KR970707619A - 저가의 평균 전력과 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템(low cost, high average power, high brightness solid state laser) - Google Patents
저가의 평균 전력과 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템(low cost, high average power, high brightness solid state laser)Info
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Abstract
본 발명은 높은 평균 전력의 고휘도 고상 레이저 시스템을 제공한다. 본 발명은 짧은 펄스 지속 기간을 가지는 시드 레이저 비임을 먼저 발생시킨다. 레이저 증폭기(24)는 1011W.㎠를 초과하는 휘도 레벨을 가지는 펄스를 발생시키도록 정밀하게 집속되는 증폭된 펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 시드 비임을 증폭한다. 양호한 실시예에는 평균 전력이 1kW 범위의 전력, 초당 12,000개 펄스의 평균 펄스의 평균 펄스 주파수를 가지는 증폭된 펄스 레이저 비임을 발생시키는데, 펄스는 크기가 최대로 큰 스폿을 모의 실험하기 위해 신속하게 스티어링 될 수 있는 직경이 20㎛인 스폿에서 1014W/㎠를 초과하는 휘도 레벨을 가지고 있다. 선택적으로 수(예를 들어, 7개)개의 비임(병렬로 배열된 증폭기로부터의 비이)을 가지는 kHz시스템은 20㎛에서 각각 집속될 수 있고, 100 내지 200㎛의 유효 스폿 크기를 발생시키도록 클러스터된다. 이러한 비임은 리소그래피용 X선 소오스를 발생시에 유용하다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
Claims (39)
- 높은 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템에 있어서, (a) 1ns보다 작은 지속 기간을 각각 가지고 있는 초당 1,000개의 펄스를 초과하는 펄스 주파수를 가지는 제1펄스 레이저 비임을 발생시키기 위한 시드 레이저 서브시스템 수단과 (b) 고주파수 펄스를 포함하고, 10W를 초과하는 평균 전력을 가지고 있는 증폭된 펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 상기 제1펄스 레이저 비임을 증폭시키기 위한 레이저 증폭기 수단과 (c) 1011W/㎠를 초과하는 휘도 레벨을 발생시키기에 충분히 작은 크기의 스폿으로 상기 증폭된 펄스 레이저 비임을 타겟 상에 집속시키기 위한 집속 수단을 포함하는 높은 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템 수단은 상기 제1펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 레이저 비임의 80%의 펄스보다 많이 제거하기 위한 펄스 간격 선택기를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 작은 스폿보다 큰 크기의 스폿을 모의 실험하기 위해서 상기 타겟에 관련하여 상기 증폭된 펄스 레이저 비임을 신속하게 스티어링시키기 위한 비임 스티어링 수단을 더 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 비임 스티어링 수단이 미러에 부착된 PZT 장치를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 비임 스티어링 수단이 상기 증폭된 펄스 레이저 비임에 관련하여 상기 타겟을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제2항에 있어서, 레이저 수단이 모드 동기식 레이버 비임을 발생시키기 위한 모드 동기 수단을 포함하는 모드 동기식 레이저 발진기를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제6항에 있어서, 상기 모드 동기 수단이 음학 광학 모드 로커인 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 펄스 선택기 수단이 전자 광학 변조기를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 레이저 증폭기 수단이 펌핑 수단에 의해 펌프된 다중 패스 Nd:YAG 레이저 증폭기를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제9항에 있어서, 상기 펌핑 수단이 다수의 레이저 다이오드 어레이를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제9항에 있어서, 상기 펌핑 수단이 플래쉬 램프를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 레이저 증폭기 수단이 다수의 레이저 다이오드 어레이에 의해 펌프된 Nd:YAG 연마봉을 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 레이저 다이오드 어레이가 CW를 동작시키도록 프로그램되어 있는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 다수의 레이저 다이오드 어레이가 100%보다 작은 충격 계수에서 동작하도록 프로그램되어 있는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스레이저 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 충격 계수가 약 20%인 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제15항에 있어서, 상기 증폭된 펄스 레이저 비임이 일련의 주기적으로 격설된 고주파수 펄스를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 작은 스폿으로 조명시에 X선의 발생을 위한 타겟을 더 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제17항에 있어서, 상기 타겟이 금속으로 구성되는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제18항에 있어서, 상기 금속이 구리 및 철로 구성된 군(group)에서 선택되는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템이 공진기를 정하고 Q 스위치로 이루어진 모드 동기식 레이저를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제20항에 있어서, 상기 Q 스위치가 10%를 초과하는 이득을 가지는 고이득 Q 스위치이고, 