(57)【要約】【課題】比較的短いパルス幅のパルスレーザ光を小型且つ簡素な構成で、安定して増幅して出力することを可能にする。【解決手段】再生増幅器は、光共振器を形成する一対の共振器ミラーと、一対の共振器ミラー間に配置され、所定波長のレーザ光を増幅するスラブ増幅器と、スラブ増幅器内をレーザ光が往復通過するマルチパスを形成するよう配置され、レーザ光の第１の位置における光学像をレーザ光の第２の位置における光学像として転写する、光学システムと、を備えてもよい。【選択図】図３
2011216850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光共振器を形成する一対の共振器ミラーと、
前記一対の共振器ミラー間に配置され、所定波長のレーザ光を増幅するスラブ増幅器と、
前記スラブ増幅器内を前記レーザ光が往復通過するマルチパスを形成するよう配置され、前記レーザ光の第１の位置における光学像を前記レーザ光の第２の位置における光学像として転写する、光学システムと、
を備える再生増幅器。
【請求項２】
前記スラブ増幅器は、ＣＯ２ガスを含む、請求項１記載の再生増幅器。
【請求項３】
前記光学システムは、一対のミラーを含み、
前記一対のミラーのうち少なくとも一方のミラーの反射面は、球面の凹面形状である、請求項１記載の再生増幅器。
【請求項４】
前記光学システムは、一対のミラーを含み、
前記一対のミラーのうち少なくとも一方のミラーの反射面は、平面形状である、
請求項１記載の再生増幅器。
【請求項５】
前記一対のミラーのうち少なくとも一方のミラーの反射面に対向するように、球面レンズが配置される、請求項４記載の再生増幅器。
【請求項６】
前記第１の位置は、前記一対の共振器ミラーの一方と前記スラブ増幅器との間のいずれかの位置であり、
前記第２の位置は、前記一対の共振器ミラーの他方と前記スラブ増幅器との間のいずれかの位置である、
請求項１記載の再生増幅器。
【請求項７】
所定波長のレーザ光を出射する少なくとも１つの半導体レーザと、
光共振器を形成する一対の共振器ミラー、前記一対の共振器ミラー間に配置され、前記レーザ光を前記光共振器内部に導入する入力カップリング部、前記共振器ミラー間に配置され、前記所定波長のレーザ光を増幅するスラブ増幅器、前記スラブ増幅器内を前記レーザ光が往復通過するマルチパスを形成するよう配置され、前記レーザ光の第１の位置における光学像を前記レーザ光の第２の位置における光学像として転写する光学システム、および前記スラブ増幅器にて増幅された前記レーザ光を前記共振器外部へ出力する出力カップリング部、を含む再生増幅器と、
を備えるレーザ装置。
【請求項８】
前記第１の位置は、前記一対の共振器ミラーの一方と前記スラブ増幅器との間のいずれかの位置であり、
前記第２の位置は、前記一対の共振器ミラーの他方と前記スラブ増幅器との間のいずれかの位置である、
請求項７記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記半導体レーザに入力する電流波形を制御する電流制御部をさらに備える、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザは、量子カスケードレーザである、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記半導体レーザは、シングル縦モードで発振する半導体レーザおよびマルチ縦モードで発振する半導体レーザのいずれかである、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記再生増幅器から出力された前記レーザ光を増幅する少なくとも１つの増幅器をさらに備える、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの増幅器のうち少なくとも１つは、ＣＯ２ガスを含む、請求項１２記載のレーザ装置。
【請求項１４】
所定波長のレーザ光を出射する少なくとも１つの半導体レーザと、
光共振器を形成する一対の共振器ミラー、前記一対の共振器ミラー間に配置され、前記レーザ光を前記光共振器内部に導入する入力カップリング部、前記共振器ミラー間に配置され、前記所定波長のレーザ光を増幅するスラブ増幅器、前記スラブ増幅器内を前記レーザ光が往復通過するマルチパスを形成するよう配置され、前記レーザ光の第１の位置における光学像を前記レーザ光の第２の位置における光学像として転写する、光学システム、および前記スラブ増幅器にて増幅された前記レーザ光を前記共振器外部へ出力する出力カップリング部、を含む再生増幅器と、
前記再生増幅器から出力された前記レーザ光を増幅する少なくとも１つの増幅器と、
チャンバと、
前記少なくとも１つの増幅器で増幅された前記レーザ光を前記チャンバ内部に取り込むために前記チャンバに設けられた光学窓と、
前記チャンバ内部に設定されたプラズマ生成点に極端紫外光を放射するプラズマの生成材料であるターゲット物質を供給するために前記チャンバに設けられたターゲット供給機構と、
前記チャンバ内に配置され、前記プラズマ生成点でプラズマ化した前記ターゲット物質から放射された極端紫外光を所定の集光点に集光するためのＥＵＶ集光ミラーと、
前記少なくとも１つの増幅器で増幅された前記レーザ光を前記光学窓を介して前記プラズマ生成点に集光するためのレーザ光集光ミラーと、
を備える、極端紫外光生成装置。
【請求項１５】
前記第１の位置は、前記一対の共振器ミラーの一方と前記スラブ増幅器との間のいずれかの位置であり、
前記第２の位置は、前記一対の共振器ミラーの他方と前記スラブ増幅器との間のいずれかの位置である、
