專利名稱：準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，特別是一種具有窄線寬和高能量輸出的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路的不斷進(jìn)步，對(duì)光刻技術(shù)要求越來(lái)越高，作為光刻光源的準(zhǔn)分子激光器對(duì)光刻技術(shù)的提高有著關(guān)鍵作用。這要求準(zhǔn)分子激光同時(shí)達(dá)到窄線寬及大能量的輸出，但是，利用以往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。因此，為了同時(shí)得到窄線寬和高能量的輸出，需要設(shè)計(jì)一種機(jī)構(gòu)對(duì)激光的能量和線寬進(jìn)行調(diào)諧，以獲得滿足特殊需求(例如作為光刻光源)的準(zhǔn)分子激光。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提出一種準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，以便在對(duì)準(zhǔn)分子激光器輸出的激光的進(jìn)行線寬壓窄的同時(shí)提高激光輸出能量，以滿足作為光刻光源等應(yīng)用的需求。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，包括激光放電腔和激光輸出模塊，所述激光放電腔內(nèi)包含有工作氣體，該工作氣體在激勵(lì)源作用下能產(chǎn)生激光，還包括線寬壓窄模塊和激光放大模塊，其中，所述激光放電腔、激光輸出模塊和線寬壓窄模塊構(gòu)成一個(gè)線寬壓窄腔，用于對(duì)所述工作氣體產(chǎn)生的激光進(jìn)行線寬壓窄；所述激光放電腔、激光輸出模塊和激光放大模塊構(gòu)成一個(gè)放大腔，用于對(duì)所述經(jīng)線寬壓窄后的激光進(jìn)行能量放大；以及所述激光輸出模塊用于將經(jīng)線寬壓窄且能量放大的激光進(jìn)行輸出。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，所述激光輸出模塊為一個(gè)輸出耦合鏡，所述激光放電腔具有兩端，所述輸出耦合鏡設(shè)置于所述激光放電腔的一端，所述線寬壓窄模塊和激光放大模塊設(shè)置于所述激光放電腔的另一端。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，所述線寬壓窄模塊包括單個(gè)棱鏡或棱鏡組，還包括光柵，所述單個(gè)棱鏡或棱鏡組用于接收由激光放電腔發(fā)出的激光，將該激光部分反射至所述放大腔，且對(duì)該激光的剩余部分進(jìn)行折射與擴(kuò)束后入射到所述光柵；所述光柵用于以其閃耀角為入射角接收從單個(gè)棱鏡或棱鏡組擴(kuò)束后出射的激光，使入射到其表面上的激光發(fā)生色散效應(yīng)，并使?jié)M足光柵閃耀條件的波長(zhǎng)的激光按原路反射回去。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，所述激光放大模塊為反射鏡，用于接收由所述單個(gè)棱鏡或棱鏡組部分反射的激光，并將其原路反射回所述激光放電腔中。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，當(dāng)所述線寬壓窄模塊包括單個(gè)棱鏡時(shí)，該單個(gè)棱鏡的入射面對(duì)于由所述激光放電腔發(fā)出的激光的反射率4. 8% 24%。
根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，當(dāng)所述線寬壓窄模塊包括棱鏡組時(shí)，該棱鏡組包括依次在光路上排列的多個(gè)棱鏡，其中，用于接收由所述激光放電腔發(fā)射的激光的第一個(gè)棱鏡將該激光部分反射至所述放大腔。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，所述第一個(gè)棱鏡的入射面對(duì)于由所述激光放電腔發(fā)出的激光的反射率4. 8% 24%。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，所述放大腔還包括標(biāo)準(zhǔn)具，其用于對(duì)入射其上的激光進(jìn)行線寬壓窄并透射具有特定中心波長(zhǎng)的激光。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，所述標(biāo)準(zhǔn)具用于直接接收由單個(gè)棱鏡或棱鏡組 部分反射的激光，并將透射過(guò)的激光入射到所述反射鏡上。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
