一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽方法和装置，包括一个基于单分束元件、多个球面反射镜组成共焦谐振腔的前级脉冲展宽装置和一个基于双分束元件、多个球面反射镜组成共焦谐振腔的后级脉冲展宽装置。前级脉冲展宽装置采用单分束元件对入射激光束进行分束，经过共焦谐振腔产生不同光学延迟输出的光束与直接输出光束合并，形成脉宽展宽光束。后级脉冲展宽装置采用双分束元件对前级脉冲展宽装置展宽的光束进一步分束，经共焦谐振腔光学延迟后的输出光束，其脉冲宽度得到进一步展宽。本发明专利技术能够极大地提高激光脉冲展宽比率，进一步降低展宽后激光束的峰值功率，提高准分子激光光学系统中光学元件的使用寿命。

A method and device of excimer laser pulse broadening based on two-stage series connection

The invention discloses a method and device for excimer laser pulse broadening based on two-stage series connection, including a front-stage pulse broadening device based on a single beam splitter, a confocal resonator composed of multiple spherical mirrors, and a rear-stage pulse broadening device based on a confocal resonator composed of a double beam splitter and multiple spherical mirrors. The front-stage pulse broadening device uses a single beam splitting element to split the incident laser beam. Through the confocal resonator, different optical delay output beams are generated and merged with the direct output beams to form a pulse broadening beam. The post-stage pulse broadening device further splits the beams broadened by the front-stage pulse broadening device with double beam splitters. The output beams are further broadened by optical delay of the confocal resonator. The invention can greatly improve the laser pulse broadening ratio, further reduce the peak power of the broadened laser beam, and improve the service life of optical elements in excimer laser optical system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽方法和装置
本专利技术涉及一种对激光器输出参数进行调控的方法及装置，特别是对准分子激光脉冲宽度实现展宽的方法及装置。
技术介绍
随着极大规模集成电路制造工艺的不断发展，更短波长、更高脉冲能量和更高重复频率的准分子激光光源应用于集成电路光刻设备中，如目前主要使用的ArF准分子激光器输出波长为193nm，激光脉冲能量达到15mJ以上，重复频率达到6000Hz。在光刻机照明及曝光光学系统中，大量使用了价格昂贵的深紫外氟化钙及熔融石英光学元件，这些深紫外光学元件在193nm激光照射下，其透过率、折射率和材料密度均会发生变化，尤其是在193nm激光长时间照射下，这些光学元件的光学性能会发生不可逆退化，严重影响光学元件的稳定性和寿命以及光刻机的使用寿命。研究表明，光学元件性能退化速率与激光脉冲的峰值功率(P＝E/τ，P为峰值功率，E为脉冲能量，τ为脉冲宽度)密切相关，峰值功率越高，光学元件性能退化越快，使用寿命越短。因此，可以通过增加激光脉冲的脉冲宽度，减小激光脉冲的峰值功率，从而达到延长光学元使用寿命的目的。用于准分子激光脉冲展宽的方法主要是基于分束元件分光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：包括一个由单分束元件和共焦谐振腔组成的前级激光脉冲展宽装置，以及一个由双分束元件和共焦谐振腔组成的后级激光脉冲展宽装置，前级脉冲展宽装置中的单分束元件将入射激光束分为两束，一束光直接输出，另一束光进入共焦谐振腔，产生一定的光学延迟后再次入射到分束元件进一步分束，经共焦谐振腔不同循环次数输出的光学延迟光束与直接输出光束合并，形成脉宽展宽的输出光束；经前级激光脉冲展宽装置输出的光束进入后级激光脉冲展宽装置，后级激光脉冲展宽装置中的第一个分束元件将入射激光束分为两束，一束光进入共焦谐振腔，产生一定的光学延迟后入射到第二个分束元件，另一束光直接...

【技术特征摘要】
1.一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：包括一个由单分束元件和共焦谐振腔组成的前级激光脉冲展宽装置，以及一个由双分束元件和共焦谐振腔组成的后级激光脉冲展宽装置，前级脉冲展宽装置中的单分束元件将入射激光束分为两束，一束光直接输出，另一束光进入共焦谐振腔，产生一定的光学延迟后再次入射到分束元件进一步分束，经共焦谐振腔不同循环次数输出的光学延迟光束与直接输出光束合并，形成脉宽展宽的输出光束；经前级激光脉冲展宽装置输出的光束进入后级激光脉冲展宽装置，后级激光脉冲展宽装置中的第一个分束元件将入射激光束分为两束，一束光进入共焦谐振腔，产生一定的光学延迟后入射到第二个分束元件，另一束光直接入射到第二个分束元件；第二个分束元件将每一束入射光束进一步分为两束，其中一束光进入光学谐振腔并产生一定的光学延迟后回到第一个分束元件进一步分束，另一束与其他被分束元件分光后直接输出或者经共焦谐振腔光学延迟后输出的光束合并，形成脉宽进一步展宽的输出光束。2.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：所述前级脉冲展宽装置和后级脉冲展宽装置位置可以互换，前级脉冲展宽装置可由双分束元件和共焦谐振腔组成，后级脉冲展宽装置可由单个分束元件和共焦谐振腔组成；或者前后级脉冲展宽装置均使用双分束元件。3.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：所述前级和后级脉冲展宽装置中的共焦谐振腔可以由四片球面反射镜构成，也可以由两片球面反射镜构成，球面反射镜曲率半径根据具体要求确定。4.根据权利要求1所述的基于两级串联的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌成，王强，韩艳玲，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51