[發明專利]光源裝置

有效

• 申請號: 201010237314.5
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN101989048A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 橫田利夫
• 申請（專利權）人: 優志旺電機株式會社
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;F21K99/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陸錦華;關兆輝

技術領域

本發明涉及一種通過從激光裝置放射的激光束點亮的適用于曝光裝置等的適宜的光源裝置。

背景技術

公知向封入有發光氣體的發光管照射來自激光裝置的激光束并激發氣體而發光的光源裝置(參照專利文獻1)。

專利文獻1所公開的光源裝置是如下的光源裝置：來自使連續或脈沖式的激光振蕩的激光振蕩器的光束通過透鏡等聚光用光學類部件聚光而照射到封入有發光氣體(發光元素)的發光管，激發發光管內的發光氣體而發光。

從專利文獻1的第2頁右上欄的上方起第16～18行記載了如下內容：上述激光振蕩器振蕩產生使封入氣體激發放電所需的足夠強度的連續或脈沖式的激光。

專利文獻1：日本特開昭61-193358號公報

作為激發發光管中封入的發光氣體的激光束，如專利文獻1所記載，可考慮連續或脈沖式激光束，但已知不管使用哪一種激光束都存在以下的問題。

(1)脈沖式激光的情況下，由于“振蕩產生使封入氣體激發放電所需的足夠強度的脈沖式的激光”，因此點亮開始，但如圖18(a)所示，向封入氣體間歇地射入激光，因此，高溫等離子體狀態在激光被切斷時一起結束，難以始終維持高溫等離子體狀態。即，存在維持放電不穩定的問題。

(2)連續激光的情況下，若振蕩產生使封入氣體開始放電所需的足夠強度的連續激光，則點亮開始，但若如圖18(b)所示在維持高溫等離子體狀態時也輸入與點亮開始時相同的能量，則管球被加熱，可能因該熱量使管球產生變形而發生破損。即存在點亮壽命短的問題。

此外，放電開始需要的激光的功率為數十～數百kW，但連續輸出這種大輸出的激光的激光裝置大型化且成本也高，不實用。

發明內容

本發明為了解決上述問題而提出，本發明的目的是提供一種光源裝置，向封入有發光元素的發光管照射激光束而發光，能夠不照射大功率的激光束而穩定地維持點亮開始后的高溫等離子體狀態，從而能夠穩定地維持發光，還能夠抑制因發光管的加熱引起的點亮壽命降低。

由于脈沖式激光束峰值功率較大，因此能夠通過較小的激光裝置的輸出來激發封入到發光管的氣體。另一方面，連續波激光束不像脈沖式激光束那樣被切斷，因此能夠通過向處于高溫等離子體點亮狀態的發光管照射連續波激光束來維持發光。

從以上情形出發，本發明人嘗試了使用脈沖激光束和連續波激光束雙方來點亮封入有發光元素的發光管。其結果確認了下述事項：向封入有發光元素的發光管照射脈沖激光束，使點亮開始，與此同時照射連續波激光束而維持點亮，由此能夠使用較小功率的激光裝置來可靠地使發光管的點亮開始，并在點亮開始后穩定地維持點亮。

此處，維持發光時，需要使由脈沖激光束形成的高能量狀態的區域與由連續波激光束形成的高能量狀態的區域在發光管內重合。

因此，若以脈沖激光束的光路和連續波激光束的光路在發光管內的整個區域重合的方式配置激光裝置，則能夠容易且可靠地使由脈沖激光束和連續波激光束形成的高能量狀態的區域在發光管內重合。

此外，利用連續波激光束作為激發光，產生脈沖激光束，由此能夠以比較簡單的結構，產生光路與連續波激光束重合的脈沖式激光束。

基于以上說明，本發明中，如下所述解決所述課題。

(1)由封入有發光元素的發光管、朝向該發光管放射脈沖激光束的脈沖激光振蕩部、朝向該發光管放射連續波激光束的連續波激光振蕩部構成光源裝置。

(2)在上述(1)的基礎上，來自脈沖激光振蕩部的光束的光路與來自所述連續波激光振蕩部的光束的光路至少在發光管內的整個區域重合。

(3)在上述(1)、(2)的基礎上，脈沖激光振蕩部利用來自連續波激光振蕩部的光束的一部分作為激發光，激發該脈沖激光振蕩部內的激光晶體，放射脈沖激光束。

(4)在上述(1)、(2)、(3)的基礎上，在脈沖激光束和連續波激光束的光路的中途設置聚光單元，使脈沖激光束和連續波激光束在發光管內聚光，并且在所述激光束中的至少一個激光束的光路的中途設置光學單元，以使由脈沖激光束形成的高能量狀態的區域和由連續波激光束形成的高能量狀態的區域在發光管內重合。

本發明可得到以下效果。

(1)由于由封入有發光元素的發光管、朝向該發光管放射脈沖激光束的脈沖激光振蕩部、朝向該發光管放射連續波激光束的連續波激光振蕩部構成光源裝置，因此能夠利用脈沖式激光束形成高溫等離子體狀態，利用連續波光束維持高溫等離子體狀態，能夠抑制高溫等離子體狀態被切斷，能夠使放電狀態穩定。