CN111628401A - 一种激光功率稳定方法及激光功率放大*** - Google Patents
一种激光功率稳定方法及激光功率放大*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN111628401A CN111628401A CN202010575698.5A CN202010575698A CN111628401A CN 111628401 A CN111628401 A CN 111628401A CN 202010575698 A CN202010575698 A CN 202010575698A CN 111628401 A CN111628401 A CN 111628401A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- laser
- modulation device
- optical
- passing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/1301—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
- H01S3/13013—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by controlling the optical pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/1312—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种激光功率稳定方法及激光功率放大***,激光产生装置产生种子激光脉冲,第一光调制装置用于改变通过光的偏振态,偏振元件用于阻止被第一光调制装置改变偏振态的光通过,光放大装置用于将通过偏振元件的光放大功率而输出。触发激光产生装置产生种子激光脉冲,并控制第一光调制装置改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,通过第一光调制装置和偏振元件阻止种子激光脉冲的前沿噪声通过而进入光放大装置,从而消除种子激光脉冲的前沿噪声,能够消除种子激光脉冲的前沿噪声对激光放大功率、光增益扰动的影响,从而能够有效地提升对激光放大功率后输出的窄脉宽激光功率的稳定性以及各个脉冲能量的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术领域,特别是涉及一种激光功率稳定方法。本发明还涉及一种激光功率放大***。
背景技术
光刻是现代化大规模集成电路制造技术的核心,而光刻光源是光刻设备的重要组成。根据瑞利判据,光源的波长越短,其提供的光刻分辨率越高,现阶段,波长13.5nm的极紫外光(Extreme Ultra-Violet Light,EUVL)成为备受关注的光刻光源。激光诱导等离子体(Laser-Produced Plasma,LPP)可产生极紫外光,采用高重频、窄脉宽、高功率的长波激光辐照预设靶,诱发等离子体辐射波长13.5nm光是产生极紫外光的主流技术途径。
获得高重频、窄脉宽、高功率的激光主要采用主振荡功率放大(MasterOscillator Power-Amplifier,MOPA)的技术,即高重频、窄脉宽的种子激光经多级激光放大器进行放大功率,获得高功率激光。在极紫外光刻光源应用领域,对数十kHz的高重频、窄脉宽激光功率的稳定性的要求极高,要求每个激光脉冲必须能有效击中预设靶,因此要求高重频、窄脉宽激光每个脉冲能量要十分稳定,且脉冲波形不能畸变。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光功率稳定方法及一种激光功率放大***,能够消除窄脉宽激光脉冲的前沿噪声,可有效提升输出的窄脉宽激光功率的稳定性以及各个脉冲能量的稳定性。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种激光功率稳定方法,应用的激光功率放大***包括激光产生装置、第一光调制装置、偏振元件和光放大装置,所述激光产生装置用于产生种子激光脉冲并将种子激光脉冲输入到所述第一光调制装置,所述第一光调制装置用于改变通过光的偏振态,所述偏振元件用于阻止被所述第一光调制装置改变偏振态的光通过,所述光放大装置用于将通过所述偏振元件的光放大功率而输出;
所述方法包括:控制所述第一光调制装置改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,所述第一预设时间段对应于所述种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段。
优选的,应用的激光功率放大***还包括设置在所述偏振元件和所述光放大装置之间光路上的光阑、第二光调制装置,所述第二光调制装置用于将通过光的传输方向偏转,所述光阑用于阻止由所述光放大装置传播来的、被所述第二光调制装置偏转的光通过;
所述方法还包括:控制所述第二光调制装置将在第二预设时间段内由所述光放大装置传播来的光偏转,所述第二预设时间段对应于所述种子激光脉冲主峰与下一所述种子激光脉冲主峰间隙的时间段。
