(57)【要約】  紫外レーザ装置は、第１〜３赤外レーザ光を出力するイットリビウムドープファイバ光増幅器、ツリウムドープファイバ光増幅器、及びイットリビウムドープファイバ光増幅器またはエルビウムドープファイバ光増幅器を含むレーザ光出力部と、第１〜３赤外レーザ光が伝播して第１〜３レーザ光がそれぞれ出力される第１〜３光学系列と、第１〜３レーザ光が合波されて伝播する第４光学系列とを含む波長変換部とを備える。第１光学系列は、第１赤外レーザ光を所定の高調波に波長変換して第１レーザ光として発生させ、第４光学系列は、所定の高調波と第２レーザ光との和周波発生により前段紫外レーザ光を発生させる第１の波長変換光学素子と、前段紫外レーザ光と第３レーザ光との和周波発生により紫外レーザ光を発生させる第２の波長変換光学素子とを含む。
2011158927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外波長の第１赤外レーザ光と第２赤外レーザ光と第３赤外レーザ光とをそれぞれ出力する第１ファイバ光増幅器と第２ファイバ光増幅器と第３ファイバ光増幅器とを含むレーザ光出力部と、
前記第１赤外レーザ光が入射し伝播して第１レーザ光として出力される第１光学系列と、前記第２赤外レーザ光が入射し伝播して第２レーザ光として出力される第２光学系列と、前記第３赤外レーザ光が入射し伝播して第３レーザ光として出力される第３光学系列と、前記第１光学系列、前記第２光学系列及び前記第３光学系列からそれぞれ出力された前記第１レーザ光、前記第２レーザ光及び前記第３レーザ光が合波されて入射し伝播する第４光学系列とを含む波長変換部とを備え、
前記第１ファイバ光増幅器はイットリビウムドープファイバ光増幅器であり、
前記第２ファイバ光増幅器はツリウムドープファイバ光増幅器であり、
前記第３ファイバ光増幅器はイットリビウムドープファイバ光増幅器またはエルビウムドープファイバ光増幅器であり、
前記第１光学系列は、前記第１赤外レーザ光を所定の高調波に波長変換し、前記所定の高調波を前記第１レーザ光として発生させ、
前記第４光学系列は第１の波長変換光学素子と第２の波長変換光学素子とを含み、
前記第１の波長変換光学素子は、前記所定の高調波と前記第２レーザ光との和周波発生により、紫外領域の前段紫外レーザ光を発生させ、
前記第２の波長変換光学素子は、前記前段紫外レーザ光と前記第３レーザ光との和周波発生により、紫外レーザ光を発生させる紫外レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紫外レーザ装置において、
前記第３ファイバ光増幅器がイットリビウムドープファイバ光増幅器である紫外レーザ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の紫外レーザ装置において、
前記第３ファイバ光増幅器がエルビウムドープファイバ光増幅器である紫外レーザ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の紫外レーザ装置において、
前記所定の高調波は、角周波数が前記第１赤外レーザ光の４倍、且つ波長が前記第１赤外レーザ光の１／４の４倍高調波であ
る紫外レーザ装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の紫外レーザ装置において、
前記所定の高調波は、角周波数が前記第１赤外レーザ光の３倍、且つ波長が前記第１赤外レーザ光の１／３の第１の３倍高調波であり、
前記第２光学系列は、前記第２赤外レーザ光を、角周波数が前記第２赤外レーザ光の３倍であって、且つ波長が前記第２赤外レーザ光の１／３である第２の３倍高調波に波長変換し、前記第２の３倍高調波を前記第２レーザ光として発生させ、
前記第１の波長変換光学素子は、前記第１の３倍高調波と前記第２の３倍高調波との和周波発生により、前記前段紫外レーザ光を発生させ、
前記第２の波長変換光学素子は、前記前段紫外レーザ光と前記第３レーザ光との和周波発生により、前記紫外レーザ光を発生させる紫外レーザ装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の紫外レーザ装置において、
前記第１の波長変換光学素子はＬＢＯ結晶であり、
前記第２の波長変換光学素子はＣＬＢＯ結晶である紫外レーザ装置。
【請求項７】
請求項１〜３及び５のいずれか一項に記載の紫外レーザ装置において、
前記第１の波長変換光学素子及び前記第２の波長変換光学素子がＣＬＢＯ結晶である紫外レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバ光増幅器を有して赤外波長のレーザ光を出力するレーザ光出力部と、波長変換光学素子を有してレーザ光出力部から出力された赤外波長のレーザ光を紫外波長のレーザ光に波長変換する波長変換部とを含む紫外レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のようなレーザ光出力部と波長変換部とを含む紫外レーザ装置として、例えば、露光装置や検査装置、治療装置等に好適に用いられるレーザ装置が知られている。このようなレーザ装置は、ＤＦＢ半導体レーザ等のレーザ光源から出射された赤外波長のレーザ光をファイバ光増幅器により増幅し、増幅された赤外レーザ光を波長変換部に配設された波長変換光学素子により波長変換して紫外波長のレーザ光を出力する。【０００３】
ファイバ光増幅器としては、光ファイバ開発の歴史的経緯から、波長λ＝１．５５μｍ帯の赤外波長のレーザ光を増幅するエルビウム（Ｅｒ）ドープファイバ光増幅器（一般的に「ＥＤＦＡ」と略記される）が広く用いられている。ＥＤＦＡから出力された赤外レーザ光が波長変換部に設けられた複数系列の伝播経路を通る過程で、異なる波長（基本波及び高次高調波）のレーザ光が生成され、これらが波長変換部の後段で合成されて、和周波発生等により紫外レーザ光を出力する（特許文献１及び特許文献２を参照）。このような構成により、取り扱いが容易で小型の全固体型の紫外レーザ装置が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００７−２７９０８４号公報
【特許文献２】日本国特開２０１０−９３２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、赤外レーザ光の出力を増大させるため、ＥＤＦＡを複数段直列に接続するなどしても、複数段直列接続されたＥＤＦＡにより得られる赤外レーザ光の最大出力が数十Ｗ程度であり、紫外レーザ装置のさらなる高出力化が難しいという課題があった。また、波長変換部について種々の構成が考案されているが、紫外波長領域において、ビーム整形等のための光学素子を設けることなく、波長変換効率を高めて、より高出力の紫外レーザ光を出力可能とするような構成は困難であると考えられていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によると、紫外レーザ装置は、赤外波長の第１赤外レーザ光と第２赤外レーザ光と第３赤外レーザ光とをそれぞれ出力する第１ファイバ光増幅器と第２ファイバ光増幅器と第３ファイバ光増幅器とを含むレーザ光出力部と、第１赤外レーザ光が入射し伝播して第１レーザ光として出力される第１光学系列と、第２赤外レーザ光が入射し伝播して第２レーザ光として出力される第２光学系列と、第３赤外レーザ光が入射し伝播して第３レーザ光として出力される第３光学系列と、第１光学系列、第２光学系列及び第３光学系列からそれぞれ出力された第１レーザ光、第２レーザ光及び第３レーザ光が合波されて入射し伝播する第４光学系列とを含む波長変換部とを備える。第１ファイバ光増幅器はイットリビウムドープファイバ光増幅器であり、第２ファイバ光増幅器はツリウムドープファイバ光増幅器であり、第３ファイバ光増幅器はイットリビウムドープファイバ光増幅器またはエルビウムドープファイバ光増幅器であり、第１光学系列は、第１赤外レーザ光を所定の高調波に波長変換し、所定の高調波を第１レーザ光として発生させ、第４光学系列は第１の波長変換光学素子と第２の波長変換光学素子とを含み、第１の波長変換光学素子は、所定の高調波と第２レーザ光との和周波発生により、紫外領域の前段紫外レーザ光を発生させ、第２の波長変換光学素子は、前段紫外レーザ光と第３レーザ光との和周波発生により、紫外レーザ光を発生させる。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の紫外レーザ装置において、第３ファイバ光増幅器がイットリビウムドープファイバ光増幅器であるのが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第１の態様の紫外レーザ装置において、第３ファイバ光増幅器がエルビウムドープファイバ光増幅器であるのが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第１〜３のいずれか１つの態様の紫外レーザ装置において、所定の高調波は、角周波数が第１赤外レーザ光の４倍、且つ波長が第１赤外レーザ光の１／４の４倍高調波であるのが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第１〜３のいずれか１つの態様の紫外レーザ装置において、所定の高調波は、角周波数が第１赤外レーザ光の３倍、且つ波長が第１赤外レーザ光の１／３の第１の３倍高調波であり、第２光学系列は、第２赤外レーザ光を、角周波数が第２赤外レーザ光の３倍であって、且つ波長が第２赤外レーザ光の１／３である第２の３倍高調波に波長変換し、第２の３倍高調波を第２レーザ光として発生させ、第１の波長変換光学素子は、第１の３倍高調波と第２の３倍高調波との和周波発生により、前段紫外レーザ光を発生させ、第２の波長変換光学素子は、前段紫外レーザ光と第３レーザ光との和周波発生により、紫外レーザ光を発生させるのが好ましい。