상기 공진기가 10.16㎝(4인치)보다 짧은 공진기인 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제20항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템이 공동 덤퍼를 더 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템이 반사 측면, λ/2 포겔 셀 및 편광자 비임 분할기를 가지고 있는 레이저 크리스탈을 포함하고, 상기 반사 측면과 상기 포겔 사이의 거리를 L 길이로 정하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제23항에 있어서, 상기 길이(L)가 4㎝보다 크지 않는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제24항에 있어서, 상기 길이(L)가 2㎝보다 크지 않는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 레이저 증폭기가 동작 파장을 정하고, 상기 시드 레이저 서브시스템이 상기 레이저 증폭기의 동작 파장과 일치하는 파장을 가지는 펄스 레이저 비임을 발생시키는 레이저 다이오드를 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템에 있어서, (a) 높은 펄스 주파수를 가지는 제1펄스 레이저 비임을 발생시키기 위한 모드 동기식 Nd:YAG 레이저 발진기와 (b) 초당 1,000개의 펄스를 초과하는 일련의 주기적으로 격설된 고주파수 펄스를 포함하는 제2펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 상기 비임에서 80%의 펄스보다 많이 상기 제펄스 레이저 비임에서 제거하기 위한 펄스 간격 선택기 수단과 (c) 약 1kW 범위에서 평균 전력을 가지고 있고 고주파수 펄스를 포함하는 증폭된 펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 상기 팽창된 펄스 레이저 비임을 증폭하기 위한 다중 패스 다이오드 펌프식 Nd:YAG 레이저 증폭기 수단과 (e) 1011W/㎝를 초과하는 휘도 레벨을 발생시키기에 충분히 작은 크기의 스폿으로 상기 증폭된 펄스 레이저 비임을 타겟 상에 접속시키기 위한 접속 수단을 포함하는 평균 전력의 고휘도 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 작은 스폿보다 큰 크기의 스폿을 모의 실험하기 위해서 상기 타겟에 관련하여 증폭된 펄스 레이저 비임을 신속하게 스티어링시키기 위한 비임 스티어링 수단을 더 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 증폭된 비임의 주파수를 증가시키기 위해 증폭된 비임에 배치된 주파수 증가 수단을 더 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제28항에 있어서, 상기 주파수 증가 수단이 고조파 발생기인 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템이 고상 크리스탈, 보드 로커, Q 스위치 고속 전자 광학 감속기 및 편광 비임 분할기를 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제31항에 있어서, 상기 고속 전자 광학 감속기가 포겔 셀인 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제31항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템 수단이 다이오드 펌프식 고상 레이저를 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템 수단이 고상 서브 나노세컨드 펄스 레이저 및 펄스 열 멀티플렉서를 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제34항에 있어서, 상기 펄스 레이저가 Nd:YAG 레이저인 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템에 있어서, (a) 고주파수 펄스를 가지는 제1펄스 레이저 비임을 발생시키기 위한 모드 동기식 Nd:YAG 레이저 발진기와 (b) 초당 1,000개의 펄스를 초과하는 일련의 주기적으로 격설된 고주파수 펄스를 포함하는 제2펄스 레이저 비임을 발생시키기 위한 상기 비임에서 80%이 펄스보다 많이 상기 제1펄스 레이저 비임에서 제거하기 위한 펄스 간격 선택기 수단과 (c) 약 1kW 범위의 평균 전력을 가지고 있고 고주파수 펄스를 포함하는 증폭된 펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 상기 팽창된 펄스 레이저 비임을 증폭하기 위한 다증 패스 다이오드 펌프식 Nd:YAG 레이저 증폭기 수단단과 (e) 1011W/㎠를 초과하는 휘도 레벨을 발생시키기에 충분히 작은 크기의 스폿으로 상기 증폭된 펄스 레이저 비임을 타겟상에 집속시키기 위한 접속 수단을 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 작은 스폿보다 큰 크기의 스폿을 모의 실험하기 위해서 상기 타겟에 관련하여 상기 증폭된 펄스 레이저 비임을 신속하게 스티어링시키기 위한 비임 스티어링 수단을 더 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템에 있어서, (a) 1ns보다 작은 지속 기간을 가지는 펄스로 500Hz보다 크거나 5000Hz보다 작은 주파수를 가지는 제1펄스 레이저 비임을 발생시키기 위한 시드레이저 서브시스템 수단과 (b) 상기 제1펄스 레이저 비임을 다수의 분주된 펄스 레이저 비임으로 분주하기 위한 비임 분주기 수단과 (c) 다수의 증폭된 펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 상기 다수의 분주된 펄스 레이저 비임의 각각을 증폭하기 위해 병렬로 배열된 다수의 레이저 증폭기와 (d) X선 소오스를 발생시키기 위해서 X선 발생 타겟 상의 작은 스폿의 클러터스 내에 상기 다수의 증폭된 펄스 레이저 비임을 접속시키기 위한 집속 수단을 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.
- 제38항에 있어서, 상기 시드 레이저 서브시스템 수단이 상기 제1펄스 레이저 비임을 발생시키기 위해 펄스 레이저 비임을 증폭하기 위한 펄스 레이저 전치 증폭기를 포함하는 평균 전력이 높고 휘도가 높은 고상 펄스 레이저 시스템.※ 참고사항:최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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