优选的,所述光阑的孔径大小与所述种子激光脉冲的光束直径一致。
优选的,所述第二预设时间段具体对应于所述种子激光脉冲主峰的结束时刻到下一所述种子激光脉冲主峰起始时刻超前预设时间的时刻之间的时间段。
优选的,所述第二光调制装置包括声光调制器,该声光调制器在施加电信号时等效于体布拉格光栅。
优选的,所述第一光调制装置具体用于将通过光的偏振态旋转第一预设角度,使得旋转后光的偏振态与所述种子激光脉冲主峰的偏振态正交。
优选的,所述种子激光脉冲入射到所述偏振元件的入射角度与所述种子激光脉冲的布儒斯特角一致。
一种激光功率放大***,包括激光产生装置、第一光调制装置、偏振元件、光放大装置和控制装置,所述激光产生装置用于产生种子激光脉冲并将种子激光脉冲输入到所述第一光调制装置,所述第一光调制装置用于改变通过光的偏振态,所述偏振元件用于阻止被所述第一光调制装置改变偏振态的光通过,所述光放大装置用于将通过所述偏振元件的光放大功率而输出;
所述控制装置用于控制所述第一光调制装置改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,所述第一预设时间段对应于所述种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段。
优选的,还包括设置在所述偏振元件和所述光放大装置之间光路上的光阑、第二光调制装置,所述第二光调制装置用于将通过光的传输方向偏转,所述光阑用于阻止由所述光放大装置传播来的、被所述第二光调制装置偏转的光通过;
所述控制装置还用于控制所述第二光调制装置将在第二预设时间段内由所述光放大装置传播来的光偏转,所述第二预设时间段对应于所述种子激光脉冲主峰与下一所述种子激光脉冲主峰间隙的时间段。
优选的,所述控制装置具体用于依次分别向所述激光产生装置、所述第一光调制装置、所述第二光调制装置输出方波信号以分别控制各个装置工作,单个方波信号的占空比可调,各个方波信号之间的时间间隔可调。
由上述技术方案可知,本发明所提供的一种激光功率稳定方法,激光产生装置产生种子激光脉冲,第一光调制装置用于改变通过光的偏振态,偏振元件用于阻止被第一光调制装置改变偏振态的光通过,光放大装置用于将通过偏振元件的光放大功率而输出。触发激光产生装置产生种子激光脉冲,并控制第一光调制装置改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,第一预设时间段对应于种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段,即通过第一光调制装置和偏振元件阻止种子激光脉冲的前沿噪声通过,从而消除种子激光脉冲的前沿噪声,能够消除种子激光脉冲的前沿噪声对激光放大功率、光增益扰动的影响,从而能够有效地提升对激光放大功率后输出的窄脉宽激光功率的稳定性以及各个脉冲能量的稳定性。
本发明还提供一种激光功率放大***,能够达到上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种激光功率放大***的示意图;
图2为本发明实施例的激光产生装置输出的种子激光脉冲波形图;
图3为本发明又一实施例的一种激光功率放大***的示意图;
图4为本发明实施例中向激光产生装置、第一光调制装置和第二光调制装置的输出控制时序。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种激光功率稳定方法,请参考图1,图1为本实施例的一种激光功率放大***的示意图,应用的激光功率放大***包括激光产生装置10、第一光调制装置11、偏振元件12和光放大装置13,所述激光产生装置10用于产生种子激光脉冲并将种子激光脉冲输入到所述第一光调制装置11,所述第一光调制装置11用于改变通过光的偏振态,所述偏振元件12用于阻止被所述第一光调制装置11改变偏振态的光通过,所述光放大装置13用于将通过所述偏振元件12的光放大功率而输出。
所述方法包括:控制所述第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,所述第一预设时间段对应于所述种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段。
激光产生装置10产生种子激光脉冲,由于激光产生装置的自身因素,其输出的种子激光脉冲存在前沿噪声,若前沿噪声随激光脉冲主峰进行放大,会产生激光增益扰动,会影响最终输出的激光脉冲的功率稳定性和脉冲能量的稳定性。
本实施例激光功率放大***中,激光产生装置10产生的种子激光脉冲依次通过第一光调制装置11、偏振元件12和光放大装置13。触发激光产生装置10产生种子激光脉冲,并控制第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,第一预设时间段对应于种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段,即通过第一光调制装置11和偏振元件12阻止种子激光脉冲的前沿噪声通过,从而消除种子激光脉冲的前沿噪声,能够消除前沿噪声对激光放大功率、光增益扰动的影响,从而能够有效地提升对激光放大功率后输出的窄脉宽激光功率的稳定性以及各个脉冲能量的稳定性。