本発明の第６の態様によると、第１〜４のいずれか１つの態様の紫外レーザ装置において、第１の波長変換光学素子はＬＢＯ結晶であり、第２の波長変換光学素子はＣＬＢＯ結晶であるのが好ましい。
本発明の第７の態様によると、第１〜３及び５のいずれか１つの態様の紫外レーザ装置において、第１の波長変換光学素子及び第２の波長変換光学素子がＣＬＢＯ結晶であるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高出力の紫外レーザ光を出力可能な紫外レーザ装置を提供することができる。また、紫外波長領域にモード整形のための光学素子を設けることなく、高出力化が可能な紫外レーザ装置を提供することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態における紫外レーザ装置の構成の概要を例示する図である。
【図２】第２の実施の形態における紫外レーザ装置の構成の概要を例示する図である。
【図３】第３の実施の形態における紫外レーザ装置の構成の概要を例示する図である。
【図４】第４の実施の形態における紫外レーザ装置の構成の概要を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明の第１〜第４の実施の形態における紫外レーザ装置１〜４を、各々図１〜４に示す。これらの紫外レーザ装置１〜４は、レーザ光出力部と波長変換部とを含む。レーザ光出力部は、ファイバ光増幅器を有し、赤外波長のレーザ光を出力する。波長変換部は、波長変換光学素子を有し、レーザ光出力部から出力された赤外波長のレーザ光を紫外波長のレーザ光に波長変換して出力する。
【００１０】
レーザ光出力部は、図１〜４に示すように、赤外領域の所定波長のレーザ光（シード光）を発生させるレーザ光発生部１０（１１０，２１０，３１０，４１０）と、レーザ光発生部１０が発生させたシード光を増幅して所定出力の赤外レーザ光を出力する増幅部２０（１２０，２２０，３２０，４２０）とを含む。ファイバ光増幅器の両端部に共振器を組み込んだファイバーレーザを用いてレーザ光出力部を構成しても良い。
【００１１】
レーザ光発生部１０（１１０，２１０，３１０，４１０）は、３つのレーザ光源、すなわち、第１レーザ光源（１１１，２１１，３１１，４１１）、第２レーザ光源（１１２，２１２，３１２，４１２）及び第３レーザ光源（１１３，２１３，３１３，４１３）を含む。第１レーザ光源（１１１，２１１，３１１，４１１）、第２レーザ光源（１１２，２１２，３１２，４１２）及び第３レーザ光源（１１３，２１３，３１３，４１３）は、それぞれ、赤外領域の所定波長のシード光を発生させる。
【００１２】
増幅部２０（１２０，２２０，３２０，４２０）は、第１〜第３レーザ光源に対応して設けられた３つのファイバ光増幅器により構成される。それら３つのファイバ光増幅器は、第１レーザ光源に対応して設けられた第１ファイバ光増幅器（１２１，２２１，３２１，４２１）、第２レーザ光源に対応して設けられた第２ファイバ光増幅器（１２２，２２２，３２２，４２２）、及び第３レーザ光源に対応して設けられた第３ファイバ光増幅器（１２３，２２３，３２３，４２３）である。第１ファイバ光増幅器（１２１，２２１，３２１，４２１）は、第１レーザ光源が発生させたシード光を所定出力に増幅し、増幅された赤外波長のレーザ光（「第１赤外レーザ光」という）を出力する。第２、第３ファイバ光増幅器についても同様である。
【００１３】
第１ファイバ光増幅器（１２１，２２１，３２１，４２１）はイットリビウム（Ｙｂ）ドープファイバ光増幅器、第２ファイバ光増幅器（１２２，２２２，３２２，４２２）はツリウム（Ｔｍ）ドープファイバ光増幅器であり、第３ファイバ光増幅器（１２３，２２３，３２３，４２３）はイットリビウムドープファイバ光増幅器またはエルビウムドープファイバ光増幅器である。
【００１４】
波長変換部３０（１３０，２３０，３３０，４３０）は、第１〜第３ファイバ光増幅器にそれぞれ対応して設けられた３つの光学系列と、これら３つの光学系列が一体に合流された光学系列とを含む。すなわち、波長変換部３０（１３０，２３０，３３０，４３０）は、第１ファイバ光増幅器から出力された第１赤外レーザ光が入射して伝播する第１光学系列Ｉ、第２ファイバ光増幅器から出力された第２赤外レーザ光が入射し伝播する第２光学系列II、第３ファイバ光増幅器から出力された第３赤外レーザ光が入射し伝播する第３光学系列III、及びこれら第１〜第３光学系列を伝播したレーザ光が合波されて入射し伝播する第４光学系列IVを有する。
【００１５】
第１、第２、第３の各光学系列に入射した赤外波長の第１、第２、第３赤外レーザ光に対して、波長変換部３０に設けられた波長変換光学素子により順次波長変換が行われ、第４光学系列IVから波長が概ね２００ｎｍ程度以下の紫外レーザ光（深紫外レーザ光）Ｌvが出力される。
【００１６】
第４光学系列IVには、第１の波長変換光学素子及び第２の波長変換光学素子が配設されている。第１の波長変換光学素子（１３３，２３３，３３３，４３３）において、第１光学系列Ｉを伝播したレーザ光と第２光学系列IIを伝播したレーザ光との和周波発生により紫外領域の前段紫外レーザ光が発生し、第２の波長変換光学素子（１３４，２３４，３３４，３４４）において上記前段紫外レーザ光と第３光学系列IIIを伝播したレーザ光との和周波発生によって出力光である紫外レーザ光Ｌvが発生する。
【００１７】
このように構成される紫外レーザ装置１〜４においては、第１ファイバ光増幅器、第２ファイバ光増幅器として、いずれも百Ｗ以上の高出力赤外レーザ光が比較的容易に得られるファイバ光増幅器が用いられ、且つ、これら（第１ファイバ光増幅器及び第２ファイバ光増幅器）は、赤外波長領域の中でも波長が大きく相異なるレーザ光を増幅するイットリビウムドープファイバ光増幅器（以下、「ＹＤＦＡ」と略記する）とツリウムドープファイバ光増幅器（以下、「ＴＤＦＡ」と略記する）とを用いて構成される。
【００１８】
このような構成によれば、ほぼ限界に達して高出力化が困難であるとされてきた紫外レーザ光の出力を大幅に向上可能な紫外レーザ装置を提供することができる。また、ＹＤＦＡとＴＤＦＡとからそれぞれ出力される第１、第２赤外レーザ光の波長が大きく相異なることに加えて、さらに第３ファイバ光増幅器としてＹＤＦＡまたはＥＤＦＡが用いられるため、波長変換部の構成の自由度を拡大することができる。これにより紫外波長領域にモード整形のための光学素子を設けることなく高出力化が可能な複数種類の紫外レーザ装置を提供することができる。
【００１９】
以降では、上述した紫外レーザ装置１〜４について、より具体的な構成を例示しながら詳細に説明する。図１〜４の各図には、光路上の各位置における偏光状態について、偏光面が紙面に平行であるという偏光状態をｐ偏光として両端矢印の符号を付記し、偏光面が紙面に垂直であるという偏光状態をｓ偏光としてドット付きの丸印の符号を付記している。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１に示す第１の実施の形態における紫外レーザ装置１は、シード光を発生させるレーザ光発生部１１０と、レーザ光発生部１１０が発生させたシード光を増幅して所定出力の赤外レーザ光を出力する増幅部１２０と、光増幅部１２０から出力された赤外波長のレーザ光を紫外波長のレーザ光に波長変換して出力する波長変換部１３０とを含む。
【００２１】
レーザ光発生部１１０は、第１レーザ光源１１１、第２レーザ光源１１２、及び第３レーザ光源１１３を含む。第１レーザ光源１１１、第２レーザ光源１１２、及び第３レーザ光源１１３の各々は、赤外波長のシード光を発生させる。本実施の形態において、第１レーザ光源１１１が発生させるシード光の波長λはλ＝１０６３．２ｎｍ、第２レーザ光源１１２が発生させるシード光の波長λはλ＝２０００ｎｍ、第３レーザ光源１１３が発生させるシード光の波長λはλ＝１１０２ｎｍである。
【００２２】
第１レーザ光源１１１、第２レーザ光源１１２、及び第３レーザ光源１１３は、それぞれ、例えば、各々上記波長を発振帯域に含むＤＦＢ（Distributed  Feedback）半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＤＢＲ（Distributed  Bragg  Reflector）半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＣＷ発振させた狭帯域のファイバーレーザや半導体レーザの出力光をＥＯＭ（Electro-Optic  Modulator）等の高速光変調器でパルス変調することなどにより、パルス変調光を発生する。
【００２３】
