ光を発生す
るレーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は例えば特開平１−８４６８１号公
報に示された従来のレーザ装置を示す図であり、図にお
いて、１はレーザ発振器、５は全反射鏡、６はレーザ発
振器１を介して全反射鏡５と対向して配置された部分反
射鏡、７は波長を変えるためのファブリーペローエタロ
ン（以下ＦＰと略す）で、レーザ発振器１と部分反射鏡
６との間に配置されている。８はＦＰ７を収容した密閉
容器で、ガスが充填されている。９はベローズからなる
容積伸縮手段で、密閉容器８と接続されている。１０は
容積伸縮手段９の駆動機構、１１はレーザ発振器１、全
反射鏡５、部分反射鏡６、ＦＰ７により発振したレーザ
光、１２はレーザ光１１の一部を取り出すためのビーム
取り出しミラー、１３はビーム取り出しミラー１２によ
り取り出された被測定光であるサンプリング光、２はサ
ンプリング光１３の波長を測定する波長測定装置であ
る。
報に示された従来のレーザ装置を示す図であり、図にお
いて、１はレーザ発振器、５は全反射鏡、６はレーザ発
振器１を介して全反射鏡５と対向して配置された部分反
射鏡、７は波長を変えるためのファブリーペローエタロ
ン（以下ＦＰと略す）で、レーザ発振器１と部分反射鏡
６との間に配置されている。８はＦＰ７を収容した密閉
容器で、ガスが充填されている。９はベローズからなる
容積伸縮手段で、密閉容器８と接続されている。１０は
容積伸縮手段９の駆動機構、１１はレーザ発振器１、全
反射鏡５、部分反射鏡６、ＦＰ７により発振したレーザ
光、１２はレーザ光１１の一部を取り出すためのビーム
取り出しミラー、１３はビーム取り出しミラー１２によ
り取り出された被測定光であるサンプリング光、２はサ
ンプリング光１３の波長を測定する波長測定装置であ
る。
【０００３】波長測定装置２はサンプリング光１３のみ
を透過させる干渉フィルター１４、光強度調整用フィル
ター１５、サンプリング光１３を拡散させるインテグレ
ータ１６、ギャップを有する構造のモニター用のエアー
スペースＦＰ１７、ＦＰ１７を密封した密封容器１８、
結像レンズ１９、ＦＰ１７により生じたフリンジを観測
するための一次元のイメージセンサーからなる光センサ
ー２０、外部の光を遮蔽するための光遮蔽箱２１、ＦＰ
１７の温度を一定に保つ温度調節手段２２、光センサー
２０で観察したフリンジを解析するデータ処理装置２３
より構成されている。データ処理装置２３の出力は駆動
機構１０に入力される。
を透過させる干渉フィルター１４、光強度調整用フィル
ター１５、サンプリング光１３を拡散させるインテグレ
ータ１６、ギャップを有する構造のモニター用のエアー
スペースＦＰ１７、ＦＰ１７を密封した密封容器１８、
結像レンズ１９、ＦＰ１７により生じたフリンジを観測
するための一次元のイメージセンサーからなる光センサ
ー２０、外部の光を遮蔽するための光遮蔽箱２１、ＦＰ
１７の温度を一定に保つ温度調節手段２２、光センサー
２０で観察したフリンジを解析するデータ処理装置２３
より構成されている。データ処理装置２３の出力は駆動
機構１０に入力される。
【０００４】次に動作について説明する。レーザ発振器
１からでたレーザ光１１の波長は発振器中にある各種の
素子により選択されている。例えば、エキシマレーザで
は本来の発振波長の幅は数オングストロームあるが、共
振器内にプリズム、グレーテイング、ＦＰ等の分光素子
を入れることにより波長幅が狭くなる。しかもそれらの
分光素子を調整することによりその波長をもとにあった
発振波長幅内の任意の波長に設定することができる。し
かし、その選択波長は共振器の熱変形や振動のため高精
度に安定化することは難しい。そこで、レーザ光１１の
一部であるサンプリング光１３を波長測定装置２に入射
させてレーザ波長を測定し、その結果をもとにして駆動
機構１０を駆動してＦＰ７の雰囲気ガス圧力を変化させ
て波長を安定化させる。
１からでたレーザ光１１の波長は発振器中にある各種の
素子により選択されている。例えば、エキシマレーザで
は本来の発振波長の幅は数オングストロームあるが、共
振器内にプリズム、グレーテイング、ＦＰ等の分光素子
を入れることにより波長幅が狭くなる。しかもそれらの
分光素子を調整することによりその波長をもとにあった
発振波長幅内の任意の波長に設定することができる。し
かし、その選択波長は共振器の熱変形や振動のため高精
度に安定化することは難しい。そこで、レーザ光１１の
一部であるサンプリング光１３を波長測定装置２に入射
させてレーザ波長を測定し、その結果をもとにして駆動
機構１０を駆動してＦＰ７の雰囲気ガス圧力を変化させ
て波長を安定化させる。
【０００５】波長測定装置２は波長を決定するためにＦ
Ｐ１７を用いている。ＦＰ１７は高い平面度を持つ２枚
のミラー１７ａ、１７ｂを厚みｄのスペーサ１７ｃで接
着することにより向かい合わせたもので、エアースペー
