JP2836566B2 - 波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置 - Google Patents
波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長安定化狭帯域エ
キシマレーザ装置に関する。
キシマレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置として、例えば特開平２−１１０９８５号公報に
は、フロントミラーおよびリアミラーを有する光共振器
内の波長選択素子を配設しこの波長選択素子の選択波長
を調整してレーザ光のスペクトルおよび波長が安定する
ように波長制御を行う狭帯域エキシマレーザ装置におい
て、装置側にミラーの調整だけで出力レーザ光のパワー
の回復と、出力レーザ光の光軸ずれの補正とを同時に、
簡単に、しかも高精度に、短時間で自動的に行うことが
できる狭帯域発振エキシマレーザ装置における光軸補正
装置が提案されており、図１０にこの装置の概略構成を
示す。
装置として、例えば特開平２−１１０９８５号公報に
は、フロントミラーおよびリアミラーを有する光共振器
内の波長選択素子を配設しこの波長選択素子の選択波長
を調整してレーザ光のスペクトルおよび波長が安定する
ように波長制御を行う狭帯域エキシマレーザ装置におい
て、装置側にミラーの調整だけで出力レーザ光のパワー
の回復と、出力レーザ光の光軸ずれの補正とを同時に、
簡単に、しかも高精度に、短時間で自動的に行うことが
できる狭帯域発振エキシマレーザ装置における光軸補正
装置が提案されており、図１０にこの装置の概略構成を
示す。
【０００３】図１０を参照して、この従来の波長安定化
狭帯域エキシマレーザ装置は、レーザガスを封入した放
電管１、全反射ミラー４、レーザ光の狭帯域化を行うエ
タロン（波長選択素子）２１、２２、出力ミラー７、部
分反射ミラー８〜１０、分光器１１、出力検出器２３、
位置検出器１２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１３と、
から構成されている。
狭帯域エキシマレーザ装置は、レーザガスを封入した放
電管１、全反射ミラー４、レーザ光の狭帯域化を行うエ
タロン（波長選択素子）２１、２２、出力ミラー７、部
分反射ミラー８〜１０、分光器１１、出力検出器２３、
位置検出器１２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１３と、
から構成されている。
【０００４】出力（フロント）ミラー７から出射される
レーザ光は部分反射ミラー（ビームスプリッタ）８、９
を介して分光器１１に導かれレーザ光の発振中心波長お
よび中心波長パワーが検出される。ＣＰＵ（中央演算処
理装置）１３は、分光器１１の出力に基づいて波長選択
素子のドライバ（駆動装置）（不図示）を介して波長選
択素子２１、２２の姿勢角、温度、圧力等を変化させ、
レーザ光の中心波長の強度が最大に且つ発振波長を固定
するように波長制御を行う。なお、２個のエタロンを透
過したレーザ光は、これらの各エタロンのＡＮＤ条件を
満たした波長成分のものであり、これらの重ね合わせ状
態が発振波長の単一化やレーザの高出力化に大きな影響
を及ぼす。
レーザ光は部分反射ミラー（ビームスプリッタ）８、９
を介して分光器１１に導かれレーザ光の発振中心波長お
よび中心波長パワーが検出される。ＣＰＵ（中央演算処
理装置）１３は、分光器１１の出力に基づいて波長選択
素子のドライバ（駆動装置）（不図示）を介して波長選
択素子２１、２２の姿勢角、温度、圧力等を変化させ、
レーザ光の中心波長の強度が最大に且つ発振波長を固定
するように波長制御を行う。なお、２個のエタロンを透
過したレーザ光は、これらの各エタロンのＡＮＤ条件を
満たした波長成分のものであり、これらの重ね合わせ状
態が発振波長の単一化やレーザの高出力化に大きな影響
を及ぼす。
【０００５】そして、図１０に示す従来の波長安定化狭
帯域エキシマレーザ装置では、波長の安定化とレーザ出
力光軸の安定化と共振器の最大出力条件を同時に維持す
るために、分光器１１、位置検出器１２、および出力検
出器２３により出力光を観測し、変動を生じた場合に
は、出力ミラー７、全反射ミラー４、および波長選択素
子２１、２２を非常に複雑な方法で制御している。
帯域エキシマレーザ装置では、波長の安定化とレーザ出
力光軸の安定化と共振器の最大出力条件を同時に維持す
るために、分光器１１、位置検出器１２、および出力検
出器２３により出力光を観測し、変動を生じた場合に
は、出力ミラー７、全反射ミラー４、および波長選択素
子２１、２２を非常に複雑な方法で制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置にお
いては、放電管におけるガス循環ファンなどの振動や装
置雰囲気の気象状況により、光学素子の姿勢がずれ、波
長変化、光軸ずれが発生し、これを安定化させるため
に、分光器、位置検出器、および出力検出器を必要と
し、さらに出力ミラー、全反射ミラー、および波長選択
素子を互いに絡み合った条件の下で制御しなければなら
ず、制御方法が複雑になるという問題点を有している。
いては、放電管におけるガス循環ファンなどの振動や装
置雰囲気の気象状況により、光学素子の姿勢がずれ、波
長変化、光軸ずれが発生し、これを安定化させるため
に、分光器、位置検出器、および出力検出器を必要と
し、さらに出力ミラー、全反射ミラー、および波長選択
素子を互いに絡み合った条件の下で制御しなければなら
ず、制御方法が複雑になるという問題点を有している。
【０００７】従って、本発明は、上記従来技術の問題点
を鑑みてなされたものであって、その目的は、振動等に
よる光軸ずれの発生を防ぎ、さらに波長安定化のための
制御を簡単にした波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置
を提供することにある。
を鑑みてなされたものであって、その目的は、振動等に
よる光軸ずれの発生を防ぎ、さらに波長安定化のための
制御を簡単にした波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置
を提供することにある。
【０００８】
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の波長安定化狭帯
域エキシマレーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと
全反射ミラーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロ
ンを有する波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキ
シマレーザ装置であって、前記エキシマレーザ装置のレ
ーザ出力光の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐
したレーザ出力光の中心波長を測定する分光器と、前記
レーザ出力光の出射方向を測定するビーム位置検出手段
と、前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手
段と、前記全反射ミラーの角度を調整する駆動手段と、
前記分光器で検出された波長の変化に応じて前記エタロ
ンの駆動手段を制御し、前記ビーム位置検出手段で検出
されたレーザ出力光の出射方向の変化に応じて前記全反
射ミラーの駆動手段を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする。
域エキシマレーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと
全反射ミラーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロ
ンを有する波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキ
シマレーザ装置であって、前記エキシマレーザ装置のレ
ーザ出力光の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐
したレーザ出力光の中心波長を測定する分光器と、前記
レーザ出力光の出射方向を測定するビーム位置検出手段
と、前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手
段と、前記全反射ミラーの角度を調整する駆動手段と、
前記分光器で検出された波長の変化に応じて前記エタロ
ンの駆動手段を制御し、前記ビーム位置検出手段で検出
されたレーザ出力光の出射方向の変化に応じて前記全反
