JPH10509280A - 低コスト、高平均出力、高輝度ソリツドステートレーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高平均出力、高輝度ソリツドステートレーザ装置。我々はまず短いパルス存続時間を有するシードレーザビームを発生する。レーザ増幅器（２４）は１０¹¹Ｗ／ｃｍ²を超える輝度レベルを発生するために緊密に焦点合わせされる増幅されたパルスレーザビームを発生するためにシードビームを増幅する。好適な実施例は１ｋＷの範囲の平均出力を有する増幅されたパルスレーザビーム、より大きなスポツトの大きさを急速にシミユレートするように操縦され得る２０μｍにおいて１０¹⁴ワツト／ｃｍ²を超える輝度レベルを有するパルスで１２，０００パルス／秒の平均パルス周波数を発生する。代替的に、（並列に配置された増幅器からの）幾つか（例えば、７個の）ビームが各々２０μｍに焦点合わせされかつ１００〜２００μｍの有効スポツト大きさを作るように集団にされ得る。これらのビームはリソグラフイ用のＸ線源を作るのに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 低コスト、高平均出力、高輝度ソリツドステートレーザ 発明の技術分野 本発明は、１９９５年７月１８日にアメリカ合衆国特許第５４３４８７５号と して発行されるような、１９９４年８月２４日に出願された出願番号第０８／２ ９５，２８３号、１９９４年１１月１５日に出願された出願番号第０８／３３９ ，７５５号および１９９５年４月２７日に出願された出願番号第４２９５８９号 の一部継続出願である。この発明はレーザ装置に関し、特に高出力、高輝度のソ リツドステートレーザ装置に関する。 発明の背景 Ｘ線リソグラフイ用の信頼し得る、経済的なＸ線源の要求が増大している。Ｘ 線源が幾つかの金属を非常に高い輝度のレーザパルスで照射することにより発生 され得ることは知られている。所定の輝度レベルは投射リソグラフイに関しては １０¹¹ないし１０¹³Ｗ／ｃｍ²また近接リソグラフイに関しては１０¹³ないし１ ０¹⁵Ｗ／ｃｍ²の範囲にある。 代表的なＸ線リソグラフイ装置において、フオトレジストで被覆されかつ約３ ０〜４０ミクロンの厚さのＸ線吸収マスクで覆われる半導体ウエーハがマスクか ら約２０〜５０ｃｍに置かれた点Ｘ線源からＸ線が照射される。約２０ｃｍにお いてスポツトの大きさは約１００μｍ程度で、そして約５０ｃｍにおいてスポツ トの大きさは一般的に大きくなり、３００μｍ程度である。スポツトの大きさは スポットを大きくしたときに生じる曇りと、スポツトを小さくしたときに生じる 干渉縞とを最小にするように選ばれる。現行のＸ線リソグラフイではチップ表面 において０．１３ミクロン程度の解像度が必要とされている。 将来の工業用リソグラフイの要望に合う、平均のレーザ出力要求は投射に関し て５００ワツト、近接に関して１０００ワツトである。加えてリソグラフイ工程 において約１００μｍないし数１００μｍのＸ線スポツト直径が必要とされる。 これらの要件に合うようにレーザを設計することは厳しい現行の問題を解決する ことを伴う。最初の問題は熱ひずみおよびレーザロツド中の自己焦点合わせによ る収差の補正である。この問題は現在これらの収差を除去するために振動ブリル アン散乱（ＳＢＳ）セルを利用することにより取り扱われている。ＳＢＳセル材 料は数ナノ秒またはそれ以上のレーザパルスで効果的に実施する。ナノ秒レーザ パルスに関して、所定の輝度を達成するのに必要とされるエネルギはパルス当た り１０ないし３０ジユールであり、また所定の出力を達成するのに必要とされる 反復率は１００〜３０ヘルツである。この高いパルスエネルギ設計はさらに２つ の問題を引き起こす。所定の輝度および出力レベルで作動されるときソリツドタ ーゲツト上に焦点合わせされるナノ秒パルスレーザにより発生される破片の量は 許容できない。（ルーサーフオードおよびＣＲＥＯＬによつてなされた研究は金 属ターゲツトからの破片レベルがパルスの存続時間に関連付けられたことを示す 。パルス存続時間が短ければ短いほど破片レベルが一層低くなる。）Ｘ線ターゲ ツトとして固体キセノンを使用することにより破片を減少するという進行中の研 究プログラムがあるが、それは極めて早い段階でありかつコストが不確実である 。最後の問題はＸ線リソグラフイ装置のコストである。 Ｘ線発生で焦点合わせされるときナノ秒範囲のパルスはターゲツトが真空室中 に置かれないならばガス破壊を発生するかも知れない。真空室は複雑でかつ一般 的にはＸ線窓を必要とする。 フラツシユランプ作動のレーザは高い維持費を伴う。維持費は一般にダイオー ドレーザで操作することにより減少され得る。残念ながら、１パルスあたり１０ ジュールで１００ヘルツのレーザに必要とされるレーザダイオードは数百万ドル の費用を必要とする。ダイオード作動のソリツドステートレーザ装置は現在利用 し得る工業用レーザに対して効率、信頼性、簡潔性、ＥＭＩ、音響雑音等の点に おいて優れている。 必要とされるのは、Ｘ線リソグラフイの要求に合う、１）高平均出力および高 輝度、２）低い破片レベル、３）低い資本および維持費、を満足するレーザ装置 である。 発明の概要 本発明は高平均出力、高輝度ソリツドステートレーザ装置を提供する。我々は まず短いパルス存続時間を有するシードレーザビームを発生する。レーザ増幅器 はシードビームを増幅して１０¹¹ワツト／ｃｍ²以上の輝度レベルを有するパル スを発生するためにしつかりと焦点合わせされる増幅されたパルスレーザビー ムを発生する。好適な実施例は１ｋＷ程度の平均出力を有し、より大きいスポツ トをシミユレートするように迅速に操縦され得る２０μｍ直径のスポツトが１０¹⁴ ワツト／ｃｍ²を超える輝度レベルを有するパルスでの１２，０００パルス／ 秒の平均パルス周波数を有する、増幅されたパルスレーザビームを発生する。代 替的に、幾つかの（例えば、７個の）ビームが各々２０μｍに焦点合わせされる ことができそして１００〜２００μｍの有効なスポツトの大きさを作るように集 められる。これらのビームはリソグラフイ用Ｘ線源を作るのに有用である。 １つの好適な実施例において、シードビームは光電変調器によつて減少されて いるパルスの周波数を有するダイオードアレイにより作動されるモードロツクＮ ｄ：ＹＡＧ発振器において発生される。第２の好適な実施例において、シードビ ームはＱスイツチングされかつキヤビテイ減衰用のポツケルスセルを含む。第３ の好適な実施例において、シードビーム用の短い存続時間の高周波数パルスが短 いキヤビテイ共振器のキヤビテイ減衰によつて発生される。 好適なｋＷ装置は１ｋＨｚの周波数で１５０ｐｓパルスを発生するようなＮｄ ：ＹＡＧシードレーザを使用し、シードビームは前置増幅器において増幅されそ して増幅されたビームは、ビームスプリッタによって７個の別個のビームに分割 され、その各々が７個の並列増幅器の１つに向けられる。増幅器の出力ビームは ５３２ｎｍに周波数倍増されそして各ビームは銅ターゲツト上で２０μｍスポツ トに焦点合わせされかつ２０μｍスポツトはより大きな約１５０μｍのスポツト を形成するように集められる。 本出願人の実験結果は、１３０ｍＪ／ｐ１０６４ｎｍＮｄ／ＹＡＧビームを周 波数倍増することにより発生される７２ｍＪ／ｐ５３２ｎｍビームを約５ｃｍの 焦点距離で銅および鉄ターゲツト上に緊密な焦点合わせをすることで、良好なＸ 線を発生することを示す。これらの結果は約１０パーセントのＸ線変換が５３２ ｎｍで約１３０ｍＪ／ｐにおいて得られることができることを示す。自己焦点合 わせによるレーザ結晶体への損傷は１０６４ｎｍで２５０ｍＪ／ｐのエネルギレ ベル（結晶体中の）において観察されなかつた。 従来の高輝度レーザと比較して、我々はパルス存続時間を２次あるいは３次の オーダーで減らすことで、詳しくは数ｎｓから１００ｐｓまたはそれ以下にまで 減少することにより、また、非常に小さいスポツト上に焦点合わせすることによ り非常に高い輝度を達成した。短いパルス存続時間は、パルス当たりのエネルギ が低い場合、大気圧のヘリウム雰囲気中においてビームの焦点あわせを行うこと を許容する。真空室は必要ない。 図面の簡単な説明 第１図はＸ線リソグラフイに有用な高輝度パルスレーザビームを発生するため の本発明の好適な実施例の主たる特徴を示す図面である。 第１Ａ図、第１Ｂ図および第１Ｃ図は第１図に示した実施例の種々の段階にお けるパルス形状の定性図である。 第２図は第１図の実施例の第１部分をより詳細に示す図面である。 第３図は第１図の実施例の第２部分をより詳細に示す図面である。 第４図は第１図に示した実施例にレーザダイオードを使用する場合の増幅器作 動構成を示す図面である。 第５図はしつかりと焦点合わせされたスポツトの集合を示す図面である。 第６図は第２の好適なシードレーザ装置の詳細を示す図面である。 第７Ａ図および第７Ｂ図は第３の好適なシードレーザ装置の詳細を示す図面で あり、それらはポツケルスセルをオンにすることの効果を示す。 第８図はパルスを倍増するための装置を示す図面である。 第８Ａ図および第８Ｂ図は第８図に示した装置の入力および出力パルスの定性 図である。 第９図は並列増幅器アレイを利用する第２の好適な増幅器装置の概略図である 。 第１０図は熱作用補償を有する４つの通過増幅器の構成を示す図面である。 第１１図はＸ線の出力および効率の実験データを示すグラフである。 第１２図は出願人によつて組み立てられた実験装置の図面である。 好適な実施例の詳細な説明 本発明の好適な実施例が第１図、第２図および第３図に関連して説明され得る 。第１図に示されるごとく、この実施例はモードロツクＮｄ：ＹＡＧレーザ発振 器２、パルス間隔セレクタ２０、ビーム拡張器２２、偏光ビームスプリツタ２６ 、二重通過増幅器部分２４および増幅器折り畳みミラー３８が取り付けられるビ ーム操縦ＰＺＴ４８からなる。増幅器２４の出力は可動銅テープターゲツト２７ 上の小さいスポツトに焦点合わせされる。第２図は実施例における、大変短い存 続時間と高い反復率を有するパルスを発生するための、シードレーザのレーザ部 分を示す。第３図および第４図は、約２０μｍ直径のスポツトの大きさについて １０¹⁴Ｗ／ｃｍ²の範囲の輝度レベルでパルスを有する約１ｋＷの平均出力レベ ルを有するパルスレーザビームを発生するためにパルスを増幅する増幅部分を示 す。そして最後に、第５図は金属ターゲツト上の５００μｍ直径の円形区域にわ たつて幾つかの２０μｍスポツトの集団を発生するためのビーム操縦機構の結果 を示す。 付加的な好適な実施例が第９図に示され、該実施例は短いパルスを発生するシ ードレーザ、およびパルス当たりのエネルギを高めるための前置増幅器からなる 。該前置増幅器からの出力ビームは次いで増幅器アレイによつて増幅されるよう に幾つかの平行なビームに分割される。増幅されたビームの各々は周波数倍増さ れかつ周波数倍増されたビームはＸ線リソグラフイに必要とされる大きさのスポ ツトを発生するために１群のしつかりと焦点合わせされたスポツトを形成すべく 金属ターゲツト上に焦点合わせされる。 第１の好適なシードレーザ 第２図はＮｄ：ＹＡＧモードロツク発振器型レーザ装置２の略図である。Ｎｄ ：ＹＡＧの研磨されたロツド４（直径３ｍｍ、長さ２．５ｃｍ）が５バー衝突冷 却レーザダイオードアレイ６（ＳＤＬ部品番号ＳＤＬ３２４５−Ｊ５）によつて 長手方向に作動される。ダイオードポンプアレイは擬似ＣＷでありかつ好ましく は２０％の効率係数（約２００μｍオンおよび８００μｍオフ）、５０ワツト平 均で運転される。ダイオードアレイ波長はＮｄ：ＹＡＧにおける強力な吸収に対 応する８０８ｎｍである。ポンプダイオードの出力は筒状マイクロレンズ８のア レイによつて平行にされる。迅速な焦点合わせレンズがＮｄ：ＹＡＧ結晶体４の 後端でポンプ光を集中させる。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶体４の後面は５ｍの曲率半径（ 凸状）を有しており、研磨されかつ被覆で覆われることで、１０６４ｎｍ（Ｎｄ ：ＹＡＧレーザのレージング波長）で最大の反射（約９９．８パーセント）かつ ８０８ｎｍ（ポンプ波長）で少なくとも８５パーセントの伝達が可能となる。