スファブリーペローエタロンと呼ばれるものである。ミ
ラー１７ａ、１７ｂに角度θで透過する光の中心波長は λ＝２ｎｄ×ｃｏｓθm／ｍ （１） で表される。ここで、ｎはギャップ間の屈折率、ｍは次
数で整数である。またθmは次数ｍの場合の角度であ
る。
Ｐ１７を用いている。ＦＰ１７は高い平面度を持つ２枚
のミラー１７ａ、１７ｂを厚みｄのスペーサ１７ｃで接
着することにより向かい合わせたもので、エアースペー
スファブリーペローエタロンと呼ばれるものである。ミ
ラー１７ａ、１７ｂに角度θで透過する光の中心波長は λ＝２ｎｄ×ｃｏｓθm／ｍ （１） で表される。ここで、ｎはギャップ間の屈折率、ｍは次
数で整数である。またθmは次数ｍの場合の角度であ
る。
【０００６】レーザビームをインテグレータ１６を通す
ことにより発散角を持たせると、ＦＰ１７への入射光の
うち、（１）式を満たすビーム成分のみがＦＰ１７を透
過し、結像レンズ１９を配置することによりその焦点位
置にビームの光軸を中心として同軸状のフリンジ（リン
グ状の干渉縞）を形成する。光センサー２０を結像レン
ズ１９の焦点位置に配置すると図４に示すような結像波
形としての光強度分布の波形が得られる。図４の横軸は
フリンジの中心からの位置ｘを示す。次数ｍに対応する
フリンジのピーク位置ｘmは ｘm＝ｆ×θm （２） で表される。従って、レーザ波長λが変化すると図４の
実線から破線で示すように強度分布が変化する。ピーク
位置ｘmの変化から（１）式、（２）式を用いてレーザ
波長の変化を計算することができる。
ことにより発散角を持たせると、ＦＰ１７への入射光の
うち、（１）式を満たすビーム成分のみがＦＰ１７を透
過し、結像レンズ１９を配置することによりその焦点位
置にビームの光軸を中心として同軸状のフリンジ（リン
グ状の干渉縞）を形成する。光センサー２０を結像レン
ズ１９の焦点位置に配置すると図４に示すような結像波
形としての光強度分布の波形が得られる。図４の横軸は
フリンジの中心からの位置ｘを示す。次数ｍに対応する
フリンジのピーク位置ｘmは ｘm＝ｆ×θm （２） で表される。従って、レーザ波長λが変化すると図４の
実線から破線で示すように強度分布が変化する。ピーク
位置ｘmの変化から（１）式、（２）式を用いてレーザ
波長の変化を計算することができる。
【０００７】（１）式からわかるように波長λが変化し
なくとも、ｎもしくはｄが変化してもθmが変化し、フ
リンジのピーク位置ｘmが変化する。この従来例では、
ギャップ間の屈折率ｎを一定に保つためにＦＰ１７を密
封容器１８に封入し、ガスの密度を一定にすることによ
り屈折率ｎを一定に保っている。また、温度調節手段２
２を用いてＦＰ１７の温度を一定に保ち、その結果ＦＰ
１７を構成するスペーサ１７ｃの温度膨張による厚みｄ
の変化をなくしている。
なくとも、ｎもしくはｄが変化してもθmが変化し、フ
リンジのピーク位置ｘmが変化する。この従来例では、
ギャップ間の屈折率ｎを一定に保つためにＦＰ１７を密
封容器１８に封入し、ガスの密度を一定にすることによ
り屈折率ｎを一定に保っている。また、温度調節手段２
２を用いてＦＰ１７の温度を一定に保ち、その結果ＦＰ
１７を構成するスペーサ１７ｃの温度膨張による厚みｄ
の変化をなくしている。
【０００８】例えば、半導体製造装置の縮小投影露光装
置の光源としてＫｒＦエキシマレーザ装置を用いる場
合、そのレーザ波長変化を０．５ｐｍ以下にする必要が
ある。そのための波長測定装置２に要求される波長測定
精度Δλは約０．０５ｐｍである。エキシマレーザ用の
ＦＰ１７としてはスペーサ１７ｃの構成材料として通常
石英ガラスが使われており、その熱膨張係数αは５×１
０-7である。スペーサ１７ｃの温度がΔＴ変化した時の
波長変化Δλは次式で表される。 Δλ＝λ×Δｄ／ｄ＝λ×α×ΔＴ （３） これより、波長変化を０．０５ｐｍ以下にするためには
スペーサ１７ｃの温度変化を０．４度以下にする必要が
ある。従って、温度調節手段２２によりＦＰ１７の温度
変化を０．４度以下にする必要がある。
置の光源としてＫｒＦエキシマレーザ装置を用いる場
合、そのレーザ波長変化を０．５ｐｍ以下にする必要が
ある。そのための波長測定装置２に要求される波長測定
精度Δλは約０．０５ｐｍである。エキシマレーザ用の
ＦＰ１７としてはスペーサ１７ｃの構成材料として通常
石英ガラスが使われており、その熱膨張係数αは５×１
０-7である。スペーサ１７ｃの温度がΔＴ変化した時の
波長変化Δλは次式で表される。 Δλ＝λ×Δｄ／ｄ＝λ×α×ΔＴ （３） これより、波長変化を０．０５ｐｍ以下にするためには
スペーサ１７ｃの温度変化を０．４度以下にする必要が
ある。従って、温度調節手段２２によりＦＰ１７の温度
変化を０．４度以下にする必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の波長測定装置お
よびこの波長測定装置を搭載した波長安定化レーザ装置
は以上のように構成されているので、熱膨張によるスペ
