JPS5958885A - ビ−ム光出力モニタ装置 - Google Patents
ビ−ム光出力モニタ装置Info
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- JPS5958885A JPS5958885A JP16855782A JP16855782A JPS5958885A JP S5958885 A JPS5958885 A JP S5958885A JP 16855782 A JP16855782 A JP 16855782A JP 16855782 A JP16855782 A JP 16855782A JP S5958885 A JPS5958885 A JP S5958885A
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- Japan
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- beam splitter
- light
- splitter
- laser
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- 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.)
- Pending
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- 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
- H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はランダムな偏光特性をもりたレーザ発振装置の
出力制御に好適なビーム光出力モニタ装置に関する。
出力制御に好適なビーム光出力モニタ装置に関する。
レーザ出力を安定化させるには各種の方法が提案されて
いるが、いずれもレーザ出力強度を検出する必要がある
。その一つの方法としてビームスプリッタによる方法が
あるが、これを第1図によシ略述すると、(1)はレー
ザ管で、−刃端に出力ミラー(2)が、他方端に高反射
ミラー(3)が封入されていて、レーザビーム光(4)
の一部をビームスプリッタ(5)によシ直角方向に取出
し、例えば光電検出器(6)に入力して、その電気信号
によ)レーザ光出力強度をモニタするようになっている
。しかしレーザ光(6)が直線偏光の場合は問題はない
が、ビームスプリッタ(5)に入射するレーザ光(6)
の偏光が変化する場合、すなわちランダム偏光のレーザ
光(4)の場合はビームスプリッタ(5)の反射率が偏
光方向によって大きく異るため検出誤差が大きく、この
方法は実用に適さない。なおこれにつき若干説明すると
、屈折率の異なる媒質の境における光5反射は一般に次
によって表わされることが知られている。
いるが、いずれもレーザ出力強度を検出する必要がある
。その一つの方法としてビームスプリッタによる方法が
あるが、これを第1図によシ略述すると、(1)はレー
ザ管で、−刃端に出力ミラー(2)が、他方端に高反射
ミラー(3)が封入されていて、レーザビーム光(4)
の一部をビームスプリッタ(5)によシ直角方向に取出
し、例えば光電検出器(6)に入力して、その電気信号
によ)レーザ光出力強度をモニタするようになっている
。しかしレーザ光(6)が直線偏光の場合は問題はない
が、ビームスプリッタ(5)に入射するレーザ光(6)
の偏光が変化する場合、すなわちランダム偏光のレーザ
光(4)の場合はビームスプリッタ(5)の反射率が偏
光方向によって大きく異るため検出誤差が大きく、この
方法は実用に適さない。なおこれにつき若干説明すると
、屈折率の異なる媒質の境における光5反射は一般に次
によって表わされることが知られている。
1) p偏光成分の反射
、ELp/ Ep=tan(it ’2)/j
an(il+12) (イ)11)S偏光
成分の反射 RIS / ES−sin(il−i2)/ 5in(
il−1−i2) (ロ)ここで Ep、Rp: p偏光成分の入射光振幅2反射光振幅
1’S+几s:S偏光成分の入射光振幅2反射光振幅凰
1.it:入射角、屈折角 垂直入射の場合(t+= 12= 0 )は両偏光成分
の区別はなく二つの媒質の屈折率を”1+n2とすれば
、反射光の振幅は入射光のそれをEとしてR/l[=(
nl nz)/(nt+nt) (ハ
)と表わすことができる。
an(il+12) (イ)11)S偏光
成分の反射 RIS / ES−sin(il−i2)/ 5in(
il−1−i2) (ロ)ここで Ep、Rp: p偏光成分の入射光振幅2反射光振幅
1’S+几s:S偏光成分の入射光振幅2反射光振幅凰
1.it:入射角、屈折角 垂直入射の場合(t+= 12= 0 )は両偏光成分
の区別はなく二つの媒質の屈折率を”1+n2とすれば
、反射光の振幅は入射光のそれをEとしてR/l[=(
nl nz)/(nt+nt) (ハ
)と表わすことができる。
1例として屈折率ng == 1.48のガラス板を光
軸に対シ45°に設置してビームスプリッタとしたとき
0)式(ロ)式よシ 1) p偏光入射の場合 反射強度(Rp/Ep)” x 100 = 0.76
2% に)11)!!偏光入射の場合 反射強y (R8/ ES)” x 100 = 8.