ポ ンプ光は高い作動効率のために合計内部反射（光フアイバと同様）を介してレー ザロツドに取り込まれる。Ｎｄ：ＹＡＧロツドの前面１２は寄生発振を回避する ために２度で切断され、また１０６４ｎｍで最小の挿入損失となるようＡＲ被覆 される。ブリユースター切断音響−光学モードロッカ（アメリカのブリムローズ ・コーポレイシヨン、モデルＦＳＭＬ−３８−１０−ＢＲ−１０６４）がそれら がモードロツカを通過する度にすべての長手方向モードを能動的に一致させるよ うに部分伝達ミラー１６（出力カプラ）と並んで配置される。モードロツカのＲ Ｆ搬送波周波数（ｆ）およびレーザ共振器の光学的長さ（Ｌ）は以下のごとく、 すなわち、 ｆ＝ｃ／４Ｌ 関連付けられねばならず、ここで、ｃは光の速度である。この実施例において、 我々は３８ＭＨｚＲＦドライバ１５によりモードロツカ１４を駆動する。我々は 約６．５フイートのキヤビテイ長さを設ける。かくして、オン時間の間中７６Ｍ Ｈｚでのモードロツクパルス列（音響−光学セルにおいて形成する定常波による ）が得られる。パルス存続時間は約１００ｐｓでパルス当たりのエネルギは約０ ．６μＪである。２００μｓダイオードオン周期中のパルス間の時間間隔は約１ ３ｎｓである。各オン周期中我々は約１５，２００のこれらの非常に短いパルス を得る。次いで我々は次の列の１５，２００の短いパルスの前に約８００μＳの 不感時間を有する。我々は各秒毎に１，０００回のこれらのオフ−オンシーケン スを有し、そこで結果は１５，２００の塊りとなるパルスにより秒当たり約１５ ，２００，０００の短い１００ｐｓパルスの平均である。このパルス列の定性的 描写は第１Ａ図に示される。急速なパルス列は各々２００μｓにわたつて広げら れるパルス当たり約０．６μＪのエネルギにより１５，２００のパルスを示しそ して間隔は８００μｓの不感時間を示す。 パルス間隔セレクタ 後述されるごとく、我々は各パルスを０．６μＪから約８０ｍＪに拡大し；そ れゆえ、１ｋＷの平均出力に関して我々は１２，０００パルス／秒のみを必要と する。パルスの周波数を１５．２百万／秒から１２，０００／秒に減少するため に、我々はシードレーザを出ているビーム１８の通路に第２図に示されるごとく パルス間隔セレクタ２０を配置する。この実施例において該パルス間隔セレクタ ２０はコンオプテイクスによつて供給されるモデル３０５のごとき光電変調器か らなる。このユニツトは６０，０００Ｈｚの周波数で短い間隔（約１０ｎｓの存 続時間を有する間隔）の間中ビームからの光を通過させるような迅速シヤツタと して機能する。パルスは１３ｎｓ間隔でセレクタに到来しているので、パルスセ レクタ（ビームと同期される）は単一のパルスを１０ｎｓ毎に窓を通しかつ他の すべてのパルスを遮断する。６０，０００Ｈｚの我々の周波数において、我々は それゆえ各２００μｓのオン周期に約１２個のパルスを通過させる。我々は秒ご とに１，０００個のこれらのオン周期を有するので、我々は約１２，０００パル ス／秒を得る。かくして、パルス間隔セレクタ２０の出力は２００μｓの存続時 間にわたつて間隔が置かれた約１２個のパルス（各パルスは約１００ｐｓの存続 時間を有する）の塊りからなるパルス列でありそしてこれらの短いパルスの塊り は１，０００／秒の間隔で間隔が置かれている。これは１２，０００パルス／秒 の平均である。要約すると、パルス間隔セレクタの出力は以下の通りである、す なわち パルス存続時間 約１００ｐｓ パルス当たりのエネルギ ０．６μＪ パルス当たりのピーク出力 ６ｋＷ 平均周波数 １２，０００／秒 平均出力 ７．２ｍＷ ビーム断面 ０．０７ｃｍ² このパルス列の定性図は第１Ｂ図にグラフで示される。それは、オン周期中の パルスの周波数が約１，２６０の係数により減少された以外、本質的に第１Ａ図 に示した列と同一である。 ビーム拡張器 パルス間隔セレクタの出力は第２図に示される３：１ビーム拡張器２２によっ て約０．０７ｃｍ²の断面から約０．６ｃｍ²の断面に拡張される。該ビーム拡張 器２２はレンズの適切な組み合わせまたは１０６４ｎｍＮｄ：ＹＡＧビームのた めに選ばれた幾つかの市場で入手し得るビーム拡張器からなる。ビーム拡張器２ ２の出力は第１図に示されるごとく増幅器２４に向けられる。 増幅器 この好適な実施例の拡大器２４の要素は第１図に示される。２つの通過増幅が 第３図に示されそして我々の好適な作動形状が第４図に示される。増幅器はシー ドビームエネルギをｍＪ／パルスレベルに高めなければならない。 第３図は増幅器作動装置以外の増幅器の主たる特徴を示す。第３図に示される ごとく、ビーム拡張器２１からの直線的に偏光させられたビーム２１は薄膜偏光 ビームスプリツタ２６を通ってかつ第１Ｎｄ：ＹＡＧ増幅器ロツド２８に次いで 半波長回転子３０（熱的に誘起された二重屈折を解消するための）通って次いで 第２Ｎｄ：ＹＡＧ増幅器ロツド３２を通って次いで１／４波板３４（９０度だけ 出ていくビームの偏光を移動するための）を通過し、集光レンズ３６（Ｎｄロッ ド中の熱的レンズィングを収集する）を通過し、そして高反射（ＨＲ）ミラー３ ８から反射される。ビームは２つの通過増幅用増幅器２４の要素を通って戻され かつビームが焦点合わせされかつ第１図に示されるごとく金属ターゲツト２７に 向けられる偏光ビームスプリツタ２６から反射される。増幅器作動装置は第４図 に示される。この装置は８０８ｎｍ波長で約３ｋＷの平均出力、２０パーセント の効率係数（２００μｓオン、８００μｓオフ）で作動する、５０ワツト／モジ ユール（公称）レーザダイオードアレイ４０の６４モジュールを含んでいる。こ の実施例において１６セツトが第４図に示されるように配置される（周部の方向 に示される４個および図示されない、直線方向に４個）。ダイオードレーザの出 力は筒状レンズ４２によりＮｄ：ＹＡＧロツド２８および３２に向けられそして ロツドは第４図に示されるごとく水ジヤケツト４４によつて水冷される。 増幅器２４は入力ビーム（２ＸＤＬ以下またはそれに等しい、ほぼ回折限定ビ ーム）の良好な維持により入力ビームの１．３×１０⁵増幅を提供する。