請求項１４記載の極端紫外光生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、再生増幅器、レーザ装置および極端紫外光生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスのさらなる集積化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、たとえば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外光（ＥＵＶ）光源装置と縮小投影反射光学系とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光源装置としては、ターゲットにレーザビームを照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ励起プラズマ）方式装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（Synchrotron Radiation）方式装置との３種類がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７０５４９号公報
【特許文献２】米国特許第５３８６４３１号明細書
【概要】
【０００５】
本開示の１つの態様に係る再生増幅器は、光共振器を形成する一対の共振器ミラーと、上記一対の共振器ミラー間に配置され、所定波長のレーザ光を増幅するスラブ増幅器と、上記スラブ増幅器内を上記レーザ光が往復通過するマルチパスを形成するよう配置され、上記レーザ光の第１の位置における光学像を上記レーザ光の第２の位置における光学像として転写する光学システムと、を備えてもよい。
【０００６】
本開示の別の態様に係るレーザ装置は、所定波長のレーザ光を出射する少なくとも１つの半導体レーザと、光共振器を形成する一対の共振器ミラー、上記一対の共振器ミラー間に配置され、上記レーザ光を上記光共振器内部に導入する入力カップリング部、上記共振器ミラー間に配置され、上記所定波長のレーザ光を増幅するスラブ増幅器、上記スラブ増幅器内を上記レーザ光が往復通過するマルチパスを形成するよう配置され、上記レーザ光の第１の位置における光学像を上記レーザ光の第２の位置における光学像として転写する光学システム、および上記スラブ増幅器にて増幅された上記レーザ光を上記共振器外部へ出力する出力カップリング部を含む再生増幅器と、を備えてもよい。
【０００７】
本開示さらなる別の態様に係る極端紫外光生成装置は、所定波長のレーザ光を出射する少なくとも１つの半導体レーザと、光共振器を形成する一対の共振器ミラー、上記一対の共振器ミラー間に配置され、上記レーザ光を上記光共振器内部に導入する入力カップリング部、上記共振器ミラー間に配置され、上記所定波長のレーザ光を増幅するスラブ増幅器、上記スラブ増幅器内を上記レーザ光が往復通過するマルチパスを形成するよう配置され、上記レーザ光の第１の位置における光学像を上記レーザ光の第２の位置における光学像として転写する光学システム、および上記スラブ増幅器にて増幅された上記レーザ光を上記共振器外部へ出力する出力カップリング部を含む再生増幅器と、上記再生増幅器から出力された上記レーザ光を増幅する少なくとも１つの増幅器と、チャンバと、上記少なくとも１つの増幅器で増幅された上記レーザ光を上記チャンバ内部に取り込むために上記チャンバに設けられた光学窓と、上記チャンバ内部に設定されたプラズマ生成点に極端紫外光を放射するプラズマの生成材料であるターゲット物質を供給するために上記チャンバに設けられたターゲット供給機構と、上記チャンバ内に配置され、上記プラズマ生成点でプラズマ化した上記ターゲット物質から放射された極端紫外光を所定の集光点に集光するためのＥＵＶ集光ミラーと、上記少なくとも１つの増幅器で増幅された上記レーザ光を上記光学窓を介して上記プラズマ生成点に集光するためのレーザ光集光ミラーと、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施の形態１によるレーザ装置の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施の形態１による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態１による再生増幅器の概略動作を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施の形態１の変形例１による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す再生増幅器におけるスラブ増幅器に形成されるマルチパスを模式的に示す概念図である。
【図７】図７は、本実施の形態１の変形例２による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図８】図８は、図７に示す再生増幅器におけるスラブ増幅器に形成されるマルチパスを模式的に示す概念図である。
【図９】図９は、本実施の形態１の変形例３による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本開示の実施の形態２による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す再生増幅器におけるスラブ増幅器に形成されるマルチパスを模式的に示す概念図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態２の変形例による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、本開示の実施の形態３による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図１４】図１４は、本実施の形態３による再生増幅器の概略動作を説明するための図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態３の変形例による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【図１６】図１６は、本開示の実施の形態４によるレーザ装置の概略構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本開示の実施の形態５によるスラブ型のＣＯ２レーザガスを増幅媒体とする再生増幅器の上面図を示す模式図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す再生増幅器の側面図を示す模式図である。
