[發明專利]激光脈沖拉伸裝置

有效

• 申請號: 201310371256.9
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103427316A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 王瑩;曾愛軍;朱玲琳;黃惠杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/10;G03F7/20;G02B27/28
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及激光技術領域，特別是一種激光脈沖拉伸裝置。

技術背景

在投影光刻機中使用準分子激光器作為照明光源，準分子激光器是以脈沖方式工作的，其脈沖時間通常在納秒量級。在一定的脈沖時間條件下，若增大激光能量則脈沖功率也增加，則高的功率密度容易損壞光學元件。為了減小功率密度對投影光刻機中光學元件的影響，需要使用激光脈沖拉伸裝置對激光脈沖時間進行拉伸，即在保持能量不變的情況下，通過在時間上對脈沖進行擴展而減小激光脈沖的峰值功率。

在先技術[1](Michael?M.Albert,United?States?Patent,US7321605B2，Helical?Optical?Pulse?Stretcher)描述了一種激光脈沖拉伸裝置，該裝置利用非偏振分光鏡將入射光脈沖分成兩束光，一束為透射光，一束為反射光，反射光束經過棱鏡或反射鏡進行延時后再返回到非偏振分光鏡產生循環分光。在循環往復的分光過程中，非偏振分光鏡使光束的一部分光反射使其與上一次分光的一部分合束，但在時間上有一個延遲，則光脈沖在時間上的擴展量正比于光束的循環分光次數。但是該在先技術存在的問題和不足是：

1.每次循環分光中分光鏡將入射光脈沖的一部分反射，該反射光束的能量小于上一次反射光束能量，經過多次循環分光后使得拉伸后光脈沖能量分布不均勻。

2.循環分光形成的子脈沖來自同一入射光束，在延遲時間小于脈沖持續時間且延遲產生的光程差小于激光的相干長度時則會產生干涉，可能會形成尖峰脈沖而損壞光學元件。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出了一種激光脈沖拉伸裝置。該裝置使合束的兩光束的光強相差較小，振動方向正交，合束后能量分布均勻，不滿足干涉條件，只是簡單的光強疊加。

本發明的技術解決方案如下：

一種激光脈沖拉伸裝置，特點在于其構成包括偏振分光器、第一反射直角棱鏡、第二反射直角棱鏡，所述的第一反射直角棱鏡、第二反射直角棱鏡的主截面與入射面成45度角，反射面均鍍有相位延遲薄膜，所述的反射直角棱鏡經兩個反射面的反射后的相位延遲量為180度，上述元部件的位置關系如下：

一束平行光經所述的偏振分光器后形成偏振方向正交的兩束線偏光，第一束光直接從所述的偏振分光器出射，第二束經所述的偏振分光器后射向所述的第一反射直角棱鏡，經第一反射直角棱鏡兩次反射后偏振方向旋轉90度，偏振方向旋轉90度的線偏光經所述的偏振分光器后射向所述的第二反射直角棱鏡，經第二反射直角棱鏡后偏振方向再次旋轉90度，偏振方向再次旋轉90的線偏光經所述的偏振分光器后與第一束線偏光合束，兩束光存在時間延遲，因此合束后脈沖展寬。所述的時間延遲應小于或等于脈沖持續時間。

所述的偏振分光器是鍍有偏振分光膜的平板，或偏振分光棱鏡。

與在先技術相比，本發明的技術效果如下：

1.入射光束經偏振分光器分成振動方向正交、能量相同的兩束光，合束后光強分布較均勻。

2.兩光束偏振方向正交，不滿足相干條件，合束后不會發生干涉，只是簡單的光強疊加。

附圖說明

圖1本發明激光脈沖拉伸裝置實施例1的結構框圖。

圖2本發明激光脈沖拉伸裝置實施例2的結構框圖。

圖3本發明激光脈沖拉伸裝置實施例3的結構框圖。

圖4使用本發明激光脈沖拉伸裝置對脈沖進行拉伸后的效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖和是實施例對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

先請參閱圖1，圖1為本發明激光脈沖拉伸裝置實施例1的結構框圖。由圖可見，本發明激光脈沖拉伸裝置，包括偏振分光器101、第一反射直角棱鏡102、第二反射直角棱鏡103，其位置關系是：一束平行光經過偏振分光器101后形成偏振方向正交的兩束線偏光，第一束線偏光經偏振分光器101后被反射，第二束線偏光經偏振分光器101后被透射，透射的線偏光經第一反射直角棱鏡102后偏振方向旋轉90度，偏振方向旋轉90度的線偏光被偏振分光器101反射到第二反射直角棱鏡103，經第二反射直角棱鏡103后偏振方向再次旋轉90度，偏振方向再次旋轉90度的線偏光被偏振分光器101透射后與第一束線偏光合束，由于兩束光之間存在時間延遲，合束后脈沖展寬。