ーサ１７ｃの厚みｄの変化をなくすため温度調節手段２
２を設けて極めて微細な温度制御を行う必要があり、装
置が複雑で高価になるという問題点があった。
よびこの波長測定装置を搭載した波長安定化レーザ装置
は以上のように構成されているので、熱膨張によるスペ
ーサ１７ｃの厚みｄの変化をなくすため温度調節手段２
２を設けて極めて微細な温度制御を行う必要があり、装
置が複雑で高価になるという問題点があった。
【００１０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、温度調節手段２２を用いなく
とも十分な測定精度が得られる波長測定装置、およびこ
の波長測定装置を搭載した波長安定化レーザ装置を得る
ことを目的としている。
るためになされたもので、温度調節手段２２を用いなく
とも十分な測定精度が得られる波長測定装置、およびこ
の波長測定装置を搭載した波長安定化レーザ装置を得る
ことを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る波長測定装置は、一定波長の光を発生する標準光源を
備え、この標準光源の光から得られる結像波形から波長
測定誤差分を演算し、この波長測定誤差分により上記被
測定光の波長測定値を補正するようにしたものである。
る波長測定装置は、一定波長の光を発生する標準光源を
備え、この標準光源の光から得られる結像波形から波長
測定誤差分を演算し、この波長測定誤差分により上記被
測定光の波長測定値を補正するようにしたものである。
【００１２】また、請求項２に係る波長測定装置は、フ
ァブリーペローエタロンの温度を検出し、基準値との温
度差から上記ファブリーペローエタロンの熱膨張に起因
する波長誤差分を演算し、この波長誤差分により上記被
測定光の波長測定値を補正するようにしたものである。
ァブリーペローエタロンの温度を検出し、基準値との温
度差から上記ファブリーペローエタロンの熱膨張に起因
する波長誤差分を演算し、この波長誤差分により上記被
測定光の波長測定値を補正するようにしたものである。
【００１３】更に、上記波長測定装置と波長可変レーザ
発振器とを備えたこの発明の請求項３に係るレーザ装置
は、上記波長測定装置の出力信号に応じて上記レーザ発
振器の波長を制御することにより上記レーザ発振器の出
力レーザ光の波長を一定に保つようにしたものである。
発振器とを備えたこの発明の請求項３に係るレーザ装置
は、上記波長測定装置の出力信号に応じて上記レーザ発
振器の波長を制御することにより上記レーザ発振器の出
力レーザ光の波長を一定に保つようにしたものである。
【００１４】
【作用】請求項１に係る波長測定装置では、標準光源の
光と被測定光とをそれぞれファブリーペローエタロンを
介して光センサー上に結像させて両結像波形を求め、波
長が既知である前者の結像波形と両者の相対関係とから
後者の測定波長を補正する。
光と被測定光とをそれぞれファブリーペローエタロンを
介して光センサー上に結像させて両結像波形を求め、波
長が既知である前者の結像波形と両者の相対関係とから
後者の測定波長を補正する。
【００１５】また、請求項２に係る波長測定装置では、
検出したファブリーペローエタロンの温度から熱膨張に
起因する誤差分を求めこれを測定波長に加減してその補
正を行う。
検出したファブリーペローエタロンの温度から熱膨張に
起因する誤差分を求めこれを測定波長に加減してその補
正を行う。
【００１６】更に、請求項３に係るレーザ装置では、上
記波長測定装置の出力信号をレーザ発振器にフィードバ
ックしその出力レーザ光の波長を目標値に保つ。
記波長測定装置の出力信号をレーザ発振器にフィードバ
ックしその出力レーザ光の波長を目標値に保つ。
【００１７】
実施例１．図１はＫｒＦエキシマレーザ光に適用したこ
の発明の実施例１による波長測定装置２を示す図であ
る。なお、従来と同一または相当の部分については同一
の符号を付して説明を省略する。図において、１６ａは
凸レンズ、１６ｂは散乱板で、両者１６ａ、１６ｂでイ
ンテグレータ１６を構成している。そして、凸レンズ１
６ａと散乱板１６ｂとを通過することによりＦＰ１７に
は発散角をもった光が入射することになる。
の発明の実施例１による波長測定装置２を示す図であ
る。なお、従来と同一または相当の部分については同一
の符号を付して説明を省略する。図において、１６ａは
凸レンズ、１６ｂは散乱板で、両者１６ａ、１６ｂでイ
ンテグレータ１６を構成している。そして、凸レンズ１
６ａと散乱板１６ｂとを通過することによりＦＰ１７に
は発散角をもった光が入射することになる。
【００１８】２４は散乱板１６ｂとＦＰ１７の間に配置
された標準光源であり、この実施例においては水銀ラン
プを用いている。２５は標準光源２４の電源であり、電
源２５のＯＮ／ＯＦＦはデータ処理装置２３が行う。２
６はＦＰ１７部分の温度を測定するための温度センサ
ー、２７は温度センサー２６に接続された温度測定装置