【実施の形態】
【０００９】
以下、本開示を実施するための形態を図面を参照に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を模式的に示してあるに過ぎず、従って、本開示は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、後述において例示する数値は、本開示の好適な例に過ぎず、従って、本開示は例示された数値に限定されるものではない。
【００１０】
（実施の形態１）
以下、本開示の実施の形態１による再生増幅器、レーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態１によるレーザ装置の概略構成を示す図である。図３は、本実施の形態１による再生増幅器の概略構成を示す図である。
【００１１】
まず、図１に示すように、ＥＵＶ光生成装置１は、シングル縦モードまたはマルチ縦モードのパルスレーザ光を出力する半導体レーザ１０と、半導体レーザ１０の発振波長や半導体レーザ１０が出力するシード光のパルス波形（パルス幅を含む）を制御する半導体レーザコントローラ１８と、半導体レーザ１０から出力されたシード光を再生増幅する再生増幅器２０と、再生増幅されたパルスレーザ光（以下、再生増幅パルスレーザ光という）を増幅するプリアンプＰＡと、プリアンプＰＡから出力されたパルスレーザ光（以下、増幅パルスレーザ光という）をメインアンプＭＡへ導く高反射（ＨＲ）ミラーＭ１およびＭ２と、メインアンプＭＡに入射する増幅パルスレーザ光の径をメインアンプＭＡのスラブ増幅器幅と略一致するように拡大するリレー光学系Ｒ１と、拡径された増幅パルスレーザ光をさらに増幅するメインアンプＭＡと、メインアンプＭＡで増幅された増幅パルスレーザ光をコリメート化するリレー光学系Ｒ２と、コリメート化された増幅パルスレーザ光を軸外放物面ミラーＭ４へ導く高反射（ＨＲ）ミラーＭ３と、コリメート化された増幅パルスレーザ光がＥＵＶチャンバ４０内の所定の点（プラズマ生成サイトＰ１）に集光するようにこの増幅パルスレーザ光を反射する軸外放物面ミラーＭ４と、増幅パルスレーザ光が集光するプラズマ生成サイトＰ１へＥＵＶ光生成のためのターゲット物質であるドロップレットまたは固体ターゲットを供給するターゲット供給装置（不図示）を備えたＥＵＶチャンバ４０と、を備える。
【００１２】
半導体レーザ１０は、半導体デバイス１１、出力結合ミラー１３、リア光学モジュール１２、縦モード制御アクチュエータ１４、縦モードコントローラ１５、および電流制御アクチュエータ１６を含む。半導体デバイス１１は、プリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡが持つ増幅ラインに対応する波長の縦モードで発振することでパルスレーザ光を増幅して出力する。この半導体デバイス１１は、下流側の再生増幅器２０やプリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡで増幅媒体として使用されるＣＯ２ガス増幅媒体Ｃ２０の１つ以上の増幅ラインに含まれる波長で発振することが可能な半導体レーザである。このような半導体レーザには、たとえば量子カスケードレーザ（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｃａｓｃａｄｅ  Ｌａｓｅｒ：ＱＣＬ）が存在する。
【００１３】
また、半導体デバイス１１のフロント側（光取出側ともいう）には、出力結合ミラー１３が設けられ、リア側（背面側ともいう）には、リア光学モジュール１２が設けられる。半導体デバイス１１を挟む出力結合ミラー１３とリア光学モジュール１２との間には、光共振器が形成される。この共振器の共振器長は、縦モードコントローラ１５が半導体レーザコントローラ１８から出力された発振波長信号Ｓ１にしたがって縦モード制御アクチュエータ１４を駆動して出力結合ミラー１３およびリア光学モジュール１２の少なくともいずれか一方を移動させることで制御される。
【００１４】
また、電流制御アクチュエータ１６は、半導体レーザコントローラ１８から出力された発振パルス波形信号Ｓ２および制御信号Ｓ３にしたがって、半導体デバイス１１に入力する電流信号の波形および電流量（以下、単に電流波形という）を制御する。半導体デバイス１１は、電流制御アクチュエータ１６によって制御された電流波形にしたがって、パルス状のレーザ光を発振して出力する。
【００１５】
このように、マスタオシレータに電流制御が可能な半導体デバイス１１を用いることで、マスタオシレータから出力されるパルスレーザ光の光強度やパルス幅を電流波形によって制御することができる。そのため、容易に所望の光強度およびパルス幅のパルスレーザ光を得ることができる。特に、電流制御アクチュエータ１６を制御して半導体デバイス１１に入力する電流波形を調節することで半導体レーザ１０から出力されるパルスレーザ光の光強度やパルス幅を自由に調節することが可能である。その結果、装置構成を組み換えることなく、容易に所望の光強度およびパルス幅のパルスレーザ光を得ることが可能となる。
【００１６】
