[發明專利]紫外線激光裝置

有效

• 申請號: 201280008296.0
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN103348286A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 尾下善紀;徳久章
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: G02F1/37
• 分類號: G02F1/37
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李今子

技術領域

本發明關于一種紫外線激光裝置，其具備輸出紅外線波長的激光光的激光光輸出部、及具有波長轉換光學元件并將從激光光輸出部所輸出的紅外線波長的激光光波長轉換成紫外線波長的激光光的波長轉換部。

背景技術

作為如上所述的具備激光光輸出部與波長轉換部的紫外線激光裝置，已知有例如可較佳地用于曝光裝置或檢查裝置、治療裝置等的激光裝置。此種激光裝置一般而言通過光纖光放大器將從DFB（Distributed?Feedback，分布回饋式）半導體激光等激光光源所射出的紅外線波長的激光光放大，并通過配設于波長轉換部的波長轉換光學元件對經放大的紅外線激光光進行波長轉換而輸出紫外線波長的激光光。作為光纖光放大器，根據光纖開發的歷史過程，正廣泛使用將波長1.55μm頻帶的紅外線激光光放大的摻鉺（Er）光纖光放大器（一般略記為“EDFA”（Erbium-doped?Fiber?Amplifier））。

另一方面，在以紫外線激光裝置作為光源的各種裝置，輸出的紫外光的波長越短則微細構造的形成或觀察越容易，但限于對波長235nm以下的紫外線區域為透明的光學材料。作為紫外線激光裝置，已實用化的ArF準分子激光的振蕩波長為193nm。因此，紫外線激光裝置的波長轉換部將從激光光輸出部輸出的紅外線激光光波長轉換成波長190～200nm的波長頻帶的紫外線激光光并輸出(參照專利文獻1及專利文獻2)。通過此種構成，可實現操作容易且輸出上述波長頻帶的紫外線激光光的小型的全固體型紫外線激光裝置。

專利文獻1：日本特開2004-86193號公報

專利文獻2：日本特開2010-93210號公報

發明內容

在上述紫外線激光裝置，波長轉換部的構成如專利文獻1所揭示般具有各種形態，但一般而言，形成多個傳播路徑，在各傳播路徑分別設置波長轉換光學元件，使基本波及在各傳播路徑產生的高次諧波多次重迭而輸出紫外線激光光。因此，具有波長轉換部的構成復雜的問題、就波長轉換部整體觀察時不易獲得高波長轉換效率的問題。

又，為使紅外線激光光的輸出增大，雖然也提案多級串聯EDFA的構成，但EDFA所獲得的紅外線激光光的最大平均輸出為幾十W左右，存在紫外線激光光的進一步高輸出化困難的課題。

為了解決上述問題，本發明例示形態的紫外線激光裝置，具備輸出紅外線波長的激光光的激光光輸出部、具有波長轉換光學元件且將從該激光光輸出部輸出的紅外線激光光波長轉換成紫外線波長的激光光并輸出的波長轉換部，其特征在于：激光光輸出部具備輸出波長為1900～2000nm的第1紅外線激光光的第1激光光輸出部、與輸出波長為1000～1100nm的第2紅外線激光光的第2激光光輸出部；波長轉換部具備從第1激光光輸出部輸出的第1紅外線激光光射入并傳播的第1系列、與在第1系列傳播后的激光光及從第2激光光輸出部輸出的第2紅外線激光光合波后射入并傳播的第2系列；射入波長轉換部后的第1及第2紅外線激光光被設在波長轉換部的波長轉換光學元件波長轉換，由此從第2系列輸出紫外線激光光。

根據本發明第2形態，在第1形態的紫外線激光裝置中，設在波長轉換部的波長轉換光學元件包括下述元件：第1波長轉換光學元件，產生第1紅外線激光光的第2諧波；第2波長轉換光學元件，產生從第1波長轉換光學元件射出的第2諧波的第2諧波、即第1紅外線激光光的第4諧波；第3波長轉換光學元件，產生從第2波長轉換光學元件射出的第4諧波的第2諧波、即第1紅外線激光光的第8諧波即前段紫外線激光光；以及第4波長轉換光學元件，通過前段紫外線激光光與第2紅外線激光光的和頻產生而產生紫外線激光光。

根據本發明第3形態，在第2形態的紫外線激光裝置中，第1波長轉換光學元件及第2波長轉換光學元件被設在第1系列；第3波長轉換光學元件及第4波長轉換光學元件被設在第2系列。

根據本發明第4形態，在第2形態的紫外線激光裝置中，第1波長轉換光學元件、該第2波長轉換光學元件及該第3波長轉換光學元件被設在第1系列；第4波長轉換光學元件被設在該第2系列。

根據本發明第5形態，在第2～第4形態的紫外線激光裝置中，在第3波長轉換光學元件的相位匹配及在第4波長轉換光學元件的相位匹配為非臨界相位匹配(NCPM：Non-Critical?Phase?Matching)。

根據本發明第6形態，在第2～第5形態的紫外線激光裝置中，在第1波長轉換光學元件的相位匹配及在第2波長轉換光學元件的相位匹配為準相位匹配(QPM：Quasi?Phase?Matching)。