專(zhuān)利名稱(chēng)：窄線寬準(zhǔn)分子激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及準(zhǔn)分子激光器，特別是一種窄線寬準(zhǔn)分子激光器，結(jié)構(gòu)緊湊，裝調(diào)簡(jiǎn)單，腔內(nèi)損耗小增益高，可以同時(shí)獲得窄線寬和較高的輸出能量指標(biāo)。
背景技術(shù)：
窄線寬的準(zhǔn)分子激光器是目前半導(dǎo)體光刻的主要激光光源。商業(yè)光刻機(jī)中的光譜線寬壓窄主要是采用棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)和紫外光柵的組合模塊。然而為獲得窄線寬激光，往往需要使用多個(gè)棱鏡，如在先技術(shù)[ZL200910052119. 2]中的四個(gè)棱鏡。光路復(fù)雜，裝調(diào)困難而且大大降低了輸出能量。另一方面，在先技術(shù)[T. J. Pacala，I. S. McDermid，J.B. Laudenslager. Ultranarrow linewidth, magnetically switched, long pulse, xenonchloride laser. AppI. Phys. Lett. 44, 658-660 (1984)]中把紫外標(biāo)準(zhǔn)具放置在激光腔內(nèi)可以獲得很窄的線寬，但是由于激光束在紫外標(biāo)準(zhǔn)具內(nèi)的多次反射，能量密度高，紫外標(biāo)準(zhǔn)具 易被損傷，因此只適宜于低脈沖能量運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于公開(kāi)一種窄線寬準(zhǔn)分子激光器，該激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊，裝調(diào)簡(jiǎn)單，腔內(nèi)損耗小增益高，可以同時(shí)獲得窄線寬和較高的輸出能量指標(biāo)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種窄線寬準(zhǔn)分子激光器，其特點(diǎn)在于由棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)、紫外光柵、紫外標(biāo)準(zhǔn)具、放電腔和耦合輸出鏡組成，上述各部分的位置關(guān)系如下準(zhǔn)分子激光在放電腔內(nèi)受到激勵(lì)，經(jīng)棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)和紫外光柵進(jìn)行線寬壓窄，窄線寬激光在紫外光柵和輸出耦合鏡為腔鏡的諧振腔內(nèi)振蕩放大后，從所述的輸出耦合鏡方向經(jīng)垂直于光路放置的紫外標(biāo)準(zhǔn)具輸出，所述的紫外光柵的激光入射角與其衍射角相同。所述的棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)由二個(gè)或三個(gè)棱鏡組成。所述的棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)的棱鏡材料為紫外融石英或者氟化鈣，各個(gè)棱鏡的入射角度為 68° 74。。所述的紫外光柵為中階梯光柵，紫外光柵的衍射角為71° ^82°。本發(fā)明的技術(shù)效果如下同等線寬情況下，本窄線寬激光器中使用棱鏡個(gè)數(shù)少于現(xiàn)有技術(shù)，諧振腔的腔長(zhǎng)縮短，腔內(nèi)損耗降低，從而提高了輸出的窄線寬激光能量。棱鏡個(gè)數(shù)減少也使得光路簡(jiǎn)單化，裝調(diào)難度大大降低。通過(guò)放置在諧振腔外的紫外標(biāo)準(zhǔn)具對(duì)激光線寬進(jìn)一步壓縮，結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單且避免了紫外標(biāo)準(zhǔn)具放置在腔內(nèi)而被損傷的風(fēng)險(xiǎn)。因此，本發(fā)明可以同時(shí)獲得窄線寬和較高的輸出能量指標(biāo)。


圖I為窄線寬準(zhǔn)分子激光器的結(jié)構(gòu)原理圖
圖2為諧振腔外紫外標(biāo)準(zhǔn)具線寬壓窄原理示意3為諧振腔外加紫外標(biāo)準(zhǔn)具前后的激光光譜
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，圖I是本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的結(jié)構(gòu)框圖。由圖可見(jiàn)，本發(fā)明窄線寬準(zhǔn)分子激光器，由棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)I、紫外光柵2、紫外標(biāo)準(zhǔn)具3、放電腔4及耦合輸出鏡5組成，上述各部分的位置關(guān)系如下準(zhǔn)分子激光在放電腔內(nèi)4受到激勵(lì)，經(jīng)棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)I和紫外光柵2進(jìn)行線寬壓窄，窄線寬激光在紫外光柵2和輸出I禹合鏡5之間進(jìn)行振蕩放大后,從輸出I禹合鏡5輸出。輸出的窄線寬激光經(jīng)過(guò)腔外垂直于光路放置的紫外標(biāo)準(zhǔn)具3輸出，所述的紫外光柵2的激光入射角與其衍射角相同。該激光器實(shí)現(xiàn)線寬壓窄效果的原理如下在由多個(gè)棱鏡與光柵相組合的線寬壓窄系統(tǒng)中，輸出激光的線寬的半高寬度(FffHM)可以由下式?jīng)Q定[參見(jiàn)US20020186741A1]
權(quán)利要求
1.一種窄線寬準(zhǔn)分子激光器，其特征在于該激光器由棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)(I)、紫外光柵(2)、紫外標(biāo)準(zhǔn)具(3)、放電腔(4)和耦合輸出鏡(5)組成，上述各部分的位置關(guān)系如下 準(zhǔn)分子激光在放電腔內(nèi)(4)受到激勵(lì)，經(jīng)棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)(I)和紫外光柵(2)進(jìn)行線寬壓窄，窄線寬激光在紫外光柵(2)和輸出耦合鏡(5)為腔鏡的諧振腔內(nèi)振蕩放大后，從所述的輸出耦合鏡(5)方向經(jīng)垂直于光路放置的紫外標(biāo)準(zhǔn)具(3)輸出，所述的紫外光柵(2)的激光入射角與其衍射角相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的窄線寬準(zhǔn)分子激光器，其特征在于所述的棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)(I)由二個(gè)或三個(gè)棱鏡組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的窄線寬準(zhǔn)分子激光器，其特征在于所述的棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)(I)的棱鏡材料為紫外融石英或者氟化鈣，各個(gè)棱鏡的入射角度為68° 74°。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的窄線寬準(zhǔn)分子激光器，其特征在于所述的紫外光柵(2)為中階梯光柵，紫外光柵的衍射角為71° 12°。
全文摘要
一種窄線寬準(zhǔn)分子激光器，由棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)、紫外光柵、紫外標(biāo)準(zhǔn)具、放電腔及耦合輸出鏡組成。準(zhǔn)分子激光先經(jīng)棱鏡擴(kuò)束系統(tǒng)和紫外光柵進(jìn)行線寬壓窄，輸出的窄線寬激光經(jīng)過(guò)諧振腔外垂直光路放置的紫外標(biāo)準(zhǔn)具，對(duì)其光譜進(jìn)一步壓窄。本發(fā)明涉及的窄線寬準(zhǔn)分子激光器結(jié)構(gòu)緊湊，裝調(diào)簡(jiǎn)單，腔內(nèi)損耗小增益高，因此可以同時(shí)獲得窄線寬光譜和較高輸出能量指標(biāo)。
文檔編號(hào)H01S3/08GK102983485SQ20121050722
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者袁志軍, 張海波, 周軍, 樓祺洪, 魏運(yùn)榮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所