射ミラーの駆動手段を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする。
【００１０】さらに本発明の波長安定化狭帯域エキシマ
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光
の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐したレーザ
出力光の中心波長を測定する分光器と、前記レーザ出力
光の出射方向を測定するビーム位置検出手段と、前記エ
タロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段と、前記
出力ミラーの角度を調整する駆動手段と、前記分光器で
検出された波長の変化に応じて前記エタロンの駆動手段
を制御し、前記ビーム位置検出手段で検出されたレーザ
出力光の出射方向の変化に応じて前記出力ミラーの駆動
手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光
の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐したレーザ
出力光の中心波長を測定する分光器と、前記レーザ出力
光の出射方向を測定するビーム位置検出手段と、前記エ
タロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段と、前記
出力ミラーの角度を調整する駆動手段と、前記分光器で
検出された波長の変化に応じて前記エタロンの駆動手段
を制御し、前記ビーム位置検出手段で検出されたレーザ
出力光の出射方向の変化に応じて前記出力ミラーの駆動
手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】そして本発明の波長安定化狭帯域エキシマ
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光
の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐したレーザ
出力光の中心波長を測定する分光器と、前記レーザ出力
光の出射方向を測定するビーム位置検出手段と、前記エ
タロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段と、前記
エタロンと全反射ミラーとの相対位置を変えずに姿勢角
を調整する駆動手段と、前記分光器で検出された波長の
変化に応じて前記エタロンの駆動手段を制御し、前記ビ
ーム位置検出手段で検出されたレーザ出力光の出射方向
の変化に応じて前記エタロンと全反射ミラーとの相対位
置を変えずに前記エタロンと全反射ミラーの姿勢角を調
整する駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特
徴とする。
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光
の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐したレーザ
出力光の中心波長を測定する分光器と、前記レーザ出力
光の出射方向を測定するビーム位置検出手段と、前記エ
タロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段と、前記
エタロンと全反射ミラーとの相対位置を変えずに姿勢角
を調整する駆動手段と、前記分光器で検出された波長の
変化に応じて前記エタロンの駆動手段を制御し、前記ビ
ーム位置検出手段で検出されたレーザ出力光の出射方向
の変化に応じて前記エタロンと全反射ミラーとの相対位
置を変えずに前記エタロンと全反射ミラーの姿勢角を調
整する駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特
徴とする。
【００１２】また本発明の波長安定化狭帯域エキシマレ
ーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラー
との間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する波
長選択手段を備え、前記プリズムはプリズムのみで狭帯
域化したときのスペクトル広がりが、前記エタロンのＦ
ＳＲ（フリースペクトラルレンジ）の２倍程度である波
長安定化狭帯域エキシマレーザ装置であって、前記エキ
シマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐するための
光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波長を測定
する分光器と、前記エタロンのレーザ光透過角度を調整
する駆動手段と、前記全反射ミラーの角度を調整する駆
動手段と、前記分光器で検出されたスペクトル波長のメ
インロープ波長の変化に応じて前記エタロンの駆動手段
を制御し、さらに前記分光器によりサイドロープのメイ
ンロープに対する強度比を検出し、検出した強度比の変
化に応じて前記全反射ミラーの駆動手段を制御する制御
手段とを備えることを特徴とする。
ーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラー
との間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する波
長選択手段を備え、前記プリズムはプリズムのみで狭帯
域化したときのスペクトル広がりが、前記エタロンのＦ
ＳＲ（フリースペクトラルレンジ）の２倍程度である波
長安定化狭帯域エキシマレーザ装置であって、前記エキ
シマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐するための
光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波長を測定
する分光器と、前記エタロンのレーザ光透過角度を調整
する駆動手段と、前記全反射ミラーの角度を調整する駆
動手段と、前記分光器で検出されたスペクトル波長のメ
インロープ波長の変化に応じて前記エタロンの駆動手段
を制御し、さらに前記分光器によりサイドロープのメイ
ンロープに対する強度比を検出し、検出した強度比の変
化に応じて前記全反射ミラーの駆動手段を制御する制御
手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】さらに本発明の波長安定化狭帯域エキシマ
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備え、前記プリズムはプリズムのみで狭
帯域化したときのスペクトル広がりが、前記エタロンの
ＦＳＲ（フリースペクトラルレンジ）の２倍程度である
波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置であって、前記エ
キシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐するため
の光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波長を測
定する分光器と、前記エタロンのレーザ光透過角度を調
整する駆動手段と、前記出力ミラーの角度を調整する駆
動手段と、前記分光器で検出されたスペクトル波長のメ
インロープ波長の変化に応じて前記エタロンのレーザ光
透過角度を調整し、さらに前記分光器によりサイドロー
プのメインロープに対する強度比を検出し、検出した強
度比の変化に応じて前記出力ミラーの駆動手段を制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする。
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備え、前記プリズムはプリズムのみで狭
帯域化したときのスペクトル広がりが、前記エタロンの
ＦＳＲ（フリースペクトラルレンジ）の２倍程度である
波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置であって、前記エ
キシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐するため
の光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波長を測
定する分光器と、前記エタロンのレーザ光透過角度を調
整する駆動手段と、前記出力ミラーの角度を調整する駆
動手段と、前記分光器で検出されたスペクトル波長のメ
インロープ波長の変化に応じて前記エタロンのレーザ光
