[發(fā)明專(zhuān)利]直接倍頻實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210308980.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102957083A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許祖彥;王保山;宗楠;薄勇;彭欽軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/109
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/109;H01S3/094
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全固態(tài)激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直接倍頻實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置。

背景技術(shù)

激光技術(shù)尤其是全固態(tài)激光技術(shù)以其精密化、實(shí)用化的特點(diǎn)廣泛的應(yīng)用于軍事、科學(xué)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域，并對(duì)其產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)影響。紫外尤其是深紫外（DUV）激光光源，如波長(zhǎng)介于40nm到200nm之間電磁輻射波段的激光光源，由于其波長(zhǎng)短、光子能量高，因而在高分辨率成像、光譜、微細(xì)加工、科研及工業(yè)制造等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

目前，產(chǎn)生深紫外激光的方法主要有ArF準(zhǔn)分子激光器（K.Kaki?zaki,T.Matsunaga,et?al,“Ultra-high-repetition?rate?ArF?excimer?laser?with?long?pulse?duration?for?193nm?lithography”,Proceeding?of?SPIE,2001(4346):1210）和全固態(tài)激深紫外激光光源。準(zhǔn)分子激光是目前使用最多的深紫外相干激光源，其波長(zhǎng)有157nm、193nm等特定譜線，具有高平均功率、高脈沖能量、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但其運(yùn)轉(zhuǎn)方式少（CW和ns）、波長(zhǎng)固定、氣體有毒、一次充氣壽命有限等缺點(diǎn)。全固態(tài)深紫外激光光源由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、效率高等優(yōu)勢(shì)具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值，但是由于合適的深紫外非線性光學(xué)晶體不多，因此很多全固態(tài)深紫外激光光源一般采用倍頻、和頻及混頻等方式產(chǎn)生，技術(shù)復(fù)雜、體積龐大不利于實(shí)用。

中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所的陳創(chuàng)天領(lǐng)導(dǎo)的研究組和許祖彥領(lǐng)導(dǎo)的研究組在深紫外晶體材料和激光技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了大量開(kāi)創(chuàng)性的工作（許祖彥，“深紫外全固態(tài)激光源”,中國(guó)激光，2009(36):1619），在國(guó)際上首次使用直接倍頻方法，實(shí)現(xiàn)了177.3深紫外激光輸出，突破了全固態(tài)激光200nm壁壘，并發(fā)明了它的使用技術(shù)－棱鏡耦合技術(shù)（一種非線性光學(xué)晶體激光變頻耦合器，ZL?01115313.X）。

但對(duì)于更短波長(zhǎng)的160～170nm的深紫外全固態(tài)激光光源，目前主要有利用鈦寶石激光器通過(guò)復(fù)雜的和頻、倍頻系統(tǒng)先產(chǎn)生紫外激光，再利用KBBF深紫外非線性晶體倍頻實(shí)現(xiàn)160nm激光（J.Opt.Soc.Am.B/Vol.21,No.2/February?2004，370-375），或者通過(guò)BBO等非線性晶體利用兩束激光和頻的方式實(shí)現(xiàn)160～170nm深紫外激光，上述方法光路復(fù)雜、系統(tǒng)龐大、價(jià)格昂貴，不利于實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)目前實(shí)現(xiàn)160～170nm全固態(tài)深紫外激光系統(tǒng)復(fù)雜、不利于實(shí)用的問(wèn)題，提出一種采用1.28～1.36微米基頻激光八倍頻實(shí)現(xiàn)160～170nm全固態(tài)深紫外激光的方法。使用二倍頻發(fā)生器及四倍頻發(fā)生器對(duì)1.28～1.36微米基頻激光進(jìn)行二倍頻和四倍頻獲得320~340nm的紫外激光輸出，然后將紫外激光入射到置于真空裝置系統(tǒng)中的深紫外直接倍頻器件中獲得160～170nm全固態(tài)深紫外激光。該發(fā)明具有光路簡(jiǎn)單、系統(tǒng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于科研儀器、精密制造等領(lǐng)域。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：