激光产生装置10可以采用电光腔倒空激光器,能够产生符合要求的高重频、窄脉宽的种子激光。但受腔内光电器件退偏振特性的影响,该类激光器输出的激光脉冲前沿噪声明显。激光产生装置10可以是但不限于电光腔倒空CO2激光器。
可选的,可以通过向第一光调制装置11施加电信号,来控制第一光调制装置11改变通过光的偏振态。当第一光调制装置11施加电信号时,第一光调制装置11能够改变通过光的偏振态,当第一光调制装置11不施加电信号时,不会改变通过光的偏振态。优选的,第一光调制装置11可采用电光普克尔盒,电光普克尔盒具有响应时间超快的优势,能够提高***的响应速率。
优选的,第一光调制装置11可具体用于将通过光的偏振态旋转第一预设角度,使得旋转后光的偏振态与所述种子激光脉冲主峰的偏振态正交。种子激光脉冲的前沿噪声与种子激光脉冲主峰的偏振态相同,通过控制第一光调制装置11改变种子激光脉冲的前沿噪声的偏振态,使种子激光脉冲的前沿噪声与其主峰的偏振态正交,进而通过偏振元件12阻挡前沿噪声通过。示例性的,第一预设角度可以是90度,种子激光脉冲主峰和前沿噪声是P偏振态光,将前沿噪声的偏振光的振动面旋转90度后成为S偏振态光,偏振元件12对S偏振态光具有高反射作用。
可选的,偏振元件12可使用检偏器。示例性的,偏振元件12可使用对S偏振态光高反射、对P偏振态光高透射的光学元件,使得能够允许种子激光脉冲主峰透射通过,而将改变偏振态的前沿噪声反射掉。优选的,可设置种子激光脉冲入射到偏振元件12的入射角度与种子激光脉冲的布儒斯特角一致,这样设置角度,易于提升P偏振态光的透射率和S偏振态光的反射率。
光放大装置13用于将通过偏振元件12的光放大功率而输出。可选的,光放大装置13可使用射频波导CO2激光放大器、射频板条CO2激光放大器、快轴流CO2激光放大器或者横流CO2激光放大器,但不限于此,光放大装置13也可使用其它类型的光放大装置,都在本发明保护范围内。
在实际应用中,可以通过向激光产生装置10、第一光调制装置12输出触发信号,实现触发激光产生装置10产生种子激光脉冲以及控制第一光调制装置11改变通过光的偏振态。可选的请参考图1,可以通过控制装置16向激光产生装置10、第一光调制装置12输出触发信号。请参考图2,图2为本实施例的激光产生装置输出的种子激光脉冲波形图,如图所示,1为向激光产生装置10输入的触发信号,以控制激光产生装置10输出种子激光脉冲,3为输出的种子激光脉冲的前沿噪声。2为输出的种子激光脉冲主峰,是要被放大的激光部分。本方法控制第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,第一预设时间段对应于种子激光脉冲的前沿噪声3的存在时间段,从而达到消除前沿噪声的效果。
本发明又一实施例提供一种激光功率稳定方法,请参考图3,图3为本实施例的一种激光功率放大***的示意图,在上述实施例的基础上,应用的激光功率放大***还包括设置在所述偏振元件12和所述光放大装置13之间光路上的光阑15、第二光调制装置14。第二光调制装置14用于将通过光的传输方向偏转,所述光阑15用于阻止由所述光放大装置13传播来的、被所述第二光调制装置14偏转的光通过。
本实施例的激光功率稳定方法包括以下步骤:
S201:控制所述第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,所述第一预设时间段对应于所述种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段。
S202:控制所述第二光调制装置14将在第二预设时间段内由所述光放大装置13传播来的光偏转,所述第二预设时间段对应于所述种子激光脉冲主峰与下一所述种子激光脉冲主峰间隙的时间段。
光放大装置13产生的后向散射光将导致激光增益扰动,会影响最终输出的激光脉冲的功率稳定性和脉冲能量的稳定性。
本实施例激光功率放大***中,激光产生装置10产生的种子激光脉冲依次通过第一光调制装置11、偏振元件12、光阑15、第二光调制装置14和光放大装置13。触发激光产生装置10产生种子激光脉冲,并控制第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,第一预设时间段对应于种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段,即通过第一光调制装置11和偏振元件12阻止种子激光脉冲的前沿噪声通过,从而消除种子激光脉冲的前沿噪声。并且,控制第二光调制装置14将在第二预设时间段内由光放大装置13传播来的光偏转,第二预设时间段对应于种子激光脉冲主峰与下一种子激光脉冲主峰间隙的时间段,即通过第二光调制装置14和光阑15阻止在两个激光脉冲主峰间隙的、由光放大装置13产生的后向散射光通过,从而消除光放大装置的后向散射光。从而本方法能够消除前沿噪声和后向散射光对激光放大功率、光增益扰动的影响,从而能够有效地提升对激光放大功率后输出的窄脉宽激光功率的稳定性以及各个脉冲能量的稳定性。
优选的,光阑15的孔径大小与种子激光脉冲的光束直径一致。通过光阑15遮挡由光放大装置13传播来的、被第二光调制装置14偏转的光。优选的,光阑15可采用孔径可调式金属光阑。