次に、再生増幅器２０の構成を以下に示す。共振器ミラー２１ａおよび２１ｂと、スラブ増幅器２５と、偏光素子２４ａと、ポッケルセルス（ＥＯＭ）２３ａおよび２３ｂと、λ／４波長板２２とで構成されている。この再生増幅器２０の詳しい機能および動作に関しては、後述する。この再生増幅器は、半導体レーザ１１から出力された弱い光強度パルスレーザ（シード）光を効率よく増幅することができる。この再生増幅器２０において、増幅されたパルスレーザ光は、プリアンプＰＡとメインアンプＭＡによって、さらに増幅される。レーザ装置１００からは以下のようなパルスレーザ光が出力される。高いパルスエネルギー（約５０ｍＪ〜２００ｍＪ程度）、比較的短いパルス幅（１０ｎｓ〜１００ｎｓ）、高繰返し（５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）であり、出力は１０から２０ｋＷとなる。このレーザ装置１００から出力されたパルスレーザ光は平面ＨＲミラーＭ３によって、反射され、軸外放物面ミラーＭ４に導入される。
【００１７】
ＥＵＶチャンバ４０は、上述のターゲット供給装置のほか、軸外放物面ミラーＭ４で反射された増幅パルスレーザ光を取り込むためのウィンドウＷ１と、プラズマ生成サイトＰ１で生成されたプラズマより放射されたＥＵＶ光がＥＵＶチャンバ４０外の所定の点（中間集光点Ｐ２）に集光するようにこのＥＵＶ光を反射するＥＵＶ集光ミラー４１と、を備える。また、ＥＵＶ集光ミラー４１には、これの背面からプラズマ生成サイトＰ１へ増幅パルスレーザ光を通過させるための貫通孔４１ａが形成されている。ここで、増幅パルスレーザ光は軸外放物面ミラーＭ４によって、ウィンドウＷ１とＥＵＶ集光ミラー貫通孔４１ａを介して、プラズマ生成サイトＰ１に供給されたターゲット上に集光される。
【００１８】
プラズマ生成サイトＰ１に供給されたターゲットに増幅パルスレーザ光を照射することで発生したプラズマからは、露光装置で用いる所望波長のＥＵＶ光が放射される。なお、ターゲット物質には、たとえば錫（Ｓｎ）を用いることができる。この場合、Ｓｎのプラズマからは、所望する略１３．５ｎｍ波長のＥＵＶ光が放射される。
【００１９】
プラズマ生成サイトＰ１で生じたプラズマから放射されたＥＵＶ光は、上述のように、ＥＵＶチャンバ４０外の中間集光点Ｐ２に集光される。この中間集光点Ｐ２には、たとえばアパーチャ４２が配置される。したがって、中間集光点Ｐ２に集光されたＥＵＶ光は、アパーチャ４２を介して図示しない露光装置へ導入される。
【００２０】
なお、図２に示すように、図１における半導体レーザ１０と、再生増幅器２０と、プリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡよりなる増幅器３０とは、たとえば、本実施の形態１によるレーザ装置１００を構成する。
【００２１】
つぎに、本実施の形態１における増幅パルスレーザ光の生成過程を、図２を用いて詳細に説明する。図２に示すように、半導体レーザコントローラ１８（図１参照）の制御の下で半導体レーザ１０から出力されたシード光ＬＳは、再生増幅器２０内に導かれる。再生増幅器２０内には、シード光ＬＳを増幅する増幅媒体が充填されている。この増幅媒体には、たとえばＣＯ２ガスを主たる増幅媒体としたＣＯ２ガス増幅媒体Ｃ２０を用いることができる。再生増幅器２０内に入射したシード光ＬＳは、再生増幅器２０内のＣＯ２ガス増幅媒体Ｃ２０を１回以上往復することで、再生増幅され、その後、再生増幅パルスレーザ光Ｌ１として出力される。
【００２２】
再生増幅器２０から出力された再生増幅パルスレーザ光Ｌ１は、上述のように、プリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡ（図１参照）よりなる増幅器３０に導かれる。なお、本実施の形態１では、再生増幅パルスレーザ光Ｌ１は、まず、プリアンプＰＡにて増幅された後、メインアンプＭＡにて増幅される（図１参照）。その後、再生増幅器２０によって増幅された再生増幅パルスレーザ光Ｌ１は、増幅パルスレーザ光Ｌ２として増幅器３０から出力される。
【００２３】
プリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡの増幅媒体には、再生増幅器２０と同じ、ＣＯ２ガス増幅媒体Ｃ２０を用いることができる。再生増幅器２０とこれに対して下流側の増幅器３０とで同種の増幅媒体を用いることで、両者の１つ以上の増幅ラインを合せることが可能となるため、パルスレーザ光をより効率的に増幅することが可能となる。ただし、本開示はこれに限るものではなく、異なる増幅媒体を用いた再生増幅器および増幅器を組み合わせても良い。
【００２４】
ここで、ＬＰＰ光源のドライバレーザに要求されるパルスレーザ光のパルス幅は、約１０〜１００ｎｓ程度と、比較的短い。このため、ＱＣＬのような比較的出力強度が小さい半導体レーザ１０から出力された比較的短いパルス幅のパルスレーザ光を、このパルス幅を所定のパルス幅で効率よく増幅するためには、再生増幅器２０の光路長を長くする必要がある。たとえば、パルス幅がＴのパルスレーザ光を増幅するのに必要な再生増幅器２０の光路長Ｌは、以下の式１で求められる。なお、式１において、Ｃは光速である。
Ｌ＝Ｔ×Ｃ  ・・・（式１）
このため、たとえばパルス幅Ｔが５０ｎｓのパルスレーザ光を増幅するためには、再生増幅器２０の光路長Ｌを１５ｍ（＝３Ｅ８×５０×１０Ｅ−９）と非常に長くする必要がある。そこで本実施の形態１では、後述するように、再生増幅器２０の光路にマルチパスを形成する。これにより、再生増幅器２０の大型化を抑えつつ、比較的短いパルス幅のパルスレーザ光を安定して増幅することを可能にする。
【００２５】