増幅部１２０は、第１レーザ光源１１１の出力が入射端に接続された第１ファイバ光増幅器１２１、第２レーザ光源１１２の出力が入射端に接続された第２ファイバ光増幅器１２２、及び第３レーザ光源１１３の出力が入射端に接続された第３ファイバ光増幅器１２３を含む。
【００２４】
第１ファイバ光増幅器１２１は、第１レーザ光源１１１から出力された波長λ＝１０６３．２ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡ（イットリビウムドープファイバ光増幅器）が、第１ファイバ光増幅器１２１として好適に用いられる。第１ファイバ光増幅器１２１により増幅された波長λ＝１０６３．２ｎｍの第１赤外レーザ光は、波長変換部１３０の第１光学系列Ｉに入射する。
【００２５】
第２ファイバ光増幅器１２２は、第２レーザ光源１１２から出力された波長λ＝２０００ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＴＤＦＡ（ツリウムドープファイバ光増幅器）が、第２ファイバ光増幅器１２２として好適に用いられる。第２ファイバ光増幅器１２２により増幅された波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光は、波長変換部１３０の第２光学系列IIに入射する。
【００２６】
第３ファイバ光増幅器１２３は、第３レーザ光源１１３から出力された波長λ＝１１０２ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、第１ファイバ光増幅器１２１と同様に、ＹＤＦＡ（イットリビウムドープファイバ光増幅器）が、第３ファイバ光増幅器１２３として好適に用いられる。第３ファイバ光増幅器１２３により増幅された波長λ＝１１０２ｎｍの第３赤外レーザ光は、波長変換部１３０の第３光学系列IIIに入射する。
【００２７】
本実施の形態の説明では、各部が有する機能に基づいてレーザ光発生部１１０と増幅部１２０とに分けて説明するが、上記説明から分かるように、各レーザ光源とファイバ光増幅器とは一体的に結合されており、その両者によって所定波長の赤外レーザ光を出力するレーザ光出力部が形成される。すなわち、第１レーザ光源１１１と第１ファイバ光増幅器１２１とにより波長λ＝１０６３．２ｎｍの第１赤外レーザ光を出力する第１レーザ光出力部が形成され、第２レーザ光源１１２と第２ファイバ光増幅器１２２とにより波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光を出力する第２レーザ光出力部が形成され、第３レーザ光源１１３と第３ファイバ光増幅器１２３とにより波長λ＝１１０２ｎｍの第３赤外レーザ光を出力する第３レーザ光出力部が形成される。このことは、以降に記載する他の実施の形態の説明においても同様である。
【００２８】
第１ファイバ光増幅器１２１から出力された波長λ＝１０６３．２ｎｍの第１赤外レーザ光は、第１光学系列Ｉに入射して伝播し、第１レーザ光として出力される。第２ファイバ光増幅器１２２から出力された波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光は、第２光学系列IIに入射して伝播し、第２レーザ光として出力される。第３ファイバ光増幅器から出力された波長λ＝１１０２ｎｍの第３赤外レーザ光は、第３光学系列IIIに入射して伝播し、第３レーザ光として出力される。これら第１〜第３光学系列からそれぞれ出力された第１〜３レーザ光は、合波され、第４光学系列IVに入射して伝播する。波長変換部１３０は、このような第１光学系列Ｉ、第２光学系列II、第３光学系列III、及び第４光学系列IV、の４つの光学系列により構成される。本実施の形態の波長変換部１３０は、４つの波長変換光学素子１３１〜１３４を主体として構成される。図１において、第１〜第３光学系列の光軸上に設けられた長楕円形の部材は、波長変換光学素子にビームを集光入射させるためのシリンドリカルレンズであり、これは図２〜４においても同様である。
【００２９】
第１光学系列Ｉには、第３の波長変換光学素子１３１及び第４の波長変換光学素子１３２が設けられている。第１光学系列Ｉにおいては、第１ファイバ光増幅器１２１から出射して第１光学系列に入射した波長λ＝１０６３．２ｎｍ、角周波数ω1の第１赤外レーザ光（以降、本実施の形態の説明において「第１基本波」とも表記する）が、第１光学系列を伝播する過程で、角周波数が第１基本波の４倍（４ω1）、波長が１／４（λ＝２６５．８ｎｍ）の４倍高調波に波長変換される。
【００３０】
第１光学系列Ｉに設けられた第３の波長変換光学素子１３１は、この素子に入射する角周波数ω1の第１基本波（第１赤外レーザ光）を、角周波数が２ω1の２倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第３の波長変換光学素子１３１としてＬＢＯ（ＬｉＢ3Ｏ5）結晶を用い、結晶温度Ｔを約４２３ＫとしてＮＣＰＭ（Non-Critical  Phase  Matching）で使用する。第３の波長変換光学素子１３１では、第１基本波の二次高調波発生（ＳＨＧ）により、角周波数が第１基本波の２倍（２ω1）、波長が半分（λ＝５３１．６ｎｍ）の２倍高調波が発生する。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数ｄeffは、ｄeff＝０．８２９ｐｍ／Ｖと高く、高効率で第１基本波の２倍高調波が発生する。第３の波長変換光学素子１３１で発生した２倍高調波は、第４の波長変換光学素子１３２に集光入射される。
【００３１】
第４の波長変換光学素子１３２は、集光入射された角周波数２ω1の２倍高調波を、角周波数が４ω1の４倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第４の波長変換光学素子１３２としてＣＬＢＯ（ＣsＬiＢ6Ｏ10）結晶を用い、TypeＩ角度位相整合で使用する。第４の波長変換光学素子１３２では、２倍高調波の二次高調波発生により、角周波数が第１基本波の４倍（４ω1）、波長が１／４（λ＝２６５．８ｎｍ）の４倍高調波が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．７９２ｐｍ／Ｖと高く、高効率で第１基本波の４倍高調波が発生する。
【００３２】
第４の波長変換光学素子１３２で発生した４倍高調波（４ω1）は、２枚の上述したシリンドリカルレンズによりビーム形状が整形された後、ダイクロイックミラー１４１に入射する。ダイクロイックミラー１４１は、波長２６５．８ｎｍの第１赤外レーザ光の４倍高調波を反射し、波長２０００ｎｍの第２赤外レーザ光、及び波長１１０２ｎｍの第３赤外レーザ光を透過させる。第１赤外レーザ光の４倍高調波（４ω1）は、ダイクロイックミラー１４１により反射されて、第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子１３３に第１レーザ光として集光入射する。
【００３３】
ダイクロイックミラー１４１の透過波長は、第１赤外レーザ光の４倍高調波（４ω1）よりも長く、第２、第３赤外レーザ光の波長を含む波長帯域の内の任意の波長である。例えば、ダイクロイックミラー１４１の透過波長を３５０ｎｍ以上（反射波長は３５０ｎｍ未満）に設定し、ダイクロイックミラー１４１を、第１赤外レーザ光の基本波（ω1）及びその２倍高調波（２ω1）が透過して光吸収体に吸収されるような構成にすれば、必要のない波長のレーザ光が第４光学系列IVの波長変換光学素子に入射することを抑止できる。以降の各実施の形態においても同様である。
【００３４】
波長変換部１３０は、第２赤外レーザ光が入射する第２光学系列II、及び第３赤外光が入射する第３光学系列IIIに波長変換光学素子を設けることなく構成される。これらの光学系列の終端部には、ミラー１４２とダイクロイックミラー１４３とが設けられている。ダイクロイックミラー１４３は、波長２０００ｎｍの第２赤外レーザ光を透過させ、波長１１０２ｎｍの第３赤外レーザ光を反射するように構成される。
【００３５】
ミラー１４２により反射された第２赤外レーザ光はダイクロイックミラー１４３を透過する。第３赤外レーザ光は、ダイクロイックミラー１４３により反射されて第２赤外レーザ光と同一軸上に重ね合わされる。さらに第２、第３赤外レーザ光がダイクロイックミラー１４１を透過する。こうして、第１赤外レーザ光の４倍高調波（第１レーザ光）、第２赤外レーザ光（第２レーザ光）、及び第３赤外レーザ光（第３レーザ光）が、同一軸上に重ね合わされた状態で第４光学系列IVの第１の波長変換光学素子１３３に集光入射する。
【００３６】
第４光学系列IVには、第１の波長変換光学素子１３３及び第２の波長変換光学素子１３４が設けられている。第１赤外レーザ光が第１光学系列Ｉを伝播する過程で波長変換されて第４光学系列に入射したときの波長λ＝２６５．８ｎｍである４倍高調波（４ω1）と、第２光学系列を伝播して第４光学系列に入射した波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光と、第３光学系列を伝播して第４光学系列に入射した波長λ＝１１０２ｎｍの第３赤外レーザ光との３つの赤外レーザ光が、第４光学系列を伝播する過程で、波長がλ＝１９３．４ｎｍの紫外レーザ光に波長変換される。
【００３７】