かくし て、増幅器２４の出力は以下の特性を有するパルスレーザビームである。 パルス存続時間 約１００ｐｓ パルス当たりのエネルギ ８０ｍＪ／パルス パルス当たりのピーク出力 ８００ＭＷ 平均周波数 １２，０００パルス／秒 平均出力 １ｋＷ ビーム直径 ９ｍｍ 輝度（出力／パルス） ２．５×１０¹⁴ワツト／ｃｍ² （２０μｍ直径スポツト） 増幅器の出力の定性図は第１Ｃ図に示される。それは、パルスが約１３３，０ ００の係数によりエネルギ増幅される以外第１Ｂ図に示されたパルス列と本質的 に同一である。我々は次いでビームをターゲツト上で２０μｍのスポツトに焦点 合わせする。 近接リソグラフイ用Ｘ線源の好適な大きさは直径数１００μｍ（例えば、５０ ０μｍ）ないし直径約１ｍｍの範囲である。２０μｍ直径パルスからシミユレー トされた５００μｍスポツトは第５図に示される。上述した装置により適正なス ポツトの大きさを達成するために、我々は種々のスポツト（例えば、５００μｍ 区域５０にわたつて広げられた多数の２０μｍスポツト５２）でターゲツトに合 致するようにしなければならない。このことはこの実施例において第１図に示さ れるごとく、所定区域にわたって僅かにビームを操縦する迅速２軸ＰＺＴ４８に ミラー３８を取り付けることにより達成される。 上記装置は非常に良好なＸ線変換を提供する。しかしながら、幾らか良好なＸ 線変換はより高い周波数ビームにより達成され得る。ローレンス・リヴモア・ラ ボラトリーズの研究において、レーザ波長が１０６４ｎｓのとき１０パーセント の変換効率が観察されたのに対して、レーザ波長が５３２ｎｓ（１０６４ｎｓを 倍増）のとき１５パーセントの変換効率が観察された。５３２ｎｍでのより高い Ｘ線変換効率を利用するために増幅器からの出力ビームに二重結晶体（図示せず ）が配置され得る。 第２の好適なシードレーザ シードレーザ（ナノセカンド以下のパルス存続時間および１０００パルス／秒 より高いシードレーザ）に対する追加のアプローチとしてＱスイツチモードロツ ク形状またはキヤビテイ減衰を有するＱスイッチモードロック形状（第６図）に することができる。μ−レンズ６３を有するレーザダイオードアレイ６１は好適 な実施例に記載されるようにＮｄ：ＹＡＧロツド６７の端部作動用レンズ６５に よつて焦点合わせされる。偏光器ビームスプリツタ７１はレーザＳ偏光を反射し て、前述されたごときモードロツカ７５、音響光学Ｑスイツチ７３、およびキヤ ビテイ減衰用の１０４１ＦＶ−１０６および５０４６ドライバ（フアースト・パ ルス・テクリロジーズ）のごときλ／４光電ポツケルス・セル６９を含む組み合 わされたキヤビテイ（共振器）を形成する。 Ｑスイツチ７３が共振器を損なうので、Ｎｄロツドがレーザダイオードアレイ ６１によつて作動されているときＮｄロツド中で利得が増加する。Ｑスイッチが 開くと、モードロックパルスが増加する。レーザ放射線はＳ偏光において高い共 振器ＱによりＳ偏光され、そして高い反射率のミラー７７とＮｄロツド６７の背 面上の高い反射率の被覆との間で共振器に取り込まれる。取り込まれたモードロ ツクパルスがその最大強度に増加するので、ポツケルス・セル６９はλ／４遅延 を付与するようにオンする。左方に伝搬するモードロツクパルスは、右方に伝搬 するパルスが変調器を出た後に生じるＰ偏光の結果として生じる２倍のλ／４の 遅延受ける。偏光器ビームスプリツタ７１（Ｐ偏光を非常に透過する）は次いで 出力シードビーム７９を提供するためにパルスを伝達する。このシードレーザは 第１図に示される発振器２およびパルス間隔セレクタ２０に置き換えられ得る。 出力はビーム拡張器２２に向けられ、ビーム通路の残りは第１図に示される。Ｎ ｄに蓄えられた全部のエネルギが短いパルス（約１００ｐｓ）出力ビームを発生 するのに使用されるので、数ｍＪ／パルス（第１の好適なシードレーザに記載さ れたような０．６μＪ／ｐに対して）のエネルギがこの形状から得られることが できる。 かかる装置の利点は次の２点、すなわちａ）ソリツドステートレーザの自由運 転において引き起こされる典型的な緩和発振がＱスイツチモードに存在しない、 およびｂ）蓄積された全エネルギがパルス当たり非常に高いエネルギを結果とし て生じる所望のモードロツクパルス（不使用のレーザエネルギがない）に変換さ れるので、利得と増幅器を通過するパルスを低減することができる。 第３の好適なシードレーザ 第３の好適なシードレーザの図面が第７Ａ図および第７Ｂ図に示される。これ は１０００パルス／秒以上でナノセコンド以下のパルス存続時間のレーザビーム を発生するシードレーザである。この装置においてレーザキヤビテイは高い反射 率のミラー９１およびＮｄ：ＹＡＧ結晶体５の背面に塗布される被覆により形成 される。偏光ビームスプリツタ８９および短く迅速なλ／２ポツケルス・セル８ ７がキヤビテイ減衰を許容する。第７Ａ図に示される発振ビーム９７は偏光器８ ９の方向により紙面においてＰ偏光される。高い電圧がポツケルス・セル８７に 印加されるとき、該セルはビームの偏光を左方に９０度（紙面に対して垂直）だ け回転する。これが発生する度に、偏光ビームスプリツタ８９が第７Ｂ図に示さ れるごとく垂直偏光を反射する。結果は距離Ｌ（ポツケルスセル８７と被覆８３ との間の）の長さの２倍に等しいパルスが、発振器２およびパルス間隔セレクタ ２０以外の第１図に示された装置であつても良い増幅器装置９６に向けられる。 Ｌを２ないし４ｃｍにすることは容易である。パルスの時間存続は、 ｔ＝２Ｌ／ｃ であり、ここでｃは光の速度である。 ポンプビームはＣＷまたは擬似ＣＷであつても良い。ポツケルス・セルドライ バの反復率は出力パルス反復率を決定し、長さＬはパルス存続時間を決定する。 結晶体長さが非常に小さいので、ポツケルス・セルは被覆８３に近接され得る。 それゆえ、Ｌ＝１．５ｃｍにより、パルス存続時間は約１００ｐｓの範囲に減少 され得る。 多重パルス モードロックパルス列に対して高い反復率で単一パルスを発生するシードレー ザに関して、我々は自己焦点合わせ限界（Ｂ−積分）および飽和作用の両方に合 致するためにパルス列を外部的に発生させる必要があるかも知れない。