(57)【要約】【課題】戻り光によるレーザ発振器の故障を防止するとともに、発光効率の高いレーザ励起光源を提供すること。【解決手段】一実施の形態に係るレーザ励起光源は、無偏光のレーザ光を出射するレーザ発振器１と、レーザ発振器１からのレーザ光を互いに異なる偏光方向を有するＳ偏光とＰ偏光とに分離する偏光ビームスプリッタＢＳ１と、Ｓ偏光とＰ偏光とを互いに異なる方向から、放電媒体を封入した管球２の集光点に集光させる集光レンズＬ１とを備え、偏光ビームスプリッタＢＳ１は、集光点を通過したＳ波を反射し、レーザ発振器１の方向に向かう戻り光の量を抑止する。また、偏光ビームスプリッタＢＳ２は、集光点を通過したＰ波を透過させ、Ｐ波がレーザ発振器１の方向に戻らないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無偏光のレーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器からのレーザ光を互いに異なる偏光方向を有する第１レーザ光と第２レーザ光とに分離する第１偏光分離素子と、
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを互いに異なる方向から、放電媒体を封入した容器の集光点に集光させる集光光学系と、
を備え、
前記第１偏光分離素子は、前記集光点を通過した前記第１レーザ光が前記レーザ発振器の方向に向かう戻り光の方向を変化させるレーザ励起光源。
【請求項２】
前記集光光学系は、
異なる位置に入射する前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを、前記集光点に集光させる第１集光レンズと、
前記集光点を通過した前記第１レーザ光を当該第１レーザ光が通過した経路と異なる経路で前記集光点に再度集光させるとともに、前記集光点を通過した前記第２レーザ光を当該第２レーザ光が通過した経路と異なる経路で前記集光点に再度集光させる再集光光学系と、
を備える請求項１に記載のレーザ励起光源。
【請求項３】
前記再集光光学系は、
前記第１レーザ光の進行方向と前記第２レーザ光の進行方向とをそれぞれ１８０度変え、前記第１レーザ光、前記第２レーザ光の経路を入れ替える直角プリズムと、
前記直角プリズムから出射される前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを前記集光点に集光させる第２集光レンズと、
を備える請求項２に記載のレーザ励起光源。
【請求項４】
前記再集光光学系は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光をそれぞれ円偏光に変換するλ／４板と、
前記λ／４板を通過した光を反射して、再度前記λ／４板に入射させるミラーと、
前記λ／４板を再度通過した前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを前記集光点に集光させる第２集光レンズと、
を備える請求項２に記載のレーザ励起光源。
【請求項５】
前記第１偏光分離素子で反射された前記第１レーザ光を反射し、前記第１集光レンズにおいて前記第１偏光分離素子を透過した前記第２レーザ光が入射する位置と異なる位置に入射させる第２偏光分離素子をさらに備える請求項２〜４に記載のレーザ励起光源。
【請求項６】
前記集光光学系は、
異なる位置に入射する前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを、それぞれ異なる方向に発散させる発散レンズと、
前記発散レンズから出射され、異なる位置に入射する前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを前記集光点に集光させる楕円ミラーと、
を含む請求項１に記載のレーザ励起光源。
【請求項７】
前記第１偏光分離素子により、前記レーザ発振器に向かう方向と異なる方向に進行方向を変えられた記第１レーザ光を反射し、再度前記第１偏光分離素子に入射させるミラーをさらに備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ励起光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ励起光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザ発振器からのレーザ光を管球に集光し、管球内に封入されたガスを励起することにより発光させる光源装置が記載されている。管球を通過したレーザ光は、反射部材により反射され、再度管球内に入射される。
【０００３】
特許文献２では、レーザ光の戻り光によるレーザ発振器の故障を防止する技術が開示されている。特許文献２では、レーザ発振器から出射された所定の偏光方向のレーザ光の経路中に、偏光分離素子、λ／４板が配置されている。