73% (ホ)を得る。ただしここでは簡単のため
ガラス裏面での反射はないものとする。
軸に対シ45°に設置してビームスプリッタとしたとき
0)式(ロ)式よシ 1) p偏光入射の場合 反射強度(Rp/Ep)” x 100 = 0.76
2% に)11)!!偏光入射の場合 反射強y (R8/ ES)” x 100 = 8.
73% (ホ)を得る。ただしここでは簡単のため
ガラス裏面での反射はないものとする。
に)式、(ホ)式かられかるように、同一出力のレーザ
光を入射させた場合でも偏光の方向によって0.762
〜8.73%の間、反射率が変化してしまうためレーザ
出力モニタとしては使用することができない。垂直入射
にすれば(ハ)式よシわかるように偏光による影響はな
くすことができるが、この場合は反射光を検出すること
が困難である。
光を入射させた場合でも偏光の方向によって0.762
〜8.73%の間、反射率が変化してしまうためレーザ
出力モニタとしては使用することができない。垂直入射
にすれば(ハ)式よシわかるように偏光による影響はな
くすことができるが、この場合は反射光を検出すること
が困難である。
また第2図に他の方法を示す。レーザ元出力(4)と反
対側の高反射ミラー(3)の後方に若干透過して来るレ
ーザ光(4a)を検出する方法で、この場合は偏光によ
る影響は現われない。しかし一般に高反射ミラー(3)
の透過率は、極くわずかであるため、透過して来るレー
ザ光(4a)の強度は弱く、レーザW (il内の放電
光などによって信号と雑音の割合S/N比が悪く、実用
になシにくい。
対側の高反射ミラー(3)の後方に若干透過して来るレ
ーザ光(4a)を検出する方法で、この場合は偏光によ
る影響は現われない。しかし一般に高反射ミラー(3)
の透過率は、極くわずかであるため、透過して来るレー
ザ光(4a)の強度は弱く、レーザW (il内の放電
光などによって信号と雑音の割合S/N比が悪く、実用
になシにくい。
本発明は上述の不都合を除去するためになされたもので
、ランダム偏光のビーム光の出力を偏光の変化に影響さ
れずに検出するビーム光出力モニタ装置を提供すること
を目的とする。
、ランダム偏光のビーム光の出力を偏光の変化に影響さ
れずに検出するビーム光出力モニタ装置を提供すること
を目的とする。
出力されたビーム光の光路上に第1のビームスプリッタ
を設はビーム光の一部を第1の反射光として取出し、こ
れを再び第2のビームスプリッタによシ反射して第2の
反射光とし、これの強度を光電検出装置によシ検出して
モニタ出力とするもので第1のビームスプリッタおよび
第2のビームスプリッタにおける入射角を等しく、すな
わち、P偏光の反射率とS偏光の反射率との比を各ビー
ムスプリッタとも等しくシ、かつ第1のビームスプリッ
タおよび第2のビームスプリッタの入射面を直交させる
。すなわち、第1のビームスプリッタにP偏光で入射し
た時は、第2のビームスプリッタにはS偏光で入射する
ことによ)、ランダム偏光に対する不都合を除去したビ
ーム光出力モニタ装置である。
を設はビーム光の一部を第1の反射光として取出し、こ
れを再び第2のビームスプリッタによシ反射して第2の
反射光とし、これの強度を光電検出装置によシ検出して
モニタ出力とするもので第1のビームスプリッタおよび
第2のビームスプリッタにおける入射角を等しく、すな
わち、P偏光の反射率とS偏光の反射率との比を各ビー
ムスプリッタとも等しくシ、かつ第1のビームスプリッ
タおよび第2のビームスプリッタの入射面を直交させる
。すなわち、第1のビームスプリッタにP偏光で入射し
た時は、第2のビームスプリッタにはS偏光で入射する
ことによ)、ランダム偏光に対する不都合を除去したビ
ーム光出力モニタ装置である。
以下本発明の詳細を第3図、第4図に示す一実施例によ
り説明する。
り説明する。
αυはランダム偏光のレーザ発振装置で、ランダム偏光
のビーム光出力としてのレーザ出力光aりが発振される
。この光路上に第1のビームスプリッタ(1階がレーザ
出力光UJの光軸(12a)に対して45度傾斜して取
付けられていて、レーザ出力光a−の一部が光軸(12
a)に対して直角に反射分離し、第1の反射光(財)と
なる。第1のビームスグリツタ(13)の上方に第2の
ビームスグリツタLツが設けられていて、これは第1の
反射光μ〜に対し45度傾斜して取付けられてお夛、第