これは第 ８図に示される多重装置を使用してなされ得る。この場合に各短いパルスは２^X パルス（Ｘは整数）のパルス列に複合され得る。シードレーザ（第８Ａ図）から の単一直線偏光パルスはビームスプリツタ８０によつて２つのビームに分割され 、遅延（１００ｐｓ＜ｔ＜１０ｎｓ）が反射されたビームに導入される。ミラー ８２および８４が遅延されたビームをビームスプリツタ８６に向ける。第２遅延 通路である２ｔがミラー８８および９２によつて形成される。最終遅延列は最終 偏光器ビームスプリツタ９４においてすべてのビームを再結合させてパルス列（ 第８Ｂ図）を形成するようにλ／２波板９０を有する。４ｔ，８ｔ等の追加の遅 延通路をパルス列中のパルスを増加させるために追加することもできる。 幾つかの装置は２つのレーザパルスが同一のスポツトで正確にターゲツトに合 致しない（Ｘ線の消滅を回避またはより大きいＸ線スポツトを投射するために） ことを必要とするかも知れない。これはビームの僅かな角度的誤配列を有する同 様な複合装置により達成され得る。 第２の好適な増幅器装置 第９図は出願人および彼らの同僚の作業員等により作られた第２の好適な増幅 器装置を示す。シードレーザ２００は我々の第２の好適なシードレーザとして記 載されたシードレーザと同一である。それは約１ｍＪ／ｐおよび約１５０ｐｓの 存続時間のパルスを発生する。シードレーザは２０パーセント効率係数でダイオ ード作動されるので、それは約１０００Ｈｚで作動する潜在能力を有する。増幅 器からの効率的なエネルギ抽出である約２５０ｍＪ／ｐを得るために我々は約１ ０ｍＪ／ｐ程度の入力ビームを必要とする。それゆえ、前置増幅器２０２（上記 された増幅器と一致し得る）が必要とされる。ビームスプリツタ２０４は７個の ダイオードで作動される並列の増幅器アレイに前置増幅器出力を分割する。 出願人等によつて作られかつ第１０図に詳細に示されるダイオード作動の増幅 器２０８は熱補償用の２つのヘツドから構成される。各ヘツドは約２．５ｋＷの ピーク出力で作動される。Ｎｄ：ＹＡＧロツドが直径６．３ｍｍおよび長さ約４ ｃｍである（２つのヘツドを通る単一通過増幅は約５である）。４つの通過増幅 器２０８が利得およびこの増幅器を最大にするために構成された。水平偏光入力 ビームが偏光スプリツタ（ＰＢＳ）２２０を通過し、フアラデイ回転子２２２に おいて＋４５度の回転をかつ半波板２２４において−４５度の回転を受ける。水 平偏光ビームは熱ひずみ副屈折補償のために９０度の回転によりＮｄ：ＹＡＧロ ツドにおいて増幅されるようにＰＢＳ２２６を通って進む。負のレンズ２３６は 熱レンズ補償にそして１／４波板２３４はミラー２３８からの戻りビーム用の９ ０度回転に使用される。垂直偏光ビームはＮｄ：ＹＡＧロツドにおいて第２通過 増幅を受ける。ビームは次いでＰＢＳ２２６から反射しそして第３および第４通 過に関してミラー２４０により反射される。右方から到来する水平偏光ビームは ＰＢＳ２２６を通過し、波板２２４により＋４５度の回転、かつフアラデイ回転 子２２２において追加の＋４５度の回転を受ける。今や垂直に偏光されたビーム は増幅器モジユールから出るようにＰＢＳ２２２から反射する。 ７個の増幅器２０８の各々からの出力は非直線結晶体２１０において５３２に 倍増されかつ第９図に示されるごとく個々のビームからの焦点の塊りから構成さ れる、ターゲツト上に、有効なスポツトの大きさを形成するために互いに僅かな 角度で操縦される。 実験結果は５３２ｎｍで約１５０ｍＪ／ｐが近接リソグラフイの高いＸ線変換 効率に必要とされることを示す。加えて、出願人等は約６ｍｍの直径のＮｄ：Ｙ ＡＧロツド中において１０６４ｎｍ約２５０ｍＪ／ｐ（５３２ｎｍで約１５０ｍ Ｊ／ｐ）の短いパルスが自己焦点合わせまたは使用される光学系に対して他のど のような損傷も発生しないことを示した。 実験結果 本発明の利点を示すために、我々は第１２図に示されるごとく第２の好適なシ ードレーザ、第２の高調波発生器、４つの通過増幅器、および金属ターゲツト室 を使用する実験Ｎｄ：ＹＡＧ装置を作った。シードレーザ２（第６図に示されか つまた第１２図にブロツク形状で示される）の出力は約１２５ｐｓの存続時間の 短いパルスである。増幅器１０３は工業用Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（ルノニクス社、 モデルＨＹ４００）からのみのレーザヘツドである。増幅器は単一のフラツシユ ランプ１０４および２つのＮｄ：ＹＡＧロツド１０２からなる。我々は４つの通 過増幅器としてレーザヘツドを使用する。シードビームは該シードビームが拡張 し、増幅器の開口を満たすことができるように凹レンズ９６によつて僅かな拡散 を受ける。偏光器ビームスプリツタ（ＰＢＳ）９８はＰ偏光シードビームを伝達 し、Ｎｄ：ＹＡＧロツドにおいて増幅されたビームが次いでＬ／４波板１０６（ ミラー１０８は反射率の高いミラーである）を通る二重通過において９０度偏光 回転を受ける。Ｎｄ：ＹＡＧロツドを通る第２増幅通過後、今やＳ偏光されたビ ームは第２ロツドを通る２つ以上の増幅通過に関してＰＢＳ９８、図示の２つの ミラーおよびＰＢＳ１００から反射する。増幅されたビームは１０６４ｎｍから ５３２ｎｍへＫＴＰ非直線結晶体１１２によつて２倍にされる。我々はグリーン （５３２）に対して５５パーセントの変換を獲得する。残りの１０６４ｎｍは２ 色性ミラー１１０から吸収面（減衰）１１４へ反射される一方５３２ｎｍは２色 性ミラーを通って伝達される。ビームは次いでステツパモータによつて回転する 金属ターゲツト１上の１０ミクロン直径のスポツト上に最良の焦点レンズ１１６ （５ｃｍの焦点距離）によつて焦点合わせされる。ターゲツトは真空にされかつ ６００ｔｏｒｒのヘリウムガスで充填される気密封止室中に封入される。Ｘ線出 力はＸ線リソグラフイに関するＩＢＭ標準に較正されたＸ線ダイオード１２０に よつて検出される。上述した装置はフラツシユ増幅器の反復率限界による１０Ｈ ｚ最大で作動することができる。シードレーザ単体では１ｋＨｚの反復率を超え ることができる。