【０００４】
偏光分離素子を通過した所定の偏光方向のレーザ光は、λ／４板を通過することにより円偏光に変換され、ターゲットに照射されてプラズマが発生する。試料からの戻り光は、λ／４板を通過することにより上記の所定の偏光方向に直交する偏光方向のレーザ光に変換され、偏光分離素子で反射される。これにより、レーザ発振器への戻り光を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１９３３５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０４８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、再度管球に入射されたレーザ光のうち放電励起に寄与しなかったものが再び管球を通過し、レーザ発振器に戻ってしまう。この戻り光により、レーザ発振器が故障することがある。
特許文献２では、偏光分離素子を通過するレーザ光は、所定の偏光方向のレーザ光であり、この所定の偏光方向のレーザ光のみがプラズマの発生に用いられる。レーザ発振器から出射されるレーザ光が無偏光の場合、特許文献２のように所定の偏光方向のレーザ光のみが励起に用いられるとすると、光量が少なくなり、発光効率が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態に係るレーザ励起光源は、無偏光のレーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レーザ発振器からのレーザ光を互いに異なる偏光方向を有する第１レーザ光と第２レーザ光とに分離する第１偏光分離素子と、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを互いに異なる方向から、放電媒体を封入した容器の集光点に集光させる集光光学系とを備え、前記第１偏光分離素子は、前記集光点を通過した前記第１レーザ光が前記レーザ発振器の方向に向かう戻り光の方向を変化させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
一実施の形態によれば、戻り光によるレーザ発振器の故障を防止するとともに、発光効率の高いレーザ励起光源を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るレーザ励起光源の構成を示す図である。
【図２】実施の形態２に係るレーザ励起光源の構成を示す図である。
【図３】レーザパワーとレーザ吸収率の関係を示すグラフである。
【図４】実施の形態３に係るレーザ励起光源の構成を示す図である。
【図５】実施の形態４に係るレーザ励起光源の構成を示す図である。
【図６】実施の形態５に係るレーザ励起光源の構成を示す図である。
【図７】実施の形態６に係るレーザ励起光源の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態は、レーザ励起光源に関し、例えば、半導体検査装置、露光装置、顕微鏡等の光源として好適に用いられるものである。実施の形態に係るレーザ励起光源は、ターゲット材の集光点において、レーザ光により放電媒体を励起してプラズマを発生させ、発光させるＬＰＰ（Laser produced Plasma）方式の光源である。
【００１１】
一実施の形態に係るレーザ励起光源は、無偏光のレーザ光を出射するレーザ発振器と、レーザ発振器からのレーザ光を互いに異なる偏光方向を有する第１レーザ光と第２レーザ光とに分離する第１偏光分離素子と、第１レーザ光と第２レーザ光とを互いに異なる方向から、放電媒体を封入した容器の集光点に集光させる集光光学系とを備えている。第１偏光分離素子は、集光点を通過した第１レーザ光がレーザ発振器の方向に向かう戻り光の量を抑止する。
【００１２】
このように、無偏光のレーザ光を異なる偏光方向に分離した第１レーザ光と第２レーザ光の両方を放電励起に用いることができるため、発光効率を向上させることが可能となる。また、第１偏光分離素子によりレーザ発振器の方向に向かう戻り光の量を低減することができるため、レーザ発振器の故障を防止できる。
【００１３】
以下、具体的な実施の形態について、詳細に説明する。以下の図面において、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
実施の形態１．
実施の形態１に係るレーザ励起光源の構成について図１を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係るレーザ励起光源１０の構成を示す図である。レーザ励起光源１０は、レーザ発振器１、管球（bulbともいう）２、直角プリズム３、偏光ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２、集光レンズＬ１、Ｌ２を備えている。本実施の形態では、プラズマを発生させる容器として管球２を用いた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、このような容器として、チャンバーを用いることも可能である。