1の反射光αaは反射して第2の反射光α0となる。ま
た第2の反射光(2)の光路上には光電変換素子をもっ
た受光体(2〔が設けられていて、これと受光量に応じ
た電気信号をモニタ出力として送出する光検出回路Qυ
とで光電変換装置C72)を41成している。さらに、
また第1のビームスプリッタ(2)の後方の光軸(4z
a)上には、槙1のビームスグリツタ(13)を通過し
たレーザ光aりが偏光の方向によって5’A IAkL
が変化するのを補正するレーザ出力補正板(231が設
けられていて、これら第1のビームスプリンタa3)、
第2のビームスプリッタ(L5L光電変換装置(2乃お
よびレーザ出力補正板Q4)でビーム光出力モニタ装置
が構成されている。
のビーム光出力としてのレーザ出力光aりが発振される
。この光路上に第1のビームスプリッタ(1階がレーザ
出力光UJの光軸(12a)に対して45度傾斜して取
付けられていて、レーザ出力光a−の一部が光軸(12
a)に対して直角に反射分離し、第1の反射光(財)と
なる。第1のビームスグリツタ(13)の上方に第2の
ビームスグリツタLツが設けられていて、これは第1の
反射光μ〜に対し45度傾斜して取付けられてお夛、第
1の反射光αaは反射して第2の反射光α0となる。ま
た第2の反射光(2)の光路上には光電変換素子をもっ
た受光体(2〔が設けられていて、これと受光量に応じ
た電気信号をモニタ出力として送出する光検出回路Qυ
とで光電変換装置C72)を41成している。さらに、
また第1のビームスプリッタ(2)の後方の光軸(4z
a)上には、槙1のビームスグリツタ(13)を通過し
たレーザ光aりが偏光の方向によって5’A IAkL
が変化するのを補正するレーザ出力補正板(231が設
けられていて、これら第1のビームスプリンタa3)、
第2のビームスプリッタ(L5L光電変換装置(2乃お
よびレーザ出力補正板Q4)でビーム光出力モニタ装置
が構成されている。
なお第1のビームスグリツタ(13)および第2のビー
ムスプリッタ0Wにおける入射角は等しく、本実施例に
おいてホ45度で、しかも第1のビームスプリッタへの
入射面と第2のビームスプリッタへの入射面とが互に直
交するように各ビームスプリッタ(13)、(lωは設
定されでいる。
ムスプリッタ0Wにおける入射角は等しく、本実施例に
おいてホ45度で、しかも第1のビームスプリッタへの
入射面と第2のビームスプリッタへの入射面とが互に直
交するように各ビームスプリッタ(13)、(lωは設
定されでいる。
次に上述のモニタ装置の作用を説明すると、ビームスプ
リッタ(13)、 (L!i)のP偏光入射に対する反
射率rp、8偏光成分に対する反射率をr3とする。第
1のビームスプリッタに対してP偏光で入射したとき、
その出力をPoとすれば、第1の反射光PrpはPrp
=rpXPoとなる。次に第2のビームスプリッタに対
してはS偏光入射となるため反射率はr5で従って受光
体(2Gへの第2反射光P、はPp ”” rsPlp
=r3 X rp X Pg (iJ同様にし
て第1ビームスプリツタに対してS偏光で入射したとき Ps= rpl”r3 = rp X r5 X Po
(2)(1)式、(2)式から明らかなように
本発明による装置によれば偏光の如何にかかiりらず、
レーザ発振装置αDからのレーザ光出力(I21とモニ
タ光出力とは比例関係にあシ、比例常数は、ビームスプ
リッタ(1り。
リッタ(13)、 (L!i)のP偏光入射に対する反
射率rp、8偏光成分に対する反射率をr3とする。第
1のビームスプリッタに対してP偏光で入射したとき、
その出力をPoとすれば、第1の反射光PrpはPrp
=rpXPoとなる。次に第2のビームスプリッタに対
してはS偏光入射となるため反射率はr5で従って受光
体(2Gへの第2反射光P、はPp ”” rsPlp
=r3 X rp X Pg (iJ同様にし
て第1ビームスプリツタに対してS偏光で入射したとき Ps= rpl”r3 = rp X r5 X Po
(2)(1)式、(2)式から明らかなように
本発明による装置によれば偏光の如何にかかiりらず、
レーザ発振装置αDからのレーザ光出力(I21とモニ
タ光出力とは比例関係にあシ、比例常数は、ビームスプ
リッタ(1り。
←暖におけるP偏光成分、S偏光成分のそれぞれの反射
率の積となる。