第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子１３３は、第１赤外レーザ光の４倍高調波と第２赤外レーザ光との和周波発生により、波長が紫外領域となる紫外レーザ光（本明細書においては、これを便宜的に「前段紫外レーザ光」という）を発生させる。
【００３８】
本実施の形態においては、第１の波長変換光学素子１３３としてＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約３２０ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第１の波長変換光学素子１３３では、波長λ＝２６５．８ｎｍである、第１赤外レーザ光の４倍高調波（４ω1）と、波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光との和周波発生（ＳＦＧ）により、波長λ＝２３４．６ｎｍの前段紫外レーザ光が発生する。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．８３ｐｍ／Ｖと高く、高効率で波長λ＝２３４．６ｎｍの前段紫外レーザ光が発生する。第１の波長変換光学素子１３３で発生した前段紫外レーザ光と、第１の波長変換光学素子１３３を透過した第３赤外レーザ光とは、第２の波長変換光学素子１３４に入射する。
【００３９】
第２の波長変換光学素子１３４は、前段紫外レーザ光と第３赤外レーザ光との和周波発生により、波長が２００ｎｍ以下の紫外レーザ光を発生させる。本実施の形態においては、第２の波長変換光学素子１３４としてＣＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約４１０ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第２の波長変換光学素子１３４では、波長λ＝２３４．６ｎｍの前段紫外レーザ光と、波長λ＝１１０２ｎｍの第３赤外レーザ光との和周波発生（ＳＦＧ）により、波長λ＝１９３．４ｎｍの紫外レーザ光が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数ｄeffは、ｄeff＝１．１１ｐｍ／Ｖと極めて高く、高効率で波長λ＝１９３．４ｎｍの紫外レーザ光が発生する。
【００４０】
第２の波長変換光学素子１３４で発生した波長λ＝１９３．４ｎｍの紫外レーザ光は、第４光学系列の終端から出力される。波長変換部１３０（紫外レーザ装置１）から、ＡｒＦエキシマレーザと略同一波長の波長λ＝１９３．４ｎｍの紫外レーザ光（深紫外レーザ光）Ｌvが出力される。
【００４１】
このように構成される紫外レーザ装置１においては、上述した基本的な効果に加えて、以下のような効果が得られる。まず、本実施の形態においては、赤外レーザ光を増幅する３つのファイバ光増幅器（第１〜第３ファイバ光増幅器）１２１〜１２３が、全て、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡとＴＤＦＡとにより構成される。このため、波長１９３ｎｍの紫外レーザ光を出力する全固体型紫外レーザ装置の大幅な高出力化を実現することができる。
【００４２】
さらに、本実施の形態における紫外レーザ装置１においては、紫外レーザ光を発生させるための第１、第２波長変換光学素子（ＬＢＯ結晶，ＣＬＢＯ結晶）１３３，１３４は、両方ともにウォークオフを生じないＮＣＰＭで使用される。このため、波長変換部１３０では極めて高効率で波長変換がおこなわれ、且つ、高いビーム品質が得られる。また、深紫外領域のレーザ光を発生して出力する第４光学系列には、ビーム整形のための光学素子を設ける必要がない。
【００４３】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態における紫外レーザ装置２について図２を参照して説明する。紫外レーザ装置２は、シード光を発生させるレーザ光発生部２１０と、レーザ光発生部２１０が発生させたシード光を増幅して所定出力の赤外レーザ光を出力する増幅部２２０と、光増幅部２２０から出力された赤外波長のレーザ光を紫外波長のレーザ光に波長変換して出力する波長変換部２３０とを含む。
【００４４】
レーザ光発生部２１０は、第１レーザ光源２１１、第２レーザ光源２１２、及び第３レーザ光源２１３を含む。第１レーザ光源２１１、第２レーザ光源２１２、及び第３レーザ光源２１３の各々は、赤外波長のシード光を発生させ
る。本実施の形態において、第１レーザ光源２１１が発生させるシード光の波長λはλ＝１０８０ｎｍ、第２レーザ光源２１２が発生させるシード光の波長λはλ＝２０００ｎｍ、第３レーザ光源２１３が発生させるシード光の波長λはλ＝１０８０ｎｍである。
【００４５】
第１レーザ光源２１１、第２レーザ光源２１２、及び第３レーザ光源２１３は、第１の実施の形態と同様であり、各々上記波長を発振帯域に含むＤＦＢ半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＤＢＲ半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＣＷ発振させた狭帯域のファイバーレーザや半導体レーザの出力光をＥＯＭ等の高速光変調器でパルス変調することなどにより、パルス変調光を発生する。
【００４６】
増幅部２２０は、第１レーザ光源２１１の出力が入射端に接続された第１ファイバ光増幅器２２１、第２レーザ光源２１２の出力が入射端に接続された第２ファイバ光増幅器２２２、及び第３レーザ光源２１３の出力が入射端に接続された第３ファイバ光増幅器２２３を含む。
【００４７】
第１ファイバ光増幅器２２１は、第１レーザ光源２１１から出力された波長λ＝１０８０ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡが、第１ファイバ光増幅器２２１として好適に用いられる。第１ファイバ光増幅器２２１により増幅された波長λ＝１０８０ｎｍの第１赤外レーザ光は、波長変換部２３０の第１光学系列Ｉに入射する。
【００４８】
第２ファイバ光増幅器２２２は、第２レーザ光源２１２から出力された波長λ＝２０００ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＴＤＦＡが、第２ファイバ光増幅器２２２として好適に用いられる。第２ファイバ光増幅器２２２により増幅された波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光は、波長変換部２３０の第２光学系列IIに入射する。
【００４９】
第３ファイバ光増幅器２２３は、第３レーザ光源２１３から出力された波長λ＝１０８０ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。第１ファイバ光増幅器２２１と同様のＹＤＦＡが用いられる。第３ファイバ光増幅器２２３により増幅された波長λ＝１０８０ｎｍの第３赤外レーザ光は、波長変換部２３０の第３光学系列IIIに入射する。
【００５０】
第１ファイバ光増幅器２２１から出力された波長λ＝１０８０ｎｍの第１赤外レーザ光は、第１光学系列Ｉに入射して伝播し、第１レーザ光として出力される。第２ファイバ光増幅器２２２から出力された波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光は、第２光学系列IIに入射して伝播し、第２レーザ光として出力される。第３ファイバ光増幅器から出力された波長λ＝１０８０ｎｍの第３赤外レーザ光は、第３光学系列IIIに入射して伝播し、第３レーザ光として出力される。これら第１〜第３光学系列からそれぞれ出力された第１〜３レーザ光は、合波され、第４光学系列IVに入射して伝播する。波長変換部２３０は、このような第１光学系列Ｉ、第２光学系列II、第３光学系列III、及び第４光学系列IV、の４つの光学系列により構成される。本実施の形態の波長変換部２３０は、４つの波長変換光学素子２３１〜２３４を主体として構成される。
【００５１】
第１光学系列Ｉには、第３の波長変換光学素子２３１及び第４の波長変換光学素子２３２が設けられている。第１光学系列Ｉにおいては、第１ファイバ光増幅器２２１から出射して第１光学系列に入射した波長λ＝１０８０ｎｍ、角周波数ω1の第１赤外レーザ光（以降、本実施の形態の説明において「第１基本波」とも表記する）が、第１光学系列を伝播する過程で、角周波数が第１基本波の４倍（４ω1）、波長が１／４（λ＝２７０ｎｍ）の４倍高調波に波長変換される。
【００５２】
第１光学系列Ｉに設けられた第３の波長変換光学素子２３１は、この素子に入射する角周波数ω1の第１基本波（第１赤外レーザ光）を、角周波数が２ω1の２倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第３の波長変換光学素子２３１としてＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約４００ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第３の波長変換光学素子２３１では、第１基本波の二次高調波発生（ＳＨＧ）により、角周波数が第１基本波の２倍（２ω1）、波長が半分（λ＝５４０ｎｍ）の２倍高調波が発生する。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．８５ｐｍ／Ｖと高く、高効率で第１基本波の２倍高調波が発生する。第３の波長変換光学素子２３１で発生した２倍高調波は、第４の波長変換光学素子２３２に集光入射される。