つづいて、本実施の形態１による再生増幅器２０について、図面を用いて詳細に説明する。図３に示すように、再生増幅器２０は、共振器を形成する一対の共振器ミラー２１ａおよび２１ｂが形成する光路上に、共振器ミラー２１ａ側から順に、シード光ＬＳである増幅対象のパルスレーザ光の位相を９０°遅らせるλ／４波長板２２と、電気光学（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ）ポッケルスセルなどの電気光学素子（ＥＯＭ）２３ａと、特定の偏光状態で入射する（本例ではＳ偏光）光を反射し且つ他の偏光状態で入射する光を透過する偏光ビームスプリッタであるシード光ＬＳ入射側の偏光素子２４ａと、ＣＯ２ガス増幅媒体Ｃ２０が充填されたスラブ増幅器２５と、特定の偏光状態で入射する（本例ではＳ偏光）光を反射し且つ他の偏光状態で入射する光を透過する偏光ビームスプリッタである再生増幅パルスレーザ光Ｌ１出射側の偏光素子２４ｂと、ＥＯポッケルスセルなどのＥＯＭ２３ｂと、を備える。偏光素子２４ａとＥＯＭ２３ａとλ／４波長板２２とは、半導体レーザ１０から出力されたシード光ＬＳを再生増幅器２０内に導入するための入力カップリング部として機能する。一方、偏光素子２４ｂとＥＯＭ２３ｂとは、再生増幅器２０で増幅されたパルスレーザ光をパルス状の再生増幅パルスレーザ光Ｌ１として出力するための出力カップリング部として機能する。
【００２６】
また、再生増幅器２０は、スラブ増幅器２５内を１回以上往復するマルチパスを形成する１組の凹面高反射（ＨＲ）ミラー２６および２７を含む。すなわち、再生増幅器２０では、２つの共振器ミラー２１ａおよび２１ｂで挟まれた光路Ｃ１が、凹面ＨＲミラー２６および２７が形成するマルチパスＣ２を含む。なお、凹面高反射（ＨＲ）ミラー２６および２７は、スラブ増幅器２５内を往復通過するマルチパスＣ２を形成するミラーである。
【００２７】
凹面ＨＲミラー２６および２７の反射面は、たとえば、共振器ミラー２１ａとスラブ増幅器２５のパルスレーザ光入出力端との間の光路Ｃ１におけるいずれかのポイント（第１の位置）のパルスレーザ光の像（これを入射光学像という）Ｉａをそのままスラブ増幅器２５のパルスレーザ光入出力端と共振器ミラー２１ｂとの間の光路Ｃ１におけるいずれかのポイント（第２の位置）のパルスレーザ光の像（これを転写光学像という）Ｉｂとして転写するように、それぞれ、球面の凹面形状をしている。言い換えれば、凹面ＨＲミラー２６および２７は、スラブ増幅器２５内を往復通過するマルチパスＣ２に対して入力側の光学像（入射光学像Ｉａ）がそのままマルチパスＣ２の出力側の光学像（転写光学像Ｉｂ）として転写されるように、それぞれ球面の凹面形状をしている。
【００２８】
この構成により、マルチパス（ｚｉｇｚａｇ）を形成して光路長（共振器ミラー２１ａおよび２１ｂが形成する共振器長）を長くした場合でも、入射したパルスレーザ光のビーム軸のずれにより、光路長の長さに応じて出射するパルスレーザ光のビーム軸および出射する位置がさらにずれることを抑制することができる。この結果、再生増幅器２０から出力されるレーザ光のビーム軸が安定し、所望の光強度およびパルス幅にまで増幅させることができる。
【００２９】
なお、図３は、シード光ＬＳの入射側における光路Ｃ１と凹面ＨＲミラー２７の球面の凹面形状の反射面の頂底部と接する面とが交わる位置におけるパルスレーザ光の入射光学像Ｉａが、再生増幅パルスレーザ光Ｌ１の出射側における光路Ｃ１と凹面ＨＲミラー２６の球面の凹面形状の反射面の頂底部と接する面とが交わる位置におけるパルスレーザ光の出射光学像Ｉｂとして転写される場合を例示している。ただし、本開示はこれに限らず、たとえば、共振器ミラー２１ａに入射するパルスレーザ光の入射光学像Ｉａが共振器ミラー２１ｂに入射するパルスレーザ光の転写光学像Ｉｂとしてそのまま転写される場合や、偏光素子２４ａを通過するパルスレーザ光の入射光学像Ｉａが偏光素子２４ｂを通過するパルスレーザ光の転写光学像Ｉｂとしてそのまま転写される場合など、種々変形することができる。
【００３０】
つづいて、図３に示す再生増幅器２０の動作を、図４を用いて詳細に説明する。なお、図４では、再生増幅器２０に導入されたシード光ＬＳが共振器ミラー２１ａおよび２１ｂ間に形成された共振器を１往復半する場合の動作を説明する。図４は、本実施の形態１による再生増幅器の概略動作を説明するための図である。図４において、図４（ａ）は、図３に示す再生増幅器２０の概略動作を端的に説明するための図である。図４（ｂ）は、図３に示す再生増幅器２０におけるスラブ増幅器２５内に形成されるマルチパスを模式的に示す光学システム図である。図４（ｃ）〜図４（ｆ）は、図３に示す再生増幅器２０の概略動作を示すタイミングチャートである。なお、図４では、説明の簡略化のため、凹面ＨＲミラー２７の球面の凹面形状の反射面の頂底部に接する面とスラブ増幅器２５のシード光ＬＳの入射側に向く面とが一致しており、且つ、凹面ＨＲミラー２６の球面の凹面形状の反射面の頂底部に接する面とスラブ増幅器２５の再生増幅パルスレーザ光Ｌ１の出射側に向く面とが一致している場合を例示する。
【００３１】
図４に示すように、タイミングｔ１（図４（ｃ）参照）にて偏光素子２４ａ（図４（ａ）参照）に入射したシード光ＬＳのうちＳ偏光で入射した光は、偏光素子２４ａによって高反射され、再生増幅器２０内に導入される。導入されたシード光ＬＳは、まず、電圧が印加されていない状態（図４（ｄ）参照）のＥＯＭ２３ａを位相変化なく通過した後、λ／４波長板２２を通過する。λ／４波長板２２を通過する際、パルスレーザ光は、位相が９０°シフトすることで、円偏光のパルスレーザ光となる。つづいて、円偏光のパルスレーザ光は、共振器ミラー２１ａで高反射した後、再びλ／４波長板２２を通過することで偏光素子２４ａに対してＰ偏光で入射するパルスレーザ光となる。このパルスレーザ光は、電圧が印加されていない状態（図４（ｄ）参照）のＥＯＭ２３ａを位相変化なく通過し、さらに、このＰ偏光で入射するパルスレーザ光は、偏光素子２４ａを反射されることなく通過する。その後、パルスレーザ光は、タイミングｔ２（図４（ａ）参照）にてスラブ増幅器２５に入射する。スラブ増幅器２５に入射したパルスレーザ光は、図４（ｂ）に示すように、凹面ＨＲミラー２６および２７で反射されることで（図４（ｂ）のタイミングｔ３〜ｔ４参照）、凹面ＨＲミラー２６および２７間を１回以上往復（本例では１往復半とする）する。これにより、パルスレーザ光がスラブ増幅器２５内を複数回（本例では３回）通過する。この結果、パルスレーザ光がマルチパス増幅される。