【００１５】
レーザ発振器１は、無偏光（ランダム偏光）の高出力のレーザ光を出射する。レーザ発振器１としては、例えば、ファイバーレーザ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、ファイババンドルレーザ等を用いることができる。
【００１６】
偏光ビームスプリッタＢＳ１は、無偏光のレーザ光をＳ偏光（第１レーザ光）とこれに直交するＰ偏光（第２レーザ光）とに分離する。図１においては、Ｓ偏光を斜線の矢印で、Ｐ偏光を白抜きの矢印で示している。Ｓ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射され、上方向に進む。一方、Ｐ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、集光レンズＬ１の方向に進む。
【００１７】
Ｓ偏光の経路上には、偏光ビームスプリッタＢＳ２が配置されている。Ｓ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ２で反射され、集光レンズＬ１の方向に進む。Ｓ偏光、Ｐ偏光は、集光レンズＬ１の異なる位置に入射する。
【００１８】
集光レンズＬ１は、入射するＳ偏光、Ｐ偏光を管球２内の集光点に集光させる。すなわち、Ｓ偏光、Ｐ偏光は、異なる経路から管球２に入射する。管球２には、Ｘｅ、Ｓｎ、Ｌｉ等のガスからなる放電媒体が封入されている。なお、管球２は、電極等の点火源を含んでいてもよい。管球２内の放電媒体を点火源によりイオン化し、レーザ光がイオン化した放電媒体にレーザエネルギーを供給することで、光を発生するプラズマを発生、維持する。なお、管球２内に点火源が設けられていない場合でも、本発明を適用することが可能である。
【００１９】
発光に寄与せず管球２を通過したＳ偏光、Ｐ偏光は、それぞれ集光レンズＬ２の異なる位置に入射する。集光レンズＬ２は、Ｓ偏光、Ｐ偏光を平行光にする。これらのＳ偏光、Ｐ偏光は、直角プリズム３に入射する。直角プリズム３は、上下面が直角二等辺三角形である三角柱状の、いわゆる４５°直角プリズムである。直角を挟む側面を反射面３ａ、３ｂとし、この直角の対向位置にある側面を入射面としている。
【００２０】
集光レンズＬ２から出射されたＳ偏光、Ｐ偏光は、直角プリズム３の入射面の異なる位置に入射する。Ｓ偏光は、直角プリズム３の入射面の下側に入射し、反射面３ｂで上方向に反射された後、反射面３ａで左方向に反射される。Ｐ偏光は、直角プリズム３の入射面の上側に入射し、反射面３ａで下方向に反射された後、反射面３ｂで左方向に反射される。すなわち、直角プリズム３は、Ｓ偏光の進行方向とＰ偏光の進行方向とをそれぞれ１８０度変え、Ｓ偏光とＰ偏光の経路を入れ替える。
【００２１】
直角プリズム３から出射されたＳ偏光、Ｐ偏光は、集光レンズＬ２の異なる位置に入射される。集光レンズＬ２は、Ｓ偏光、Ｐ偏光を再度管球２内の集光点に集光させる。実施の形態１では、集光レンズＬ１、集光レンズＬ２、直角プリズム３が集光光学系である。また、集光レンズＬ２、直角プリズム３が再集光光学系である。
【００２２】
再集光光学系は、集光点を通過したＳ偏光を当該偏光が通過した経路と異なる経路で集光点に再度集光させる。また、集光点を通過したＰ偏光を当該Ｐ偏光が通過した経路と異なる経路で集光点に再度集光させる。
【００２３】
このように、再度管球２内に集光されたＳ偏光、Ｐ偏光は、再度放電媒体の励起に用いられる。２回目の放電媒体の励起に寄与しなかったＳ偏光、Ｐ偏光は、管球２を通過し、集光レンズＬ１に入射する。集光レンズＬ１に入射したＰ偏光は平行光に変換され、偏光ビームスプリッタＢＳ２を通過する。これにより、レーザ発振器１への戻り光が抑止される。
【００２４】
集光レンズＬ１に入射したＳ偏光は平行光に変換され、偏光ビームスプリッタＢＳ１で下方向に反射される。すなわち、偏光ビームスプリッタＢＳ１は、Ｓ偏光の進行方向をレーザ発振器１に向かう方向とは異なる方向にする。これにより、偏光ビームスプリッタＢＳ１は、Ｓ偏光のレーザ発振器１への戻り光を抑止する。
【００２５】
このように、実施の形態１では、無偏光のレーザ光を分離したＳ偏光、Ｐ偏光の両方を用いて放電媒体を励起しているため、発光効率を向上させることが可能となる。また、再集光光学系を用いてＳ偏光、Ｐ偏光の経路を入れ替え、再度集光させることにより、２回集光点に集光することができ、さらに発光効率を高めることができる。
【００２６】