我々はステンレス鋼において約７パーセントかつ銅において約 ３．５の２πステラジアンにＸ線（１ないし１．５ｎｍの波長）変換効率を示し た。第１１図は、より高いパルスエネルギでより高い効率への見込みのある傾向 を示す銅ターゲツトからの実験データを示す。１０６４ｎｍにおいて我々は装置 へのどのような損傷もなしに２５０ｍＪ／ｐ以上にパルス当たりのエネルギを増 加することができ、そして適切な倍増により、我々は５３２ｎｍビームをほぼ１ ３０ｍＪ／ｐに増加することができる。上述した実施例に関連して示されたごと く、将来の装置はこの実験装置の１０Ｈｚより遙に大きいパルス率を有する。 上記説明は多くの特殊性を包含するけれども、読者はこれらを本発明の範囲の 限定として解釈すべきでなく、それらはその好適な実施例の単なる例示である。 当該技術に熟練した者は本発明の範囲内にある多くの他の可能な変形を想像する 。 例えば、第１の好適なシードレーザにより、我々は１００ｐｓより非常に短い パルス存続時間を選ぶことができる。これらは音響−光モードロツカに代えて受 動飽和可能な吸収体を使用して得られることができる。飽和可能な吸収体により 我々はフエムトセコンド（１０^-15秒）のパルスにすることが可能である。我々 の信じるところでは１００ｐｓのパルスの利点は、短いパルスがプラズマを発生 するが、そのプラズマによる熱の影響がほとんどないということである。パルス 当たりのエネルギは対物レンズがターゲツトから約１２ｃｍであるとき８０ｍＪ ／ｐ（またはそれ以上）の範囲にあることが必要である。少なくとも１２ｃｍの 距離がターゲト材料によるレンズの汚染を回避するのに推奨される。しかしなが ら、この距離が減少されるならば所定のパルス当たりのエネルギは我々がより小 さいスポツト上に焦点合わせすることができるためしたがつて減少され得る。そ のようにすることにより我々は約１０ｍＪ／パルスと同じ位の低さに約８０ｍＪ ／パルスからパルス当たりのエネルギの要求を減少することができる。 プレパルス形状がＸ線発生をさらに改善するのに使用され得る。第１レーザパ ルスはプラズマを発生するようにターゲツトに衝突しかつ大部分のレーザパルス が次いで短い時間ターゲツト上の同一スポツトに衝突しその後さらに効果的なＸ 線発生のためにプラズマを加熱する。 ソリツドステートレーザを作動するためのレーザダイオードのコストはピーク 出力要求により主として支配されかつこれはダイオードバーの数を決定する。バ ーを２０パーセントという比較的高い効率係数で作動しかつ多数のパルス／秒を 発生することにより、我々はダイオード作動装置の初期コストを最小にすること ができる。例えば、１ｋＷの装置はポンプダイオードから３ｋＷの平均出力を要 求するかも知れず、２０パーセント効率ダイオードアレイ装置は１５ｋＷのピー ク出力を要求する。バー当たり７００ドルの５０ワツトピークバーを使用すると 、装置は２１０，０００ドルのコストとなる。比較において、１パーセント効率 係数装置は３００ｋＷのピーク出力を要求する。そのコストは４，０００，００ ０ドルとなる。効率係数を２０パーセント以上に増加すると、ＣＷへのすべての 方法は実現可能であるが、すべての要因（装置寿命および複雑さを含む）をバラ ンスさせると、我々は２０パーセント程度の効率係数を好む。当該技術に熟練し た者はフラツシユランプ作動装置がダイオード作動装置に取って代わり得ること を認めるだろう。 Ｎｄ：ＹＡＧ以外の材料としてソリッドステート材料がホスト材料となり得る 。例えば、Ｎｄ：ＹＬＦ，Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ，Ｔｉ：Ｓ等が使用され得る。シー ドビームをｍＪ／パルスレベルに高めるのに必要とされる増幅は非常に高い利得 または多重通過により満足され得る。８個までの通過が受動構成要素により達成 されることができかつ極めて多数の通過が革新的な増幅器において達成され得る 。操縦ミラーは、２０μｍスポツトのごとき、所望されるスポツトの大きさの塊 りを発生するのに適切である反射要素にすることも可能である。 第１の好適なシードビームパルス列周波数は１０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚまたは それ以上の範囲にすることができる。平均周波数の幾らかの妥協によりパルス／ 秒の数は約１，０００Ｈｚに減少され得る。 増幅器はスラブまたはロツド設計からなることもできる。ソリツドステート材 料がＮｄ：ＹＡＧ以外のホスト材料になり得る。例えば、Ｎｄ：ＹＬＦ，Ｃｒ： ＬｉＳＡＦ，Ｔｉ；Ｓ等が使用され得る。シードビームをｍＪ／パルスレベルに 高めるのに必要とされる増幅は高い利得または多重通過により満足され得る。８ 個までの通過が受動要素によりなされることができそして非常に多数の通過が革 新的な増幅器においてなされることが可能である。増幅器中の操縦ミラーは、２ ０μｍスポツトのごとき、所望されるスポツトの大きさの塊りを発生するのに適 する反射要素にすることができる。 第１の好適な実施例に関連して、パルス間隔用の光電変調器の代わりに、キヤ ビテイ減衰または同様な光学回転遮断機のごとき装置に置き換えることも可能で ある。パルス間隔装置は多くの用途において記載された好適な実施例におけるよ うに第１の好適なシードビームにおいて９９パーセント以上のようにパルスの非 常に大きなパーセンテージを除去する；しかしながら、我々はパーセンテージ除 去が８０パーセントと同じ位低いかも知れない用途を想像する。 ピコセコンドパルス装置における低い破片発生に加えて、また、ヘリウムの破 壊（破壊はパルス存続時間の強力な作用である）なしに大気ヘリウム中にターゲ ツト室を有することができ、それは外界へのＸ線伝達窓を簡単化し、かつさらに ターゲツトからの破片による汚染を減少する。 Ｘ線リソグラフイに加えてこの開示に記載された装置に関してはＸ線顕微鏡検 査、生物学／放射線生物学、微小電気機械装置製造、通常の電子衝撃源に代わる ような明るいＸ線源、セルおよびＤＮＡＸ線結晶学、材料汚染検出用Ｘ線発光、 レーザ除去技術等のごとき幾つかの他の潜在的な用途がある。 したがつて読者は、付与された例によつてでなく、添付の請求の範囲およびそ れらの適法な同等物によつて本発明の範囲を決定することが要求される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＫＲ，ＳＧ (72)発明者 フォスター，リチャード・エム アメリカ合衆国 カリホルニア，マンハッ タン・ビーチ，エイス・ストリート 325

