[发明专利]193nm波长紫外固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及紫外固体激光器，特别是一种193nm波长紫外固体激光器。

背景技术

短波长紫外激光技术，尤其是波长在193nm的激光技术在光刻领域具有重要的地位，是推动集成电路制造业发展的重要技术基础。193nm光刻系统均采用ArF准分子激光器作为光源。但ArF准分子激光器是一种气体放电激光器，体积庞大，价格昂贵，重复频率提高困难。紫外光刻的发展急需要更加优秀的紫外固体光源。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有ArF准分子激光器存在的问题，提供一种193nm波长紫外固体激光器，该紫外固体激光器具有体积小、效率高、重复频率高和维护方便的优点。

本发明技术解决原理：将波长为579nm的固体激光器发出的基频光通过光学系统聚焦到非线性晶体，实现289.5nm的倍频激光输出，剩余的579nm的基频光和289.5nm的倍频光和频，产生波长为193nm的三倍频紫外激光。

本发明技术解决方案如下：

一种193nm波长紫外固体激光器，特点在于其构成包括579nm固体激光器，沿该579nm固体激光器的激光输方向依次是第一透镜、第二透镜、倍频晶体、聚焦透镜、和频晶体、准直透镜和紫外镀膜滤光片，由所述的579nm固体激光器输出的波长为579nm的激光经过第一透镜和第二透镜构成的光学系统后，聚焦到倍频晶体中，得到波长为289.5nm的倍频激光输出，该289.5nm倍频激光和剩余的579nm基频光再经过所述的聚焦透镜，聚焦到和频晶体中，将289.5nm激光和579nm激光和频，产生193nm的三倍频激光输出，所述的基频光579nm、倍频光289.5nm和三倍频光193nm经所述的准直透镜准直后，通过所述的紫外镀膜滤光片将基频光579nm、倍频光289.5nm光反射，193nm紫外激光直接输出。

所述的579nm的固体激光器，是1064nm固体激光器拉曼频移后再倍频的579nm的固体激光器，或是1064nm固体激光器倍频后再拉曼频移的579nm的固体激光器。

所述的倍频晶体为紫外波段非线性晶体，倍频方式为温度相位匹配方式，或角度相位匹配方式，所述的倍频晶体为LBO晶体，或BBO晶体，两通光面均镀有579nm和289.5nm的增透膜，透过率在99%以上，在倍频过程中倍频转换效率不超过60%。

所述的和频晶体为紫外波段非线性晶体，和频方式为温度相位匹配方式或角度相位匹配方式，所述的和频晶体为BBO晶体、CBO晶体或KBBF晶体，两通光面均镀有579nm、289.5nm和193nm的增透膜，对三种波长的激光透过率均为99%以上。

所述的紫外镀膜滤光片是指在一定角度下，对579nm和289.5nm波长激光具有99%以上的高反射率，对193nm激光具有80%以上的高透过率的镀膜滤光片，所述的角度的选取范围为20度~50度。

本发明的技术效果：

与在先技术相比，本发明的193nm激光器为全固态激光器，具有激光器体积小、结构紧凑、电光效率高、重复频率高、性能稳定和维护十分方便的特点。

附图说明

图1为本发明193nm波长紫外固体激光器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图1，图1为本发明193nm波长紫外固体激光器的结构示意图。由图可见，本发明193nm波长紫外固体激光器，其构成包括579nm固体激光器1，沿该579nm固体激光器1的激光输方向依次是第一透镜2、第二透镜3、倍频晶体4、聚焦透镜5、和频晶体6、准直透镜7和紫外镀膜滤光片8，由所述的579nm固体激光器1输出的波长为579nm的激光经过第一透镜2和第二透镜3构成的光学系统后，聚焦到倍频晶体4中，得到波长为289.5nm的倍频激光输出，该289.5nm倍频激光和剩余的579nm基频光再经过所述的聚焦透镜5，聚焦到和频晶体6中，将289.5nm激光和579nm激光和频，产生193nm的三倍频激光输出，所述的基频光579nm、倍频光289.5nm和三倍频光193nm经所述的准直透镜7准直后，通过所述的紫外镀膜滤光片8将基频光579nm、倍频光289.5nm光反射，193nm紫外激光直接输出。

所述的579nm的固体激光器，是1064nm固体激光器拉曼频移后再倍频的579nm的固体激光器，或是1064nm固体激光器倍频后再拉曼频移的579nm的固体激光器。