であり、その温度測定データはデータ処理装置２３にお
くられる。この実施例においては、従来の温度調節手段
を採用していないが、ＦＰ１７部分の温度を測定してい
るので、ＦＰのギャップ長ｄの熱膨張に起因する波長測
定誤差を前掲の（３）式により予測することができる。
従って、光センサー２０のフリンジピーク位置から計算
される波長の実測値から（３）式によって予測される波
長測定誤差を差し引くことにより正確な波長を知ること
ができる。
された標準光源であり、この実施例においては水銀ラン
プを用いている。２５は標準光源２４の電源であり、電
源２５のＯＮ／ＯＦＦはデータ処理装置２３が行う。２
６はＦＰ１７部分の温度を測定するための温度センサ
ー、２７は温度センサー２６に接続された温度測定装置
であり、その温度測定データはデータ処理装置２３にお
くられる。この実施例においては、従来の温度調節手段
を採用していないが、ＦＰ１７部分の温度を測定してい
るので、ＦＰのギャップ長ｄの熱膨張に起因する波長測
定誤差を前掲の（３）式により予測することができる。
従って、光センサー２０のフリンジピーク位置から計算
される波長の実測値から（３）式によって予測される波
長測定誤差を差し引くことにより正確な波長を知ること
ができる。
【００１９】もっとも、ＦＰ１７のスペーサ１７ｃの構
成材料として、例えば線膨張係数５×１０-7以下の低膨
張率ガラスを用いることにより、温度変化に起因する測
定誤差分はより一層低減することは言うまでもない。と
ころで、このような特殊な材料を用いて誤差分を低減す
ることは可能であるが、実際にはＦＰの経時変化に基づ
く誤差等、その量的把握が比較的困難な誤差分も存在す
る。図１の標準光源２４を用いた方式は、このような複
雑な要因に基づく誤差分をも取り除いて一層高精度な波
長測定を達成するもので、以下にその詳細を説明する。
成材料として、例えば線膨張係数５×１０-7以下の低膨
張率ガラスを用いることにより、温度変化に起因する測
定誤差分はより一層低減することは言うまでもない。と
ころで、このような特殊な材料を用いて誤差分を低減す
ることは可能であるが、実際にはＦＰの経時変化に基づ
く誤差等、その量的把握が比較的困難な誤差分も存在す
る。図１の標準光源２４を用いた方式は、このような複
雑な要因に基づく誤差分をも取り除いて一層高精度な波
長測定を達成するもので、以下にその詳細を説明する。
【００２０】この実施例においては、サンプリング光１
３はＫｒＦエキシマレーザ光（λ＝２４８．４ｎｍ）、
標準光源２４として被測定光の波長に近い水銀ランプ
（波長＝２５２ｎｍ）を用いている。水銀ランプとＫｒ
Ｆレーザ光のフリンジ像を同時に示したものが図２であ
る。レーザ装置の発振を止めて水銀ランプのみを点灯
し、水銀ランプによるフリンジのピーク位置を長時間に
わたり測定していると、本来ならば水銀ランプの波長は
変わらないのでフリンジのピーク位置は変化しないはず
であるが、ＦＰ１７を構成するガラスの経時変化（ギャ
ップ長ｄのｎｍオーダーの変化）や封入ガスのリークや
密封容器１８を構成する材料からのガス放出による屈折
率ｎの変化等のために、徐々にフリンジのピーク位置が
変化する。ピーク位置の変化量を角度に換算した値を△
θHgとすると、（１）式を微分して △λHg／λHg＝△ｎ1／ｎ＋△ｎ2／ｎ＋△ｄ1／ｄ＋△ｄ2／ｄ ＋ｔａｎθHg×△θHg （４） となる。ここで、△ｎ1はガス密度変化に起因する屈折
率変化量、△ｎ2は△ｎ1以外の屈折率変化量を合計した
もので例えば構成材料からの放出ガスによる屈折率の変
化などが含まれている。△ｄ1は熱膨張によるｄの変化
量、△ｄ2はＦＰの経時変化によるｄの変化量である。
３はＫｒＦエキシマレーザ光（λ＝２４８．４ｎｍ）、
標準光源２４として被測定光の波長に近い水銀ランプ
（波長＝２５２ｎｍ）を用いている。水銀ランプとＫｒ
Ｆレーザ光のフリンジ像を同時に示したものが図２であ
る。レーザ装置の発振を止めて水銀ランプのみを点灯
し、水銀ランプによるフリンジのピーク位置を長時間に
わたり測定していると、本来ならば水銀ランプの波長は
変わらないのでフリンジのピーク位置は変化しないはず
であるが、ＦＰ１７を構成するガラスの経時変化（ギャ
ップ長ｄのｎｍオーダーの変化）や封入ガスのリークや
密封容器１８を構成する材料からのガス放出による屈折
率ｎの変化等のために、徐々にフリンジのピーク位置が
変化する。ピーク位置の変化量を角度に換算した値を△
θHgとすると、（１）式を微分して △λHg／λHg＝△ｎ1／ｎ＋△ｎ2／ｎ＋△ｄ1／ｄ＋△ｄ2／ｄ ＋ｔａｎθHg×△θHg （４） となる。ここで、△ｎ1はガス密度変化に起因する屈折
率変化量、△ｎ2は△ｎ1以外の屈折率変化量を合計した
もので例えば構成材料からの放出ガスによる屈折率の変
化などが含まれている。△ｄ1は熱膨張によるｄの変化
量、△ｄ2はＦＰの経時変化によるｄの変化量である。