透過角度を調整し、さらに前記分光器によりサイドロー
プのメインロープに対する強度比を検出し、検出した強
度比の変化に応じて前記出力ミラーの駆動手段を制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】そして本発明の波長安定化狭帯域エキシマ
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光
の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐したレーザ
出力光の中心波長を測定する分光器と、前記エタロンの
レーザ光透過角度を調整する駆動手段と、前記エタロン
と全反射ミラーとの相対位置を変えずに前記エタロンお
よび全反射ミラーの姿勢角を調整する駆動手段と、前記
分光器で検出されたスペクトル波長のメインロープ変化
に応じて前記エタロンのレーザ光透過角度を調整し、さ
らに前記分光器によりサイドロープのメインロープに対
する強度比を検出し、検出した強度比の変化に応じて前
記エタロンと全反射ミラーとの相対位置を変えずに姿勢
角を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
レーザ装置は共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光
の一部を分岐するための光分岐手段と、分岐したレーザ
出力光の中心波長を測定する分光器と、前記エタロンの
レーザ光透過角度を調整する駆動手段と、前記エタロン
と全反射ミラーとの相対位置を変えずに前記エタロンお
よび全反射ミラーの姿勢角を調整する駆動手段と、前記
分光器で検出されたスペクトル波長のメインロープ変化
に応じて前記エタロンのレーザ光透過角度を調整し、さ
らに前記分光器によりサイドロープのメインロープに対
する強度比を検出し、検出した強度比の変化に応じて前
記エタロンと全反射ミラーとの相対位置を変えずに姿勢
角を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】また前記光分岐手段は部分反射ミラーある
いは光ファイバであることを特徴とする。
いは光ファイバであることを特徴とする。
【００１６】
【００１７】次に、装置雰囲気の気象変化が生じると波
長選択素子に以下に挙げる影響を及ぼす。エタロンでは
素子内の屈折率の微小変化により選択波長が変化する。
そして、プリズムでは素子の屈折率変化によりエタロン
と全反射ミラーで選択された波長のレーザ光の進行方向
を変化させる。
長選択素子に以下に挙げる影響を及ぼす。エタロンでは
素子内の屈折率の微小変化により選択波長が変化する。
そして、プリズムでは素子の屈折率変化によりエタロン
と全反射ミラーで選択された波長のレーザ光の進行方向
を変化させる。
【００１８】ここで、請求項１に係る発明によれば、分
光器で検出した許容範囲内からの波長ずれを元に戻すた
めにエタロンの角度を調整し、ビーム位置検出器で検出
した許容範囲内からの出力光の出射方向の位置ずれを元
に戻すために全反射ミラーの角度を調整することによっ
て、装置雰囲気の気象変化に対しても波長ずれ、および
光軸ずれを許容範囲内に納めることができる。
光器で検出した許容範囲内からの波長ずれを元に戻すた
めにエタロンの角度を調整し、ビーム位置検出器で検出
した許容範囲内からの出力光の出射方向の位置ずれを元
に戻すために全反射ミラーの角度を調整することによっ
て、装置雰囲気の気象変化に対しても波長ずれ、および
光軸ずれを許容範囲内に納めることができる。
【００１９】ただし、請求項１に係る発明では、出力光
の出射方向のずれを戻すために全反射ミラーの角度を調
整するため、エタロンと全反射ミラーで決まる波長がず
れ、さらにエタロン角度を調整し、その後再度出力方向
調整のため全反射ミラーを調整するという操作が続くと
いう問題がある。
の出射方向のずれを戻すために全反射ミラーの角度を調
整するため、エタロンと全反射ミラーで決まる波長がず
れ、さらにエタロン角度を調整し、その後再度出力方向
調整のため全反射ミラーを調整するという操作が続くと
いう問題がある。
【００２０】請求項２に係る発明はこの問題を解消した
ものであり、分光器で検出した許容範囲内からの波長ず
れを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、ビーム位
置検出器で検出した許容範囲内からの出力光の出射方向
の位置ずれを元に戻すために出力ミラーの角度を調整す
ることによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波長
ずれ、および光軸ずれを許容範囲内に納めることがで
き、かつそれぞれの調整操作はそれぞれ独立にできる。
ものであり、分光器で検出した許容範囲内からの波長ず
れを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、ビーム位
置検出器で検出した許容範囲内からの出力光の出射方向
の位置ずれを元に戻すために出力ミラーの角度を調整す
ることによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波長
ずれ、および光軸ずれを許容範囲内に納めることがで
き、かつそれぞれの調整操作はそれぞれ独立にできる。
【００２１】しかしながら、請求項２に係る発明では、
出力光の出射方向のずれを戻すために出力ミラーの角度
を調整するため、装置雰囲気の気象変化が一方向に進ん
だ場合、共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質である放
電領域から外れて、出力低下を引き起こすという問題が
ある。
出力光の出射方向のずれを戻すために出力ミラーの角度
を調整するため、装置雰囲気の気象変化が一方向に進ん
だ場合、共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質である放
電領域から外れて、出力低下を引き起こすという問題が
ある。
【００２２】請求項７に係る発明はこの問題を解消した
ものであり、分光器で検出した許容範囲内からの波長ず
れを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、ビーム位
置検出器で検出した許容範囲内からの出力光の出射方向
の位置ずれを元に戻すためにエタロンと全反射ミラーの
角度を同時に同じ量だけ調整することによって、装置雰
囲気の気象変化に対しても波長ずれ、および光軸ずれを
許容範囲内に納めることができ、かつそれぞれの調整操
作はそれぞれ独立しており、さらに放電管をはさんで出
力ミラーと反対側の素子であるエタロンと全反射ミラー
だけを調整しているために共振器の光軸が放電管内のレ
ーザ媒質である放電領域から外れることはない。
ものであり、分光器で検出した許容範囲内からの波長ず
れを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、ビーム位
置検出器で検出した許容範囲内からの出力光の出射方向
の位置ずれを元に戻すためにエタロンと全反射ミラーの
角度を同時に同じ量だけ調整することによって、装置雰
囲気の気象変化に対しても波長ずれ、および光軸ずれを
許容範囲内に納めることができ、かつそれぞれの調整操
作はそれぞれ独立しており、さらに放電管をはさんで出
力ミラーと反対側の素子であるエタロンと全反射ミラー
だけを調整しているために共振器の光軸が放電管内のレ
ーザ媒質である放電領域から外れることはない。
【００２３】請求項１〜３に係る発明では、エタロン、
全反射ミラー、出力ミラーの角度調整のための制御パラ
メータを分光器、あるいはビーム位置検出手段より得て
いたが、分光器だけを用いる例を以下に示す。
全反射ミラー、出力ミラーの角度調整のための制御パラ
メータを分光器、あるいはビーム位置検出手段より得て
いたが、分光器だけを用いる例を以下に示す。
【００２４】ビーム位置検出手段の代わりに分光器を用
いて出力光の出射方向の位置ずれを検出するためにプリ
ズムだけで狭帯域化したときのスペクトル広がりをλ
（ｐｒｉｓｍ）、エタロンのＦＳＲ（フリースペクトラ
ルレンジ）をλ（ＦＳＲ）とし、 λ（ｐｒｉｓｍ）＝２×λ（ＦＳＲ） となるようにプリズム、エタロンを選択する。
いて出力光の出射方向の位置ずれを検出するためにプリ
ズムだけで狭帯域化したときのスペクトル広がりをλ
（ｐｒｉｓｍ）、エタロンのＦＳＲ（フリースペクトラ
ルレンジ）をλ（ＦＳＲ）とし、 λ（ｐｒｉｓｍ）＝２×λ（ＦＳＲ） となるようにプリズム、エタロンを選択する。
【００２５】λ（ｐｒｉｓｍ）の中心波長にエタロンの
透過波長を合わせた場合、図９の正常時の例として示さ
れているようにレーザ出力光は選択波長（メインロー
