[發(fā)明專利]193nm波長紫外固體激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310042006.0
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103151694A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周軍;劉厚康;何兵;袁志軍;張海波;楊依楓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紫外固體激光器，特別是一種193nm波長紫外固體激光器。

背景技術(shù)

短波長紫外激光技術(shù)，尤其是波長在193nm的激光技術(shù)在光刻領(lǐng)域具有重要的地位，是推動集成電路制造業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)。193nm光刻系統(tǒng)均采用ArF準(zhǔn)分子激光器作為光源。但ArF準(zhǔn)分子激光器是一種氣體放電激光器，體積龐大，價格昂貴，重復(fù)頻率提高困難。紫外光刻的發(fā)展急需要更加優(yōu)秀的紫外固體光源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有ArF準(zhǔn)分子激光器存在的問題，提供一種193nm波長紫外固體激光器，該紫外固體激光器具有體積小、效率高、重復(fù)頻率高和維護方便的優(yōu)點。

本發(fā)明技術(shù)解決原理：將波長為579nm的固體激光器發(fā)出的基頻光通過光學(xué)系統(tǒng)聚焦到非線性晶體，實現(xiàn)289.5nm的倍頻激光輸出，剩余的579nm的基頻光和289.5nm的倍頻光和頻，產(chǎn)生波長為193nm的三倍頻紫外激光。

本發(fā)明技術(shù)解決方案如下：

一種193nm波長紫外固體激光器，特點在于其構(gòu)成包括579nm固體激光器，沿該579nm固體激光器的激光輸方向依次是第一透鏡、第二透鏡、倍頻晶體、聚焦透鏡、和頻晶體、準(zhǔn)直透鏡和紫外鍍膜濾光片，由所述的579nm固體激光器輸出的波長為579nm的激光經(jīng)過第一透鏡和第二透鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)后，聚焦到倍頻晶體中，得到波長為289.5nm的倍頻激光輸出，該289.5nm倍頻激光和剩余的579nm基頻光再經(jīng)過所述的聚焦透鏡，聚焦到和頻晶體中，將289.5nm激光和579nm激光和頻，產(chǎn)生193nm的三倍頻激光輸出，所述的基頻光579nm、倍頻光289.5nm和三倍頻光193nm經(jīng)所述的準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后，通過所述的紫外鍍膜濾光片將基頻光579nm、倍頻光289.5nm光反射，193nm紫外激光直接輸出。

所述的579nm的固體激光器，是1064nm固體激光器拉曼頻移后再倍頻的579nm的固體激光器，或是1064nm固體激光器倍頻后再拉曼頻移的579nm的固體激光器。

所述的倍頻晶體為紫外波段非線性晶體，倍頻方式為溫度相位匹配方式，或角度相位匹配方式，所述的倍頻晶體為LBO晶體，或BBO晶體，兩通光面均鍍有579nm和289.5nm的增透膜，透過率在99%以上，在倍頻過程中倍頻轉(zhuǎn)換效率不超過60%。

所述的和頻晶體為紫外波段非線性晶體，和頻方式為溫度相位匹配方式或角度相位匹配方式，所述的和頻晶體為BBO晶體、CBO晶體或KBBF晶體，兩通光面均鍍有579nm、289.5nm和193nm的增透膜，對三種波長的激光透過率均為99%以上。

所述的紫外鍍膜濾光片是指在一定角度下，對579nm和289.5nm波長激光具有99%以上的高反射率，對193nm激光具有80%以上的高透過率的鍍膜濾光片，所述的角度的選取范圍為20度~50度。

本發(fā)明的技術(shù)效果：

與在先技術(shù)相比，本發(fā)明的193nm激光器為全固態(tài)激光器，具有激光器體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、電光效率高、重復(fù)頻率高、性能穩(wěn)定和維護十分方便的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明193nm波長紫外固體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。

先請參閱圖1，圖1為本發(fā)明193nm波長紫外固體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明193nm波長紫外固體激光器，其構(gòu)成包括579nm固體激光器1，沿該579nm固體激光器1的激光輸方向依次是第一透鏡2、第二透鏡3、倍頻晶體4、聚焦透鏡5、和頻晶體6、準(zhǔn)直透鏡7和紫外鍍膜濾光片8，由所述的579nm固體激光器1輸出的波長為579nm的激光經(jīng)過第一透鏡2和第二透鏡3構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)后，聚焦到倍頻晶體4中，得到波長為289.5nm的倍頻激光輸出，該289.5nm倍頻激光和剩余的579nm基頻光再經(jīng)過所述的聚焦透鏡5，聚焦到和頻晶體6中，將289.5nm激光和579nm激光和頻，產(chǎn)生193nm的三倍頻激光輸出，所述的基頻光579nm、倍頻光289.5nm和三倍頻光193nm經(jīng)所述的準(zhǔn)直透鏡7準(zhǔn)直后，通過所述的紫外鍍膜濾光片8將基頻光579nm、倍頻光289.5nm光反射，193nm紫外激光直接輸出。

所述的579nm的固體激光器，是1064nm固體激光器拉曼頻移后再倍頻的579nm的固體激光器，或是1064nm固體激光器倍頻后再拉曼頻移的579nm的固體激光器。