本发明专利技术公开了一种气体激光器的种子光注入锁定放大系统和功率放大腔，功率放大腔(3)包括入射端和出射端，入射端用于入射由主谐振腔(2)出射的种子光，出射端用于出射由功率放大腔(3)对种子光进行功率放大后的激光，功率放大腔(3)的入射端和出射端分别设置有第一平面镜(4)和第二平面镜(5)，该第一平面镜(4)、第二平面镜(5)与功率放大腔(3)的腔体构成谐振腔，种子光在该谐振腔内多次振荡获得增益，通过第二平面镜(5)输出功率放大的激光。本发明专利技术能够降低光路调节的技术难度，同时降低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术气体激光器
，具体涉及一种气体激光器的种子光注入锁定放大系统和功率放大腔，尤其适用于准分子激光器。
技术介绍
准分子激光具有短波长和大功率的特点，使其成为目前大规模半导体集成电路光刻的主要光源。随着光刻对光源输出功率和线宽要求的提高，单腔结构的准分子激光器不能同时满足高功率和窄线宽的要求。而双腔结构的主振-振荡放大技术的出现，解决了高输出功率和窄线宽不可兼得的矛盾。其基本思想是利用种子激光器产生小能量且窄线宽种子，注入到放大腔进行放大，输出大能量脉冲，从而得到窄线宽、大功率的优质激光束。目前常见的解决方案主要有三种，采用单程放大技术的MOPA (Master oscillator poweramplifier)结构、米用注入锁定技术的MOPO(Master oscillator power oscillator)结构及米用环形腔的 MOPRA(Master oscillator power regenerative amplifier)结构。最先米用的是MOPA(Masteroscillator power amplifier)结构，如图1 所不，其中附图标记I为线宽压窄模块(LNM)，2为主谐振腔(MO)，3为功率放大腔(PA腔)。在该MOPA结构机型中，由于种子光只有两次通过PA腔3进行放大，所以放大倍率不高，为了获得更高的放大能量输出，经线宽压窄处理后的MO腔2需要输出约ImJ的优质种子光传递到PA腔3，同时由于线宽压窄导致的低转换效率，导致只有通过大能量的放电激励来使MO腔2获得更高的能量输出，然而这种大能量的放电激励会导致MO腔2的寿命明显偏低。另外，从PA腔3获得的放大后的激光输出受到MO腔2和PA腔3放电同步抖动影响较大，从而导致激光能量输出稳定性很难提高。后来出现了如图2所示采用注入锁定技术的M0P0(Master oscillator poweroscillator)结构，以及如图3所不的米用环形腔技术的MOPRA(Master oscillator powerregenerative amplifier)结构。这两种技术的出现弥补了 MOPA结构技术方案的不足。对比图2、图3及图1可以发现，无论是Μ0Ρ0结构还是MOPRA结构，MO腔2输出的种子光在PA腔3中都获得了多程的功率放大，而在MOPA技术方案中，MO腔2输出的种子光，只是两次通过PA腔3进行放大，我们称之为单程放大。多程放大存在显著的特点就是种子光进入PA腔3后，在PA腔3内多次往返获得更高的增益，在PA腔3内停留的时间更长，且PA腔3工作在深度饱和状态。其优点就是与单程放大相比，输出脉宽更宽、效率更高、能量更大、输出能量更加稳定。但是与MOPA结构相比，Μ0Ρ0结构和MOPRA结构的光路要更加复杂，需要的光学镜片更多，这就大大增加了光路调整的技术难度，同时由于准分子激光器光学镜片材料特殊且容易损坏，这就增加了激光器系统的制作成本和维修成本。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术所要解决的技术问题提出了一种改进的采用种子光注入锁定放大技术的MOPO结构的气体激光器系统，以解决现有的气体激光器系统结构复杂、成本过高及光路调节困难的缺点。( 二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提出一种气体激光器的种子光注入锁定放大系统，包括线性压窄模块、主谐振腔和功率放大腔，所述功率放大腔包括入射端和出射端，所述入射端用于入射由所述主谐振腔出射的种子光，所述出射端用于出射由功率放大腔对种子光进行功率放大后的激光，所述功率放大腔的所述入射端和出射端分别设置有第一平面镜和第二平面镜，该第一平面镜、第二平面镜与功率放大腔的腔体构成谐振腔，所述种子光在该谐振腔内多次振荡获得增益，通过所述第二平面镜输出功率放大的激光。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜对于所述种子光具有部分反射率。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜(4)对于所述种子光的反射率为 20% -50%。