プ）の１波長だけとなる。λ（ｐｒｉｓｍ）の中心波長
からエタロンの透過波長が外れた場合では、図９の波長
振動時にあるようにレーザ出力はメインロープとλ（Ｆ
ＳＲ）だけ波長の異なるサイドロープ光が発生して、２
波長が含まれた光となる。
透過波長を合わせた場合、図９の正常時の例として示さ
れているようにレーザ出力光は選択波長（メインロー
プ）の１波長だけとなる。λ（ｐｒｉｓｍ）の中心波長
からエタロンの透過波長が外れた場合では、図９の波長
振動時にあるようにレーザ出力はメインロープとλ（Ｆ
ＳＲ）だけ波長の異なるサイドロープ光が発生して、２
波長が含まれた光となる。
【００２６】したがって、サイドロープが発生するかど
うか、あるいはメインロープとサイドロープの比が変化
するかどうかを観測することにより、プリズムとエタロ
ンの関係が適正に保たれているかどうかが判断できる。
うか、あるいはメインロープとサイドロープの比が変化
するかどうかを観測することにより、プリズムとエタロ
ンの関係が適正に保たれているかどうかが判断できる。
【００２７】さらに、エタロンが適正に配置されている
かどうかは、プリズムとは関係なくメインロープの波長
を分光器により測定することで判断できる。ゆえに、メ
インロープの波長がずれないでサイドロープが発生した
場合、プリズムだけにおいて波長がずれたと判断でき
る。
かどうかは、プリズムとは関係なくメインロープの波長
を分光器により測定することで判断できる。ゆえに、メ
インロープの波長がずれないでサイドロープが発生した
場合、プリズムだけにおいて波長がずれたと判断でき
る。
【００２８】つぎに、波長の調整方法について触れる。
装置雰囲気の気象変化が生じると波長選択素子に以下に
挙げる影響を及ぼす。エタロンでは素子内の屈折率の微
小変化により選択波長が変化する。そしてプリズムでは
素子の屈折率変化によりエタロンと全反射ミラーで選択
された波長のレーザ光の進行方向（角度）を変化させ
る。したがってエタロンでの選択波長を調整する場合に
はエタロン透過光軸の角度を調整し、プリズム配置を適
正に保つためには、プリズムの偏角を調整すること、つ
まり、入射角度あるいは出射角度のどちらか一方を調整
すれば良い。
装置雰囲気の気象変化が生じると波長選択素子に以下に
挙げる影響を及ぼす。エタロンでは素子内の屈折率の微
小変化により選択波長が変化する。そしてプリズムでは
素子の屈折率変化によりエタロンと全反射ミラーで選択
された波長のレーザ光の進行方向（角度）を変化させ
る。したがってエタロンでの選択波長を調整する場合に
はエタロン透過光軸の角度を調整し、プリズム配置を適
正に保つためには、プリズムの偏角を調整すること、つ
まり、入射角度あるいは出射角度のどちらか一方を調整
すれば良い。
【００２９】請求項４の発明によれば、分光器で検出し
たスペクトル波形の選択波長（メインロープ）の波長の
許容範囲内からの波長ずれを元に戻すためにエタロンの
角度を調整し、また、分光器で検出したサイドロープの
メインロープに対する強度比の許容範囲内からのずれを
元に戻すために全反射ミラーの角度を調整することによ
って、装置雰囲気の気象変化に対しても波長ずれを許容
範囲内に納めることができる。
たスペクトル波形の選択波長（メインロープ）の波長の
許容範囲内からの波長ずれを元に戻すためにエタロンの
角度を調整し、また、分光器で検出したサイドロープの
メインロープに対する強度比の許容範囲内からのずれを
元に戻すために全反射ミラーの角度を調整することによ
って、装置雰囲気の気象変化に対しても波長ずれを許容
範囲内に納めることができる。
【００３０】ただし、請求項４の発明では、プリズムが
要因となる波長ずれを元に戻すために全反射ミラーの角
度を調整するため、エタロンと全反射ミラーで決まる波
長がずれ、さらにエタロン角度を調整し、その後再度全
反射ミラーを調整するという操作が続くという問題があ
る。
要因となる波長ずれを元に戻すために全反射ミラーの角
度を調整するため、エタロンと全反射ミラーで決まる波
長がずれ、さらにエタロン角度を調整し、その後再度全
反射ミラーを調整するという操作が続くという問題があ
る。
【００３１】これを解決するために、請求項５の発明を
用いる。これによれば、分光器で検出したスペクトル波
形の選択波長（メインロープ）の波長の許容範囲内から
の波長ずれを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、
また、分光器で検出したサイドロープのメインロープに
対する強度比の許容範囲内からのずれを元に戻すために
出力ミラーの角度を調整することによって、装置雰囲気
の気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めるこ
とができ、かつそれぞれの調整操作はそれぞれ独立にで
きる。
用いる。これによれば、分光器で検出したスペクトル波
形の選択波長（メインロープ）の波長の許容範囲内から
の波長ずれを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、
また、分光器で検出したサイドロープのメインロープに
対する強度比の許容範囲内からのずれを元に戻すために
出力ミラーの角度を調整することによって、装置雰囲気
の気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めるこ
とができ、かつそれぞれの調整操作はそれぞれ独立にで
きる。
【００３２】しかし、請求項５の発明では、プリズムが
要因となる波長ずれを戻すために出力ミラーの角度を調
整するため、装置雰囲気の気象変化が一方向に進んだ場
合、共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質である放電領
域から外れて、出力低下を引き起こすという問題があ
る。
要因となる波長ずれを戻すために出力ミラーの角度を調
整するため、装置雰囲気の気象変化が一方向に進んだ場
合、共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質である放電領
域から外れて、出力低下を引き起こすという問題があ
る。
【００３３】これを解決するために、請求項６の発明を
用いる。これによれば、分光器で検出したスペクトル波
形の選択波長（メインロープ）の波長の許容範囲内から
の波長ずれを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、
また、分光器で検出したサイドロープのメインロープに
対する強度比の許容範囲内からのずれを元に戻すために
エタロンと全反射ミラーの角度を同時に同じ量だけ調整
することによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波
長ずれを許容範囲内に納めることができ、かつ、それぞ
れの調整操作はそれぞれ独立しており、さらに、放電管
をはさんで出力ミラーと反対側の素子であるエタロンと
全反射ミラーだけを調整しているために共振器の光軸が
放電管内のレーザ媒質である放電領域から外れることは
ない。
用いる。これによれば、分光器で検出したスペクトル波
形の選択波長（メインロープ）の波長の許容範囲内から
の波長ずれを元に戻すためにエタロンの角度を調整し、
また、分光器で検出したサイドロープのメインロープに
対する強度比の許容範囲内からのずれを元に戻すために
エタロンと全反射ミラーの角度を同時に同じ量だけ調整
することによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波
長ずれを許容範囲内に納めることができ、かつ、それぞ
れの調整操作はそれぞれ独立しており、さらに、放電管
をはさんで出力ミラーと反対側の素子であるエタロンと
全反射ミラーだけを調整しているために共振器の光軸が
放電管内のレーザ媒質である放電領域から外れることは
ない。
【００３４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【００３５】
【実施形態１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。
【００３６】図１において、１は放電管、２は構造物、
３は除振装置、４は全反射ミラー、５はエタロン（波長
選択素子）、６はプリズム、７は出力ミラーを示してい
る。波長選択素子であるエタロン５とプリズム６とは同
一の構造物２（例えば熱膨張率が極めて小さなアンバー
（Ｉｎｖａｒ）ロッド等からなる）に固定され、この構
造物２は除振装置３を介して支持台２０に配設されてい
る。このため共振器は振動上独立しており、放電管１の
ガス循環ファンなどによる振動での光学素子の姿勢のず
れは生じない。
３は除振装置、４は全反射ミラー、５はエタロン（波長