【００３２】
その後、タイミングｔ５にてスラブ増幅器２５から出射したマルチパス増幅後のパルスレーザ光は、偏光素子２４ｂを反射されることなく通過する。そして、パルスレーザ光は、電圧が印加されていない状態（図４（ｅ）参照）のＥＯＭ２３ｂを位相変化なく通過した後、共振器ミラー２１ｂで高反射される。高反射されたパルスレーザ光は、電圧が印加されていない状態（図４（ｅ）参照）のＥＯＭ２３ｂを通過し、偏光素子２４ｂを通過する。そして、パルスレーザ光は、タイミングｔ６（図４（ａ）参照）にて再びスラブ増幅器２５内に入射する。スラブ増幅器２５に入射したパルスレーザ光は、図４（ｂ）に示すように、上述と同様に、凹面ＨＲミラー２７および２６で反射されることで（図４（ｂ）のタイミングｔ７〜ｔ８参照）、凹面ＨＲミラー２７および２６間を１回以上往復（本例では１往復半）する。これにより、パルスレーザ光がスラブ増幅器２５内を複数回（本例では３回）通過する。この結果、パルスレーザ光がマルチパス増幅される。
【００３３】
その後、タイミングｔ９にてスラブ増幅器２５から出射したマルチパス増幅後のパルスレーザ光は、偏光素子２４ａを反射されることなく通過した後、電圧が印加された状態（図４（ｄ）参照）のＥＯＭ２３ａを通過する。なお、ＥＯＭ２３ａには、パルスレーザ光を再生増幅するために、電圧が印加される。図４に示す例では、電圧を印加するタイミングはｔ２〜ｔ９であり、電圧をＯＦＦするタイミングはｔ１０〜ｔ１３で、所定の電圧Ｖａが印加される。電圧Ｖａが印加された状態のＥＯＭ２３ａを通過する際、パルスレーザ光は、９０°の位相シフトを受けることで、円偏光のパルスレーザ光となる。つづいて、円偏光に変換されたパルスレーザ光は、λ／４波長板２２を通過することで偏光素子２４ａに対してＳ偏光のパルスレーザ光となる。その後、パルスレーザ光は、共振器ミラー２１ａで高反射された後、再びλ／４波長板２２を通過することで円偏光のパルスレーザ光となる。つづいて、円偏光のパルスレーザ光は、印加電圧Ｖａが印加された状態（図４（ｄ）参照）のＥＯＭ２３ａを通過することで再び偏光素子２４ａに対してＰ偏光のパルスレーザ光となる。このパルスレーザ光は、偏光素子２４ａを反射されることなく通過した後、タイミングｔ１０（図４（ａ）参照）にて再びスラブ増幅器２５に入射する。スラブ増幅器２５に入射したパルスレーザ光は、図４（ｂ）に示すように、上述と同様に、凹面ＨＲミラー２６および２７で反射されることで（図４（ｂ）のタイミングｔ１１〜ｔ１２参照）、凹面ＨＲミラー２６および２７間を１回以上往復（本例では１往復半）する。これにより、パルスレーザ光がスラブ増幅器２５内を複数回（本例では３回）通過する。この結果、パルスレーザ光がマルチパス増幅される。
【００３４】
その後、タイミングｔ１３にてスラブ増幅器２５から出射したマルチパス増幅後のパルスレーザ光は、偏光素子２４ｂを反射されることなく通過した後、電圧が印加された状態（図４（ｅ）参照）のＥＯＭ２３ｂを通過することで円偏光のパルスレーザ光となる。なお、ＥＯＭ２３ｂには、再生増幅されたパルスレーザ光を出力するために、電圧を印加される。図４に示す例では、電圧を印加するタイミングをｔ６からｔ１４に、電圧をＯＦＦするタイミングは再生増幅器から再生増幅パルスレーザ光が出力された後にしている。つづいて、円偏光に変換されたパルスレーザ光は、共振器ミラー２１ｂで高反射された後、再び電圧が印加された状態（図４（ｅ）参照）のＥＯＭ２３ｂを通過することで偏光素子２４ｂに対してＳ偏光で入射するパルスレーザ光となる。このＳ偏光で入射するパルスレーザ光は、偏光素子２４ｂにて高反射される。これにより、共振器ミラー２１ａおよび２１ｂ間でマルチパス増幅されたパルスレーザ光が、タイミングｔ１４（図４（ｄ）参照）以降、再生増幅パルスレーザ光Ｌ１として再生増幅器２０から出力される。
【００３５】
以上のように、再生増幅器２０に導入されたパルスレーザ光は、光共振器を構成する共振器ミラー２１ａと２１ｂとの間を進行する際にスラブ増幅器２５内を往復することで、マルチパス増幅される。なお、再生増幅器２０内に導入されたパルスレーザ光は、所望する光強度以上に再生増幅されるまで、共振器ミラー２１ａと２１ｂとの間を何回も往復する。
【００３６】
以上のように、本実施の形態１では、スラブ増幅器２５内を往復通過するマルチパスの入力側の光学像（入射光学像Ｉａ）がそのままマルチパスの出力側の光学像（転写光学像Ｉｂ）として転写されるため、マルチパスを形成して光路長を長くした場合でも、入射したパルスレーザ光のビーム軸のずれにより、光路長の長さに応じて、出射するパルスレーザ光のビーム軸および出射位置がさらにずれることを抑制できる。この結果、本実施の形態１の再生増幅器２０によって、パルスレーザ光の安定した増幅とパルスレーザ光のビーム軸の安定化が可能となる。
【００３７】
・変形例１
上述の実施の形態１では、パルスレーザ光（シード光ＬＳ）が再生増幅器２０のスラブ増幅器２５内を１往復半する場合を例に挙げた。ただし、本開示はこれに限定されず、たとえば図５に示す再生増幅器２０Ａのように、パルスレーザ光の光路Ｃ１１がスラブ増幅器２５内を２往復半（または２往復もしくは３往復以上）するマルチパスＣ１２を含む構成など、種々変形可能である。なお、図５は、本実施の形態１の変形例１による再生増幅器の概略構成を示す図である。また、図６に、図５に示す再生増幅器におけるスラブ増幅器に形成される光学システムを模式的に示す。図６に示すように、本変形例１による再生増幅器２０Ａでは、スラブ増幅器２５に入射したパルスレーザ光は、凹面ＨＲミラー２６および２７を交互に２回ずつ反射されることで、スラブ増幅器２５内を合計５回通過する。
【００３８】