，所述標(biāo)準(zhǔn)具所透射的激光的光譜線的線寬與所述復(fù)合腔的線寬相同。(三)有益效果本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分子激光器窄線寬的輸出，而且通過(guò)復(fù)合腔的設(shè)計(jì)，可以提高輸出激光的能量及穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，調(diào)諧方便。


圖I為本發(fā)明的第一實(shí)施例的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的第二實(shí)施例的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔的線寬壓窄模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的第三實(shí)施例的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如前所述，本發(fā)明對(duì)于復(fù)合腔的設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是設(shè)計(jì)一個(gè)可以同時(shí)調(diào)節(jié)準(zhǔn)分子激光的線寬與輸出能量的機(jī)制，以便滿足某些應(yīng)用中要求準(zhǔn)分子激光器出射的激光同時(shí)具有大能量和窄線寬輸出的要求，實(shí)現(xiàn)在窄線寬輸出的同時(shí)提高輸出激光的能量。本發(fā)明的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔包括準(zhǔn)分子激光放電腔、激光輸出模塊、線寬壓窄模塊和激光放大模塊，其中激光放電腔、激光輸出模塊和線寬壓窄模塊構(gòu)成一個(gè)線寬壓窄諧振腔，這個(gè)諧振腔能夠?qū)す夥烹娗粌?nèi)工作氣體產(chǎn)生的激光進(jìn)行線寬壓窄，也稱為線寬壓窄腔；同時(shí)，激光放電腔、激光輸出模塊和激光放大模塊構(gòu)成一個(gè)激光放大諧振腔，也稱放大腔。線寬壓窄腔輸出的線寬壓窄后的激光注入到在放大腔里，隨著在激光放大諧振腔內(nèi)的往復(fù)振蕩被逐漸放大，由于模式競(jìng)爭(zhēng)作用，這種窄線寬的激光模式會(huì)取代放大腔內(nèi)的寬譜激光，此時(shí)，這個(gè)復(fù)合腔可以輸出窄線寬大能量的激光。可見(jiàn)，所述線寬壓窄腔和放大腔所構(gòu)成的復(fù)合腔，可以實(shí)現(xiàn)窄線寬、大能量的激光輸出，此種復(fù)合腔產(chǎn)生的激光通過(guò)激光輸出模塊出射。本發(fā)明的激光輸出模塊用于配合線寬壓窄模塊與激光放大模塊構(gòu)成激光諧振腔，是一種準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)的耦合輸出鏡，通?？捎删哂幸欢ǚ瓷渎?20% 73% )的平鏡或透過(guò)率很高的未鍍膜平鏡構(gòu)成。本發(fā)明的線寬壓窄模塊用于控制激光器自然振蕩輸出的激光光譜，包括線寬壓窄與中心波長(zhǎng)的選擇，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用中所需要的激光線寬以及中心波長(zhǎng)的輸出，通常可由多種色散元件的組合，如棱鏡、光柵、標(biāo)準(zhǔn)具等構(gòu)成。線寬壓窄模塊的功能實(shí)現(xiàn)還需要激光放電腔內(nèi)部的增益介質(zhì)配合作用，增益介質(zhì)即準(zhǔn)分子激光器的工作氣體。本發(fā)明的激光放大模塊用于對(duì)線寬壓窄后的激光實(shí)現(xiàn)能量的放大，相當(dāng)于另一個(gè)激光諧振腔，通?？捎删哂幸欢ǚ瓷渎实姆瓷溏R配合輸出耦合鏡構(gòu)成，激光放大模塊的功能實(shí)現(xiàn)也需要激光放電腔內(nèi)部的增益介質(zhì)配合作用。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(shuō)明。第一實(shí)施例圖I顯示了本發(fā)明的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該第一實(shí)施例是準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔。如圖I所示，所述復(fù)合腔包括準(zhǔn)分子激光放電腔I、輸出耦合鏡2、棱鏡3、反射鏡4和光柵5。其中，輸出I禹合鏡2構(gòu)成了前述的激光輸出模塊，棱鏡3和光柵5構(gòu)成了前述的線寬壓窄模塊，反射鏡4構(gòu)成了前述的激光放大模塊。 準(zhǔn)分子激光是指受激二聚體所產(chǎn)生的激光。當(dāng)惰性氣體和鹵素氣體按一定比例和壓力混合在一起時(shí)，在激勵(lì)源的作用下使氣體原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，甚至被電離。處于激發(fā)態(tài)的原子或離子很容易結(jié)合成分子，這種分子的壽命僅有幾十個(gè)納秒。當(dāng)激發(fā)態(tài)的分子數(shù)遠(yuǎn)多于基態(tài)準(zhǔn)分子數(shù)，就形成離子數(shù)反轉(zhuǎn)。準(zhǔn)分子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時(shí)，釋放出光子，經(jīng)諧振腔振蕩發(fā)射出激光。同時(shí)稀有氣體和鹵素氣體從準(zhǔn)分子狀態(tài)迅速解離成2個(gè)原子。所述準(zhǔn)分子激光放電腔I是一個(gè)集成的模塊化的放電腔，由泵浦源、工作介質(zhì)和放電電極等組成，是激光器的最重要的部分。所述激光放電腔I在泵浦條件下會(huì)產(chǎn)生激光，利用高壓電能作為激勵(lì)源激發(fā)激光腔內(nèi)的工作物質(zhì)(ArF等)，從而實(shí)現(xiàn)粒子的反轉(zhuǎn)，在激光放電腔I內(nèi)形成激光振蕩，向外輸出激光。激光放電腔I具有兩端，所述輸出I禹合鏡2設(shè)置于激光放電腔I的一端的出射窗口附近，如圖I中所示，輸出耦合鏡2用于配合線寬壓窄模塊與能量放大模塊構(gòu)成激光產(chǎn)生的要素之一——諧振腔，諧振腔內(nèi)產(chǎn)生的激光從輸出耦合鏡2出射，通過(guò)調(diào)諧輸出耦合鏡2使其與另一端的作為線寬壓窄模塊的光柵5或者作為激光放大模塊的反射鏡4完全平行，使得激光在他們之間可以往返振蕩。所述輸出耦合鏡2優(yōu)選為具有一定反射率的平面透鏡，反射率優(yōu)選為20% 73%，更優(yōu)選為40% 50% ;所述棱鏡3設(shè)置于激光放電腔I的相對(duì)于輸出耦合鏡2的另一端的出射窗口附近，如圖I中所示，棱鏡3的頂角向上，激光從棱鏡3的斜邊入射，從棱鏡3的一條直角邊出射。棱鏡3 —方面充當(dāng)線寬壓窄模塊中擴(kuò)束的棱鏡，使得入射到光柵5上的激光的長(zhǎng)度足夠大，進(jìn)一步促進(jìn)光柵5對(duì)中心波長(zhǎng)及線寬的選擇，另一方面，在棱鏡3的入射面反射的部分激光入射到反射鏡4上，使得激光可以在放大腔中振蕩。棱鏡3的材料可以是紫外級(jí)熔融石英材料或紫外透光性良好的材料，如CaF2、MgF2等。棱鏡3可以是直角棱鏡或具有特殊角度的棱鏡，只要其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光束的擴(kuò)束作用。例如頂角為69° 76°的棱鏡，同時(shí)，光束在棱鏡3上入射面的反射率需要嚴(yán)格設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的原則是使得注入到線寬壓窄模塊的激光能量與注入到放大腔的激光能量是相近的。根據(jù)發(fā)明人的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例，棱鏡3的入射面的反射率為4. 8% 24%。棱鏡3的入射面的反射更優(yōu)選為 10% 20%。反射鏡4也設(shè)置于激光放電腔I的相對(duì)于輸出耦合鏡2的另一端的位置，如圖I中所示，其用于接收由棱鏡3的入射面反射的激光，并將其原路反射回激光放電腔I中，并與輸出耦合鏡2配合構(gòu)成放大腔。反射鏡4優(yōu)選為反射率為70%以上的平面反射鏡。光柵5設(shè)置于線寬壓窄腔的光路中的棱鏡3的后方，接收從棱鏡3擴(kuò)束后出射的激光，該激光以光柵5的閃耀角為入射角，入射到光柵5的表面上的激光發(fā)生色散效應(yīng)，由此選擇光譜寬度與中心波長(zhǎng)。光柵5采用LittiOw自準(zhǔn)的擺放模式，使得滿足光柵5的閃耀條件的波長(zhǎng)的激光按原路反射回去。由于光路可逆原理，從光柵5返回的激光再次入射到輸出耦合鏡2上，這樣實(shí) 現(xiàn)了激光的往復(fù)振蕩。