【００２１】ＦＰとしてソリッドエタロンを用いるか、
エアースペースファブリーペローエタロンの場合はリー
クのない密封容器に封入することにより、△ｎ1＝０と
なる。また、エアースペースファブリーペローエタロン
のスペーサ１７ｃを低膨張率ガラスで構成するか、もし
くは図１に示したようにＦＰ部分の温度を測定して補正
をかけることにより、△ｄ1＝０となる。また、標準光
源である水銀ランプの波長は変化しないので、△λHg＝
０となる。これより △ｎ2／ｎ＋△ｄ2／ｄ＝−ｔａｎθHg×△θHg （５） となり、△θHgの測定値より（４）式の右辺で表される
ＦＰの長期的なドリフト量を予測することができる。即
ち、これらのドリフト量を用いて被測定光の測定結果を
補正するとにより高精度な波長測定値が得られる訳であ
る。
エアースペースファブリーペローエタロンの場合はリー
クのない密封容器に封入することにより、△ｎ1＝０と
なる。また、エアースペースファブリーペローエタロン
のスペーサ１７ｃを低膨張率ガラスで構成するか、もし
くは図１に示したようにＦＰ部分の温度を測定して補正
をかけることにより、△ｄ1＝０となる。また、標準光
源である水銀ランプの波長は変化しないので、△λHg＝
０となる。これより △ｎ2／ｎ＋△ｄ2／ｄ＝−ｔａｎθHg×△θHg （５） となり、△θHgの測定値より（４）式の右辺で表される
ＦＰの長期的なドリフト量を予測することができる。即
ち、これらのドリフト量を用いて被測定光の測定結果を
補正するとにより高精度な波長測定値が得られる訳であ
る。
【００２２】次に水銀ランプを止めて、レーザ装置を発
振させてフリンジピーク位置の変化より角度変化△θを
求めると、レーザ波長の変化量△λは △λ／λ＝△ｎ2／ｎ＋△ｄ2／ｄ＋ｔａｎθ×△θ ＝−ｔａｎθHg×△θHg＋ｔａｎθ×△θ （６） となる。従って、レーザ波長の変化量△λをゼロにする
ためには、ＦＰが長期的にドリフトする前の初期のレー
ザ光のフリンジピーク位置にくらて次式で示す△θだけ
レーザ光のフリンジピーク位置をずらせば良い。即ち、
（７）式に示す補正を行えば良い。 △θ＝ｔａｎθHg×△θHg／ｔａｎθ （７）
振させてフリンジピーク位置の変化より角度変化△θを
求めると、レーザ波長の変化量△λは △λ／λ＝△ｎ2／ｎ＋△ｄ2／ｄ＋ｔａｎθ×△θ ＝−ｔａｎθHg×△θHg＋ｔａｎθ×△θ （６） となる。従って、レーザ波長の変化量△λをゼロにする
ためには、ＦＰが長期的にドリフトする前の初期のレー
ザ光のフリンジピーク位置にくらて次式で示す△θだけ
レーザ光のフリンジピーク位置をずらせば良い。即ち、
（７）式に示す補正を行えば良い。 △θ＝ｔａｎθHg×△θHg／ｔａｎθ （７）
【００２３】以上のように、この実施例による波長測定
装置は、温度センサー２６によりＦＰ１７部分の温度を
測定してＦＰ１７の温度変化による波長測定誤差をなく
し（△ｄ1＝０）、かつ標準光源２４によるフリンジの
ピーク位置の変化を測定してその分レーザ光のフリンジ
ピーク位置をずらす補正を行っているので、極めて精度
の高い測定結果が得られる。従って、図３で説明したよ
うに、この波長測定装置２をレーザ発振器１と組み合わ
せその測定出力信号をフィードバックしてＦＰ７の雰囲
気ガス圧力を制御することにより、長期にわたりレーザ
波長を一定値に保ち得るレーザ装置を実現することがで
きる。
装置は、温度センサー２６によりＦＰ１７部分の温度を
測定してＦＰ１７の温度変化による波長測定誤差をなく
し（△ｄ1＝０）、かつ標準光源２４によるフリンジの
ピーク位置の変化を測定してその分レーザ光のフリンジ
ピーク位置をずらす補正を行っているので、極めて精度
の高い測定結果が得られる。従って、図３で説明したよ
うに、この波長測定装置２をレーザ発振器１と組み合わ
せその測定出力信号をフィードバックしてＦＰ７の雰囲
気ガス圧力を制御することにより、長期にわたりレーザ
波長を一定値に保ち得るレーザ装置を実現することがで
きる。
【００２４】実施例２．なお、上記実施例では、低膨張
率ガラスの線膨張係数が５×１０-7以下としたが、線膨
張率＝０．５×１０-7以下の低膨張率ガラスを用いるこ
とにより、例えば、ＫｒＦレーザで波長測定誤差を０．
０５ｐｍにするためのＦＰ部分の許容温度変化は±４度
となる。通常のクリーンルーム内においては±２度以内
程度に温調されているので、波長測定装置、もしくはこ
の波長測定装置を搭載したレーザ装置の設置環境に対し
てなんら考慮を払わなくとも良くなる。
率ガラスの線膨張係数が５×１０-7以下としたが、線膨
張率＝０．５×１０-7以下の低膨張率ガラスを用いるこ
とにより、例えば、ＫｒＦレーザで波長測定誤差を０．
０５ｐｍにするためのＦＰ部分の許容温度変化は±４度
となる。通常のクリーンルーム内においては±２度以内
程度に温調されているので、波長測定装置、もしくはこ
の波長測定装置を搭載したレーザ装置の設置環境に対し
てなんら考慮を払わなくとも良くなる。