これにより、スラブ増幅器２５のパルスレーザ光のビーム軸方向の長さを短くすることが可能となるため、より再生増幅器の小型化が可能となる。この結果、レーザ装置およびこれを含むＥＵＶ光生成装置のさらなる小型化が可能となる。
【００３９】
・変形例２
また、上述の実施の形態１では、スラブ増幅器２５に対するパルスレーザ光の入射端と出射端とが、たとえば、四角柱状のスラブ増幅器２５の対向する２面における対角の位置付近にそれぞれ配置された場合を例に挙げた。ただし、本開示はこれに限定されるものではない。なお、この場合の対角の位置とは、スラブ増幅器２５を水平から傾斜した斜めの面で切断した際の切断面における対角の位置であっても、スラブ増幅器２５の光路Ｃ１に沿った垂直面における対角の位置であってもよい。たとえば、図７に示す再生増幅器２０Ｂのように、スラブ増幅器２５を側面から見て、パルスレーザ光の入射端と出射端とがそれぞれの面における同一側（紙面上側もしくは下側）に位置していてもよい。この場合、スラブ増幅器２５内の光路Ｃ２１には、図８に示すように、スラブ増幅器２５全体を略満遍なく通過するようなマルチパスＣ２２が形成される。スラブ増幅器２５に入射したパルスレーザ光は、一度、入射端および出射端が位置する側と反対側まで反射を繰り返しながら進行し、その後、入射端および出射端が位置する側へ反射を繰り返しながら進行した後、出力端から出射される。すなわち、本変形例２では、パルスレーザ光がスラブ増幅器２５内を光路Ｃ２１と略垂直な方向に１往復する。なお、図７は、本実施の形態１の変形例２による再生増幅器の概略構成を示す図である。図８は、図７に示す再生増幅器におけるスラブ増幅器に形成される光学システムを模式的に示す概念図である。
【００４０】
これにより、スラブ増幅器２５のパルスレーザ光のビーム軸方向の長さをさらに短くすることが可能になると共に、スラブ増幅器２５内のＣＯ２ガス増幅媒体Ｃ２０をより満遍なく利用してパルスレーザ光を増幅することが可能となるため、増幅効率を向上させることが可能となる。この結果、再生増幅器、これを含むレーザ装置、ならびにこれを含むＥＵＶ光生成装置のさらなる小型化が可能になると共に、高出力の再生増幅パルスレーザ光を低エネルギーで生成することが可能となる。
【００４１】
・変形例３
また、上述の実施の形態１では、スラブ増幅器２５を往復通過するマルチパスを形成するミラーに、凹面高反射ミラー２６および２７を用いた。ただし、本開示はこれに限定されない。図９は、本実施の形態１の変形例３による再生増幅器の概略構成を示す図である。たとえば図９に示す再生増幅器２０Ｃのように、凹面高反射ミラー２６の代わりに、平面高反射ミラー２６ｃおよびこれの反射面側に配置された球面レンズ２６ｄよりなる反射光学系を用い、また、凹面高反射ミラー２７の代わりに、平面高反射ミラー２７ｃおよびこれの反射面側に配置された球面レンズ２７ｄよりなる反射光学系を用いてもよい。このような構成によっても、上述した実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。
【００４２】
（実施の形態２）
つぎに、本開示の実施の形態２による再生増幅器、レーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図１０は、本実施の形態２による再生増幅器の概略構成を示す図である。図１１は、図１０に示す再生増幅器におけるスラブ増幅器に形成される光学システムを模式的に示す概念図である。なお、本実施の形態２によるレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置は、上述の実施の形態１によるレーザ装置１００およびＥＵＶ光生成装置１と同様の構成において、再生増幅器２０を図１０に示す再生増幅器２２０に置き換えた構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４３】
図１０および図１１に示すように、本実施の形態２による再生増幅器２２０は、上記実施の形態１による再生増幅器２０と同様の構成において、スラブ増幅器２５を挟む一対の凹面ＨＲミラー２６および２７のうち、一方の凹面ＨＲミラー（本例では凹面ＨＲミラー２６）が平面高反射（ＨＲ）ミラー２２６に置き換えられている。なお、図１０および図１１に示す例では、シード光ＬＳの入射側からスラブ増幅器２５に入射したパルスレーザ光が最初に入射するミラーが、平面ＨＲミラー２２６に置き換えられている。
【００４４】
本実施の形態２では、凹面ＨＲミラー２７の反射面が、たとえば、共振器ミラー２１ａとスラブ増幅器２５のパルスレーザ光入出力端との間の光路Ｃ３１におけるいずれかのポイントのパルスレーザ光の入射光学像Ｉａをそのままスラブ増幅器２５のパルスレーザ光入出力端と共振器ミラー２１ｂとの間の光路Ｃ３１におけるいずれかのポイントのパルスレーザ光の転写光学像Ｉｂとして転写するように、球面の凹面形状をしている。言い換えれば、凹面ＨＲミラー２７は、スラブ増幅器２５内を往復通過するマルチパスＣ３２に対して入力側の光学像（入射光学像Ｉａ）がそのままマルチパスＣ３２の出力側の光学像（転写光学像Ｉｂ）として転写されるように、球面の凹面形状をしている。
【００４５】
この構成により、上述した実施の形態１と同様に、マルチパスを形成して光路長（共振器ミラー２１ａおよび２１ｂが形成する共振器長）を長くした場合でも、入射したパルスレーザ光のビーム軸のずれにより、光路長の長さに応じて、出射するパルスレーザ光のビーム軸がさらにずれることを抑えることが可能となる。この結果、パルスレーザ光が再生増幅器２２０から出射されないなどの不具合を解消しつつ、パルスレーザ光の安定した増幅が可能となる。
【００４６】
なお、図１０および図１１では、パルスレーザ光の入射面と出射面とがスラブ増幅器２５の同一面側に配置された場合を例示するが、本開示はこれに限定されるものではない。たとえば、図３または図７に示すように、パルスレーザ光が入射面と対向する面から出射されるように構成することも可能である。