可选的,可通过向第二光调制装置14施加电信号,来控制第二光调制装置14偏转通过光的传输方向。当第二光调制装置14施加电信号时,能够将通过光的传输方向偏转一定角度,使得偏转后光无法通过光阑15。当第二光调制装置14不施加电信号时,激光可自由通过。通过第二光调制装置14在两个种子激光脉冲主峰的间隙偏转光,使其仅在两个种子激光脉冲主峰的间隙工作,不影响激光脉冲传输进入光放大装置。通过第二光调制装置14和光阑15组合,能够有效地阻断光放大装置13的后向散射光。可选的,第二光调制装置14可以采用声光调制器,该声光调制器在施加电信号时等效于体布拉格光栅。
第二预设时间段对应于种子激光脉冲主峰与下一种子激光脉冲主峰间隙的时间段,在实际应用中,可将第二预设时间段具体对应于种子激光脉冲主峰的结束时刻到下一种子激光脉冲主峰起始时刻超前预设时间的时刻之间的时间段,这样有助于保证激光脉冲主峰能够完整传输到光放大装置。
在以上各实施例中,可以通过向激光产生装置10、第一光调制装置12、第二光调制装置14输出触发信号,实现触发激光产生装置10产生种子激光脉冲、控制第一光调制装置11改变通过光的偏振态以及控制第二光调制装置14偏转通过光的传输方向。可选的请参考图3,可以通过控制装置16向激光产生装置10、第一光调制装置12、第二光调制装置14输出触发信号。
示例性的,可以向激光产生装置10、第一光调制装置12、第二光调制装置14分别输出三个方波信号,依次分别向激光产生装置10、第一光调制装置12、第二光调制装置14输出方波信号,单个方波信号的占空比可调,各个方波信号之间的时间间隔可调。请结合参考图2和图4,图4为本实施例中向激光产生装置、第一光调制装置和第二光调制装置的输出控制时序。如图所示,1为向激光产生装置10输出的触发信号,以控制激光产生装置10输出种子激光脉冲,3为输出的种子激光脉冲的前沿噪声。2为输出的种子激光脉冲主峰,是要被放大的激光部分。
在图4中,4为向第一光调制装置11输出的触发信号,用于控制向第一光调制装置11施加电信号,其高电平宽度完全覆盖激光脉冲的前沿噪声3,且其下降沿与激光脉冲主峰2上升起始时刻重合。5为向第二光调制装置14输出的触发信号,用于控制向第二光调制装置14施加电信号,其上升沿时间与激光脉冲主峰2的结束时刻重合,下降沿超前下一个激光脉冲主峰约2μs。
相应的,本发明实施例还提供一种激光功率放大***,请参考图1,图1为本实施例提供的一种激光功率放大***的示意图,激光功率放大***包括激光产生装置10、第一光调制装置11、偏振元件12、光放大装置13和控制装置16,所述激光产生装置10用于产生种子激光脉冲并将种子激光脉冲输入到所述第一光调制装置11,所述第一光调制装置11用于改变通过光的偏振态,所述偏振元件12用于阻止被所述第一光调制装置11改变偏振态的光通过,所述光放大装置13用于将通过所述偏振元件12的光放大功率而输出。
所述控制装置16用于控制所述第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,所述第一预设时间段对应于所述种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段。
激光产生装置10产生种子激光脉冲,由于激光产生装置的自身因素,其输出的种子激光脉冲存在前沿噪声,若前沿噪声随激光脉冲主峰进行放大,会产生激光增益扰动,会影响最终输出的激光脉冲的功率稳定性和能量稳定性。
本实施例激光功率放大***中,激光产生装置10产生的种子激光脉冲依次通过第一光调制装置11、偏振元件12和光放大装置13。触发激光产生装置10产生种子激光脉冲,并控制第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,第一预设时间段对应于种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段,即通过第一光调制装置11和偏振元件12阻止种子激光脉冲的前沿噪声通过,从而消除种子激光脉冲的前沿噪声,能够消除前沿噪声对激光放大功率、光增益扰动的影响,从而能够有效地提升对激光放大功率后输出的窄脉宽激光功率的稳定性以及各个脉冲能量的稳定性。
进一步优选的,本发明又一实施例还提供一种激光功率放大***,在上述实施例的基础上,请参考图3,图3为本实施例提供的一种激光功率放大***的示意图,所述激光功率放大***还包括设置在所述偏振元件12和所述光放大装置13之间光路上的光阑15、第二光调制装置14。第二光调制装置14用于将通过光的传输方向偏转,所述光阑15用于阻止由所述光放大装置13传播来的、被所述第二光调制装置14偏转的光通过。
所述控制装置16还用于控制所述第二光调制装置14将在第二预设时间段内由所述光放大装置13传播来的光偏转,所述第二预设时间段对应于所述种子激光脉冲主峰与下一所述种子激光脉冲主峰间隙的时间段。
光放大装置13产生的后向散射光将导致激光增益扰动,会影响最终输出的激光脉冲的功率稳定性和脉冲能量的稳定性。