また、偏光ビームスプリッタＢＳ１及びＢＳ２により、戻ってきたＰ偏光及びＳ偏光の進行方向を変えることができ、レーザ発振器１への戻り光を抑止し、レーザ発振器１の故障を防止することが可能となる。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態２に係るレーザ励起光源について、図２を参照して説明する。図２は、レーザ励起光源１０Ａの構成を示す図である。実施の形態２において、実施の形態１と異なる点は、ミラーＭ１、Ｍ２が設けられている点である。実施の形態２では、ミラーＭ１、Ｍ２を用いて、Ｓ偏光、Ｐ偏光をそれぞれ４回ずつ管球２に集光させる。
【００２８】
図２においては、説明の簡略化のためＳ偏光のみが示されている。斜線の矢印が１、２回目の励起に用いられるＳ偏光であり、ドットの矢印が３、４回目の励起に用いられるＳ偏光である。
【００２９】
なお、１、２回目の集光時のＳ偏光の経路は、実施の形態１において説明したものと同じであるため、説明を省略する。偏光ビームスプリッタＢＳ１により、レーザ発振器１に向かう方向と異なる下方向に反射されたＳ偏光は、ミラーＭ１で反射され、再度偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射する。当該Ｓ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射され、集光レンズＬ１の方向に進む。入射されたＳ偏光は集光レンズＬ１で管球２内に３回目の集光がなされる。
【００３０】
３回目の励起に寄与せず管球２を通過したＳ偏光は、集光レンズＬ２に入射し、平行光となる。このＳ偏光は、直角プリズム３に入射する。Ｓ偏光は、直角プリズム３の入射面の上側に入射し、反射面３ａで下方向に反射された後、反射面３ｂで左方向に反射される。すなわち、直角プリズム３は、Ｓ偏光の進行方向を１８０度変え、Ｓ偏光の経路を直角プリズム３に入射したときの経路と異なる経路とする。直角プリズム３から出射されたＳ偏光は集光レンズＬ２に入射され、管球２内に４回目の集光がなされる。
【００３１】
なお、図２においては図示していないが、偏光ビームスプリッタＢＳ２を通過したＰ偏光は、ミラーＭ２により反射され、１、２回目の集光時の経路の逆の経路を通って、３、４回目の集光がなされる。このように、実施の形態２では、Ｓ偏光、Ｐ偏光、それぞれ４回ずつの集光により、プラズマ中のレーザエネルギーの密度を高め、さらに発光効率を向上させることが可能となる。
【００３２】
この場合、４回目の集光時に励起に寄与しなかったＳ偏光、Ｐ偏光は、レーザ発振器１への戻り光となる。しかしながら、実施の形態２では、Ｓ偏光、Ｐ偏光は、４回放電媒体の励起に用いられている。このため、レーザ発振器１への戻り光は低減され、レーザ発振器１を破壊することはない。
【００３３】
図３に、レーザパワーとレーザ吸収率の関係を示している。図３の横軸にレーザパワーを示し、縦軸にレーザ吸収率を示している。図３は、１回の集光よって吸収されるレーザ光の割合を示している。例えば、レーザ発振器１のレーザパワーが３００Ｗであるとすると、１回あたりのプラズマでの吸収率は６０％である。実施の形態２のように、４回集光した場合の戻り光の光量は、（１−０．６）＾４＝０．００３（３％）である。
【００３４】
このように、レーザ発振器１への戻り光は、一般的なレンズ等の表面反射程度であり、レーザ発振器１が破壊されることはない。また、途中の損失を無視すると、１回の集光では６０％の吸収率であるが、４回の集光により９７％まで吸収率を高めることができ、発光効率を向上させることができる。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態３に係るレーザ励起光源について、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態３に係るレーザ励起光源２０の構成を示す図である。図３に示すように、レーザ励起光源２０は、レーザ発振器１、管球２、偏光ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２、発散レンズ４、楕円ミラー５を備えている。
【００３６】
レーザ発振器１から出射された無偏光のレーザ光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で、Ｐ偏光とＳ偏光とに分離される。図４において、Ｓ偏光を斜線の矢印で、Ｐ偏光を白抜きの矢印で示している。Ｓ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射され、右方向に進む。一方、Ｐ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、発散レンズ４の方向に進む。
【００３７】
Ｓ偏光の経路上には、偏光ビームスプリッタＢＳ２が配置されている。Ｓ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ２で反射され、発散レンズ４の方向に進む。Ｓ偏光、Ｐ偏光は、発散レンズ４の異なる位置に入射する。