選択素子）、６はプリズム、７は出力ミラーを示してい
る。波長選択素子であるエタロン５とプリズム６とは同
一の構造物２（例えば熱膨張率が極めて小さなアンバー
（Ｉｎｖａｒ）ロッド等からなる）に固定され、この構
造物２は除振装置３を介して支持台２０に配設されてい
る。このため共振器は振動上独立しており、放電管１の
ガス循環ファンなどによる振動での光学素子の姿勢のず
れは生じない。
【００３７】
【実施形態２】図２は、本発明の第２の実施の形態に係
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図２を参照して、本実施形態においては、図１
に示した前記第１の実施形態に、部分反射ミラー８、
９、分光器１１、ビーム位置検出器１２、ＣＰＵ１３、
全反射ミラー角調整装置１４、エタロン角調整装置１５
が追加された構成とされている。
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図２を参照して、本実施形態においては、図１
に示した前記第１の実施形態に、部分反射ミラー８、
９、分光器１１、ビーム位置検出器１２、ＣＰＵ１３、
全反射ミラー角調整装置１４、エタロン角調整装置１５
が追加された構成とされている。
【００３８】レーザ出力光の一部が、部分反射ミラー
８、９を介して分光器１１およびビーム位置検出器１２
へ導入される。分光器１１およびビーム位置検出器１２
の出力はＣＰＵ１３に入力され、ＣＰＵ１３からの制御
信号が全反射ミラー角調整装置１４およびエタロン角調
整装置１５に接続されている。
８、９を介して分光器１１およびビーム位置検出器１２
へ導入される。分光器１１およびビーム位置検出器１２
の出力はＣＰＵ１３に入力され、ＣＰＵ１３からの制御
信号が全反射ミラー角調整装置１４およびエタロン角調
整装置１５に接続されている。
【００３９】装置雰囲気の気象状況の変化により生じる
現象としては、エタロン５では波長変動が、プリズム６
では出力光における出射方向の変化がある。これを許容
範囲内に抑えるために、分岐したレーザ出力光の中心波
長を固定する分光器１１で測定した結果に基づきＣＰＵ
１３の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角調整装
置１５を介して調整して波長を戻し、ビーム位置検出器
１２で測定した結果を基に全反射ミラー４の角度を全反
射ミラー角調整装置１４で調整してレーザ出力光の出射
角を戻す。
現象としては、エタロン５では波長変動が、プリズム６
では出力光における出射方向の変化がある。これを許容
範囲内に抑えるために、分岐したレーザ出力光の中心波
長を固定する分光器１１で測定した結果に基づきＣＰＵ
１３の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角調整装
置１５を介して調整して波長を戻し、ビーム位置検出器
１２で測定した結果を基に全反射ミラー４の角度を全反
射ミラー角調整装置１４で調整してレーザ出力光の出射
角を戻す。
【００４０】
【実施形態３】図３は、本発明の第３の実施の形態に係
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図３を参照して、本実施形態は、図２に示した
前記第２の実施形態に、さらにＣＰＵ１３からの制御信
号に基づき出力ミラー７の角度を調整する出力ミラー角
調整装置１６が追加された構成とされている。
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図３を参照して、本実施形態は、図２に示した
前記第２の実施形態に、さらにＣＰＵ１３からの制御信
号に基づき出力ミラー７の角度を調整する出力ミラー角
調整装置１６が追加された構成とされている。
【００４１】レーザ出力光の一部が部分反射ミラー８、
９を介して分光器１１およびビーム位置検出器１２へ導
入される。
９を介して分光器１１およびビーム位置検出器１２へ導
入される。
【００４２】分光器１１で測定した結果に基づきＣＰＵ
１３の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角調整装
置１５で調整して波長を戻し、ビーム位置検出器１２で
測定した結果を基に出力ミラー７の角度を出力ミラー角
調整装置１６で調整してレーザ出力光の出射角を戻す。
１３の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角調整装
置１５で調整して波長を戻し、ビーム位置検出器１２で
測定した結果を基に出力ミラー７の角度を出力ミラー角
調整装置１６で調整してレーザ出力光の出射角を戻す。
【００４３】なお、レーザ出力光の波長は全反射ミラー
４とエタロン５の角度で決まるため、出射ビーム方向の
制御と波長制御は干渉し合うことはない。
４とエタロン５の角度で決まるため、出射ビーム方向の
制御と波長制御は干渉し合うことはない。
【００４４】
【実施形態４】図４は、本発明の第４の実施の形態に係
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図４を参照して、本実施形態は、図２に示した
前記第２の実施形態に、エタロン５と全反射ミラーの角
度を互いの相対位置を変えずに同時に同じ量だけ調整す
る全反射ミラーおよびエタロン角調整装置１７が追加さ
れた構成とされている。
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図４を参照して、本実施形態は、図２に示した
前記第２の実施形態に、エタロン５と全反射ミラーの角
度を互いの相対位置を変えずに同時に同じ量だけ調整す
る全反射ミラーおよびエタロン角調整装置１７が追加さ
れた構成とされている。
【００４５】レーザ出力光の一部が部分反射ミラー８、
９を介して分光器１１およびビーム位置検出器１２へ導
入される。
９を介して分光器１１およびビーム位置検出器１２へ導
入される。
【００４６】分光器１１で測定した結果を基にエタロン
５の角度を調整しエタロン５の角度を互いの相対位置を
変えずに同時に同じ量だけ全反射ミラーおよびエタロン
角調整装置１７で調整してレーザ出力光の出射角を戻
す。
５の角度を調整しエタロン５の角度を互いの相対位置を
変えずに同時に同じ量だけ全反射ミラーおよびエタロン
角調整装置１７で調整してレーザ出力光の出射角を戻
す。
【００４７】なお、レーザ出力光の波長は全反射ミラー
４とエタロン５の角度で決まり、出射ビーム方向の制御
は全反射ミラー４とエタロン５を互いの相対位置を変え
ずに同時に同じ角度だけ行うために、このとき波長は変
化しない。
４とエタロン５の角度で決まり、出射ビーム方向の制御
は全反射ミラー４とエタロン５を互いの相対位置を変え
ずに同時に同じ角度だけ行うために、このとき波長は変
化しない。
【００４８】さらに、放電管１をはさんで出力ミラー７
とは反対側の素子であるエタロン５と全反射ミラー４だ
けを調整しているために、共振器の光軸が放電管１内の
レーザ媒質である放電領域から外れることはない。
とは反対側の素子であるエタロン５と全反射ミラー４だ
けを調整しているために、共振器の光軸が放電管１内の
レーザ媒質である放電領域から外れることはない。
【００４９】
【実施形態５】図５は、本発明の第５の実施の形態に係
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。
【００５０】図５において、１は放電管、２は構造物、
３は除振装置、４は全反射ミラー、５はエタロン（波長
選択素子）、６はプリズム、７は出力ミラーを示してい
る。本実施形態ではプリズム６のスペクトル広がりがエ
タロン７のフリースペクトラルレンジの約２倍となるよ
うに設定されている。波長選択素子であるエタロン５と
プリズム６とは同一の構造物２（例えば熱膨張率が極め
て小さなアンバー（Ｉｎｖａｒ）ロッド等からなる）に
固定され、この構造物２は除振装置３を介して支持台２
０に配設されている。このため共振器は振動上独立して
おり、放電管１のガス循環ファンなどによる振動での光
学素子の姿勢のずれは生じない。
３は除振装置、４は全反射ミラー、５はエタロン（波長
選択素子）、６はプリズム、７は出力ミラーを示してい
る。本実施形態ではプリズム６のスペクトル広がりがエ
タロン７のフリースペクトラルレンジの約２倍となるよ
うに設定されている。波長選択素子であるエタロン５と
プリズム６とは同一の構造物２（例えば熱膨張率が極め
て小さなアンバー（Ｉｎｖａｒ）ロッド等からなる）に
固定され、この構造物２は除振装置３を介して支持台２
０に配設されている。このため共振器は振動上独立して
おり、放電管１のガス循環ファンなどによる振動での光
学素子の姿勢のずれは生じない。