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高平均出力、高輝度ソリツドステートパルスレーザ装置において、 ａ）１０００パルス／秒を超えるパルス周波数で各パルスが１ｎｓ以下の存続 時間を有する第１パルスレーザビームを発生するためのシードレーザ副装置手段 と、 ｂ）前記第１パルスレーザビームを増幅して高い周波数のパルスを有する増幅 されたパルスレーザビームを発生するためにするためのレーザ増幅手段で、前記 増幅されたパルスレーザビームが１０ワツトを超える平均出力を有するレーザ増 幅手段と、 ｃ）前記増幅されたパルスレーザビームをターゲツト上の小さいスポツトの大 きさに焦点合わせするための焦点合わせ手段で、前記スポツトの大きさが１０¹¹ Ｗ／ｃｍ²を超える輝度レベルを発生するのに十分小さいことを特徴とする焦点 合わせ手段と、 からなることを特徴とする高平均出力、高輝度ソリツドステートパルスレーザ装 置。 ２．前記シードレーザ副装置手段が前記第１パルスレーザビームを発生するた めにレーザビームのパルスの８０パーセント以上を除去するためのパルス間隔セ レクタ手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパルスレーザ装 置。 ３．さらに前記小さいスポツトより大きいスポツトの大きさをシミユレートす るように前記ターゲツトに対して前記増幅されたパルスレーザビームを急速に操 縦するためのビーム操縦手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載 のパルスレーザ装置。 ４．前記ビーム操縦手段がミラーに取着されたＰＺＴを有することを特徴とす る請求の範囲第２項に記載のパルスレーザ装置。 ５．前記ビーム操縦手段が前記増幅されたパルスレーザビームに対して前記タ ーゲツトを動かすための手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載 のパルスレーザ装置。 ６．レーザ手段がモードロツクレーザビームを発生するためのモードロツク手 段を有するモードロツクレーザ発振器を備えていることを特徴とする請求の範囲 第２項に記載のパルスレーザ装置。 ７．前記モードロツク手段が音響−光学モードロツカであることを特徴とする 請求の範囲第６項に記載のパルスレーザ装置。 ８．前記パルスセレクタ手段が光電変調器を有することを特徴とする請求の範 囲第２項に記載のパルスレーザ装置。 ９．前記レーザ増幅器手段がポンピング手段によつて作動される多重通過Ｎｄ ：ＹＡＧレーザ増幅器を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパル スレーザ装置。 １０．前記ポンピング手段が複数のレーザダイオードアレイを有することを特 徴とする請求の範囲第９項に記載のパルスレーザ装置。 １１．前記ポンピング手段がフラツシユランプを有することを特徴とする請求 の範囲第９項に記載のパルスレーザ装置。 １２．前記レーザ増幅器手段が複数のレーザダイオードアレイによつて作動さ れるＮｄ：ＹＡＧ研磨ロツドを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載 のパルスレーザ装置。 １３．前記レーザダイオードアレイがＣＷ作動するようにプログラムされるこ とを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のパルスレーザ装置。 １４．前記複数のレーザダイオードアレイが１００パーセント未満の効率係数 で作動するようにプログラムされることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載 のパルスレーザ装置。 １５．前記効率係数は約２０パーセントであることを特徴とする請求の範囲第 １４項に記載のパルスレーザ装置。 １６．前記増幅されたパルスレーザビームは一連の周期的に間隔が置かれた高 い周波数のパルスからなることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載のパルス レーザ装置。 １７．さらに前記小さいスポツトでの照射時Ｘ線の発生のためのターゲツトを 有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパルスレーザ装置。 １８．前記ターゲツトが金属から構成されることを特徴とする請求の範囲第１ ７項に記載のパルスレーザ装置。 １９．前記金属が銅および鉄から構成されるグループから選ばれることを特徴 とする請求の範囲第１８項に記載のパルスレーザ装置。 ２０．前記シードレーザ副装置は共振器を画成しかつＱスイツチからなるモー ドロツクレーザを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパルスレー ザ装置。 ２１．前記Ｑスイツチが通過当たり１０を超える利得を有する高利得Ｑスイツ チでありそして前記共振器が４インチより短い共振器であることを特徴とする請 求の範囲第２０項に記載のパルスレーザ装置。 ２２．前記シードレーザ副装置がさらにキヤビテイ減衰器を有することを特徴 とする請求の範囲第２０項に記載のパルスレーザ装置。 ２３．前記シードレーザ副装置が反射側を有するレーザ結晶体、λ／２ポツケ ルス・セルおよび偏光器ビームスプリツタからなりかつ前記反射側と前記ポツケ ルス・セルとの間の距離である長さＬを定義することを特徴とする請求の範囲第 １項に記載のパルスレーザ装置。 ２４．前記長さＬが４ｃｍより大きくないことを特徴とする請求の範囲第２３ 項に記載のパルスレーザ装置。 ２５．前記長さＬが２ｃｍより大きくないことを特徴とする請求の範囲第２４ 項に記載のパルスレーザ装置。 ２６．前記レーザ増幅器が作動波長を定義しかつ前記シードレーザ副装置が前 記レーザ増幅器の作動波長に整合される波長を有するパルスレーザビームを発生 するレーザダイオードを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のパル スレーザ装置。 ２７．高平均出力、高輝度ソリツドステートレーザ装置において、 ａ）高いパルス周波数を持つ第１パルスレーザビームを発生するためのモード ロツクＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器と、 ｂ）１０００パルス／秒を超える一連の周期的に間隔が置かれた高い周波数パ ルスからなる第２パルスレーザビームを発生するために前記ビーム中のパルスの ８０パーセント以上を前記第１パルスレーザビームから除去するためのパルス間 隔セレクタ手段と、 ｃ）前記拡張されたパルスレーザビームを増幅して、約１ｋＷの範囲の平均出 力と高い周波数パルスを有する増幅されたパルスレーザビームを発生するための 、多重通過、ダイオード作動の、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ増幅器手段と、 ｅ）前記増幅されたパルスレーザビームをターゲツト上の小さいスポツトの大 きさに焦点合わせするための焦点合わせ手段で、前記スポツトの大きさが１０¹¹ Ｗ／ｃｍ²を超える輝度レベルを発生するのに十分小さいことを特徴とする焦点 合わせ手段と、 からなることを特徴とする高平均出力、高輝度ソリツドステートレーザ装置 ２８．さらに、前記小さいスポツトより大きいスポツトの大きさをシミユレー トするように前記ターゲツトに対して前記増幅されたパルスレーザビームを急速 に操縦するためのビーム操縦手段を有することを特徴とする請求の範囲第２７項 に記載のパルスレーザ装置。 ２９．さらに、増幅されたビームの周波数を増加するために前記増幅されたビ ームに配置される周波数増加手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項に 記載のパルスレーザ装置。 ３０．前記周波数増加手段が高調波発生器であることを特徴とする請求の範囲 第２８項に記載のパルスレーザ装置。 ３１．前記シードレーザ副装置がソリツドステート結晶体、モードロツカ、Ｑ −スイツチ、迅速光電遅延器、および偏光ビームスプリツタからなることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載のパルスレーザ装置。 ３２．前記迅速光電遅延器がポツケルス・セルであることを特徴とする請求の 範囲第３１項に記載のパルスレーザ装置。 ３３．前記シードレーザ副装置手段がダイオード作動のソリツドステートレー ザからなることを特徴とする請求の範囲第３１項に記載のパルスレーザ装置。 ３４．前記シードレーザ副装置手段がソリツドステートサブナノセコンドパル スレーザおよびパルス列マルチプレクサからなることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載のパルスレーザ装置。 ３５．前記パルスレーザがＮｄ：ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求の 範囲第３４項に記載のパルスレーザ装置。 ３６．高平均出力、高輝度ソリツドステートパルスレーザ装置において、 ａ）高いパルス周波数を有する第１パルスレーザビームを発生するためのモー ドロツクＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器と、 ｂ）１０００パルス／秒を超える一連の周期的に間隔が置かれた高い周波数の からなる第２パルスレーザビームを発生するために前記ビーム中のパルスの８０ パーセント以上を前記第１パルスビームから除去するためのパルス間隔セレクタ 手段と、 ｃ）前記拡張されたパルスレーザビームを増幅して、約１ｋＷの範囲の平均出 力と高い周波数パルスを有する増幅されたパルスレーザビームを発生するための 、多重通過、ダイオード作動の、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ増幅器手段と、 ｅ）前記増幅されたパルスレーザビームをターゲツト上の小さいスポツトの大 きさに焦点合わせするための焦点合わせ手段で、前記スポツトの大きさが１０¹¹ Ｗ／ｃｍ²を超える輝度レベルを発生するのに十分小さいことを特徴とするパル スレーザ装置と、 からなることを特徴とする高平均出力、高輝度ソリツドステートパルスレーザ装 置。 ３７．さらに、前記小さいスポツトより大きいスポツトの大きさをシミユレー トするように前記ターゲツトに対して前記増幅されたパルスレーザビームを急速 に操縦するためのビーム操縦手段を有することを特徴とする請求の範囲第２７項 に記載のパルスレーザ装置。 ３８．高平均出力、高輝度ソリツドステートパルスレーザ装置において、 ａ）１ｎｓ以下の存続時間を有するパルスで５００Ｈｚ以上かつ５０００Ｈｚ 以下の周波数を有する第１パルスレーザビームを発生するためのシードレーザ副 装置手段と、 ｂ）前記第１パルスレーザビームを複数の分割されたパルスレーザビームに分 割するためのビーム分割器手段と、 ｃ）複数の増幅されたパルスレーザビームを発生するために前記複数の分割さ れたパルスレーザビームの各々を増幅するための並列に配置された複数のレーザ 増幅器と、 ｄ）Ｘ線源を発生するために前記複数の増幅されたパルスレーザビームをＸ線 発生ターゲツト上の小さいスポツトの塊りに焦点合わせするための焦点合わせ手 段と、 からなることを特徴とするパルスレーザ装置。 ３９．前記シードレーザ副装置手段が前記第１パルスレーザビームを発生する ためにパルスレーザビームを増幅するためのパルスレーザ前置増幅器を有するこ とを特徴とする請求の範囲第３８項に記載のパルスレーザ装置。