【００２５】実施例３．また、標準光源２４を用いて波
長補正を行う上記実施例では、ＦＰ１７のスペーサ１７
ｃを低膨張率ガラスで構成するか、もしくはＦＰ部分の
温度を温度センサー２６で測定して補正をかけることに
より△ｄ1＝０とすることを前提条件とした場合につい
て説明したが、補正量は大きくなるが上記前提条件がな
くても同様の波長補正方式を採用することができ、同種
の効果を奏する。また、逆に、スペーサの温度を検出し
て補正する方式もそれ自体単独で採用することもでき
る。
長補正を行う上記実施例では、ＦＰ１７のスペーサ１７
ｃを低膨張率ガラスで構成するか、もしくはＦＰ部分の
温度を温度センサー２６で測定して補正をかけることに
より△ｄ1＝０とすることを前提条件とした場合につい
て説明したが、補正量は大きくなるが上記前提条件がな
くても同様の波長補正方式を採用することができ、同種
の効果を奏する。また、逆に、スペーサの温度を検出し
て補正する方式もそれ自体単独で採用することもでき
る。
【００２６】
【発明の効果】この発明に係る波長測定装置は、以上の
ように標準光源またはファブリーペローエタロンの温度
検出手段を設け、これから得られるデータに基づき被測
定光の波長測定値を補正するようにしたので、温度調節
手段のような複雑で高価な装置を必要とすることなく高
精度な波長測定が可能となる。また、以上の波長測定装
置を搭載することにより、高精度の安定したレーザ出力
が得られる安価なレーザ装置が実現する。
ように標準光源またはファブリーペローエタロンの温度
検出手段を設け、これから得られるデータに基づき被測
定光の波長測定値を補正するようにしたので、温度調節
手段のような複雑で高価な装置を必要とすることなく高
精度な波長測定が可能となる。また、以上の波長測定装
置を搭載することにより、高精度の安定したレーザ出力
が得られる安価なレーザ装置が実現する。
【図１】この発明の実施例１による波長測定装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図１の光センサー上に得られるフリンジ像を示
す図である。
す図である。
【図３】従来の波長測定装置を搭載したレーザ装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図４】図４の光センサー上に得られるフリンジ像を示
す図である。
す図である。
【符号の説明】 １ レーザ発振器 ２ 波長測定装置 １１ レーザ光 １３ 被測定光（レーザ光） １７ ファブリーペローエタロン ２０ 光センサー ２３ データ処理装置 ２４ 標準光源 ２６ 温度センサー
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定光をファブリーペローエタロンを
介して光センサー上に結像させ、その結像波形から上記
被測定光の波長を求める波長測定装置において、 一定波長の光を発生する標準光源を備え、この標準光源
の光から得られる結像波形から波長測定誤差分を演算
し、この波長測定誤差分により上記被測定光の波長測定
値を補正するようにしたことを特徴とする波長測定装
置。 - 【請求項２】 被測定光をファブリーペローエタロンを
介して光センサー上に結像させ、その結像波形から上記
被測定光の波長を求める波長測定装置において、 上記ファブリーペローエタロンの温度を検出し、基準値
との温度差から上記ファブリーペローエタロンの熱膨張
に起因する波長誤差分を演算し、この波長誤差分により
上記被測定光の波長測定値を補正するようにしたことを
特徴とする波長測定装置。 - 【請求項３】 波長を制御可能なレーザ発振器とこのレ
ーザ発振器からのレーザ光の波長を測定する請求項１ま
たは２記載の波長測定装置とを備え、上記波長測定装置
の出力信号に応じて上記レーザ発振器の波長を制御する
ことにより上記レーザ発振器の出力レーザ光の波長を一
定に保つようにしたことを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4123435A JPH05312646A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 波長測定装置およびこれを搭載したレーザ装置 |
| TW081104949A TW198094B (ja) | 1992-05-15 | 1992-06-23 | |
| CA002095472A CA2095472A1 (en) | 1992-05-15 | 1993-05-04 | Wavelength measuring device and laser apperatus equipped with the device |
| US08/057,831 US5387974A (en) | 1992-05-15 | 1993-05-07 | Laser apparatus including Fabry-perot wavelength detector with temperature and wavelength compensation |
