[發明專利]一種激光脈沖波形凈化方法及系統

有效

• 申請號: 202010745470.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111864517B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 潘其坤;郭勁;陳飛;于德洋;張闊;李殿軍;謝冀江;何洋;孫俊杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01S3/034
• 分類號: H01S3/034;H01S3/08;H01S3/081;H01S3/083;H01S3/23
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王雨

本發明公開了一種激光脈沖波形凈化方法及系統，第一偏振元件將腔內傳播的第一偏振態光透射而將第二偏振態光反射，調制元件用于將通過光的相位角延遲，使得當光調制裝置不改變通過光的相位角時，腔內傳播光往返通過調制元件后相位角延遲180度，光調制裝置用于改變通過光的相位角。首先控制光調制裝置改變通過光的相位角并持續預設時間，使光學諧振腔內形成第一偏振態光振蕩，在光調制裝置停止改變通過光的相位角后，獲取由第一偏振元件反射出光的脈沖波形，根據脈沖波形是否存在前沿噪聲，控制光調制裝置增大或者減小對通過光的相位角改變量，以使獲得的脈沖波形的前沿噪聲減弱，從而實現抑制輸出的激光脈沖的前沿噪聲。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，特別是涉及一種激光脈沖波形凈化方法及系統。

背景技術

極紫外光光刻(Extreme?Ultra-Violet?Lithography，EUVL)被認為是拯救摩爾定律的新技術，其核心組成之一是極紫外光源。采用高重頻、窄脈寬、大能量的CO₂驅動激光光束照射靶材是獲得EUV光源的方法之一。

由于受CO₂激光增益特性限制，單臺CO₂激光器無法同時滿足EUV光源對驅動激光高重頻、窄脈寬、大能量的特殊要求，主振蕩器經功率放大(Master?Oscillator?PowerAmplifier，MOPA)是獲得高重頻、窄脈寬、大能量的CO₂驅動激光的優選技術途徑。

目前，比較成熟的MOPA?CO₂驅動激光是采用電光腔倒空種子光經多級高增益CO₂激光放大器放大的技術途徑。然而，現有技術中，電光腔倒空窄脈沖CO₂激光器受腔內光學元件退偏效應，鍍膜偏振片透射率無法達到100％，以及激光器工作過程中熱效應引發的腔內光學元件實時退偏效應的影響，輸出的激光脈沖時間波形會有顯著的前沿噪聲(即基臺能量)，該基臺能量在后續放大中將被率先放大，極大地消耗放大器增益粒子，導致種子光脈沖主峰放大效率降低，不利于EUV光源應用。

發明內容

鑒于以上所述，本發明的目的是提供一種激光脈沖波形凈化方法及系統，實現了抑制輸出的激光脈沖的前沿噪聲。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種激光脈沖波形凈化方法，應用的激光產生裝置包括光學諧振腔、激勵源、第一偏振元件、調制元件和光調制裝置，所述第一偏振元件、所述光調制裝置和所述調制元件設置在所述光學諧振腔內；

所述光學諧振腔用于使腔內傳播光形成振蕩，所述激勵源用于向腔內傳播光提供增益，所述第一偏振元件用于將腔內傳播的第一偏振態光透射而將第二偏振態光反射到所述光學諧振腔外，所述第一偏振態光和所述第二偏振態光的偏振態正交；

所述調制元件用于將通過光的相位角延遲，使得當所述光調制裝置不改變通過光的相位角時，腔內傳播光往返通過所述調制元件后相位角延遲180度，所述光調制裝置用于改變通過光的相位角；

所述方法包括：

步驟S1：控制所述光調制裝置改變通過光的相位角并持續預設時間，使所述光學諧振腔內形成第一偏振態光振蕩；

步驟S2：在所述光調制裝置停止改變通過光的相位角后，獲取由所述第一偏振元件反射出光的脈沖波形，若獲得的脈沖波形存在前沿噪聲，則進入步驟S1，并控制所述光調制裝置增大或者減小對通過光的相位角改變量，以使獲得的脈沖波形的前沿噪聲減弱。

優選的，所述步驟S2具體包括：

若獲得的脈沖波形存在前沿噪聲且前沿噪聲比上一次獲取的脈沖波形的前沿噪聲減弱，則控制所述光調制裝置減小對通過光的相位角改變量；

若獲得的脈沖波形存在前沿噪聲且前沿噪聲比上一次獲取的脈沖波形的前沿噪聲增強，則控制所述光調制裝置增大對通過光的相位角改變量。