【００５３】
第４の波長変換光学素子２３２は、集光入射された角周波数２ω1の２倍高調波を、角周波数が４ω1の４倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第４の波長変換光学素子２３２としてＣＬＢＯ結晶を用い、TypeＩ角度位相整合で使用する。第４の波長変換光学素子２３２では２倍高調波の二次高調波発生により、角周波数が第１基本波の４倍（４ω1）、波長が１／４（λ＝２７０ｎｍ）の４倍高調波が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．７７ｐｍ／Ｖと高く、高効率で第１基本波の４倍高調波が発生する。
【００５４】
第４の波長変換光学素子２３２で発生した４倍高調波は、２枚の上述したシリンドリカルレンズによりビーム形状が整形された後、ダイクロイックミラー２４１に入射する。ダイクロイックミラー２４１は、波長２７０ｎｍの第１赤外レーザ光の４倍高調波を反射し、波長２０００ｎｍの第２赤外レーザ光、及び波長１０８０ｎｍの第３赤外レーザ光を透過させる。第１赤外レーザ光の４倍高調波は、ダイクロイックミラー２４１により反射されて、第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子２３３に第１レーザ光として集光入射する。
【００５５】
波長変換部２３０は、第２赤外レーザ光が入射する第２光学系列II、及び第３赤外光が入射する第３光学系列IIIに波長変換光学素子を設けることなく構成される。これらの光学系列の終端部には、ミラー２４２とダイクロイックミラー２４３とが設けられている。ダイクロイックミラー２４３は、波長２０００ｎｍの第２赤外レーザ光を透過させ、波長１０８０ｎｍの第３赤外レーザ光を反射するように構成される。
【００５６】
ミラー２４２により反射された第２赤外レーザ光はダイクロイックミラー２４３を透過する。第３赤外レーザ光は、ダイクロイックミラー２４３により反射されて第２赤外レーザ光と同一軸上に重ね合わされる。さらに第２、第３赤外レーザ光がダイクロイックミラー２４１を透過する。こうして、第１赤外レーザ光の４倍高調波（第１レーザ光）、第２赤外レーザ光（第２レーザ光）、及び第３赤外レーザ光（第３レーザ光）が、同一軸上に重ね合わされた状態で第４光学系列IVの第１の波長変換光学素子２３３に集光入射する。
【００５７】
第４光学系列IVには、第１の波長変換光学素子２３３及び第２の波長変換光学素子２３４が設けられている。第１赤外レーザ光が第１光学系列Ｉを伝播する過程で波長変換されて第４光学系列に入射したときの波長λ＝２７０ｎｍである４倍高調波（４ω1）と、第２光学系列を伝播して第４光学系列に入射した波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光と、第３光学系列を伝播して第４光学系列に入射した波長λ＝１０８０ｎｍの第３赤外レーザ光との３つの赤外レーザ光が、第４光学系列を伝播する過程で、波長がλ＝１９５ｎｍの紫外レーザ光に波長変換される。
【００５８】
第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子２３３は、第１赤外レーザ光の４倍高調波と第２赤外レーザ光との和周波発生により、波長が紫外領域となる前段紫外レーザ光を発生させる。
【００５９】
本実施の形態においては、第１の波長変換光学素子２３３としてＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約３４０ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第１の波長変換光学素子２３３では、波長λ＝２７０ｎｍである、第１赤外レーザ光の４倍高調波（４ω1）と、波長λ＝２０００ｎｍの第２赤外レーザ光との和周波発生により、波長λ＝２３７．９ｎｍの前段紫外レーザ光が発生する。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．８２ｐｍ／Ｖと高く、高効率で波長λ＝２３７．９ｎｍの前段紫外レーザ光が発生する。第１の波長変換光学素子２３３で発生した前段紫外レーザ光と、第１の波長変換光学素子２３３を透過した第３赤外レーザ光とは、第２の波長変換光学素子２３４に入射する。
【００６０】
第２の波長変換光学素子２３４は、前段紫外レーザ光と第３赤外レーザ光との和周波発生により、波長が２００ｎｍ以下の紫外レーザ光を発生させる。本実施の形態においては、第２の波長変換光学素子２３４としてＣＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約４１５ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第２の波長変換光学素子２３４では、波長λ＝２３７．９ｎｍの前段紫外レーザ光と、波長λ＝１０８０ｎｍの第３赤外レーザ光との和周波発生により、波長λ＝１９５ｎｍの紫外レーザ光が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数ｄeffは、ｄeff＝１．１０ｐｍ／Ｖと極めて高く、高効率で波長λ＝１９５ｎｍの紫外レーザ光が発生する。
【００６１】
第２の波長変換光学素子２３４で発生した波長λ＝１９５ｎｍの紫外レーザ光は、第４光学系列の終端から出力される。波長変換部２３０（紫外レーザ装置２）から、波長λ＝１９５ｎｍの紫外レーザ光（深紫外レーザ光）Ｌvが出力される。
【００６２】
このように構成される紫外レーザ装置２においては、上述した基本的な効果に加えて、第１の実施の形態における紫外レーザ装置１と同様に、以下のような効果が得られる。まず、本実施の形態においては、赤外レーザ光を増幅する３つのファイバ光増幅器（第１〜第３ファイバ光増幅器）２２１〜２２３が、全て、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡとＴＤＦＡとにより構成される。このため、波長１９５ｎｍの紫外レーザ光を出力する全固体型紫外レーザ装置の大幅な高出力化を実現することができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態における紫外レーザ装置２においては、紫外レーザ光を発生させるための第１、第２波長変換光学素子（ＬＢＯ結晶，ＣＬＢＯ結晶）２３３，２３４は、両方ともにウォークオフを生じないＮＣＰＭで使用される。このため、波長変換部２３０では極めて高効率で波長変換がおこなわれ、且つ、高いビーム品質が得られる。また、深紫外領域のレーザ光を発生して出力する第４光学系列には、ビーム整形のための光学素子を設ける必要がない。
【００６４】
加えて、波長１９３ｎｍはＣＬＢＯ結晶の吸収端の波長に近いため、波長が１９３ｎｍのときは結晶品質のばらつきや、吸湿、温度上昇などにより吸収率が急激に増大するおそれがあるが、波長が１９５ｎｍであれば吸収端から離れるため、余裕を持って紫外レーザ装置を運用することができる。
【００６５】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態における紫外レーザ装置３について図３を参照して説明する。紫外レーザ装置３は、シード光を発生させるレーザ光発生部３１０と、レーザ光発生部３１０が発生させたシード光を増幅して所定出力の赤外レーザ光を出力する増幅部３２０と、光増幅部３２０から出力された赤外波長のレーザ光を紫外波長のレーザ光に波長変換して出力する波長変換部３３０とを含む。
【００６６】
レーザ光発生部３１０は、第１レーザ光源３１１、第２レーザ光源３１２、及び第３レーザ光源３１３を含む。第１レーザ光源３１１、第２レーザ光源３１２、及び第３レーザ光源３１３の各々は、赤外波長のシード光を発生させる。本実施の形態において、第１レーザ光源３１１が発生させるシード光の波長λはλ＝１０５０ｎｍ、第２レーザ光源３１２が発生させるシード光の波長λはλ＝１８５０ｎｍ、第３レーザ光源３１３が発生させるシード光の波長λはλ＝１５４０ｎｍである。
【００６７】
第１レーザ光源３１１、第２レーザ光源３１２、及び第３レーザ光源３１３は、例えば、各々上記波長を発振帯域に含むＤＦＢ半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＤＢＲ半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＣＷ発振させた狭帯域のファイバーレーザや半導体レーザの出力光をＥＯＭ等の高速光変調器でパルス変調することなどにより、パルス変調光を発生する。
【００６８】
増幅部３２０は、第１レーザ光源３１１の出力が入射端に接続された第１ファイバ光増幅器３２１、第２レーザ光源３１２の出力が入射端に接続された第２ファイバ光増幅器３２２、及び第３レーザ光源３１３の出力が入射端に接続された第３ファイバ光増幅器３２３を含む。
【００６９】