| KR1019930007983A KR940006316A (ko) | 1992-05-15 | 1993-05-10 | 파장측정장치 및 이를 탑재한 레지어장치 |
| EP93303755A EP0570243A1 (en) | 1992-05-15 | 1993-05-14 | Wavelength measuring device and laser apparatus equipped with the device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4123435A JPH05312646A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 波長測定装置およびこれを搭載したレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312646A true JPH05312646A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14860510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4123435A Pending JPH05312646A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 波長測定装置およびこれを搭載したレーザ装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5387974A (ja) |
| EP (1) | EP0570243A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05312646A (ja) |
| KR (1) | KR940006316A (ja) |
| CA (1) | CA2095472A1 (ja) |
| TW (1) | TW198094B (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001307997A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-11-02 | Canon Inc | レーザ発振装置、露光装置、半導体デバイス製造方法、半導体製造工場、および、露光装置の保守方法 |
| US7653095B2 (en) | 2005-06-30 | 2010-01-26 | Cymer, Inc. | Active bandwidth control for a laser |
| US7907650B2 (en) | 2005-03-31 | 2011-03-15 | Eudyna Devices Inc. | Laser module, control method of the same, control data of the same, and control data generation method |
| JP2013068584A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Denso Corp | レーダ装置 |
| US10247608B2 (en) | 2015-04-28 | 2019-04-02 | Panasonic Corporation | Spectroscopic module control method |
| CN114485986A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-13 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种外部结构增敏的光纤fp温度传感器及其制备方法 |
| JP2023524907A (ja) * | 2020-06-22 | 2023-06-13 | クオンタム ヴァリー アイデアズ ラボラトリーズ | 光の波長の測定 |
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| JPH07120326A (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-12 | Komatsu Ltd | 波長検出装置 |
| JP3759640B2 (ja) * | 1995-06-30 | 2006-03-29 | 日本原子力研究所 | 単一縦モード周波数可変レーザー発振器の発振周波数安定化装置及び方法と周波数掃引可能なレーザー発振装置及び方法 |