本实施例激光功率放大***中,激光产生装置10产生的种子激光脉冲依次通过第一光调制装置11、偏振元件12、光阑15、第二光调制装置14和光放大装置13。触发激光产生装置10产生种子激光脉冲,并控制第一光调制装置11改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,第一预设时间段对应于种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段,即通过第一光调制装置11和偏振元件12阻止种子激光脉冲的前沿噪声通过,从而消除种子激光脉冲的前沿噪声。并且,控制第二光调制装置14将在第二预设时间段内由光放大装置13传播来的光偏转,第二预设时间段对应于种子激光脉冲主峰与下一种子激光脉冲主峰间隙的时间段,即通过第二光调制装置14和光阑15阻止在两个激光脉冲主峰间隙的、由光放大装置13产生的后向散射光通过,从而消除光放大装置的后向散射光。从而本***能够消除前沿噪声和后向散射光对激光放大功率、光增益扰动的影响,从而能够有效地提升对激光放大功率后输出的窄脉宽激光功率的稳定性以及各个脉冲能量的稳定性。
本实施例的激光功率放大***的激光产生装置、第一光调制装置、偏振元件、光放大装置、光阑、第二光调制装置、控制装置的具体实施方式均可参考上述关于激光功率稳定方法的详细描述内容。
在一种具体实施例中,激光产生装置10采用电光腔倒空CO2激光器,其输出的激光脉冲波形如图2所示,激光脉冲主峰的全波半高宽约20ns,前沿噪声宽度约50ns,重复频率>10khz。
第一光调制装置11采用电光普克尔盒,采用碲化镉晶体,有效通光孔径为9mm,偏振消光比大于500:[email protected]μm,其响应时间超快(约7ns),单次加压工作时间不能超过3μs,半波电压约8kV。
偏振元件12采用硒化锌材质的镀膜片,以布儒斯特角(67.8°)布置,消光比大于200:[email protected]μm。
第二光调制装置14采用声光调制器,采用Ge声光器件,有效通光孔径9mm,1级衍射光>90%,受超声波在Ge晶体内传输速度限制,其响应时间约300ns,但其单次加压工作时间不受限制。
光放大装置13采用射频轴流CO2激光放大器,激励功率20kW,两端由高透射的硒化锌窗口片密封,增益区孔径21mm,长度约4.5m。
控制装置16采用同步触发器,采用4通道信号发生器。通过精密调控各触发信号时间与占空比,可有效降低高重频窄脉宽种子激光输出前沿噪声和激光放大器的后向散射光对激光增益的扰动影响,提升激光功率稳定性。
本实施例的激光功率稳定方法及激光功率放大***,可解决现阶段激光器功率闭环控制稳定性方法中响应时间慢的难题,可有效提升高重频、窄脉宽激光器功率/脉冲能量稳定性,满足EUV光刻光源中激光打靶功率稳定性的要求。
以上对本发明所提供的一种激光功率稳定方法及激光功率放大***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种激光功率稳定方法,其特征在于,应用的激光功率放大***包括激光产生装置、第一光调制装置、偏振元件和光放大装置,所述激光产生装置用于产生种子激光脉冲并将种子激光脉冲输入到所述第一光调制装置,所述第一光调制装置用于改变通过光的偏振态,所述偏振元件用于阻止被所述第一光调制装置改变偏振态的光通过,所述光放大装置用于将通过所述偏振元件的光放大功率而输出;
所述方法包括:控制所述第一光调制装置改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,所述第一预设时间段对应于所述种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段。
2.根据权利要求1所述的激光功率稳定方法,其特征在于,应用的激光功率放大***还包括设置在所述偏振元件和所述光放大装置之间光路上的光阑、第二光调制装置,所述第二光调制装置用于将通过光的传输方向偏转,所述光阑用于阻止由所述光放大装置传播来的、被所述第二光调制装置偏转的光通过;
所述方法还包括:控制所述第二光调制装置将在第二预设时间段内由所述光放大装置传播来的光偏转,所述第二预设时间段对应于所述种子激光脉冲主峰与下一所述种子激光脉冲主峰间隙的时间段。
3.根据权利要求2所述的激光功率稳定方法,其特征在于,所述光阑的孔径大小与所述种子激光脉冲的光束直径一致。
4.根据权利要求2所述的激光功率稳定方法,其特征在于,所述第二预设时间段具体对应于所述种子激光脉冲主峰的结束时刻到下一所述种子激光脉冲主峰起始时刻超前预设时间的时刻之间的时间段。
5.根据权利要求2所述的激光功率稳定方法,其特征在于,所述第二光调制装置包括声光调制器,该声光调制器在施加电信号时等效于体布拉格光栅。
6.根据权利要求1-5任一项所述的激光功率稳定方法,其特征在于,所述第一光调制装置具体用于将通过光的偏振态旋转第一预设角度,使得旋转后光的偏振态与所述种子激光脉冲主峰的偏振态正交。
7.根据权利要求1-5任一项所述的激光功率稳定方法,其特征在于,所述种子激光脉冲入射到所述偏振元件的入射角度与所述种子激光脉冲的布儒斯特角一致。
8.一种激光功率放大***,其特征在于,包括激光产生装置、第一光调制装置、偏振元件、光放大装置和控制装置,所述激光产生装置用于产生种子激光脉冲并将种子激光脉冲输入到所述第一光调制装置,所述第一光调制装置用于改变通过光的偏振态,所述偏振元件用于阻止被所述第一光调制装置改变偏振态的光通过,所述光放大装置用于将通过所述偏振元件的光放大功率而输出;