【００５１】本実施形態においては、さらに部分反射ミ
ラー８、分光器１１、ＣＰＵ１３、全反射ミラー角調整
装置１４、エタロン角調整装置１５が設けられている。
分光器１１の出力はＣＰＵ１３に入力され、ＣＰＵ１３
からの制御信号が全反射ミラー角調整装置１４およびエ
タロン角調整装置１５に接続されている。レーザ出力光
の一部が、部分反射ミラー８を介して分光器１１へ導入
される。
ラー８、分光器１１、ＣＰＵ１３、全反射ミラー角調整
装置１４、エタロン角調整装置１５が設けられている。
分光器１１の出力はＣＰＵ１３に入力され、ＣＰＵ１３
からの制御信号が全反射ミラー角調整装置１４およびエ
タロン角調整装置１５に接続されている。レーザ出力光
の一部が、部分反射ミラー８を介して分光器１１へ導入
される。
【００５２】装置雰囲気の気象状況の変化により生じる
現象としては、エタロン５では波長変動が、プリズム６
では出力光における出射方向の変化がある。
現象としては、エタロン５では波長変動が、プリズム６
では出力光における出射方向の変化がある。
【００５３】波長変動を抑えるために、分岐したレーザ
出力光を分光器１１で測定した結果に基づきＣＰＵ１３
の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角調整装置１
５を介して調整して波長を戻す。また、図５に示すよう
に分光器１１で検出したサイドロープのメインロープに
対する強度比の変化に応じて、これを許容範囲内に抑え
るために全反射ミラー４の角度を全反射ミラー角調整装
置１４で調整する。以上の操作によって、装置雰囲気の
気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めること
ができる。
出力光を分光器１１で測定した結果に基づきＣＰＵ１３
の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角調整装置１
５を介して調整して波長を戻す。また、図５に示すよう
に分光器１１で検出したサイドロープのメインロープに
対する強度比の変化に応じて、これを許容範囲内に抑え
るために全反射ミラー４の角度を全反射ミラー角調整装
置１４で調整する。以上の操作によって、装置雰囲気の
気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めること
ができる。
【００５４】
【実施形態６】図６は、本発明の第６の実施の形態に係
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図６を参照して、本実施形態は、図５に示した
前記第５の実施形態に、ＣＰＵ１３からの制御信号に基
づき出力ミラー７の角度を調整する出力ミラー角調整装
置１６が追加され全反射ミラーの角度調整装置が省かれ
た構成となっている。
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図６を参照して、本実施形態は、図５に示した
前記第５の実施形態に、ＣＰＵ１３からの制御信号に基
づき出力ミラー７の角度を調整する出力ミラー角調整装
置１６が追加され全反射ミラーの角度調整装置が省かれ
た構成となっている。
【００５５】レーザ出力光の一部が部分反射ミラー８を
介して分光器１１へ導入される。
介して分光器１１へ導入される。
【００５６】波長変動を抑えるために、分岐したレーザ
出力光を分光器１１で測定し雰囲気の気象状況の変化が
原因で図８に示すように分光器１１で検出したスペクト
ル波形の選択波長（メインロープ）の波長がずれた場
合、これを許容範囲内に抑えるために測定結果に基づき
ＣＰＵ１３の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角
調整装置１５で調整して波長を戻す。
出力光を分光器１１で測定し雰囲気の気象状況の変化が
原因で図８に示すように分光器１１で検出したスペクト
ル波形の選択波長（メインロープ）の波長がずれた場
合、これを許容範囲内に抑えるために測定結果に基づき
ＣＰＵ１３の制御のもとエタロン５の角度をエタロン角
調整装置１５で調整して波長を戻す。
【００５７】また、出力光の出射方向の変化については
図６に示すように分光器１１で検出したサイドロープの
メインロープに対する強度比が変化を測定し、強度比の
変化に応じて出力ミラー７の角度を出力ミラー角調整装
置１５で調整する。以上の操作によって、装置雰囲気の
気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めること
ができる。なお、レーザ出力光の波長は全反射ミラー４
とエタロン５の角度で決まるため、出射ビーム方向の制
御と波長制御は干渉し合うことはない。
図６に示すように分光器１１で検出したサイドロープの
メインロープに対する強度比が変化を測定し、強度比の
変化に応じて出力ミラー７の角度を出力ミラー角調整装
置１５で調整する。以上の操作によって、装置雰囲気の
気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めること
ができる。なお、レーザ出力光の波長は全反射ミラー４
とエタロン５の角度で決まるため、出射ビーム方向の制
御と波長制御は干渉し合うことはない。
【００５８】
【実施形態７】図７は、本発明の第７の実施の形態に係
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図７を参照して、本実施形態は、ＣＰＵ１３か
らの制御信号に基づきエタロン５と全反射ミラー４の角
度を同時に同じ量だけ調整する全反射ミラーおよびエタ
ロン角調整装置１７が互いの相対位置を変えずに設けら
れている。
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置の構成を示す図
である。図７を参照して、本実施形態は、ＣＰＵ１３か
らの制御信号に基づきエタロン５と全反射ミラー４の角
度を同時に同じ量だけ調整する全反射ミラーおよびエタ
ロン角調整装置１７が互いの相対位置を変えずに設けら
れている。
【００５９】レーザ出力光の一部が部分反射ミラー８を
介して分光器１１へ導入される。
介して分光器１１へ導入される。
【００６０】波長変動を抑えるために、分光器１１で測
定し装置雰囲気の気象状況の変化が原因で図８に示すよ
うに分光器１１で検出したスペクトル波形の選択波長
（メインロープ）の波長がずれた場合、これを許容範囲
内に抑えるためにＣＰＵ１３の制御のもとエタロン５の
角度をエタロン角調整装置１５で調整して波長を戻す。
また、図９に示すように分光器１１で検出したサイドロ
ープのメインロープに対する強度比が変化し、強度比の
変化に応じて全反射ミラー４とエタロン５の角度を同時
に同じ量だけ互いに相対位置を変えないように全反射ミ
ラーおよびエタロン角調整装置１７で調整する。
定し装置雰囲気の気象状況の変化が原因で図８に示すよ
うに分光器１１で検出したスペクトル波形の選択波長
（メインロープ）の波長がずれた場合、これを許容範囲
内に抑えるためにＣＰＵ１３の制御のもとエタロン５の
角度をエタロン角調整装置１５で調整して波長を戻す。
また、図９に示すように分光器１１で検出したサイドロ
ープのメインロープに対する強度比が変化し、強度比の
変化に応じて全反射ミラー４とエタロン５の角度を同時
に同じ量だけ互いに相対位置を変えないように全反射ミ
ラーおよびエタロン角調整装置１７で調整する。
【００６１】以上の操作によって、装置雰囲気の気象変
化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めることができ
る。
化に対しても波長ずれを許容範囲内に納めることができ
る。
【００６２】なお、レーザ出力光の波長は全反射ミラー
４とエタロン５の角度で決まり、出射ビーム方向の制御
は全反射ミラー４とエタロン５を同時に同じ角度だけ行
うために、このとき波長は変化しない。
４とエタロン５の角度で決まり、出射ビーム方向の制御
は全反射ミラー４とエタロン５を同時に同じ角度だけ行
うために、このとき波長は変化しない。
【００６３】さらに、放電管１をはさんで出力ミラー７
とは反対側の素子であるエタロン５と全反射ミラー４だ
けを調整しているために、共振器の光軸が放電管１内の
レーザ媒質である放電領域から外れることはない。
とは反対側の素子であるエタロン５と全反射ミラー４だ
けを調整しているために、共振器の光軸が放電管１内の
レーザ媒質である放電領域から外れることはない。
【００６４】以上、実施形態２〜７の例ではレーザ出力
光の光分岐手段として、部分反射ミラーを用いたがこれ
に限られるものではなく例えば光ファイバで光分岐を行
ってもよい。
光の光分岐手段として、部分反射ミラーを用いたがこれ