第１ファイバ光増幅器３２１は、第１レーザ光源３１１から出力された波長λ＝１０５０ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡが、第１ファイバ光増幅器３２１として好適に用いられる。第１ファイバ光増幅器３２１により増幅された波長λ＝１０５０ｎｍの第１赤外レーザ光は、波長変換部３３０の第１光学系列Ｉに入射する。
【００７０】
第２ファイバ光増幅器３２２は、第２レーザ光源３１２から出力された波長λ＝１８５０ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＴＤＦＡが、第２ファイバ光増幅器３２２として好適に用いられる。第２ファイバ光増幅器３２２により増幅された波長λ＝１８５０ｎｍの第２赤外レーザ光は、波長変換部３３０の第２光学系列IIに入射する。
【００７１】
第３ファイバ光増幅器３２３は、第３レーザ光源３１３から出力された波長λ＝１５４０ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯で高い利得を有するＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ光増幅器）が、第３ファイバ光増幅器３２３として好適に用いられる。第３ファイバ光増幅器３２３により増幅された波長λ＝１５４０ｎｍの第３赤外レーザ光は、波長変換部３３０の第３光学系列IIIに入射する。コアにエルビウム（Ｅｒ）とイットリビウム（Ｙｂ）とが共に添加されたＥｒ；Ｙｂコドープファイバ光増幅器を第３ファイバ光増幅器３２３として用いることも好ましい。
【００７２】
第１ファイバ光増幅器３２１から出力された波長λ＝１０５０ｎｍの第１赤外レーザ光は、第１光学系列Ｉに入射して伝播し、第１レーザ光として出力される。第２ファイバ光増幅器３２２から出力された波長λ＝１８５０ｎｍの第２赤外レーザ光は、第２光学系列IIに入射して伝播し、第２レーザ光として出力される。第３ファイバ光増幅器から出力された波長λ＝１５４０ｎｍの第３赤外レーザ光は、第３光学系列IIIに入射して伝播し、第３レーザ光として出力される。これら第１〜第３光学系列からそれぞれ出力された第１〜３レーザ光は、合波され、第４光学系列IVに入射して伝播する。波長変換部３３０は、第１光学系列Ｉ、第２光学系列II、第３光学系列III、及び第４系列IV、の４つの系列により構成される。本実施の形態の波長変換部３３０は、４つの波長変換光学素子３３１〜３３４を主体として構成される。
【００７３】
第１光学系列Ｉには、第３の波長変換光学素子３３１及び第４の波長変換光学素子３３２が設けられている。第１光学系列Ｉにおいては、第１ファイバ光増幅器３２１から出射して第１光学系列に入射した波長λ＝１０５０ｎｍ、角周波数ω1の第１赤外レーザ光（以降、本実施の形態の説明において「第１基本波」とも表記する）が、第１光学系列を伝播する過程で、角周波数が第１基本波の４倍（４ω1）、波長が１／４（λ＝２６２．５ｎｍ）の４倍高調波に波長変換される。
【００７４】
第１光学系列Ｉに設けられた第３の波長変換光学素子３３１は、この素子に入射する角周波数ω1の第１基本波（第１赤外レーザ光）を、角周波数が２ω1の２倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第３の波長変換光学素子３３１としてＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約４４０ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第３の波長変換光学素子３３１では、第１基本波の二次高調波発生（ＳＨＧ）により、角周波数が第１基本波の２倍（２ω1）、波長が半分（λ＝５２５ｎｍ）の２倍高調波が発生する。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．８５２ｐｍ／Ｖと高く、高効率で第１基本波の２倍高調波が発生する。第３の波長変換光学素子３３１で発生した２倍高調波は、第４の波長変換光学素子３３２に集光入射される。
【００７５】
第４の波長変換光学素子３３２は、集光入射された角周波数２ω1の２倍高調波を、角周波数が４ω1の４倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第４の波長変換光学素子３３２としてＣＬＢＯ結晶を用い、TypeＩ角度位相整合で使用する。第４の波長変換光学素子３３２では、２倍高調波の二次高調波発生により、角周波数が第１基本波の４倍（４ω1）、波長が１／４（λ＝２６２．５ｎｍ）の４倍高調波が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．８１ｐｍ／Ｖと高く、高効率で第１基本波の４倍高調波が発生する。
【００７６】
第４の波長変換光学素子３３２で発生した４倍高調波は、２枚の上述したシリンドリカルレンズによりビーム形状が整形された後、ダイクロイックミラー３４１に入射する。ダイクロイックミラー３４１は、波長２６２．５ｎｍの第１赤外レーザ光の４倍高調波を反射し、波長１８５０ｎｍの第２赤外レーザ光、及び波長１５４０ｎｍの第３赤外レーザ光を透過させる。第１赤外レーザ光の４倍高調波は、ダイクロイックミラー３４１により反射されて、第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子３３３に第１レーザ光として集光入射する。
【００７７】
波長変換部３３０は、第２赤外レーザ光が入射する第２光学系列II、及び第３赤外光が入射する第３光学系列IIIに波長変換光学素子を設けることなく構成される。これらの光学系列の終端部には、ミラー３４２とダイクロイックミラー３４３とが設けられている。ダイクロイックミラー３４３は、波長１８５０ｎｍの第２赤外レーザ光を透過させ、波長１５４０ｎｍの第３赤外レーザ光を反射するように構成される。
【００７８】
ミラー３４２により反射された第２赤外レーザ光はダイクロイックミラー３４３を透過する。第３赤外レーザ光は、ダイクロイックミラー３４３により反射されて第２赤外レーザ光と同一軸上に重ね合わされる。さらに第２、第３赤外レーザ光がダイクロイックミラー３４１を透過する。こうして、第１赤外レーザ光の４倍高調波（第１レーザ光）、第２赤外レーザ光（第２レーザ光）、及び第３赤外レーザ光（第３レーザ光）が、同一軸上に重ね合わされた状態で第４光学系列IVの第１の波長変換光学素子３３３に集光入射する。
【００７９】
第４光学系列IVには、第１の波長変換光学素子３３３及び第２の波長変換光学素子３３４が設けられている。第１赤外レーザ光が第１光学系列Ｉを伝播する過程で波長変換されて第４光学系列に入射したときの波長λ＝２６２．５ｎｍである４倍高調波（４ω1）と、第２光学系列を伝播して第４光学系列に入射した波長λ＝１８５０ｎｍの第２赤外レーザ光と、第３光学系列を伝播して第４光学系列に入射した波長λ＝１５４０ｎｍの第３赤外レーザ光との３つの赤外レーザ光が、第４光学系列を伝播する過程で、波長がλ＝２００ｎｍの紫外レーザ光に波長変換される。
【００８０】
第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子３３３は、第１赤外レーザ光の４倍高調波と第２赤外レーザ光との和周波発生により、波長が紫外領域となる前段紫外レーザ光を発生させる。
【００８１】
本実施の形態においては、第１の波長変換光学素子３３３としてＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約３００ＫとしてTypeII角度位相整合で使用する。第１の波長変換光学素子３３３は、波長λ＝２６２．５ｎｍの第１赤外レーザ光の４倍高調波（４ω1）と、波長λ＝１８５０ｎｍの第２赤外レーザ光との和周波発生により、波長λ＝２２９．９ｎｍの前段紫外レーザ光を発生させる。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．８３ｐｍ／Ｖと高く、高効率で波長λ＝２２９．９ｎｍの前段紫外レーザ光が発生する。第１の波長変換光学素子３３３で発生した前段紫外レーザ光と、第１の波長変換光学素子３３３を透過した第３赤外レーザ光とは第２の波長変換光学素子３３４に入射する。
【００８２】
第２の波長変換光学素子３３４は、前段紫外レーザ光と第３赤外レーザ光との和周波発生により、波長が２００ｎｍ以下の紫外レーザ光を発生させる。本実施の形態においては、第２の波長変換光学素子３３４としてＣＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約４２０ＫとしてTypeＩ角度位相整合で使用する。第２の波長変換光学素子３３４では、波長λ＝２２９．９ｎｍの前段紫外レーザ光と、波長λ＝１５４０ｎｍの第３赤外レーザ光との和周波発生により、波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数ｄeffは、ｄeff＝０．９４ｐｍ／Ｖと高く、高効率で波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光が発生する。
【００８３】