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| US6535541B1 (en) | 1998-04-14 | 2003-03-18 | Bandwidth 9, Inc | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6493372B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-12-10 | Bandwidth 9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6487231B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-11-26 | Bandwidth 9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6490311B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-12-03 | Bandwidth 9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6487230B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-11-26 | Bandwidth 9, Inc | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6493371B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-12-10 | Bandwidth9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US6493373B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-12-10 | Bandwidth 9, Inc. | Vertical cavity apparatus with tunnel junction |
| US5991326A (en) | 1998-04-14 | 1999-11-23 | Bandwidth9, Inc. | Lattice-relaxed verticle optical cavities |
| US6160832A (en) | 1998-06-01 | 2000-12-12 | Lambda Physik Gmbh | Method and apparatus for wavelength calibration |
| US6580517B2 (en) | 2000-03-01 | 2003-06-17 | Lambda Physik Ag | Absolute wavelength calibration of lithography laser using multiple element or tandem see through hollow cathode lamp |
| US7006541B2 (en) | 1998-06-01 | 2006-02-28 | Lambda Physik Ag | Absolute wavelength calibration of lithography laser using multiple element or tandem see through hollow cathode lamp |
| JP2002525856A (ja) | 1998-09-11 | 2002-08-13 | ニュー・フォーカス・インコーポレイテッド | 波長可変レーザ |
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- 1992-05-15 JP JP4123435A patent/JPH05312646A/ja active Pending
- 1992-06-23 TW TW081104949A patent/TW198094B/zh active
-
1993
- 1993-05-04 CA CA002095472A patent/CA2095472A1/en not_active Abandoned
- 1993-05-07 US US08/057,831 patent/US5387974A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-10 KR KR1019930007983A patent/KR940006316A/ko not_active Ceased
- 1993-05-14 EP EP93303755A patent/EP0570243A1/en not_active Withdrawn
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