に限られるものではなく例えば光ファイバで光分岐を行
ってもよい。
【００６５】
【００６６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明（請求項１）
によれば、分光器で検出した許容範囲内からの波長ずれ
を元に戻すためにエタロンの角度を調整し、ビーム位置
検出器で検出した許容範囲内からの出力光の出射方向の
位置ずれを元に戻すために全反射ミラーの角度を調整す
ることによって、装置雰囲気の気象変化に対しても、波
長ずれおよび光軸ずれを所定の許容範囲内に納めること
ができる。
によれば、分光器で検出した許容範囲内からの波長ずれ
を元に戻すためにエタロンの角度を調整し、ビーム位置
検出器で検出した許容範囲内からの出力光の出射方向の
位置ずれを元に戻すために全反射ミラーの角度を調整す
ることによって、装置雰囲気の気象変化に対しても、波
長ずれおよび光軸ずれを所定の許容範囲内に納めること
ができる。
【００６７】さらに、本発明（請求項２）によれば、分
光器で検出した許容範囲内からの波長ずれを元に戻すた
めにエタロンの角度を調整し、ビーム位置検出器で検出
した許容範囲内からの出力光の出射方向の位置ずれを元
に戻すために出力ミラーの角度を調整することによっ
て、装置雰囲気の気象変化に対しても波長ずれ、および
光軸ずれを許容範囲内に納めることが可能とされると共
に、それぞれの調整操作は独立に行うことができる。
光器で検出した許容範囲内からの波長ずれを元に戻すた
めにエタロンの角度を調整し、ビーム位置検出器で検出
した許容範囲内からの出力光の出射方向の位置ずれを元
に戻すために出力ミラーの角度を調整することによっ
て、装置雰囲気の気象変化に対しても波長ずれ、および
光軸ずれを許容範囲内に納めることが可能とされると共
に、それぞれの調整操作は独立に行うことができる。
【００６８】そして、本発明（請求項３）によれば、分
光器で検出した許容範囲内からの波長ずれを元に戻すた
めにエタロンの角度を調整し、ビーム位置検出器で検出
した許容範囲内からの出力光の出射方向の位置ずれを元
に戻すためにエタロンと全反射ミラーの角度を同時に同
じ量だけ調整することによって、装置雰囲気の気象変化
に対しても波長ずれ、および光軸ずれを許容範囲内に納
めることが可能とされ、かつそれぞれの調整操作は独立
とされており、さらに放電管をはさんで出力ミラーと反
対側の素子であるエタロンと全反射ミラーだけを調整し
ているために共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質であ
る放電領域から外れることはない。
光器で検出した許容範囲内からの波長ずれを元に戻すた
めにエタロンの角度を調整し、ビーム位置検出器で検出
した許容範囲内からの出力光の出射方向の位置ずれを元
に戻すためにエタロンと全反射ミラーの角度を同時に同
じ量だけ調整することによって、装置雰囲気の気象変化
に対しても波長ずれ、および光軸ずれを許容範囲内に納
めることが可能とされ、かつそれぞれの調整操作は独立
とされており、さらに放電管をはさんで出力ミラーと反
対側の素子であるエタロンと全反射ミラーだけを調整し
ているために共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質であ
る放電領域から外れることはない。
【００６９】また、本発明（請求項４）によれば、分光
器で検出したスペクトル波形の選択波長（メインロー
プ）の波長の許容範囲内からの波長ずれを元に戻すため
にエタロンの角度を調整し、また、分光器で検出したサ
イドロープのメインロープに対する強度比の許容範囲内
からのずれを元に戻すために全反射ミラーの角度を調整
することによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波
長ずれを許容範囲内に納めることができる。
器で検出したスペクトル波形の選択波長（メインロー
プ）の波長の許容範囲内からの波長ずれを元に戻すため
にエタロンの角度を調整し、また、分光器で検出したサ
イドロープのメインロープに対する強度比の許容範囲内
からのずれを元に戻すために全反射ミラーの角度を調整
することによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波
長ずれを許容範囲内に納めることができる。
【００７０】また、本発明（請求項５）によれば、分光
器で検出したスペクトル波形の選択波長（メインロー
プ）の波長の許容範囲内からの波長ずれを元に戻すため
にエタロンの角度を調整し、また、分光器で検出したサ
イドロープのメインロープに対する強度比の許容範囲内
からのずれを元に戻すために出力ミラーの角度を調整す
ることによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波長
ずれを許容範囲内に納めることができ、かつそれぞれの
調整操作はそれぞれ独立にできる。
器で検出したスペクトル波形の選択波長（メインロー
プ）の波長の許容範囲内からの波長ずれを元に戻すため
にエタロンの角度を調整し、また、分光器で検出したサ
イドロープのメインロープに対する強度比の許容範囲内
からのずれを元に戻すために出力ミラーの角度を調整す
ることによって、装置雰囲気の気象変化に対しても波長
ずれを許容範囲内に納めることができ、かつそれぞれの
調整操作はそれぞれ独立にできる。
【００７１】さらに、本発明（請求項６）によれば、分
光器で検出したスペクトル波形の選択波長（メインロー
プ）の波長の許容範囲内からの波長ずれを元に戻すため
にエタロンの角度を調整し、また、分光器で検出したサ
イドロープのメインロープに対する強度比の許容範囲内
からのずれを元に戻すためにエタロンと全反射ミラーの
角度を同時に同じ量だけ調整することによって、装置雰
囲気の気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納め
ることができ、かつ、それぞれの調整操作はそれぞれ独
立しており、さらに、放電管をはさんで出力ミラーと反
対側の素子であるエタロンと全反射ミラーだけを調整し
ているために共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質であ
る放電領域から外れることはない。
光器で検出したスペクトル波形の選択波長（メインロー
プ）の波長の許容範囲内からの波長ずれを元に戻すため
にエタロンの角度を調整し、また、分光器で検出したサ
イドロープのメインロープに対する強度比の許容範囲内
からのずれを元に戻すためにエタロンと全反射ミラーの
角度を同時に同じ量だけ調整することによって、装置雰
囲気の気象変化に対しても波長ずれを許容範囲内に納め
ることができ、かつ、それぞれの調整操作はそれぞれ独
立しており、さらに、放電管をはさんで出力ミラーと反
対側の素子であるエタロンと全反射ミラーだけを調整し
ているために共振器の光軸が放電管内のレーザ媒質であ
る放電領域から外れることはない。
【００７２】以上の結果、より簡単な構成および制御方
法の波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置を提供でき
る。
法の波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置を提供でき
る。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波長安定化狭帯
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る波長安定化狭帯
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る波長安定化狭帯
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る波長安定化狭帯
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
域エキシマレーザ装置の構成を示す図である。
【図５】第５の発明の波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図６】第６の発明の波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図７】第７の発明の波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図８】プリズムでの気象変化が原因である場合のスペ
クトル波形の変化を示す図である。
クトル波形の変化を示す図である。
【図９】エタロンでの気象変化が原因である場合のスペ
クトル波形の変化を示す図である。
クトル波形の変化を示す図である。