光柵5優(yōu)選為一個(gè)中階梯光柵，更優(yōu)選為L(zhǎng)ittrow光柵(對(duì)于常見(jiàn)的光柵方程d(sin a+sin β ) = πιλ，使α = β =90° ,即為L(zhǎng)ittrow自準(zhǔn)模式的光柵)。對(duì)于準(zhǔn)分子激光器，當(dāng)激發(fā)態(tài)的分子數(shù)遠(yuǎn)多于基態(tài)準(zhǔn)分子數(shù)，就形成離子數(shù)反轉(zhuǎn)，準(zhǔn)分子從激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時(shí)，釋放出光子，此時(shí)放電腔內(nèi)發(fā)出的光稱為激光器的激光，激光經(jīng)諧振腔振蕩放大，最后成為激光出射。常見(jiàn)的準(zhǔn)分子激光器出射的激光位于紫外波段，如ArF激光器產(chǎn)生193nm激光，KrF激光器產(chǎn)生248nm激光。對(duì)于此時(shí)可以產(chǎn)生激光的諧振腔有兩個(gè)，他們分別是由棱鏡3、光柵5構(gòu)成的線寬壓窄模塊，線寬壓窄模塊與輸出耦合鏡2、激光放電腔I構(gòu)成了線寬壓窄腔；同時(shí)，反射鏡4作為激光放大模塊，激光放電腔I、輸出耦合鏡2和反射鏡4構(gòu)成了一個(gè)放大腔?？梢?jiàn),放大腔不含色散元件。線寬壓窄腔的工作原理是這樣的當(dāng)激光放電腔I內(nèi)的激光入射到棱鏡3的斜邊時(shí)，從直角邊出射的光束相對(duì)于入射光擴(kuò)束倍數(shù)約為10倍左右，擴(kuò)束后的光束以光柵5的閃耀角為入射角投射到光柵5上，由于光柵5是Littoow自準(zhǔn)模式的，從光柵5反射回的發(fā)生色散的激光原路返回，此時(shí)，光柵5和輸出耦合鏡2構(gòu)成了一個(gè)諧振腔，這個(gè)諧振腔即為所述線寬壓窄腔，其通過(guò)包含棱鏡3和光柵5組合的線寬壓窄模塊的線寬壓窄腔從輸出耦合鏡2輸出窄線寬2的激光，由于這個(gè)線寬壓窄腔，由棱鏡3對(duì)光擴(kuò)束，擴(kuò)束后的光入射到光柵上，利用色散作用選擇光譜與線寬，從線寬壓窄腔出射的激光成為窄線寬的激光。與此同時(shí)，激光產(chǎn)生后，從線寬壓窄腔往復(fù)傳播的過(guò)程中，當(dāng)入射到棱鏡3的斜邊面時(shí)，有一部分激光被反射到反射鏡4上。該反射鏡4優(yōu)選為具有高反射率的反射鏡。此時(shí)，由反射鏡4和輸出耦合鏡2構(gòu)成了一個(gè)激光放大的諧振腔，即放大腔。上述兩個(gè)諧振腔內(nèi)的激光，即窄線寬的激光在放大腔內(nèi)經(jīng)過(guò)模式競(jìng)爭(zhēng)，被不斷放大。模式競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程是這樣的，復(fù)合腔內(nèi)存在至少兩種激光模式，一種是線寬壓窄的激光，稱為V1，一種是放大腔內(nèi)的高能量線寬較寬的激光，稱為v2。開(kāi)始時(shí)，這兩種激光的增益都大于閾值，因而兩個(gè)模式的光強(qiáng)都逐漸增大。當(dāng)增益曲線逐漸下降達(dá)到時(shí)，V2模式的激光增益等于損耗，因而能量不再增大，但此時(shí)V1模式的增益仍大于閾值，能量還繼續(xù)增大，這樣很快就使得V2模式的增益系數(shù)小于閾值，故該模式的光強(qiáng)很快減弱，甚至熄滅。最后諧振腔內(nèi)只有一個(gè)V1模式形成穩(wěn)定的振蕩。也就是放大腔內(nèi)的振蕩將被線寬壓窄腔內(nèi)的窄線寬激光的模式鎖定，從而實(shí)現(xiàn)高能量、窄線寬的激光振蕩，并由此導(dǎo)致最終輸出激光具有窄線寬、高能量的特點(diǎn)。第二實(shí)施例第二實(shí)施例與第一實(shí)施例在整體結(jié)構(gòu)上相同，所不同的是，第二實(shí)施例采用了棱鏡組來(lái)代替第一實(shí)施例中的單個(gè)棱鏡3。也就是說(shuō)，第二實(shí)施例的復(fù)合腔中的線寬壓窄模塊與第一實(shí)施例不同。圖2是本發(fā)明的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔的第二實(shí)施例中的線寬壓窄模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，棱鏡組由依次排列的多個(gè)直角棱鏡31、32、33組成，棱鏡31從斜邊接收激光放電腔I出射的激光，從直角邊出射；棱鏡32從斜邊接收棱鏡31出射的激光，從直角邊出射，棱鏡33從斜邊接收棱鏡32出射的激光，從直角邊出射到光柵5上。棱鏡31的作用與第一實(shí)施例中的棱鏡3相同，其入射面的反射率的要求也與棱鏡3相同，S卩入射面的反射率為4. 