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜和第二平面镜与所述功率放大腔密封安装。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜和第二平面镜在光轴的水平方向和垂直方向的位置均可调节。本专利技术还提出一种用于气体激光器的功率放大腔，包括入射端和出射端，所述入射端用于入射种子光，所述出射端用于出射由功率放大腔对种子光进行功率放大后的激光，所述入射端和出射端分别设置有第一平面镜和第二平面镜，该第一平面镜、第二平面镜与功率放大腔的腔体构成谐振腔，所述种子光在该谐振腔内多次振荡获得增益，通过所述第二平面镜输出功率放大的激光。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜对于所述种子光具有部分反射率。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜对于所述种子光的反射率为20% -50%。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜和第二平面镜与所述功率放大腔密封安装。根据本专利技术的一种具体实施方式，所述第一平面镜和第二平面镜在光轴的水平方向和垂直方向的位置均可调节。(三)有益效果本专利技术相比于现有的MOPA结构具备效率高、能量大、输出稳定及输出脉宽宽的优占.本专利技术与现有的MOPRA结构相比，具有光路更为简洁，技术难度要求更低的优点。本专利技术与与现有的MOPO结构相比，对PA腔结构进行了改进，使得整体结构所需要的光学元件更少，降低了光路调节的技术难度，同时降低了整体结构的成本及维修成本。附图说明图1为现有技术的气体激光器的采用单程放大技术的MOPA结构示意图2为现有技术的气体激光器的采用注入锁定技术的MOPO结构示意图；图3为现有技术的气体激光器的采用环形腔技术的MOPRA结构示意图；图4为本专利技术的气体激光器的采用改进型注入锁定技术的MOPO结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。针对已经存在的技术方案的优点及不足之处，本专利提出了一种气体激光器的种子光注入锁定放大系统，其采用改进的注入锁定技术的MOPO结构。图4是本专利技术的气体激光器的采用改进型注入锁定技术的MOPO结构示意图，即本专利技术的用于气体激光器的种子光注入锁定放大系统的结构示意图。如图4所示，本专利技术的系统包括线宽压窄模块1、MO腔2和PA腔3，在PA腔3具有两端，在此分别称为入射端和出射端，入射端用于入射由MO腔2出射的种子光，出射端用于出射由PA腔对种子光进行功率放大后的激光。根据本专利技术，在PA腔3的上述入射端和出射端分别设置一个平面镜，SP第一平面镜4和第二平面镜5。所述第一平面镜4设置于PA腔3的入射端，其外表面镀有0°对于MO腔2出射的种子光的部分反射膜，优选反射率选择范围为20% -50%;第二平面镜5设置于PA腔3的出射端，其为非镀膜镜片，其对于0°入射的种子光具有4%左右的反射率。该气体激光器的其他结构均为本领域的普通结构和通常设计，因此在此不再详述。与图2显示的现有技术的气体激光器的采用注入锁定技术的MOPO结构相比，本专利技术对PA腔体进行了改进，将图2中用于腔体密封和偏振选择的两个布儒斯特窗去掉，取而代之的是第一平面镜4和第二平面镜5这两块与光轴垂直且平行放置的两块平面镜。第一平面镜4和第二平面镜5与P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气体激光器的种子光注入锁定放大系统，包括线性压窄模块(1)、主谐振腔(2)和功率放大腔(3)，所述功率放大腔(3)包括入射端和出射端，所述入射端用于入射由所述主谐振腔(2)出射的种子光，所述出射端用于出射由功率放大腔(3)对种子光进行功率放大后的激光，其特征在于，所述功率放大腔(3)的所述入射端和出射端分别设置有第一平面镜(4)和第二平面镜(5)，该第一平面镜(4)、第二平面镜(5)与功率放大腔(3)的腔体构成谐振腔，所述种子光在该谐振腔内多次振荡获得增益，通过所述第二平面镜(5)输出功率放大的激光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沙鹏飞，丁金滨，赵江山，彭卓君，宋兴亮，李慧，鲍洋，周翊，王宇，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：
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