第２の波長変換光学素子３３４で発生した波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光は、第４光学系列の終端から出力される。波長変換部３３０（紫外レーザ装置３）から、波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光（深紫外レーザ光）Ｌvが出力される。
【００８４】
このように構成される紫外レーザ装置３においては、上述した基本的な効果に加えて、以下のような効果を得られる。まず、本実施の形態においては、赤外レーザ光を増幅する３つのファイバ光増幅器（第１〜第３ファイバ光増幅器）３２１〜３２３のうちの２つが、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡとＴＤＦＡとにより構成される。このため、波長２００ｎｍの紫外レーザ光を出力する高出力の全固体型紫外レーザ装置を実現することができる。
【００８５】
また、本実施の形態における紫外レーザ装置３においては、紫外レーザ光を発生させるための第３波長変換光学結晶３３３にＬＢＯ結晶を用いることにより、ウォークオフ角が７ｍrad程度の小さな角度となりＮＣＰＭに近い状態になる。そのため、前段紫外レーザ光のビーム品質が高く、ビーム整形のための光学系を介することなく最終段の第２の波長変換光学素子３３４で波長変換を行うことが可能である。
【００８６】
また、本実施の形態では、第２の波長変換光学素子３３４から出力される紫外レーザ光の波長が２００ｎｍであり、ＣＬＢＯ結晶の吸収端の波長から大きく離れるため、第２の実施の形態の場合よりもさらに大きな余裕を持って紫外レーザ装置を運用することができる。
【００８７】
さらに、以上で説明した第１〜第３の実施の形態における紫外レーザ装置１〜３においては、波長２００ｎｍ以下の深紫外領域の紫外レーザ光を出力する波長変換部１３０，２３０，３３０を、わずか４個の波長変換光学素子で構成することができる。
【００８８】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態における紫外レーザ装置４について図４を参照して説明する。紫外レーザ装置４は、シード光を発生させるレーザ光発生部４１０と、レーザ光発生部４１０が発生させたシード光を増幅して所定出力の赤外レーザ光を出力する増幅部４２０と、光増幅部４２０から出力された赤外波長のレーザ光を紫外波長のレーザ光に波長変換して出力する波長変換部４３０とを含む。
【００８９】
レーザ光発生部４１０は、第１レーザ光源４１１、第２レーザ光源４１２、及び第３レーザ光源４１３を含む。第１レーザ光源４１１、第２レーザ光源４１２、及び第３レーザ光源４１３の各々は、赤外波長のシード光を発生させる。本実施の形態において、第１レーザ光源４１１が発生するシード光の波長λはλ＝１０６４．７ｎｍ、第２レーザ光源４１２が発生するシード光の波長λはλ＝１９５０ｎｍ、第３レーザ光源４１３が発生するシード光の波長λはλ＝１５５０ｎｍである。
【００９０】
第１レーザ光源４１１、第２レーザ光源４１２、及び第３レーザ光源４１３は、例えば、各々上記波長を発振帯域に含むＤＦＢ半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＤＢＲ半導体レーザの注入電流をパルス変調することにより、あるいはＣＷ発振させた狭帯域のファイバーレーザや半導体レーザの出力光をＥＯＭ等の高速光変調器でパルス変調することなどにより、パルス変調光を発生する。
【００９１】
増幅部４２０は、第１レーザ光源４１１の出力が入射端に接続された第１ファイバ光増幅器４２１、第２レーザ光源４１２の出力が入射端に接続された第２ファイバ光増幅器４２２、及び第３レーザ光源４１３の出力が入射端に接続された第３ファイバ光増幅器４２３を含む。
【００９２】
第１ファイバ光増幅器４２１は、第１レーザ光源４１１から出力された波長λ＝１０６４．７ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡが、第１ファイバ光増幅器４２１として好適に用いられる。第１ファイバ光増幅器４２１により増幅された波長λ＝１０６４．７ｎｍの第１赤外レーザ光は、波長変換部４３０の第１光学系列Ｉに入射する。
【００９３】
第２ファイバ光増幅器４２２は、第２レーザ光源４１２から出力された波長λ＝１９５０ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯域で高い利得を有し、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＴＤＦＡが、第２ファイバ光増幅器４２２として好適に用いられる。第２ファイバ光増幅器４２２により増幅された波長λ＝１９５０ｎｍの第２赤外レーザ光は、波長変換部４３０の第２光学系列IIに入射する。
【００９４】
第３ファイバ光増幅器４２３は、第３レーザ光源３１３から出力された波長λ＝１５５０ｎｍのシード光を増幅する光増幅器である。具体的には、この波長帯で高い利得を有するＥＤＦＡが、第３ファイバ光増幅器４２３として好適に用いられる。Ｅｒ；Ｙｂコドープファイバ光増幅器を第３ファイバ光増幅器４２３として用いることも好ましい。第３ファイバ光増幅器４２３により増幅された波長λ＝１５５０ｎｍの第３赤外レーザ光は、波長変換部４３０の第３光学系列IIIに入射する。
【００９５】
第１ファイバ光増幅器４２１から出力された波長λ＝１０６４．７ｎｍの第１赤外レーザ光は、第１光学系列Ｉに入射して伝播し、第１レーザ光として出力される。第２ファイバ光増幅器４２２から出力された波長λ＝１９５０ｎｍの第２赤外レーザ光は、第２光学系列IIに入射して伝播し、第２レーザ光として出力される。第３ファイバ光増幅器から出力された波長λ＝１５５０ｎｍの第３赤外レーザ光は、第３光学系列IIIに入射して伝播し、第３レーザ光として出力される。これら第１〜第３光学系列からそれぞれ出力された第１〜３レーザ光は、合波され、第４光学系列IVに入射して伝播する。波長変換部４３０は、第１光学系列Ｉ、第２光学系列II、第３光学系列III、及び第４光学系列IV、の４つの系列により構成される。本実施の形態の波長変換部４３０は、６つの波長変換光学素子４３１〜４３６を主体として構成される。
【００９６】
第１光学系列Ｉには、第３の波長変換光学素子４３１及び第４の波長変換光学素子４３２が設けられている。第１光学系列においては、第１ファイバ光増幅器４２１から出射して第１光学系列に入射した波長λ＝１０６４．７ｎｍ、角周波数ω1の第１赤外レーザ光（以降、本実施の形態の説明において「第１基本波」とも表記する）が、第１光学系列を伝播する過程で、角周波数が第１基本波の３倍（３ω1）、波長が１／３（λ＝３５４．９ｎｍ）の３倍高調波に波長変換される。
【００９７】
第１光学系列Ｉに設けられた第３の波長変換光学素子４３１は、この素子に入射する角周波数ω1の第１基本波（第１赤外レーザ光）を、角周波数が２ω1の２倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第３の波長変換光学素子４３１としてＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約４２０ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第３の波長変換光学素子４３１では、第１基本波の二次高調波発生（ＳＨＧ）により、角周波数が第１基本波の２倍（２ω1）、波長が半分（λ＝５３２．４ｎｍ）の２倍高調波が発生する。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．８５２ｐｍ／Ｖと高く、高効率で第１基本波の２倍高調波が発生する。
【００９８】
第３の波長変換光学素子４３１で発生した２倍高調波と、第３の波長変換光学素子４３１を透過した第１基本波とは、２波長波長板４４５を介して第４の波長変換光学素子４３２に集光入射される。２波長波長板４４５は、波長１０６４．７ｎｍの第１基本波に対してはλ／２波長板として作用し、その第１基本波の偏光面を９０度回転させるが、波長５３２．４ｎｍの２倍高調波に対してはλ波長板として作用し、その２倍高調波の偏光面はそのまま維持される。そのため、第１基本波の偏光状態がｓ偏光になり、第１基本波及び２倍高調波がともにｓ偏光の状態で第４の波長変換光学素子４３２に集光入射される。
【００９９】
第４の波長変換光学素子４３２は、集光入射された角周波数２ω1の２倍高調波と、角周波数がω1の第１基本波とから、角周波数が３ω1の３倍高調波を発生させる。本実施の形態においては、第４の波長変換光学素子４３２としてＬＢＯ結晶を用い、TypeI角度位相整合で使用する。第４の波長変換光学素子４３２では、第３の波長変換光学素子４３１を透過した第１基本波（ω1）と、第３の波長変換光学素子４３１で発生した２倍高調波（２ω1）との和周波発生（ＳＦＧ）により、角周波数が第１基本波の３倍（３ω1）、波長が１／３（λ＝３５４．９ｎｍ）の３倍高調波が発生する。このとき、ＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．７２ｐｍ／Ｖであり、比較的高効率で第１基本波の３倍高調波が発生する。
【０１００】
第４の波長変換光学素子４３２で発生した３倍高調波は、２枚の上述したシリンドリカルレンズによりビーム形状が整形された後、ダイクロイックミラー４４１に入射する。ダイクロイックミラー４４１は、波長３５４．９ｎｍの第１赤外レーザ光の３倍高調波（３ω1）を反射し、波長１９５０ｎｍの第２赤外レーザ光、及び波長１５５０ｎｍの第３赤外レーザ光を透過させる。第１赤外レーザ光の３倍高調波は、ダイクロイックミラー４４１により反射されて、第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子４３３に第１レーザ光として集光入射する。
【０１０１】
第２光学系列IIには、第５の波長変換光学素子４３５及び第６の波長変換光学素子４３６が設けられている。第２光学系列IIにおいては、第２ファイバ光増幅器４２２から出射して第２光学系列に入射した波長λ＝１９５０ｎｍ、角周波数ω2の第２赤外レーザ光（以降、本実施の形態の説明において「第２基本波」とも表記する）が、第２光学系列を伝播する過程で、角周波数が第２基本波の３倍（３ω2）、波長が１／３（λ＝６５０ｎｍ）の３倍高調波に波長変換される。
【０１０２】
第２光学系列IIに設けられた第５の波長変換光学素子４３５は、この素子に入射する角周波数ω2の第２基本波（第２赤外レーザ光）を、角周波数が２ω2の２倍高調波に波長変換する。本実施の形態においては、第５の波長変換光学素子４３５としてＰＰＬＮ（周期分極反転構造を形成したＬｉＮｂＯ3）を用いる。第５の波長変換光学素子４３５では、第２基本波の二次高調波発生（ＳＨＧ）により、角周波数が第２基本波の２倍（２ω2）、波長が半分（λ＝９７５ｎｍ）の２倍高調波が発生する。第５の波長変換光学素子４３５で発生した２倍高調波（２ω2）と、第５の波長変換光学素子４３５を透過した第２基本波（ω2）とは、第６の波長変換光学素子４３６に集光入射される。
【０１０３】
第６の波長変換光学素子４３６は、集光入射された角周波数が２ω2の２倍高調波と、角周波数がω2の第２基本波とから、角周波数が３ω2の３倍高調波を発生させる。本実施の形態においては、第６の波長変換光学素子４３６としてＰＰＬＮを用いる。第６の波長変換光学素子４３６では、第５の波長変換光学素子４３５を透過した第２基本波（ω2）と、第５の波長変換光学素子４３５で発生した２倍高調波（２ω2）との和周波発生（ＳＦＧ）により、角周波数が第２基本波の３倍（３ω2）、波長が１／３（λ＝６５０ｎｍ）の３倍高調波が発生する。発生した第２赤外レーザ光の３倍高調波（３ω2）はミラー４４２により反射され、ダイクロイックミラー４４３に入射する。
【０１０４】
ミラー４４２をダイクロイックミラーとしても良い。この場合、ダイクロイックミラーの透過波長を７００ｎｍ以上（反射波長は７００ｎｍ未満）程度に設定し、ダイクロイックミラーを、第２赤外レーザ光の基本波及びその２倍高調波が透過して光吸収体に吸収されるような構成にすれば、必要のない波長のレーザ光が第４光学系列の波長変換光学素子に入射することを抑止できる。
【０１０５】
第３光学系列IIIは、波長変換光学素子を設けることなく構成され、第３光学系列の終端部にダイクロイックミラー４４３が設けられている。ダイクロイックミラー４４３は、波長６５０ｎｍの第２赤外レーザ光の３倍高調波（３ω2）を透過させ、波長１５５０ｎｍの第３赤外レーザ光を反射するように構成される。
【０１０６】
ミラー４４２により折り返された第２赤外レーザ光の３倍高調波（３ω2）はダイクロイックミラー４４３を透過する。第３光学系列の第３赤外レーザ光は、ダイクロイックミラー４４３により反射されて第２赤外レーザ光の３倍高調波と同一軸上に重ね合わされる。これらのレーザ光がダイクロイックミラー４４１を透過する。こうして、第１赤外レーザ光の３倍高調波（第１レーザ光）、第２赤外レーザ光の３倍高調波（第２レーザ光）、及び第３赤外レーザ光（第３レーザ光）が、同一軸上に重ね合わされた状態で第４光学系列IVの第１の波長変換光学素子４３３に集光入射する。
【０１０７】
第４光学系列IVには、第１の波長変換光学素子４３３及び第２の波長変換光学素子４３４が設けられている。第１赤外レーザ光が第１光学系列Ｉを伝播する過程で波長変換されて第４光学系列に入射したときの波長λ＝３５４．９ｎｍである３倍高調波（３ω1）と、第２赤外レーザ光が第２光学系列IIを伝播する過程で波長変換されて第４光学系列に入射したときの波長λ＝６５０ｎｍである３倍高調波（３ω2）と、第３系列IIIを伝播して第４光学系列に入射した波長λ＝１５５０ｎｍの第３赤外レーザ光との３つの赤外レーザ光が、重ね合わされて第４光学系列を伝播する過程で、波長がλ＝２００ｎｍの紫外レーザ光に波長変換される。
【０１０８】
第４光学系列IVに設けられた第１の波長変換光学素子４３３は、第１赤外レーザ光の３倍高調波（３ω1）と第２赤外レーザ光の３倍高調波（３ω2）との和周波発生により、波長が紫外領域となる前段紫外レーザ光を発生させる。
【０１０９】
本実施の形態においては、第１の波長変換光学素子４３３としてＣＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約３７０ＫとしてＮＣＰＭで使用する。第１の波長変換光学素子４３３では、波長λ＝３５４．９ｎｍである、第１赤外レーザ光の３倍高調波（３ω1）と、波長λ＝６５０ｎｍの第２赤外レーザ光の３倍高調波（３ω2）との和周波発生により、波長λ＝２２９．６ｎｍの前段紫外レーザ光が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．９６ｐｍ／Ｖと高く、高効率で波長λ＝２２９．６ｎｍの前段紫外レーザ光が発生する。第１の波長変換光学素子４３３で発生した前段紫外レーザ光と、第１の波長変換光学素子４３３を透過した第３赤外レーザ光とは、第２の波長変換光学素子４３４に入射する。
【０１１０】
第２の波長変換光学素子４３４は、前段紫外レーザ光と第３赤外レーザ光との和周波発生により、波長が２００ｎｍ程度以下の紫外レーザ光を発生させる。本実施の形態においては、第２の波長変換光学素子４３４としてＣＬＢＯ結晶を用い、結晶温度Ｔを約４２０ＫとしてTypeＩ角度位相整合で使用する。第２の波長変換光学素子４３４では、波長λ＝２２９．６ｎｍの前段紫外レーザ光と、波長λ＝１５５０ｎｍの第３赤外レーザ光との和周波発生により、波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光が発生する。このとき、ＣＬＢＯ結晶の有効非線形光学定数は、ｄeff＝０．９４ｐｍ／Ｖと高く、高効率で波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光が発生する。
【０１１１】
第２の波長変換光学素子４３４で発生した波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光は、第４光学系列の終端から出力される。波長変換部４３０（紫外レーザ装置３）から、波長λ＝２００ｎｍの紫外レーザ光（深紫外レーザ光）Ｌvが出力される。
【０１１２】
このように構成される紫外レーザ装置４においては、上述した基本的な効果に加えて、以下のような効果が得られる。まず、本実施の形態においては、赤外レーザ光を増幅する３つのファイバ光増幅器（第１〜第３ファイバ光増幅器）４２１〜４２３のうちの２つが、高いパワーの赤外レーザ光を出力可能なＹＤＦＡとＴＤＦＡとにより構成される。このため、波長２００ｎｍの紫外レーザ光を出力する高出力の全固体型紫外レーザ装置を実現することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態における紫外レーザ装置３においては、紫外レーザ光を発生させるための第３波長変換光学結晶４３３にＣＬＢＯ結晶を用いるとＮＣＰＭを達成できる。そのため、前段紫外レーザ光のビーム品質が高く、ビーム整形のための光学系を介することなく最終段の第２の波長変換光学素子４３４で波長変換を行うことが可能である。
【０１１４】
また、本実施の形態では、第２の波長変換光学素子４３４から出力される紫外レーザ光の波長が２００ｎｍであり、ＣＬＢＯ結晶の吸収端の波長から大きく離れるため、第２の実施の形態の場合よりもさらに大きな余裕を持って紫外レーザ装置を運用することができる。
【０１１５】
上述した本発明の各実施の態様における紫外レーザ装置１〜４は、高出力の紫外レーザ光を出力可能である。また、本発明によれば、紫外波長領域にモード整形のための光学素子を設けることなく高出力化が可能な紫外レーザ装置を提供することができる。
【０１１６】
このような紫外レーザ装置は、小型軽量であるとともに取り扱いが容易であり、例えば、顕微鏡や望遠鏡等の観察装置、測長器や形状測定器等の測定装置、光造形装置や露光装置等の光加工装置検査装置、治療装置等に好適に適用することができる。
【０１１７】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【０１１８】
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１０年第１３８１１５号（２０１０年６月１７日出願）
【図１】
2011158927.tif 000003
【図２】
2011158927.tif 000004
【図３】
2011158927.tif 000005
【図４】
2011158927.tif 000006
【国際調査報告】
2011158927.tif 000007
2011158927.tif 000008