8 % 24 %，更優(yōu)選為10 % 20 %。使用多個(gè)棱鏡構(gòu)成的棱鏡組可以更容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)光束擴(kuò)束倍數(shù)的要求，因此可以促進(jìn)窄線寬的輸出。但由棱鏡數(shù)量的增多也會(huì)增大復(fù)合腔對(duì)光能量的吸收與損耗，不利于高能量激光的輸出。 第三實(shí)施例圖3為本發(fā)明的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該第三實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)也與第一實(shí)施例相同，所不同的是在放大腔內(nèi)增加了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具
6。所謂標(biāo)準(zhǔn)具是一種多光束干涉原理制成的色散元件。在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，法布里-珀羅干涉儀(Fabry-P6rot interferometer)是一種由兩塊平行的玻璃板組成的多光束干涉儀,其中兩塊玻璃板相對(duì)的內(nèi)表面都具有高反射率。法布里-珀羅干涉儀也經(jīng)常稱作法布里-珀羅諧振腔，并且當(dāng)兩塊玻璃板間用固定長(zhǎng)度的空心間隔物來(lái)間隔固定時(shí)，它也被稱作法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具，或直接簡(jiǎn)稱為標(biāo)準(zhǔn)具。如圖3所示，在該實(shí)施例中，線寬壓窄模塊包括單個(gè)棱鏡3，但也可以由圖2中所示的棱鏡組來(lái)替代單個(gè)棱鏡3。棱鏡3在該第二實(shí)施例中為直角棱鏡，其斜邊接收激光放電腔I出射的激光，并以該斜邊為入射面將該激光部分反射至標(biāo)準(zhǔn)具6，該激光的剩余部分在棱鏡3中折射并擴(kuò)束，并從其直角邊出射到光柵5上。標(biāo)準(zhǔn)具6用于接收由棱鏡3部分反射的激光，并對(duì)入射至其上的激光進(jìn)行線寬壓窄并透射具有特定中心波長(zhǎng)的激光，標(biāo)準(zhǔn)具6被置于放大腔內(nèi)，可以在放大腔中實(shí)現(xiàn)對(duì)激光譜線寬度及中心波長(zhǎng)的選擇，以協(xié)助線寬壓窄模塊的功能，因此更有利于窄線寬、大能量激光的出射。標(biāo)準(zhǔn)具6所透射激光的光譜線的線寬與整個(gè)復(fù)合腔所要求的線寬一致。使用標(biāo)準(zhǔn)具6可以針對(duì)目標(biāo)線寬和中心波長(zhǎng)更穩(wěn)定地輸出，但由于它屬于一種損耗元件，置于復(fù)合腔內(nèi)時(shí)也會(huì)可能會(huì)影響激光能量的提高。以上描述的實(shí)施例僅是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特殊實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明，能量放大模塊、線寬壓窄模塊還可以由符合準(zhǔn)分子激光特點(diǎn)的其他光學(xué)元件構(gòu)成。第二實(shí)施例中的棱鏡組中棱鏡的數(shù)量，以及各實(shí)施例中對(duì)于其他光學(xué)部件的添加或刪除，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的主旨的條件下根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行。因此上述實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，包括激光放電腔和激光輸出模塊，所述激光放電腔內(nèi)包含有工作氣體，該工作氣體在激勵(lì)源作用下能產(chǎn)生激光，其特征在于，還包括線寬壓窄模塊和激光放大模塊，其中， 所述激光放電腔、激光輸出模塊和線寬壓窄模塊構(gòu)成一個(gè)線寬壓窄腔，用于對(duì)所述工作氣體產(chǎn)生的激光進(jìn)行線寬壓窄； 所述激光放電腔、激光輸出模塊和激光放大模塊構(gòu)成一個(gè)放大腔，用于對(duì)所述經(jīng)線寬壓窄后的激光進(jìn)行能量放大；以及 所述激光輸出模塊用于將經(jīng)線寬壓窄且能量放大的激光進(jìn)行輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，所述激光輸出模塊為一個(gè)輸出耦合鏡(2)，所述激光放電腔(I)具有兩端，所述輸出耦合鏡(2)設(shè)置于所述激光放電 腔(I)的一端，所述線寬壓窄模塊和激光放大模塊設(shè)置于所述激光放電腔(I)的另一端。
