[發明專利]一種高功率線偏振激光光束性能的測量裝置

無效

• 申請號: 201210544766.7
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103063411A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 楊蔓;左都羅;王新兵;陸培祥;徐勇躍;胡耀文;涂嬪
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J1/00;G01J11/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于光學測量技術領域，更具體地，涉及一種高功率線偏振激光光束性能的測量裝置。

背景技術

隨著光刻技術的不斷發展，通過氟化氬（ArF）準分子激光器已經成功突破22nm節點，而這也已經達到了準分子激光器的極限，因此急需開發下一代光刻光源，即EUV（Extreme?Ultra?Violet，極紫外）光源使摩爾定律得以延續。EUV光刻技術面臨著一系列的挑戰，其中的一個問題是目前的光源功率太低，而LPP?EUV（Laser?Produced?Plasma?Extreme?Ultra?Violet，激光等離子體極紫外）光源被期待提供高于200W的輸出功率。若要實現工業生產要求的高功率和高可靠性，LPP主驅動光源是關鍵因素之一。LPP的主驅動光源必須是具有高功率（數百瓦）、高重復頻率和高光束質量的激光，而MOPA（A?master?oscillator?and?a?power?amplifier，主振蕩-功率放大）激光驅動器已成為獲得LPP主驅動光源的主要研究方向。因此相應地急需一種新的測量裝置能對MOPA系統激光參數進行測量及評價，評價參數包括激光功率（能量）、激光脈沖波形和光束質量M²等。同樣掌握和控制這些參數，對于高功率激光器在其它領域的應用也是十分重要的。

激光參數的測量方法有很多，但它們都只能對單一的激光參數進行測量，若要對多種激光參數（如光束質量、脈沖形狀、功率大小）同時進行測量，則需要采用分光的辦法。為調整的方便，通常將分光鏡放置在激光輸出方向并與光軸方向成45°角，進而對部分反射的激光的光束參數進行檢測。45°布局的分束鏡，通常有較高的反射率。并且由菲涅爾公式可知，p分量與s分量的反射率和透射率一般是不一樣的，而且反射時還可能發生相位躍變。當反射和折射后就會改變入射光的偏振態，對測量結果產生影響。另外這種方法較適合激光功率不是很高的情況，若激光能量過高，導致反射出的光束功率仍然超過探測器要求的最大功率閾值，會對儀器造成損壞。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種高功率線偏振激光光束性能的測量裝置，旨在解決現有技術不利于高功率激光束光束參數測量的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種高功率線偏振激光光束性能的測量裝置，包括：第一楔形鏡，第一探測器和第二探測器；線偏振激光入射至第一楔形鏡的外反射面上，偏振方向在入射面內，經第一楔形鏡的外反射面的反射光由第一探測器進行測量，經第一楔形鏡的內反射面的反射光由第二探測器進行測量。

更進一步地，還包括第二楔形鏡，第二楔形鏡的內反射面與第一楔形鏡的外反射面平行且兩楔形鏡的楔角分別在激光光軸的兩邊，線偏振激光依次通過第一楔形鏡和第二楔形鏡后輸出激光光斑。

更進一步地，所述第二楔形鏡的外反射面與第一楔形鏡的內反射面之間的間距為4-8cm。

更進一步地，所述第一探測器為光束質量檢測儀，用于對激光光束的質量進行測量。

更進一步地，所述第二探測器為光電探測器，用于對激光脈沖的波形進行檢測。

更進一步地，所述測量裝置還包括能量計，用于對經第二楔形鏡輸出的激光能量進行測量。

更進一步地，所述第一楔形鏡的外反射面與所述線偏振激光的光軸的夾角為布儒斯特角。

本發明采用按布儒斯特角度布局的楔形鏡克服了45°分光鏡反射光束能量過高且會對光束偏振態產生變化的缺點，并能夠對激光光束多個參數進行同時測量。當線偏振的激光光束入射到第一楔形鏡表面，使入射激光的偏振方向在入射面（入射光線與反射光線所在的平面）內。當入射角為布儒斯特角時，反射光束光強為零，適當使外反射面有微小偏轉，將會有少量激光被反射用以對激光光束的參數進行測量。而大部分透射的激光能量經過第二楔形鏡后實現光斑無放大出射，其偏振特性不受影響。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的高功率線偏振激光光束性能的測量裝置的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的高功率線偏振激光光束性能的測量裝置中單楔形鏡光斑放大光路圖；

圖3是本發明實施例提供的高功率線偏振激光光束性能的測量裝置經實驗測得激光光斑三維圖；

圖4是本發明實施例提供的高功率線偏振激光光束性能的測量裝置經實驗測得激光脈沖波形圖。

具體實施方式