所述控制装置用于控制所述第一光调制装置改变在第一预设时间段内通过光的偏振态,所述第一预设时间段对应于所述种子激光脉冲的前沿噪声的存在时间段。
9.根据权利要求8所述的激光功率放大***,其特征在于,还包括设置在所述偏振元件和所述光放大装置之间光路上的光阑、第二光调制装置,所述第二光调制装置用于将通过光的传输方向偏转,所述光阑用于阻止由所述光放大装置传播来的、被所述第二光调制装置偏转的光通过;
所述控制装置还用于控制所述第二光调制装置将在第二预设时间段内由所述光放大装置传播来的光偏转,所述第二预设时间段对应于所述种子激光脉冲主峰与下一所述种子激光脉冲主峰间隙的时间段。
10.根据权利要求9所述的激光功率放大***,其特征在于,所述控制装置具体用于依次分别向所述激光产生装置、所述第一光调制装置、所述第二光调制装置输出方波信号以分别控制各个装置工作,单个方波信号的占空比可调,各个方波信号之间的时间间隔可调。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010575698.5A CN111628401B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 一种激光功率稳定方法及激光功率放大*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010575698.5A CN111628401B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 一种激光功率稳定方法及激光功率放大*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111628401A true CN111628401A (zh) | 2020-09-04 |
CN111628401B CN111628401B (zh) | 2021-11-02 |
Family
ID=72272095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010575698.5A Active CN111628401B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 一种激光功率稳定方法及激光功率放大*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111628401B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070053391A1 (en) * | 2003-06-03 | 2007-03-08 | Ram Oron | Laser pulse generator |
CN103477427A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-12-25 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 使用多个量身定做的激光脉冲波形来激光处理工件的方法和*** |
US20150336208A1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | LSPT Technologies, Inc. | Temporal pulse shaping for laser shock peening |
CN105244747A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-01-13 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种高能量长脉冲激光获得装置、方法及用途 |
CN107807363A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-16 | 中国科学院上海天文台 | 一种激光测距的激光回波信号信噪比增强装置及增强方法 |
CN108565669A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-09-21 | 长春理工大学 | 一种基于声光调制器主振荡功率放大结构的种子信号光脉冲切割装置 |
-
2020
- 2020-06-22 CN CN202010575698.5A patent/CN111628401B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070053391A1 (en) * | 2003-06-03 | 2007-03-08 | Ram Oron | Laser pulse generator |
CN103477427A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-12-25 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 使用多个量身定做的激光脉冲波形来激光处理工件的方法和*** |
