一種改進(jìn)諧振腔的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以輸出窄線寬大能量激光的改進(jìn)諧 振腔的激光器。
【背景技術(shù)】
[0002] 應(yīng)用領(lǐng)域的開拓推動(dòng)著準(zhǔn)分子激光技術(shù)的發(fā)展。準(zhǔn)分子激光器常用于大規(guī)模集成 電路制造的主要設(shè)備光刻機(jī)的光源，隨著大規(guī)模集成電路更高集成度、更低成本等多方面 需求的提高，對(duì)作為光刻光源的準(zhǔn)分子激光器的性能也提出了更高的要求，要求準(zhǔn)分子激 光具有窄線寬、大能量的激光輸出。利用傳統(tǒng)的線寬壓窄模塊，通常以犧牲能量為代價(jià)，獲 得窄線寬的激光輸出。為了得到較高能量的輸出，需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)獲得窄線寬激光輸出 的同時(shí)，提高激光能量及其穩(wěn)定性，以獲得滿足實(shí)際光刻需求的準(zhǔn)分子激光。
[0003] 針對(duì)某種特殊需要的準(zhǔn)分子激光器，要求其輸出的準(zhǔn)分子激光同時(shí)具有大能量和 窄線寬的特性，但是，利用傳統(tǒng)的激光器加線寬壓窄模塊的組合，窄線寬的輸出是以激光能 量的損失為代價(jià)的。
[0004] 圖7為傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光器線寬壓窄諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖。傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光 器線寬壓窄模塊是利用棱鏡光柵來進(jìn)行光譜控制的技術(shù)，如圖7所示，71為放電腔，74為 Littrow光柵。經(jīng)過線寬壓窄的激光通過具有部分反射率（PR)的輸出耦合鏡72輸出，這種 結(jié)構(gòu)中，從棱鏡73表面反射的光會(huì)損失掉，不利于高能量激光的輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] (一）要解決的技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是在線寬不變的前提下提高激光效率與輸出能量，即在達(dá) 到窄線寬激光輸出的同時(shí)，如何提高輸出能量及穩(wěn)定性。
[0007] (二）技術(shù)方案
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種準(zhǔn)分子激光器，包括放電腔，該放電腔具有 兩個(gè)相對(duì)的出射端，其中一個(gè)出射端放置全反鏡，另一個(gè)出射端沿光路依次放置棱鏡和光 柵，該激光器的諧振腔由所述全反鏡和所述光柵之間的光路上的光學(xué)元件構(gòu)成，該諧振腔 的輸出位于所述棱鏡的表面反射處。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述全反鏡為高反鏡。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述放電腔的兩端放置分別放置一個(gè)狹縫，放電腔 出射的激光通過所述狹縫出射。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，還包括標(biāo)準(zhǔn)具，其位于所述諧振腔的輸出光路上。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，還包括標(biāo)準(zhǔn)具，該標(biāo)準(zhǔn)具位于諧振腔光路中。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述標(biāo)準(zhǔn)器位于所述棱鏡和所述光柵之間。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，光束在所述棱鏡上的入射角為72°~76°。
[0015] (三）有益效果
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分子激光器窄線寬的輸出，還可以提高 輸出激光的能量及穩(wěn)定性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，有利于降低成本且調(diào)諧方便。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的第一實(shí)施例的諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的第二實(shí)施例的諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的第三實(shí)施例的諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的第四實(shí)施例的諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖5為本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的第五實(shí)施例的諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖6為本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的第六實(shí)施例的諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖7為傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光器線寬壓窄諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，針對(duì)于氣體激光器，特別是準(zhǔn)分子激光 器，提高激光效率與輸出功率，在線寬不變的前提下，提高輸出激光的能量，最終可以獲得 高能量、窄線寬的激光輸出。
[0025] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026] 圖1為本發(fā)明的窄線寬準(zhǔn)分子激光器的第一實(shí)施例的諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1 所示，放電腔1具有兩個(gè)相對(duì)的出射端，其中一個(gè)出射端放置全反鏡2,另一個(gè)出射端沿光 路依次放置棱鏡3和光柵4。對(duì)于準(zhǔn)分子激光器的放電腔1在栗浦條件下會(huì)產(chǎn)生紫外激光， 此時(shí)，激光器的諧振腔由全反鏡2和光柵4之間的光路上的光學(xué)元件構(gòu)成，而諧振腔的輸出 位于棱鏡3的表面反射處。
[0027] 在該實(shí)施例中，全反鏡2為高反鏡（HR)，高反鏡是一種具有極高反射率的平面透 鏡，反射率通常大于90%。棱鏡3用于對(duì)激光腔出射的激光進(jìn)行擴(kuò)束及反射，棱鏡材料可以 是紫外級(jí)熔融石英材料或紫外透光性良好的材料，如。棱鏡3可以是等腰直角 棱鏡或具有特殊角度的棱鏡，如頂角為39°~45°的棱鏡。光束在棱鏡3上的入射角需要 嚴(yán)格設(shè)計(jì)，入射角度影響棱鏡的擴(kuò)束倍數(shù)」
，其中， M2、M3分別為第一塊、第二塊、第三塊棱鏡的擴(kuò)束倍數(shù)，i i、i ' i分別為第一塊塊棱鏡的入射 角及出射角，i2、i' 2分別為第二塊棱鏡的入射角及出射角，擴(kuò)束倍數(shù)進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致輸出激光 線寬的變化；另一方面，光束的在棱鏡中的透過率以及棱鏡表面的反射率與入射角有關(guān)：
[0028]
[0029] 上式中，!^表不P偏振光的透過率，表不P偏振光透射的光強(qiáng)，表不入射光 中P偏振光的光強(qiáng)，叫表不入射光所在介質(zhì)的折射率，Θ 1表不入射角，η 2表不光入射到的 介質(zhì)的折射率，θ2表示折射角。
[0030] 可見，入射角越大，透過率越小，擴(kuò)束倍數(shù)越大，棱鏡表面的反射率也越大。