率の積となる。
次に本実施例のビーム光出力モニタ装置を用いて出力を
安定化したランダム偏光発振のレーザ装置の一例を示す
。第4図において、01)は直流電源、(11)はラン
ダム偏光特性のレーザ発振装置、励起電力は直流電源0
υより電流の形でレーザ発振装置0υに供給され、この
電流は電流制御回路0シを通り゛C直流’t di G
jl)にもどシ、一つの電気回路を完成させる。シ榎は
レーザ光(1りの出力検出用のモニタ装置(本実施例の
もの)で、(至)はモニタ装置からの出力電圧と基準菟
圧元生回路0荀の電力とを比較して差信号を発生する比
較回路である。電流制御回路い力は上記差信号を入力し
て内部インピーダンスを変化させ−Cレーザ発振装置U
υに供給される電流を制御し、その結果としてレーザ光
@の出力は一定に保たれる。
安定化したランダム偏光発振のレーザ装置の一例を示す
。第4図において、01)は直流電源、(11)はラン
ダム偏光特性のレーザ発振装置、励起電力は直流電源0
υより電流の形でレーザ発振装置0υに供給され、この
電流は電流制御回路0シを通り゛C直流’t di G
jl)にもどシ、一つの電気回路を完成させる。シ榎は
レーザ光(1りの出力検出用のモニタ装置(本実施例の
もの)で、(至)はモニタ装置からの出力電圧と基準菟
圧元生回路0荀の電力とを比較して差信号を発生する比
較回路である。電流制御回路い力は上記差信号を入力し
て内部インピーダンスを変化させ−Cレーザ発振装置U
υに供給される電流を制御し、その結果としてレーザ光
@の出力は一定に保たれる。
以上詳述したように本発明のビーム光出力モニタ装置は
、出力光の一部”k m 1のビームスプリッタで取出
し、この第1の反射光を第2ビームスプリツタで反射し
て第2の反射光とし、これを光量を電気信号に変える元
″Il!変換装置に入射してモニタ信号に変えるように
構成し、各ビームスプリッタにおける入射角をそれぞれ
同じにし、かつ、各ビームスプリッタの入射面を直交す
るようにしたので、P偏光、S偏光のビーム元出力にか
かわらず出力に比例した信号が得られるから、出力をモ
ニタすることができる。
、出力光の一部”k m 1のビームスプリッタで取出
し、この第1の反射光を第2ビームスプリツタで反射し
て第2の反射光とし、これを光量を電気信号に変える元
″Il!変換装置に入射してモニタ信号に変えるように
構成し、各ビームスプリッタにおける入射角をそれぞれ
同じにし、かつ、各ビームスプリッタの入射面を直交す
るようにしたので、P偏光、S偏光のビーム元出力にか
かわらず出力に比例した信号が得られるから、出力をモ
ニタすることができる。
なお本実施例においては、レーザ光につき記載したが、
これに限定されず、他のビーム光でもよいことはいうま
でもないことである。
これに限定されず、他のビーム光でもよいことはいうま
でもないことである。
第1図は従来のモニタ装置の構成図、第2図は他の従来
のモニタ装置の構成図、第3図は本発明の一実施例の構
成を示す斜視図、1414図は本実施例を用いたレーザ
装置のブロック図である。 αカニビーム光、 (13) :第1のビームスグリツタ、(14) :第
lの反射光、 α51:第2のビームスプリッタ、 1第2の反射光、 0渇:光電検出装置。
のモニタ装置の構成図、第3図は本発明の一実施例の構
成を示す斜視図、1414図は本実施例を用いたレーザ
装置のブロック図である。 αカニビーム光、 (13) :第1のビームスグリツタ、(14) :第
lの反射光、 α51:第2のビームスプリッタ、 1第2の反射光、 0渇:光電検出装置。
Claims (2)
- (1)ランダムな偏光特性をもったビーム光の光路上に
設けられて上記ビーム光の一部を反射する第1のビーム
スプリッタと、この第1のビームスプリッタによる第1
の反射光の光路上に設けられて上記第1の反射光を反射
する第2のビームスプリッタと、この第2のビームスプ
リッタからの第2の反射光を受けこの第2の反射光の光
量に応じた電気信号を送出する光電検出装置とを具備し
、上記第1のビームスプリッタへの上記ビーム光の入射
角と上記第2のビームスプリッタへの上記第1の反射光
の入射角を等しく設定しであることを特徴とするビーム
光出力モニタ装置。 - (2)第1のビームスプリッタへのビーム光の入射面と
第1のビームスグリツタで反射した第1の反射光が第2