US20150336208A1 (en) * | 2014-05-22 | 2015-11-26 | LSPT Technologies, Inc. | Temporal pulse shaping for laser shock peening |
CN105244747A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-01-13 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种高能量长脉冲激光获得装置、方法及用途 |
CN107807363A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-16 | 中国科学院上海天文台 | 一种激光测距的激光回波信号信噪比增强装置及增强方法 |
CN108565669A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-09-21 | 长春理工大学 | 一种基于声光调制器主振荡功率放大结构的种子信号光脉冲切割装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111628401B (zh) | 2021-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3803979B2 (ja) | 環境変化に対して安定な受動型モードロック・レーザー | |
Hunt et al. | Present and future performance of the Nova laser system | |
JP7366979B2 (ja) | 光学アイソレーションモジュール | |
KR20160022357A (ko) | 리소그래피 방법 및 시스템 | |
US9882335B2 (en) | Pulse picking laser | |
US7830928B2 (en) | Quasi-phase matching and quantum control of high harmonic generation in waveguides using counterpropagating beams | |
JP2014530493A (ja) | 制御可能多波長ファイバ・レーザ光源 | |
US20180136541A1 (en) | Compensating for a physical effect in an optical system | |
TW201611664A (zh) | 驅動器雷射配置、euv輻射產生設備及用於放大脈衝雷射輻射的方法 | |
US20230014323A1 (en) | Laser Device for Generating an Optical Frequency Comb | |
CN111628401B (zh) | 一种激光功率稳定方法及激光功率放大*** | |
CN111564751A (zh) | 大功率窄线宽光纤激光偏振控制***及方法 | |
CN110364921A (zh) | 激光脉冲控制***及激光脉冲控制方法 | |
CN103594915A (zh) | 脉冲序列自由调控激光器装置及利用该装置实现脉冲序列自由调控的方法 | |
JP2009518829A (ja) | Qスイッチレーザ | |
CA3146065A1 (en) | Fiber amplifier system resistant to nonlinear spectral broadening and decoherence | |
CN114976827A (zh) | 用于隔离激光***中的增益元件的***和方法 | |
US8451531B2 (en) | Light amplifier | |
JP2002054998A (ja) | 光サンプリングシステム | |
RU2687513C1 (ru) | Устройство для адаптивного временного профилирования ультракоротких лазерных импульсов | |
Zhao et al. | Control over high peak-power laser light and laser-driven X-rays | |
Kaplan et al. | Acousto-optic spectral filtering of femtosecond laser pulses | |
Crites et al. | A Jones Calculus Approach to High-Order Harmonic Generation in Solids | |
Winkelmann et al. | Compact Photo-Injector and Laser-Heater Drive Laser for the European X-ray Free Electron Laser Facility | |
JP7388427B2 (ja) | テラヘルツ光検出器、テラヘルツ測定装置およびテラヘルツ光の検出方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |