本公開涉及激光裝置。

背景技術(shù)：

激光退火裝置是向成膜于基板上的非晶硅膜照射脈沖激光使其改性為多晶硅(ポリシリコン)膜的裝置，其中，該脈沖激光是從準(zhǔn)分子激光器等激光系統(tǒng)輸出的，具有紫外線區(qū)域的波長(zhǎng)。通過將非晶硅膜改性為多晶硅膜，能夠制作tft(薄膜晶體管)。該tft用于比較大型的液晶顯示器中。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009－277977號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：美國(guó)專利第8803027號(hào)說明書

專利文獻(xiàn)3：日本專利第4818871號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本專利第5376908號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的一個(gè)方面的激光裝置可以具有：振蕩器，其輸出激光，包括第1激光腔室、光諧振器和配置在第1激光腔室中的第1放電電極對(duì)；第1放大器，其對(duì)激光進(jìn)行放大并輸出，包括配置在從振蕩器輸出的激光的光路上的第2激光腔室、和以第1間隙間隔配置于第2激光腔室中的第2放電電極對(duì)；以及第1光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)，其配置在振蕩器和第1放大器之間的光路上，調(diào)節(jié)從振蕩器輸出的激光，以使得入射到第1放大器的激光沿第2放電電極對(duì)的放電方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)的第1間隙間隔大致相同。

本公開的一個(gè)方面的激光裝置可以具有：振蕩器，其輸出激光，包括第1激光腔室、光諧振器和配置在第1激光腔室中的第1放電電極對(duì)；第1放大器，其對(duì)激光進(jìn)行放大并輸出，包括配置在從振蕩器輸出的激光的光路上的第2激光腔室、和配置于第2激光腔室中的第2放電電極對(duì)；以及第1光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)，其配置在振蕩器和第1放大器之間的光路上，調(diào)節(jié)從振蕩器輸出的激光，包括正光焦度的第1光學(xué)元件、和相比第1光學(xué)元件靠激光的下游側(cè)配置的正或負(fù)光焦度的第2光學(xué)元件。

本公開的一個(gè)方面的激光裝置可以具有：振蕩器，其輸出激光，包括第1激光腔室、光諧振器和配置在第1激光腔室中的第1放電電極對(duì)；第1放大器，其對(duì)激光進(jìn)行放大并輸出，包括配置在從振蕩器輸出的激光的光路上的第2激光腔室、和配置于第2激光腔室中的第2放電電極對(duì)；以及第1光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)，其是配置在振蕩器和第1放大器之間的光路上的雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。

附圖說明

下面參照附圖對(duì)本公開的幾個(gè)實(shí)施方式僅作為示例進(jìn)行說明。

圖1a概略性示出比較例的激光裝置的結(jié)構(gòu)。

圖1b是從與放電電極對(duì)之間的放電方向平行的方向觀察圖1a所示的放大器pa而得到的圖。

圖2a示出沿圖1a的iia線的光束截面的光束輪廓。

圖2b示出沿圖1a的iib線的光束截面的光束輪廓。

圖2c示出沿圖1a的iic線的光束截面的光束輪廓。

圖3a概略性示出本公開的第1實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。

圖3b概略性示出本公開的第1實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。

圖4a示出沿圖3a的iva線的光束截面的光束輪廓。

圖4b示出沿圖3a的ivb線的光束截面的光束輪廓。

圖4c示出沿圖3a的ivc線的光束截面的光束輪廓。

圖5a是從v方向觀察作為圖3a所示的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第1例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a而得到的圖。

圖5b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a而得到的圖。

圖6a是從v方向觀察作為圖3a所示的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第2例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40b而得到的圖。

圖6b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40b而得到的圖。

圖7a是從v方向觀察作為圖3a所示的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第3例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40c而得到的圖。

圖7b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40c而得到的圖。

圖8a是從v方向觀察作為圖3a所示的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第4例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40d而得到的圖。

圖8b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40d而得到的圖。

圖9a是從v方向觀察作為圖3a所示的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第5例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40e而得到的圖。

圖9b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40e而得到的圖。

圖10a概略性示出本公開的第2實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。

圖10b概略性示出本公開的第2實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。

圖11a示出沿10a的xia線的光束截面的光束輪廓。

圖11b示出沿10a的xib線的光束截面的光束輪廓。

圖11c示出沿10a的xic線的光束截面的光束輪廓。

圖12a概略性示出本公開的第2實(shí)施方式的激光裝置的變形例的結(jié)構(gòu)。

圖12b概略性示出本公開的第2實(shí)施方式的激光裝置的變形例的結(jié)構(gòu)。

圖13概略性示出本公開的第3實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。

圖14a是將圖13所示的激光裝置簡(jiǎn)化示出的光學(xué)配置圖。

圖14b是概略性示出本公開的第3實(shí)施方式的激光裝置的第1變形例的結(jié)構(gòu)的光學(xué)配置圖。

圖14c是概略性示出本公開的第3實(shí)施方式的激光裝置的第2變形例的結(jié)構(gòu)的光學(xué)配置圖。

具體實(shí)施方式

<內(nèi)容>

1.概要

2.比較例的激光裝置

2.1mopa激光源的結(jié)構(gòu)

2.2mopa激光源的動(dòng)作

2.3課題

3.包括光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的激光裝置

3.1結(jié)構(gòu)

3.2動(dòng)作

3.3作用

3.4其它

3.5光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第1例

3.6光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第2例

3.7光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第3例

3.8光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第4例

3.9光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第5例

4.包括雙遠(yuǎn)心光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的激光裝置

4.1結(jié)構(gòu)

4.2動(dòng)作

4.3作用

4.4其它

4.5第2實(shí)施方式的變形例

5.包括多個(gè)放大器的激光裝置

5.1結(jié)構(gòu)

5.2動(dòng)作及作用

5.3第3實(shí)施方式的變形例

下面，參照附圖詳細(xì)說明本公開的實(shí)施方式。下面說明的實(shí)施方式示出了本公開的幾個(gè)示例，并不用來限定本公開的內(nèi)容。并且，在各個(gè)實(shí)施方式中說明的全部結(jié)構(gòu)及動(dòng)作作為本公開的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作未必是必須的。另外，對(duì)相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的參照標(biāo)號(hào)而省略重復(fù)說明。

1.概要

激光退火裝置可以通過以規(guī)定的能量密度向玻璃基板上的非晶硅膜照射脈沖狀激光而進(jìn)行激光退火。近年來開始制造更大的液晶顯示器，為了擴(kuò)大規(guī)定的能量密度下的照射面積，要求增加激光的每1脈沖的能量。為了增加每1脈沖的能量，有時(shí)采用具有振蕩器(mo)和放大器(pa)的雙腔系統(tǒng)。這種采用雙腔系統(tǒng)的激光裝置也稱作mopa激光源。

從振蕩器輸出的激光的光束具有擴(kuò)展性，因而在入射到放大器之前的期間中光束直徑有可能增大。在該光束直徑大于放大器的放電空間時(shí)，激光的一部分不能全部進(jìn)入到放大器的放電空間中而浪費(fèi)掉，因而mopa激光源的激光生成效率下降。例如，在振蕩器的放電空間和放大器的放電空間大致相同而振蕩器與放大器之間的距離較遠(yuǎn)的情況下，可能尤其成為問題。

在本公開的一個(gè)方面中，配置在振蕩器和放大器之間的光路上的第1光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)可以包括正光焦度的第1光學(xué)元件、和相比第1光學(xué)元件配置在靠激光的下游側(cè)的正或負(fù)光焦度的第2光學(xué)元件。

在本公開的一個(gè)方面中，配置在振蕩器和放大器之間的光路上的第1光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)可以是雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。

第1光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)激光，以使得入射到放大器的激光的光束寬度與該放大器的一對(duì)放電電極的間隙間隔大致相同。

2.比較例的激光裝置

2.1mopa激光源的結(jié)構(gòu)

圖1a概略性示出比較例的激光裝置的結(jié)構(gòu)。該激光裝置可以是具有振蕩器mo、放大器pa、和多個(gè)高反射鏡18及19的mopa激光源。圖1a是從與激光的行進(jìn)方向垂直且與振蕩器mo及放大器pa中的一對(duì)放電電極之間的放電方向垂直的方向觀察的圖。圖1b是從與一對(duì)放電電極之間的放電方向平行的方向觀察圖1a所示的放大器pa而得到的圖。可以將激光的行進(jìn)方向設(shè)為z方向。可以將振蕩器mo及放大器pa中的一對(duì)放電電極之間的放電方向設(shè)為v方向?？梢詫⑴cz方向及v方向雙方垂直的方向設(shè)為h方向。也可以是，激光被高反射鏡18或者19反射，行進(jìn)方向變化，隨之z方向及v方向變化。

振蕩器mo可以包括第1激光腔室10、第1放電電極對(duì)11a及11b、后反射鏡14和輸出耦合鏡15。第1放電電極對(duì)11a及11b可以配置在第1激光腔室10的內(nèi)部?？梢杂珊蠓瓷溏R14及輸出耦合鏡15構(gòu)成光諧振器?？梢允沟?放電電極對(duì)11a及11b之間的放電空間位于后反射鏡14與輸出耦合鏡15之間。后反射鏡14可以是以較高的反射率反射激光的反射鏡。輸出耦合鏡15可以在使準(zhǔn)分子激光光束透過的caf2晶體等的基板上涂覆將準(zhǔn)分子激光10％～40％反射的部分反射膜?？梢栽诘?激光腔室10的兩端分別配置窗10a及10b。

多個(gè)高反射鏡18及19可以配置成將從振蕩器mo輸出的脈沖狀激光作為種子光入射到放大器pa中。

放大器pa可以包括第2激光腔室20和第2放電電極對(duì)21a及21b。第2放電電極對(duì)21a及21b可以配置在第2激光腔室20的內(nèi)部?？梢栽诘?激光腔室20的兩端分別配置窗20a及20b。

第1激光腔室10及第2激光腔室20可以分別封入準(zhǔn)分子激光氣體。準(zhǔn)分子激光氣體可以包括作為稀有氣體的氬氣、氪氣或者氙氣、作為鹵素氣體的氟氣或者氯氣、作為緩沖氣體的氖氣或者氦氣。

形成于第1放電電極對(duì)11a及11b之間的放電空間和形成于第2放電電極對(duì)21a及21b之間的放電空間可以是大致相同的形狀及大小。因此，第1放電電極對(duì)11a及11b的間隙間隔和第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔可以大致相同。

窗10a、10b、20a及20b都可以由使準(zhǔn)分子激光透過的caf2晶體等構(gòu)成。窗10a、10b、20a及20b都可以向h方向傾斜布儒斯特角(brewster'sangle)配置，以便降低反射。

2.2mopa激光源的動(dòng)作

圖2a示出沿圖1a的iia線的光束截面的光束輪廓。圖2b示出沿圖1a的iib線的光束截面的光束輪廓。圖2c示出沿圖1a的iic線的光束截面的光束輪廓。

在振蕩器mo中，可以通過未圖示的電源向第1放電電極對(duì)11a及11b之間施加脈沖狀的高電壓。在向第1放電電極對(duì)11a及11b之間施加脈沖狀的高電壓時(shí)，可能在第1放電電極對(duì)11a及11b之間產(chǎn)生脈沖狀的放電。借助該放電的能量可激發(fā)激光氣體而躍遷到高能級(jí)。被激發(fā)的激光氣體在以后躍遷到低能級(jí)時(shí)，能夠放出與該能級(jí)差對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光。在準(zhǔn)分子激光裝置中，該光可以包括紫外線光。在激光腔室10內(nèi)產(chǎn)生的光能夠通過窗10a及10b射出到激光腔室10的外部。該光可以在構(gòu)成光諧振器的后反射鏡14和輸出耦合鏡15之間往復(fù)而形成駐波。該光在第1放電電極對(duì)11a及11b之間反復(fù)通過而被放大，能夠產(chǎn)生激光振蕩。

輸出耦合鏡15使在光諧振器中產(chǎn)生的光的一部分透射，由此能夠從振蕩器mo輸出脈沖狀的激光。在此，所輸出的激光的光束輪廓能夠成為如圖2a所示的形狀。即，能夠成為與第1放電電極對(duì)11a及11b之間的放電空間大致相同尺寸的光束輪廓。

如圖2a所示，從振蕩器mo輸出的激光的光束剖面可以是在放電方向即v方向較長(zhǎng)的形狀，也可以是大致長(zhǎng)方形狀。另外，從振蕩器mo輸出的激光光束的v方向上的光束輪廓，可以是具有大致均勻的能量密度的大致禮帽狀。另外，從振蕩器mo輸出的激光的h方向上的光束輪廓可以是在中央附近能量密度較高、在端部附近能量密度較低的高斯分布狀。

該激光可以相對(duì)于h方向和v方向以各自的發(fā)散角擴(kuò)展的同時(shí)，經(jīng)由高反射鏡18及19作為種子光入射到放大器pa的窗20a。入射到窗20a的脈沖狀激光的光束輪廓能夠成為如圖2b所示的形狀。入射到窗20a的激光的一部分能夠入射到第2放電電極對(duì)21a及21b之間的放電空間中。但是，存在入射到窗20a的激光的另一部分在放電空間的±v方向上露出而照射到第2放電電極對(duì)21a及21b，而不能進(jìn)入放電空間中的情況。并且，存在入射到窗20a的激光的另一部分從放電空間在±h方向上露出而不能進(jìn)入放電空間中的情況。

可以與激光的一部分入射到第2放電電極對(duì)21a及21b之間的放電空間中同步地，通過未圖示的電源向第2放電電極對(duì)21a及21b之間施加脈沖狀的高電壓。在向第2放電電極對(duì)21a及21b之間施加脈沖狀的高電壓時(shí)，可在第2放電電極對(duì)21a及21b之間產(chǎn)生脈沖狀的放電。當(dāng)在激光氣體中產(chǎn)生放電時(shí)，激光氣體能夠被激發(fā)。其結(jié)果是，在第2放電電極對(duì)21a及21b之間通過的激光被放大，被放大后的光能夠經(jīng)由窗20b從放大器pa輸出到外部。從放大器pa輸出的脈沖狀激光的光束輪廓可成為如圖2c所示的形狀。從窗20b射出的激光可以略微擴(kuò)展的同時(shí)行進(jìn)。因此，圖1a的iic線位置的v方向光束寬度稍微大于第2放電電極對(duì)21a及21b的電極間隙。

2.3課題

在振蕩器mo和放大器pa之間的距離較遠(yuǎn)的情況下，入射到放大器pa的窗20a的激光的光束尺寸可能大于放大器pa的放電空間。因此，激光的一部分可能不能全部進(jìn)入到放大器pa的放電空間中，不能被放大。其結(jié)果是，mopa激光源的激光生成效率可能下降。

因此，下面說明本公開的實(shí)施方式。

3.包括光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的激光裝置

3.1結(jié)構(gòu)

圖3a及圖3b概略性示出本公開的第1實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。第1實(shí)施方式的激光裝置可以在高反射鏡18及19之間的激光的光路上設(shè)置光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40。

光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40可以是調(diào)節(jié)成使入射到放大器pa的激光在v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔大致一致的形狀的光學(xué)系統(tǒng)。該光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40例如可以包括柱面凸透鏡41和柱面凹透鏡42。

3.2動(dòng)作

圖4a示出沿圖3a的iva線的光束截面的光束輪廓。圖4b示出沿圖3a的ivb線的光束截面的光束輪廓。圖4c示出沿圖3a的ivc線的光束截面的光束輪廓。

從振蕩器mo輸出的激光能夠經(jīng)由高反射鏡18入射到光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40。通過光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40能夠變換激光的光束輪廓，以使得激光在v方向上的光束寬度成為與第2放電電極對(duì)21a及21b的電極間隙大致相同的大小(圖4b)。

被變換成v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的電極間隙大致相同大小的激光光束，能夠入射到第2放電電極對(duì)21a及21b之間的放電空間中。

3.3作用

由此，與沒有光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40的情況相比，能夠抑制激光的一部分照射到第2放電電極對(duì)21a及21b而浪費(fèi)掉。于是，能夠增加從放大器pa輸出的脈沖狀激光的脈沖能量。

在如圖4b所示激光在±h方向上露出的情況下，±h方向的兩端部分被浪費(fèi)，但激光在±h方向上的兩端部分是光強(qiáng)度比較弱的部分，因而可以說激光能量的浪費(fèi)不怎么大。

3.4其它

另外，在該實(shí)施方式中，示出了將光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40配置在高反射鏡18及19之間的光路上的例子，但本公開不限于此。也可以是，光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40的至少一部分配置在輸出耦合鏡15和高反射鏡18之間的光路上、或者配置在高反射鏡19和窗20a之間的光路上。

另外，作為光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的功能，示出了使v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)的間隙間隔大致相同的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的例子，但本公開不限于此。也可以是不僅v方向，而且使h方向上的光束寬度也與放大器pa的放電區(qū)域在h方向上的寬度大致一致(在后面參照?qǐng)D6a、圖6b、圖7a、圖7b、圖8a、圖8b進(jìn)行說明)。

3.5光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第1例

圖5a是從v方向觀察作為圖3a所示的第1實(shí)施方式的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40的第1例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a而得到的圖。圖5b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a而得到的圖。

光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a可以具有柱面凸透鏡41和柱面凹透鏡42。柱面凸透鏡41和柱面凹透鏡42雙方可以配置在激光的光路上。柱面凸透鏡41可以位于比柱面凹透鏡42靠激光的上游側(cè)的位置處。

柱面凸透鏡41可以在比該柱面凸透鏡41靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl1的位置處具有后側(cè)焦點(diǎn)軸f1。柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1可相當(dāng)于示出在從圖的左側(cè)向柱面凸透鏡41入射平行光線并通過右側(cè)時(shí)會(huì)聚于線上的位置的軸。將在平行光線入射時(shí)使其透過并會(huì)聚的如柱面凸透鏡41那樣的光學(xué)元件、或者在平行光線入射時(shí)將其反射并會(huì)聚的如凹面鏡那樣的光學(xué)元件，稱作正光焦度的光學(xué)元件。

柱面凹透鏡42可以在比該柱面凹透鏡42靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl2的位置處具有前側(cè)焦點(diǎn)軸f2。柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可相當(dāng)于示出將從圖的右側(cè)向柱面凹透鏡42入射平行光線并通過圖的左側(cè)時(shí)的發(fā)散光線向柱面凹透鏡42的右側(cè)延長(zhǎng)并相交的位置的軸。將在平行光線入射時(shí)使其透過并發(fā)散的如柱面凹透鏡42那樣的光學(xué)元件、或者在平行光線入射時(shí)將其反射并發(fā)散的如凸面鏡那樣的光學(xué)元件，稱作負(fù)光焦度的光學(xué)元件。

柱面凹透鏡42的焦距fl2可以在柱面凸透鏡41的焦距fl1以下。柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以分別與h方向大致平行。柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以大致一致。也可以是，柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2相比柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)配置。

柱面凸透鏡41可以由支架51支承。柱面凹透鏡42可以由支架52支承。支承柱面凹透鏡42的支架52可以由單軸載物臺(tái)53支承，沿著激光的光路軸移動(dòng)。支架51及單軸載物臺(tái)53可以由板54支承。由此，柱面凹透鏡42可以沿著激光的光路軸與z方向平行地移動(dòng)，能夠變更距柱面凸透鏡41的距離。

在單軸載物臺(tái)53上可以配置有未圖示的測(cè)微計(jì)(micrometer)，而調(diào)節(jié)柱面凸透鏡41和柱面凹透鏡42之間的沿著激光的光路軸的距離。未圖示的測(cè)微計(jì)可以調(diào)節(jié)柱面凹透鏡42的位置，使得激光在v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的電極間隙大致一致。未圖示的測(cè)微計(jì)可以是手動(dòng)式測(cè)微計(jì)或者自動(dòng)式測(cè)微計(jì)。自動(dòng)式測(cè)微計(jì)可以構(gòu)成為由未圖示的控制裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

從振蕩器mo輸出的脈沖狀激光可在成為發(fā)散光而使光束寬度逐漸擴(kuò)大的同時(shí)，經(jīng)由高反射鏡18入射到光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a的柱面凸透鏡41。

作為具有擴(kuò)展的光束而入射到柱面凸透鏡41的激光，在通過柱面凸透鏡41時(shí)成為收斂光而使v方向上的光束寬度逐漸縮小并入射到柱面凹透鏡42。

通過進(jìn)行調(diào)節(jié)使柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2比柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)，由此能夠使在柱面凹透鏡42通過的激光成為近似平行的光束。

通過柱面凹透鏡42后的激光能夠成為v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔大致相同的尺寸而入射到放大器pa。

優(yōu)選如圖5b所示，在將入射到柱面凸透鏡41的激光在v方向上的光束寬度設(shè)為a、將通過柱面凹透鏡42后的激光在v方向上的光束寬度設(shè)為b的情況下，以下的關(guān)系成立。

b≒g

b/a≒fl2/fl1

其中，g可以是第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔。根據(jù)入射到柱面凸透鏡41的激光在v方向上的光束寬度a和第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔g決定透鏡的焦距之比，由此能夠?qū)⒓す庹{(diào)節(jié)為期望的光束寬度。

在該例中，柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2分別與h方向大致平行配置，但本公開不限于該例。

例如，也可以配置成使柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2與v方向大致平行。在這種情況下，可以調(diào)節(jié)透鏡間隔使得激光在h方向上的光束寬度與放大器pa的放電寬度大致一致。

3.6光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第2例

圖6a是從v方向觀察作為圖3a所示的第1實(shí)施方式的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40的第2例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40b而得到的圖。圖6b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40b而得到的圖。

相比于參照?qǐng)D5a及圖5b說明的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a，光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40b可以具有球面凸透鏡45而替代柱面凸透鏡41。光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40b可以具有球面凹透鏡46而替代柱面凹透鏡42。

球面凸透鏡45可以在比該球面凸透鏡45靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl1的位置處具有后側(cè)焦點(diǎn)f1。球面凸透鏡45的后側(cè)焦點(diǎn)f1可相當(dāng)于在從圖的左側(cè)向球面凸透鏡45入射平行光線并通過右側(cè)時(shí)所通過的光會(huì)聚的點(diǎn)。

球面凹透鏡46可以在比該球面凹透鏡46靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl2的位置處具有前側(cè)焦點(diǎn)f2。球面凹透鏡46的前側(cè)焦點(diǎn)f2可相當(dāng)于將在從圖的右側(cè)向球面凹透鏡46入射平行光線并通過圖的左側(cè)時(shí)的發(fā)散光線向球面凹透鏡46的右側(cè)延長(zhǎng)并相交的點(diǎn)。

球面凸透鏡45的后側(cè)焦點(diǎn)f1和球面凹透鏡46的前側(cè)焦點(diǎn)f2可以大致一致。也可以是，球面凹透鏡46的前側(cè)焦點(diǎn)f2比球面凸透鏡45的后側(cè)焦點(diǎn)f1稍微靠激光的下游側(cè)配置。

球面凸透鏡45可以由支架51支承。球面凹透鏡46可以由支架52支承。

關(guān)于透鏡保持及位置調(diào)節(jié)用的結(jié)構(gòu)，可以與參照?qǐng)D5a及圖5b說明的第1例相同。

從振蕩器mo輸出的脈沖狀的激光可在成為發(fā)散光而使光束寬度逐漸擴(kuò)大的同時(shí)，經(jīng)由高反射鏡18入射到光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40a的球面凸透鏡45。

作為具有擴(kuò)展的光束而入射到球面凸透鏡45的激光，在通過球面凸透鏡45時(shí)成為收斂光使v方向及h方向上的光束寬度逐漸縮小并入射到球面凹透鏡46。

通過進(jìn)行調(diào)節(jié)使球面凹透鏡46的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2比球面凸透鏡45的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)，能夠使通過球面凹透鏡46后的激光成為近似平行的光束。

通過球面凹透鏡46后的激光可成為v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔大致相同的尺寸、或者成為h方向的光束寬度與放大器pa的放電寬度大致相同的尺寸，而入射到放大器pa。

由光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40b調(diào)節(jié)的光束寬度可以使v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔一致，也可以使h方向上的光束寬度與放大器pa的放電寬度一致?；蛘撸部梢栽谑箆方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔大致一致的透鏡間隔和使h方向上的光束寬度與放大器pa的放電寬度大致一致的透鏡間隔之間設(shè)定透鏡間隔。

這樣，根據(jù)第2例，能夠減小激光在v方向上的光束寬度和h方向上的光束寬度雙方而入射到放大器pa。因此，相比第1例，能夠抑制激光的一部分被浪費(fèi)的情況。并且，從放大器pa輸出的脈沖狀激光的脈沖能量可增加。

3.7光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第3例

圖7a是從v方向觀察作為圖3a所示的第1實(shí)施方式的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40的第3例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40c而得到的圖。圖7b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40c而得到的圖。

光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40c可以具有柱面凸透鏡41和柱面凹透鏡42。柱面凸透鏡41和柱面凹透鏡42的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作，可以與參照?qǐng)D5a及圖5b說明的第1例相同。

光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40c還可以具有柱面凸透鏡43和柱面凹透鏡44。柱面凸透鏡43和柱面凹透鏡44雙方可以配置在激光的光路上。柱面凸透鏡43可以位于相比柱面凹透鏡44靠激光的上游側(cè)的位置。

柱面凸透鏡43可以在比該柱面凸透鏡43靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl3的位置處具有后側(cè)焦點(diǎn)軸f3。

柱面凹透鏡44可以在比該柱面凹透鏡44靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl4的位置處具有前側(cè)焦點(diǎn)軸f4。

柱面凸透鏡43的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3和柱面凹透鏡44的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4可以分別與v方向大致平行。柱面凸透鏡43的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3和柱面凹透鏡44的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4可以大致一致。也可以是，柱面凹透鏡44的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4相比柱面凸透鏡43的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3稍微靠激光的下游側(cè)配置。

柱面凸透鏡43可以由支架56支承。柱面凹透鏡44可以由支架57支承。支承柱面凹透鏡44的支架57可以由單軸載物臺(tái)58支承而沿著激光的光路軸移動(dòng)。支架56及單軸載物臺(tái)58可以由板59支承。由此，柱面凹透鏡44能夠沿著激光的光路軸與z方向平行地移動(dòng)，能夠變更與柱面凸透鏡43之間的距離。

在單軸載物臺(tái)58可以配置有未圖示的測(cè)微計(jì)而能夠調(diào)節(jié)柱面凸透鏡43和柱面凹透鏡44之間的沿激光的光路軸的距離。

根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，可以通過調(diào)節(jié)柱面凸透鏡41和柱面凹透鏡42之間的透鏡間隔，使激光在v方向上的光束寬度成為與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔大致相同的尺寸。另外，可以通過調(diào)節(jié)柱面凸透鏡43和柱面凹透鏡44之間的透鏡間隔，使激光在h方向上的光束寬度成為與放大器pa的放電寬度大致相同的尺寸。

這樣，根據(jù)第3例，能夠在v方向和h方向上獨(dú)立地控制激光的光束寬度。因此，相比第1例及第2例，能夠抑制激光的一部分被浪費(fèi)的情況。并且，從放大器pa輸出的脈沖狀激光的脈沖能量能夠增加。

3.8光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第4例

圖8a是從v方向觀察作為圖3a所示的第1實(shí)施方式的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40的第4例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40d而得到的圖。圖8b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40d而得到的圖。

在第4例中，相比參照?qǐng)D7a及圖7b說明的第3例，可以使用雙柱面凸透鏡替代兩個(gè)柱面凸透鏡。

光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40d可以具有雙柱面凸透鏡47、柱面凹透鏡42和柱面凹透鏡44。這些柱面透鏡可以位于激光的光路上。雙柱面凸透鏡47可以位于比柱面凹透鏡42及柱面凹透鏡44靠激光的上游側(cè)的位置處。

雙柱面凸透鏡47可以具備具有與h方向平行的軸的第1凸柱面和具有與v方向平行的軸的第2凸柱面。雙柱面凸透鏡47可以在比該雙柱面凸透鏡47靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl1的位置處具有后側(cè)焦點(diǎn)軸f1。并且，雙柱面凸透鏡47可以在比該雙柱面凸透鏡47靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl3的位置處具有后側(cè)焦點(diǎn)軸f3。

雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以分別與h方向大致平行。雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以大致一致。柱面凹透鏡42的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以相比雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)配置。

雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3和柱面凹透鏡44的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4可以分別與v方向大致平行。雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3和柱面凹透鏡44的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4可以大致一致。柱面凹透鏡44的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4可以相比雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3稍微靠激光的下游側(cè)配置。

雙柱面凸透鏡47可以由支架51支承。柱面凹透鏡42可以由支架52支承。柱面凹透鏡44可以由支架57支承。

關(guān)于雙柱面凸透鏡47、柱面凹透鏡42及柱面凹透鏡44的保持及位置調(diào)節(jié)用的結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上可以與參照?qǐng)D7a及圖7b說明的結(jié)構(gòu)相同。

根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)雙柱面凸透鏡47和柱面凹透鏡42之間的透鏡間隔，可以使激光在v方向上的光束寬度成為與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔大致相同的尺寸。另外，通過調(diào)節(jié)雙柱面凸透鏡47和柱面凹透鏡44之間的透鏡間隔，可以使激光在h方向上的光束寬度成為與放大器pa的放電寬度大致相同的尺寸。

這樣，根據(jù)第4例，能夠在v方向和h方向上獨(dú)立地控制激光的光束寬度。并且，第4例相比第3例能夠減少透鏡的數(shù)量，形成緊湊型結(jié)構(gòu)。

3.9光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的第5例

圖9a是從v方向觀察作為圖3a所示的第1實(shí)施方式的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40的第5例的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40e而得到的圖。圖9b是從h方向觀察光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40e而得到的圖。

在第5例中，相比參照?qǐng)D5a及圖5b說明的第1例，可以使用作為正光焦度光學(xué)元件的柱面凸透鏡來替代柱面凹透鏡。

光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40e可以具有柱面凸透鏡41和柱面凸透鏡48。柱面凸透鏡41和柱面凸透鏡48雙方可以位于激光的光路上。柱面凸透鏡41可以位于比柱面凸透鏡48靠激光的上游側(cè)的位置處。

柱面凸透鏡41可以在比該柱面凸透鏡41靠激光的下游側(cè)且離開了焦距fl1的位置處具有后側(cè)焦點(diǎn)軸f1。

柱面凸透鏡48可以在比該柱面凸透鏡48靠激光的上游側(cè)且離開了焦距fl2的位置處具有前側(cè)焦點(diǎn)軸f2。柱面凸透鏡48的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可相當(dāng)于示出在從圖的右側(cè)向柱面凸透鏡48入射平行光線并通過左側(cè)時(shí)會(huì)聚于線上的位置的軸。

柱面凸透鏡48的焦距fl2可以在柱面凸透鏡41的焦距fl1以下。柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凸透鏡48的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以分別與h方向大致平行。柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凸透鏡48的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以大致一致。也可以是，柱面凸透鏡48的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2相比柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)配置。

柱面凸透鏡41可以由支架51支承。柱面凸透鏡48可以由支架52支承。

關(guān)于透鏡保持及位置調(diào)節(jié)用的結(jié)構(gòu)，可以與參照?qǐng)D5a及圖5b說明的第1例相同。

從振蕩器mo輸出的脈沖狀激光可以在成為發(fā)散光而使光束寬度逐漸擴(kuò)大的同時(shí)，經(jīng)由高反射鏡18入射到光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)40e的柱面凸透鏡41。

作為具有擴(kuò)展的光束入射到柱面凸透鏡41的激光在比柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)的位置會(huì)聚后發(fā)散，并入射到柱面凸透鏡48。

能夠通過進(jìn)行調(diào)節(jié)使柱面凸透鏡48的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2比柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)，由此使得通過柱面凸透鏡48后的激光成為近似平行的光束。

通過柱面凸透鏡48后的激光可成為v方向上的光束寬度與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔大致相同的尺寸而入射到放大器pa。

優(yōu)選如圖9b所示，在將入射到柱面凸透鏡41的激光在v方向上的光束寬度設(shè)為a、將通過柱面凸透鏡48后的激光在v方向上的光束寬度設(shè)為b的情況下，以下的關(guān)系成立。

b≒g

b/a≒fl2/fl1

其中，g可以是第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔。根據(jù)入射到柱面凸透鏡41的激光在v方向上的光束寬度a和第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔g決定透鏡的焦距之比，由此能夠?qū)⒓す庹{(diào)節(jié)為期望的光束寬度。

在該例中，柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凸透鏡48的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2分別與h方向大致平行配置，但本公開不限于該例。

例如，也可以配置成使柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1和柱面凸透鏡48的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2與v方向大致平行。

另外，在參照?qǐng)D6a及圖6b說明的第2例中，也可以使用球面凸透鏡來替代球面凹透鏡。在這種情況下，替代球面凹透鏡46的球面凸透鏡的前側(cè)焦點(diǎn)f2可以相比球面凸透鏡45的后側(cè)焦點(diǎn)f1稍微靠激光的下游側(cè)配置。

另外，在參照?qǐng)D7a及圖7b說明的第3例中，也可以使用柱面凸透鏡來替代柱面凹透鏡。在這種情況下，替代柱面凹透鏡42的柱面凸透鏡的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以相比柱面凸透鏡41的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)配置。并且，替代柱面凹透鏡44的柱面凸透鏡的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4可以相比柱面凸透鏡43的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3稍微靠激光的下游側(cè)配置。

另外，在參照?qǐng)D8a及圖8b說明的第4例中，也可以使用柱面凸透鏡來替代柱面凹透鏡。在這種情況下，替代柱面凹透鏡42的柱面凸透鏡的前側(cè)焦點(diǎn)軸f2可以相比雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f1稍微靠激光的下游側(cè)配置。并且，替代柱面凹透鏡44的柱面凸透鏡的前側(cè)焦點(diǎn)軸f4可以相比雙柱面凸透鏡47的后側(cè)焦點(diǎn)軸f3稍微靠激光的下游側(cè)配置。

4.包括雙遠(yuǎn)心光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的激光裝置

4.1結(jié)構(gòu)

圖10a及圖10b概略性示出本公開的第2實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。第2實(shí)施方式的激光裝置可以在高反射鏡18及19之間的激光光路上設(shè)置作為雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a。

光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a可以包括焦距fl1的球面凸透鏡61和焦距fl1的球面凸透鏡62。球面凸透鏡61和球面凸透鏡62雙方可以位于激光的光路上。

可以將這些透鏡配置成使球面凸透鏡61的后側(cè)焦點(diǎn)和球面凸透鏡62的前側(cè)焦點(diǎn)處于大致相同的位置。在此，當(dāng)在這些焦點(diǎn)重合的位置處配置假想的光圈時(shí)，在該假想的光圈的中心通過的光線可以在比球面凸透鏡61靠激光的上游側(cè)處與激光的光路軸大致平行。即，入射光瞳可以無限遠(yuǎn)。另外，在該假想的光圈的中心通過的光線可以在比球面凸透鏡62靠激光的下游側(cè)處也與激光的光路軸大致平行。即，出射光瞳可以無限遠(yuǎn)。

此外，輸出耦合鏡15的部分反射面可以位于球面凸透鏡61的前側(cè)焦點(diǎn)的位置。在圖10a中，從球面凸透鏡61到高反射鏡18的距離fl1a與從高反射鏡18到輸出耦合鏡15的部分反射面的距離fl1b之合計(jì)，可以由下式給出。

fl1a+fl1b＝fl1

同樣，從球面凸透鏡62到高反射鏡19的距離fl1a’與從高反射鏡19到球面凸透鏡62的后側(cè)焦點(diǎn)的距離fl1b’之合計(jì)可以也是fl1。此時(shí)，輸出耦合鏡15的部分反射面的像可以在球面凸透鏡62的后側(cè)焦點(diǎn)面的位置處以大致等倍的復(fù)制倍率成像。即，圖10a所示的物體面o可以按照復(fù)制倍率1:1復(fù)制在圖10a所示的像面i上。

4.2動(dòng)作

圖11a示出沿10a的xia線的光束截面的光束輪廓。圖11b示出沿10a的xib線的光束截面的光束輪廓。圖11c示出沿10a的xic線的光束截面的光束輪廓。

從振蕩器mo輸出的激光可經(jīng)由高反射鏡18及19和光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a入射到放大器pa?？梢酝ㄟ^光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a將位于振蕩器mo的輸出耦合鏡15的部分反射面的物體面o，從光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a按照復(fù)制倍率1:1復(fù)制在激光的下游側(cè)的像面i上。因此，圖11a所示的光束截面的光束輪廓和圖11b所示的光束截面的光束輪廓可大致相同。

另外，光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a是雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，因而即使沿著激光的光路軸在物體面o上移動(dòng)時(shí)，復(fù)制倍率的變化也可能很小。并且，即使沿著激光的光路軸在像面i上移動(dòng)時(shí)，復(fù)制倍率的變化也可能很小。

4.3作用

由此，能夠抑制激光不能全部入射到放大器pa的放電空間中而使得激光的一部分被浪費(fèi)的情況。并且，從放大器pa輸出的脈沖狀激光的脈沖能量能夠增加。

4.4其它

另外，在該實(shí)施方式中，示出了光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a配置在高反射鏡18及19之間的光路上的例子，但本公開不限于此。光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a也可以配置在輸出耦合鏡15和窗20a之間的光路的任意位置。

另外，對(duì)球面凸透鏡61的焦距和球面凸透鏡62的焦距大致相同的情況進(jìn)行了說明，但本公開不限于此。也可以是，根據(jù)第1放電電極對(duì)11a及11b的間隙間隔與第2放電電極對(duì)21a及21b的間隙間隔之比，球面凸透鏡61和球面凸透鏡62具有彼此不同的焦距。

另外，對(duì)將輸出耦合鏡15的部分反射面設(shè)為物體面o、將放大器pa的窗20a的附近位置設(shè)為像面i的情況進(jìn)行了說明，但本公開不限于此。也可以將振蕩器mo的光諧振器內(nèi)的位置設(shè)為物體面o。也可以將振蕩器mo的窗10a及10b之間的位置設(shè)為物體面o。也可以將放大器pa的窗20a及20b之間的位置設(shè)為像面i。優(yōu)選的是，可以將第1放電電極對(duì)11a及11b之間的位置設(shè)為物體面o、將第2放電電極對(duì)21a及21b之間的位置設(shè)為像面i。更優(yōu)選的是，可以將第1放電電極對(duì)11a及11b之間的放電空間的大致中心位置設(shè)為物體面o、將第1放電電極對(duì)11a及11b之間的放電空間的大致中心位置設(shè)為像面i。

4.5第2實(shí)施方式的變形例

圖12a及圖12b概略性示出本公開的第2實(shí)施方式的激光裝置的變形例的結(jié)構(gòu)。在該激光裝置中，也可以使用兩個(gè)軸外拋物面反射鏡68及69構(gòu)成作為雙遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60b。

軸外拋物面反射鏡68及軸外拋物面反射鏡69雙方可以位于激光的光路上。軸外拋物面反射鏡68可以位于比軸外拋物面反射鏡69靠激光的上游側(cè)的位置處。

軸外拋物面反射鏡68及軸外拋物面反射鏡69都可以是以旋轉(zhuǎn)拋物面的內(nèi)面為反射面的反射鏡。軸外拋物面反射鏡68及軸外拋物面反射鏡69可以配置成使它們的旋轉(zhuǎn)拋物面的軸相互大致平行且它們的焦點(diǎn)f1大致一致。

軸外拋物面反射鏡68在從振蕩器mo與旋轉(zhuǎn)拋物面的軸平行地入射作為平行光的激光的情況下，可以使激光的光路軸變化90°，并且會(huì)聚于焦點(diǎn)f1。軸外拋物面反射鏡69在入射從焦點(diǎn)f1發(fā)散的激光的情況下，可以使激光的光路軸變化90°，并且可以與旋轉(zhuǎn)拋物面的軸平行地向放大器pa引導(dǎo)作為平行光的激光。實(shí)際上，激光也可以不是平行光，可以具有某種程度的擴(kuò)散角。

軸外拋物面反射鏡68及軸外拋物面反射鏡69的焦距可以彼此相同。此時(shí)，從軸外拋物面反射鏡68朝向激光光路的上游側(cè)位于相當(dāng)于焦距fl1的距離的位置處的物體面o，可以按照復(fù)制倍率1:1復(fù)制在從軸外拋物面反射鏡69朝向激光光路的下游側(cè)位于相當(dāng)于焦距fl1的距離的位置處的像面i上。物體面o可以位于振蕩器mo的放電空間內(nèi)。像面i可以位于放大器pa的放電空間內(nèi)。

根據(jù)該變形例，除具有與參照?qǐng)D10a及圖10b說明的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a相同的作用外，還能夠使光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60b具有與高反射鏡18及19和光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)60a的組合大致一致的作用。因此，能夠減少光學(xué)元件的數(shù)量。

另外，軸外拋物面反射鏡68及軸外拋物面反射鏡69可以根據(jù)振蕩器mo的放電空間的大小與放大器pa的放電空間的大小之比，具有彼此不同的焦距。

5.包括多個(gè)放大器的激光裝置

5.1結(jié)構(gòu)

圖13概略性示出本公開的第3實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。第3實(shí)施方式的激光裝置除振蕩器mo以外，還可以具有第1放大器pa1和第2放大器pa2。

振蕩器mo及第1放大器pa1的結(jié)構(gòu)分別與上述的振蕩器mo及上述的放大器pa的結(jié)構(gòu)相同。第2放大器pa2可以包括第3激光腔室30和第3放電電極對(duì)31a及31b。第3放電電極對(duì)31a及31b可以配置在第3激光腔室30的內(nèi)部?？梢栽诘?激光腔室30的兩端分別配置窗30a及30b。這些部件的各結(jié)構(gòu)可以與第1放大器pa1的各結(jié)構(gòu)相同。

在振蕩器mo和第1放大器pa1之間的激光光路中，例如除高反射鏡18及19以外，還可以配置構(gòu)成雙遠(yuǎn)心光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的凸透鏡61及凸透鏡62。凸透鏡61及凸透鏡62可以分別具有焦距fl1。在圖13中，從凸透鏡61到高反射鏡18的距離fl1a與從高反射鏡18到凸透鏡61的后側(cè)焦點(diǎn)的距離fl1b之合計(jì)，可以用下式表示。

fl1a+fl1b＝fl1

同樣，從凸透鏡62的前側(cè)焦點(diǎn)到高反射鏡19的距離fl1b’與從高反射鏡19到凸透鏡62的距離fl1a’之合計(jì)可以也是fl1。

在第1放大器pa1和第2放大器pa2之間的激光光路中，例如除高反射鏡28及29以外，還可以配置構(gòu)成雙遠(yuǎn)心光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的凸透鏡63及凸透鏡64。凸透鏡63及凸透鏡64可以分別具有焦距fl2。在圖13中，從凸透鏡63到高反射鏡28的距離fl2a與從高反射鏡28到凸透鏡63的后側(cè)焦點(diǎn)的距離fl2b之合計(jì)，可以用下式表示。

fl2a+fl2b＝fl2

同樣，從凸透鏡64的前側(cè)焦點(diǎn)到高反射鏡29的距離fl2b’與從高反射鏡29到凸透鏡64的距離fl2a’之合計(jì)可以也是fl2。

也可以是，凸透鏡61及凸透鏡62各自的焦距fl1、和凸透鏡63及凸透鏡64各自的焦距fl2彼此不同。

5.2動(dòng)作及作用

圖14a是將圖13所示的激光裝置簡(jiǎn)化示出的光學(xué)配置圖。

凸透鏡61的前側(cè)焦點(diǎn)可以位于振蕩器mo的放電空間的大致中心。凸透鏡62的后側(cè)焦點(diǎn)可以位于第1放大器pa1的放電空間的大致中心。由此，位于振蕩器mo的放電空間的大致中心的物體面o可以被復(fù)制在位于第1放大器pa1的放電空間的大致中心的第1像面i1上。

凸透鏡63的前側(cè)焦點(diǎn)可以位于第1放大器pa1的放電空間的大致中心。凸透鏡64的后側(cè)焦點(diǎn)可以位于第2放大器pa2的放電空間的大致中心。由此，位于第1放大器pa1的放電空間的大致中心的第1像面i1可以被復(fù)制在位于第2放大器pa2的放電空間的大致中心的第2像面i2上。

這樣，在凸透鏡62的后側(cè)焦點(diǎn)與凸透鏡63的前側(cè)焦點(diǎn)大致一致的情況下，位于振蕩器mo的放電空間的大致中心的物體面o可以被復(fù)制在位于第2放大器pa2的放電空間的大致中心的第2像面i2上。

由此，不僅能夠抑制激光的一部分被浪費(fèi)的情況，并且增加從第2放大器pa2輸出的脈沖狀激光的脈沖能量，而且能夠提高從振蕩器mo到第2放大器pa2的光路的定位精度。

5.3第3實(shí)施方式的變形例

圖14b是概略性示出本公開的第3實(shí)施方式的激光裝置的第1變形例的結(jié)構(gòu)的光學(xué)配置圖。在該激光裝置中，由凸透鏡61及凸透鏡62構(gòu)成的雙遠(yuǎn)心光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)可以將振蕩器mo的放電空間的靠近輸出耦合鏡的端部位置作為第1物體面o1，將第1放大器pa1的放電空間的靠近入口的位置作為第1像面i1。并且，由凸透鏡63及凸透鏡64構(gòu)成的雙遠(yuǎn)心光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)可以將第1放大器pa1的放電空間的靠近出口的端部位置作為第2物體面o2，將第2放大器pa2的放電空間的靠近入口的位置作為第2像面i2。

圖14c是概略性示出本公開的第3實(shí)施方式的激光裝置的第2變形例的結(jié)構(gòu)的光學(xué)配置圖。在該激光裝置中，由凸透鏡41a及凹透鏡42a構(gòu)成的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)可以配置在振蕩器mo和第1放大器pa1之間。另外，由凸透鏡41b及凹透鏡42b構(gòu)成的光束調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)可以配置在第1放大器pa1和第2放大器pa2之間。

上述的說明僅是單純的例示而并非進(jìn)行限定。因此，能夠在不脫離所附的權(quán)利要求書的情況下對(duì)本公開的實(shí)施方式進(jìn)行變更，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。

本說明書和所附的權(quán)利要求書整體中使用的用語應(yīng)該解釋為“非限定性的”用語。例如，“包含”或“所包含的”這樣的用語應(yīng)該解釋為“不限于作為包含的內(nèi)容而記載的內(nèi)容”?！熬哂小边@樣的用語應(yīng)該解釋為“不限于作為具有的內(nèi)容而記載的內(nèi)容”。此外，本說明書和所附的權(quán)利要求書中記載的修飾語“一個(gè)”應(yīng)該解釋為“至少一個(gè)”或“一個(gè)或一個(gè)以上”的意思。