【００３８】
発散レンズ４は、入射するＳ偏光、Ｐ偏光を異なる方向に発散させる。これらのＳ偏光、Ｐ偏光は、楕円ミラー５の異なる位置に入射する。楕円ミラー５は、Ｓ偏光、Ｐ偏光管球２の集光点に集光させる。すなわち、Ｓ偏光は左側から、Ｐ偏光は右側からと、異なる方向から管球２に入射する。実施の形態３では、発散レンズ４、楕円ミラー５が集光光学系である。
【００３９】
発光に寄与せず管球２を通過したＳ偏光、Ｐ偏光は、それぞれ楕円ミラー５の異なる位置に入射する。楕円ミラー５で反射されたＳ偏光、Ｐ偏光は、発散レンズ４の異なる位置にそれぞれ入射する。発散レンズ４から出射されたＰ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ２を通過する。
【００４０】
発散レンズ４から出射されたＳ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で左方向に反射される。すなわち、偏光ビームスプリッタＢＳ１は、Ｓ偏光の進行方向をレーザ発振器１に向かう方向とは異なる方向にする。これにより、偏光ビームスプリッタＢＳ１は、Ｓ偏光のレーザ発振器１への戻り光を抑止する。
【００４１】
このように、実施の形態３では、無偏光のレーザ光を分離したＳ偏光、Ｐ偏光の両方を用いて放電媒体を励起しているため、発光効率を向上させることが可能となる。また、偏光ビームスプリッタＢＳ１及びＢＳ２により、Ｐ偏光及びＳ偏光の進行方向を変え、レーザ発振器１への戻り光を抑止し、レーザ発振器１の故障を防止することが可能となる。
【００４２】
実施の形態４．
実施の形態４に係るレーザ励起光源について、図５を参照して説明する。図５は、実施の形態４に係るレーザ励起光源２０Ａの構成を示す図である。実施の形態４において、実施の形態３と異なる点は、ミラーＭ１、Ｍ２が設けられている点である。実施の形態４では、ミラーＭ１、Ｍ２を用いて、Ｓ偏光、Ｐ偏光をそれぞれ２回ずつ管球２に集光させる。
【００４３】
図５においては、説明の簡略化のためＳ偏光のみが示されている。斜線の矢印が１回目の励起に用いられるＳ偏光であり、ドットの矢印が２回目の励起に用いられるＳ偏光である。
【００４４】
なお、１回目の集光時のＳ偏光の経路は、実施の形態３において説明したものと同じであるため、説明を省略する。偏光ビームスプリッタＢＳ１により、レーザ発振器１に向かう方向と異なる左方向に反射されたＳ偏光は、ミラーＭ１で反射され、再度偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射する。当該Ｓ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射され、発散レンズ４の方向に進む。Ｓ偏光は楕円ミラー５で反射され、管球２内に２回目の集光がなされる。
【００４５】
励起に寄与せず、管球２を通過したＳ偏光は、楕円ミラー５で反射され、再度発散レンズ４に入射する。すなわち、２回目の集光時におけるＳ偏光の経路は、１回目の集光時におけるＰ偏光の経路と同じ経路となる。なお、図５においては図示していないが、偏光ビームスプリッタＢＳ２を通過したＰ偏光は、ミラーＭ２により反射され、１回目の集光時のＳ偏光の経路と同じ経路を通って、２回目の集光がなされる。このように、実施の形態２では、２回の集光により、プラズマ中のレーザエネルギーの密度を高め、発光効率を向上させることが可能となる。
【００４６】
この場合、２回目の集光時に励起に寄与しなかったＳ偏光、Ｐ偏光は、レーザ発振器１への戻り光となる。しかしながら、実施の形態３では、Ｓ偏光、Ｐ偏光は、２回放電媒体の励起に用いられている。このため、レーザ発振器１への戻り光は少なく、レーザ発振器１を破壊することはない。
【００４７】
実施の形態５．
実施の形態５に係るレーザ励起光源について、図６を参照して説明する。図６は、実施の形態５に係るレーザ励起光源１０Ｂの構成を示す図である。実施の形態５では、実施の形態１の直角プリズム３の代わりに、λ／４板６、ミラーＭ３が設けられている。なお、その他の構成については、実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。
【００４８】
１回目の集光時に発光に寄与せず管球２を通過したＳ偏光、Ｐ偏光は、それぞれ集光レンズＬ２の異なる位置に入射する。集光レンズＬ２は、Ｓ偏光、Ｐ偏光を平行光にする。これらのＳ偏光、Ｐ偏光は、λ／４板６の異なる位置に入射する。
【００４９】
λ／４板６は、Ｓ偏光、Ｐ偏光をそれぞれ円偏光へと変換する。円偏光に変換されたＳ偏光、Ｐ偏光は、ミラーＭ３で反射され、再度λ／４板６に入射する。これにより、偏光方向が９０°回転し、Ｓ偏光がＰ偏光に、Ｐ偏光がＳ偏光にそれぞれ変換される。実施の形態５では、集光レンズＬ２、λ／４板６、ミラーＭ３が、再集光光学系である。Ｓ偏光、Ｐ偏光は、それぞれ１回目の集光時に通過した経路と異なる経路で、管球２の集光点に再度集光される。