3.如權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，所述線寬壓窄模塊包括單個(gè)棱鏡(3)或棱鏡組，還包括光柵(5), 所述單個(gè)棱鏡(3)或棱鏡組用于接收由激光放電腔(I)發(fā)出的激光，將該激光部分反射至所述放大腔，且對(duì)該激光的剩余部分進(jìn)行折射與擴(kuò)束后出射到所述光柵(5)； 所述光柵(5)用于以其閃耀角為入射角接收從單個(gè)棱鏡(3)或棱鏡組擴(kuò)束后出射的激光，使入射到其表面上的激光發(fā)生色散效應(yīng)，并使?jié)M足光柵閃耀條件的波長(zhǎng)的激光按原路反射回去。
4.如權(quán)利要求3所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，所述激光放大模塊為反射鏡(4)，用于接收由所述單個(gè)棱鏡(3)或棱鏡組部分反射的激光，并將其原路反射回所述激光放電腔(I)中。
5.如權(quán)利要求4所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，當(dāng)所述線寬壓窄模塊包括單個(gè)棱鏡(3)時(shí)，該棱鏡(3)的入射面對(duì)于由所述激光放電腔發(fā)出的激光的反射率4. 8% 24%。
6.如權(quán)利要求4所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，當(dāng)所述線寬壓窄模塊包括棱鏡組時(shí)，該棱鏡組包括依次在光路上排列的多個(gè)棱鏡，其中，用于接收由所述激光放電腔(I)發(fā)射的激光的第一個(gè)棱鏡將該激光部分反射至所述放大腔。
7.如權(quán)利要求6所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，所述第一個(gè)棱鏡的入射面對(duì)于由所述激光放電腔發(fā)出的激光的反射率4. 8% 24%。
8.如權(quán)利要求3所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，所述放大腔還包括標(biāo)準(zhǔn)具(6)，其用于對(duì)入射其上的激光進(jìn)行線寬壓窄并透射具有特定中心波長(zhǎng)的激光。
9.如權(quán)利要求8所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)具(6)用于直接接收由單個(gè)棱鏡(3)或棱鏡組部分反射的激光，并將透射過(guò)的激光入射到所述反射鏡(4)上。
10.如權(quán)利要求9所述的準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)具(6)所透射的激光的光譜線的線寬與所述復(fù)合腔的線寬相同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種準(zhǔn)分子激光器復(fù)合腔，包括激光放電腔、激光輸出模塊、線寬壓窄模塊和激光放大模塊，所述激光放電腔內(nèi)包含有工作氣體，該工作氣體在激勵(lì)源作用下能產(chǎn)生激光，其中所述激光放電腔、激光輸出模塊和線寬壓窄模塊構(gòu)成一個(gè)線寬壓窄腔，用于對(duì)所述工作氣體產(chǎn)生的激光進(jìn)行線寬壓窄；所述激光放電腔、激光輸出模塊和激光放大模塊構(gòu)成一個(gè)放大腔，用于對(duì)所述經(jīng)線寬壓窄后的激光進(jìn)行能量放大。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，而且通過(guò)復(fù)合腔的設(shè)計(jì)，可以提高輸出激光的能量及穩(wěn)定性，同時(shí)本發(fā)明的復(fù)合腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，調(diào)諧方便。
文檔編號(hào)H01S3/08GK102969649SQ201210558478
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者周翊, 單耀瑩, 范元媛, 宋興亮, 張立佳, 崔惠絨, 王宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電研究院