【図１０】従来の波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
１ 放電管 ２ 構造物 ３ 除振装置 ４ 全反射ミラー ５ エタロン ６ プリズム ７ 出力ミラー ８、９、１０ 部分反射ミラー １１ 分光器 １２ ビーム位置検出器 １３ ＣＰＵ １４ 全反射ミラー角調整装置 １５ エタロン角調整装置 １６ 出力ミラー角調整装置 １７ 全反射ミラーおよびエタロン角調整装置 ２１、２２ 波長選択素子 ２３ 出力検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/13 - 3/139 H01S 3/105 - 3/106 H01S 3/086
Claims (8)
- 【請求項１】 共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、 前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐す
るための光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波
長を測定する分光器と、 前記レーザ出力光の出射方向を測定するビーム位置検出
手段と、 前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段
と、前記全反射ミラーの角度を調整する駆動手段と、 前記分光器で検出された波長の変化に応じて前記エタロ
ンの駆動手段を制御し、前記ビーム位置検出手段で検出
されたレーザ出力光の出射方向の変化に応じて前記全反
射ミラーの駆動手段を制御する制御手段とを備えること
を特徴とする波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置。 - 【請求項２】 共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、 前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐す
るための光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波
長を測定する分光器と、 前記レーザ出力光の出射方向を測定するビーム位置検出
手段と、 前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段
と、前記出力ミラーの角度を調整する駆動手段と、 前記分光器で検出された波長の変化に応じて前記エタロ
ンの駆動手段を制御し、前記ビーム位置検出手段で検出
されたレーザ出力光の出射方向の変化に応じて前記出力
ミラーの駆動手段を制御する制御手段とを備えることを
特徴とする波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置。 - 【請求項３】 共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、 前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐す
るための光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波
長を測定する分光器と、 前記レーザ出力光の出射方向を測定するビーム位置検出
手段と、 前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段
と、 前記エタロンと全反射ミラーとの相対位置を変えずに姿
勢角を調整する駆動手段と、 前記分光器で検出された波長の変化に応じて前記エタロ
ンの駆動手段を制御し、前記ビーム位置検出手段で検出
されたレーザ出力光の出射方向の変化に応じて前記エタ
ロンと全反射ミラーとの相対位置を変えずに前記エタロ
ンと全反射ミラーの姿勢角を調整する駆動手段を制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする波長安定化狭帯
域エキシマレーザ装置。 - 【請求項４】 共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備え、前記プリズムはプリズムのみで狭
帯域化したときのスペクトル広がりが、前記エタロンの
ＦＳＲ（フリースペクトラルレンジ）の２倍程度である
波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置であって、 前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐す
るための光分岐手段と、 分岐したレーザ出力光の中心波長を測定する分光器と、 前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段
と、 前記全反射ミラーの角度を調整する駆動手段と、 前記分光器で検出されたスペクトル波長のメインロープ
波長の変化に応じて前記エタロンの駆動手段を制御し、
さらに前記分光器によりサイドロープのメインロープに
対する強度比を検出し、検出した強度比の変化に応じて
前記全反射ミラーの駆動手段を制御する制御手段とを備
えることを特徴とする波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置。 - 【請求項５】 共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備え、前記プリズムはプリズムのみで狭
帯域化したときのスペクトル広がりが、前記エタロンの
ＦＳＲ（フリースペクトラルレンジ）の２倍程度である
波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置であって、 前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐す
るための光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波
長を測定する分光器と、 前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段
と、 前記出力ミラーの角度を調整する駆動手段と、 前記分光器で検出されたスペクトル波長のメインロープ
波長の変化に応じて前記エタロンのレーザ光透過角度を
調整し、さらに前記分光器によりサイドロープのメイン
ロープに対する強度比を検出し、検出した強度比の変化
に応じて前記出力ミラーの駆動手段を制御する制御手段
とを備えることを特徴とする波長安定化狭帯域エキシマ
レーザ装置。 - 【請求項６】 共振器を構成する出力ミラーと全反射ミラ
ーとの間に、１又は複数のプリズムとエタロンを有する
波長選択手段を備える波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置であって、 前記エキシマレーザ装置のレーザ出力光の一部を分岐す
るための光分岐手段と、分岐したレーザ出力光の中心波
長を測定する分光器と、 前記エタロンのレーザ光透過角度を調整する駆動手段
と、 前記エタロンと全反射ミラーとの相対位置を変えずに前
記エタロンおよび全反射ミラーの姿勢角を調整する駆動
手段と、 前記分光器で検出されたスペクトル波長のメインロープ
変化に応じて前記エタロンのレーザ光透過角度を調整
し、さらに前記分光器によりサイドロープのメインロー
プに対する強度比を検出し、検出した強度比の変化に応
じて前記エタロンと全反射ミラーとの相対位置を変えず
に姿勢角を制御する制御手段とを備えることを特徴とす
る波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置。 - 【請求項７】 前記光分岐手段は部分反射ミラーあるいは
光ファイバであることを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６記載の波長安定化狭帯域エキシマレーザ装
置。 - 【請求項８】 前記出力ミラー、前記全反射ミラーおよび
前記波長選択手段が同一の構造部材に固定されると共
に、前記構造部材は除振手段を介して支持台に固定さ
れ、前記共振器がレーザガスを封入した放電管から振動
上独立とされたことを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６、７記載の波長安定化狭帯域エキシマレーザ
装置。
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|---|---|---|---|
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