【００５０】
このように、再度管球２内に集光されたＳ偏光、Ｐ偏光は、再度放電媒体の励起に用いられる。２回目の放電媒体の励起に寄与しなかったＳ偏光、Ｐ偏光は、管球２を通過し、集光レンズＬ１に入射する。
【００５１】
このように、実施の形態５においても、実施の形態１と同様に、無偏光のレーザ光を分離したＳ偏光、Ｐ偏光の両方を用いて放電媒体を励起しているため、発光効率を向上させることが可能となる。また、再集光光学系を用いてＳ偏光、Ｐ偏光の経路を入れ替え、再度集光させることにより、２回集光点に集光することができ、さらに発光効率を高めることができる。
【００５２】
また、偏光ビームスプリッタＢＳ１により、戻ってきたＳ偏光の進行方向を変えることができ、レーザ発振器１への戻り光を低減し、レーザ発振器１の故障を防止することが可能となる。
【００５３】
実施の形態６．
実施の形態６に係るレーザ励起光源について、図７を参照して説明する。図７は、実施の形態６に係るレーザ励起光源３０の構成を示す図である。図７に示すように、レーザ励起光源３０は、レーザ発振器１、管球２、集光レンズＬ１、Ｌ２、偏光ビームスプリッタＢＳ１、ミラーＭ４〜Ｍ７を備えている。図７において、Ｓ偏光を斜線の矢印で、Ｐ偏光を白抜きの矢印で示している。
【００５４】
レーザ発振器１から出射された無偏光のレーザ光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１により、Ｓ偏光とＰ偏光とに分離される。偏光ビームスプリッタＢＳ１により分離されたＳ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射され下方に進み、ミラーＭ４で反射される。右方向に進む。その後、Ｓ偏光は、ミラーＭ５、Ｍ６で反射され集光レンズＬ２に入射する。集光レンズＬ２は、入射されたＳ偏光を管球２の集光点に集光する。
【００５５】
また、Ｐ偏光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、集光レンズＬ１に入射する。集光レンズＬ１は、入射されたＰ偏光を管球２の集光点に集光する。実施の形態６では、集光レンズＬ１、集光レンズＬ２、ミラーＭ４〜Ｍ６が集光光学系である。Ｓ偏光、Ｐ偏光は、互いに異なる方向から管球２の集光点に集光される。
【００５６】
励起に寄与しなかったＳ偏光は管球２を通過し、集光レンズＬ１を通過して、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射され上方向に向かい、ミラーＭ７に入射する。また、励起に寄与しなかったＰ偏光は管球２を通過し、集光レンズＬ２、ミラーＭ４、Ｍ５、Ｍ６を通過して、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過して、ミラーＭ７に入射する。
【００５７】
入射したＳ偏光、Ｐ偏光はミラーＭ７で反射され、再度、偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射する。これにより、図７では図示していないが、Ｓ偏光、Ｐ偏光は、それぞれ１回目の集光時に通過した経路と異なる経路で、管球２の集光点に再度集光される。このように、再度管球２内に集光されたＳ偏光、Ｐ偏光は、再度放電媒体の励起に用いられる。
【００５８】
このように、実施の形態６においても、無偏光のレーザ光を分離したＳ偏光、Ｐ偏光の両方を用いて放電媒体を励起しているため、発光効率を向上させることが可能となる。また、Ｓ偏光、Ｐ偏光を２回集光点に集光することができ、さらに発光効率を高めることができる。
【００５９】
実施の形態６では、２回目の集光時に励起に寄与しなかったＳ偏光、Ｐ偏光は、レーザ発振器１への戻り光となる。しかしながら、実施の形態６では、Ｓ偏光、Ｐ偏光は、２回放電媒体の励起に用いられている。このため、レーザ発振器１への戻り光は少なく、レーザ発振器１を破壊することはない。なお、実施の形態６においてミラーＭ７を除外する事で、レーザ発振器1への戻り光を完全に抑止する事が可能である。
【００６０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１  レーザ発振器
２  管球
３  直角プリズム
３ａ、３ｂ  反射面
４  発散レンズ
５  楕円ミラー
６  λ／４板
１０、１０Ａ、１０Ｂ  レーザ励起光源
２０、２０Ａ  レーザ励起光源
３０  レーザ励起光源
ＢＳ１  偏光ビームスプリッタ
ＢＳ２  偏光ビームスプリッタ
Ｌ１  集光レンズ
Ｌ２  集光レンズ
Ｍ１〜Ｍ７  ミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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