ビームスプリツタに入射する入射面とが互に直交するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のビーム光出
力モニタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16855782A JPS5958885A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | ビ−ム光出力モニタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16855782A JPS5958885A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | ビ−ム光出力モニタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5958885A true JPS5958885A (ja) | 1984-04-04 |
Family
ID=15870228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16855782A Pending JPS5958885A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | ビ−ム光出力モニタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5958885A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0273629A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-03-13 | Applied Materials Inc | 半導体ウェハエッチングシステムにおいて終了点を検出する方法及び装置 |
EP0421352A2 (en) * | 1989-10-06 | 1991-04-10 | Sony/Tektronix Corporation | Optical attenuator |
JPH04111370A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Komatsu Ltd | レーザの出力制御装置 |
WO2020026600A1 (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社ブイ・テクノロジー | レーザエネルギ測定装置、およびレーザエネルギ測定方法 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP16855782A patent/JPS5958885A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0273629A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-03-13 | Applied Materials Inc | 半導体ウェハエッチングシステムにおいて終了点を検出する方法及び装置 |
EP0421352A2 (en) * | 1989-10-06 | 1991-04-10 | Sony/Tektronix Corporation | Optical attenuator |
JPH04111370A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Komatsu Ltd | レーザの出力制御装置 |
WO2020026600A1 (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社ブイ・テクノロジー | レーザエネルギ測定装置、およびレーザエネルギ測定方法 |
JP2020020610A (ja) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社ブイ・テクノロジー | レーザエネルギ測定装置、およびレーザエネルギ測定方法 |
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