【００４７】
・変形例
また、上述の実施の形態２では、スラブ増幅器２５内を往復通過するマルチパスを形成するミラーの一方に凹面高反射ミラー２７を用い、他方に平面高反射ミラー２２６を用いた。ただし、本開示はこれに限定されない。図１２は、本実施の形態２の変形例による再生増幅器の概略構成を示す図である。たとえば図１２に示す再生増幅器２２０Ａのように、凹面高反射ミラー２７の代わりに、上述の実施の形態１における変形例３と同様に、平面高反射ミラー２７ｃおよびこれの反射面側に配置された球面レンズ２７ｄよりなる反射光学系を用いてもよい。このような構成によっても、上述した実施の形態２と同様の効果を奏することが可能である。
【００４８】
（実施の形態３）
つぎに、本開示の実施の形態３による再生増幅器、レーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図１３は、本実施の形態３による再生増幅器の概略構成を示す図である。図１４は、本実施の形態３による再生増幅器の概略動作を説明するための模式図である。図１４において、図１４（ａ）は、図１３に示す再生増幅器３２０の概略動作を端的に説明するための模式図である。図１４（ｂ）は、図１３に示す再生増幅器３２０におけるスラブ増幅器２５内に形成されるマルチパスを模式的に示す概念図である。図１４（ｃ）〜図１４（ｆ）は、図１３に示す再生増幅器３２０の概略動作を示すタイミングチャートである。なお、本実施の形態３によるレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置は、上述の実施の形態１によるレーザ装置１００およびＥＵＶ光生成装置１と同様の構成において、再生増幅器２０を図１０に示す再生増幅器３２０に置き換えた構成であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４９】
図３と図１３とを比較すると明らかなように、本実施の形態３による再生増幅器３２０は、シード光ＬＳを再生増幅器３２０に入射させるビームスプリッタと再生増幅パルスレーザ光Ｌ１を再生増幅器３２０から出射させるビームスプリッタとに同じ偏光素子２４ａが用いられる。このため、再生増幅器３２０は、たとえば上述の実施の形態１による再生増幅器２０における再生増幅パルスレーザ光Ｌ１の出射側の偏光素子２４ｂが省略されている。その他の構成は、上述の実施の形態のいずれかと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５０】
つづいて、図１３に示す再生増幅器３２０の動作を、図１４を用いて詳細に説明する。なお、図１４では、再生増幅器３２０に導入されたシード光ＬＳが共振器ミラー２１ａおよび２１ｂ間に形成された共振器を２往復する場合の動作を説明する。
【００５１】
図１４は、本実施の形態３による再生増幅器の概略動作を説明するための図である。図１４において、図１４（ａ）は、図１３に示す再生増幅器３２０の概略動作を端的に説明するための模式図である。図１４（ｂ）は、図１３に示す再生増幅器３２０におけるスラブ増幅器２５内に形成されるマルチパスを模式的に示す概念図である。図１４（ｃ）〜図１４（ｆ）は、図１３に示す再生増幅器３２０の概略動作を示すタイミングチャートである。なお、図１４では、説明の簡略化のため、凹面ＨＲミラー２７の球面の凹面形状の反射面の頂底部に接する面とスラブ増幅器２５のシード光ＬＳの入射側に向く面とが一致しており、且つ、凹面ＨＲミラー２６の球面の凹面形状の反射面の頂底部に接する面とスラブ増幅器２５の再生増幅パルスレーザ光Ｌ１の出射側に向く面とが一致している場合を例示する。また、シード光ＬＳが再生増幅器３２０に入射してから共振器ミラー２１ａおよび２１ｂで３回反射された後、スラブ増幅器２５から出射するまでの動作は、上述の実施の形態１における図４のタイミングｔ１〜ｔ１３間の動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５２】
図１４に示すように、タイミングｔ１（図１４（ｃ）参照）にて偏光素子２４ａ（図１４（ａ）参照）に入射したシード光ＬＳのうちＳ偏光で入射した光は、上述の実施の形態１において図４のタイミングｔ１〜ｔ１３の間の動作と同様の動作によって、スラブ増幅器２５から共振器ミラー２１ｂへ向けて出射する。
【００５３】
その後、タイミングｔ１３にてスラブ増幅器２５から出射したマルチパス増幅後のパルスレーザ光は、電圧が印加された状態（図４（ｅ）参照）のＥＯＭ２３ｂを通過することで円偏光のパルスレーザ光となる。なお、ＥＯＭ２３ｂには、パルスレーザ光を出力するために、電圧が印加される。図４に示す例では、電圧Ｖｂの印加のタイミングはｔ６〜ｔ１３であり、電圧ＶｂをＯＦＦするタイミングはｔ３１〜ｔ３５の期間でよい。つづいて、円偏光に変換されたパルスレーザ光は、共振器ミラー２１ｂで高反射された後、再び電圧が印加された状態（図４（ｅ）参照）のＥＯＭ２３ｂを通過することで偏光素子２４ａに対してＳ偏光のパルスレーザ光となる。偏光素子２４ａに対してＳ偏光に変換されたパルスレーザ光は、タイミングｔ３１（図１４（ａ）参照）にて再びスラブ増幅器２５内に入射する。スラブ増幅器２５に入射したパルスレーザ光は、図１４（ｂ）に示すように、上述と同様に、凹面ＨＲミラー２７および２６で反射されることで（図１４（ｂ）のタイミングｔ３２〜ｔ３３参照）、凹面ＨＲミラー２７および２６間を１回以上往復（本例では１往復半）する。これにより、パルスレーザ光がスラブ増幅器２５内を複数回（本例では３回）通過する。この結果、パルスレーザ光がマルチパス増幅される。
【００５４】
その後、タイミングｔ３４にてスラブ増幅器２５から出射したマルチパス増幅後のパルスレーザ光は、偏光素子２４ａにて高反射される。これにより、共振器ミラー２１ａおよび２１ｂ間でマルチパス増幅されたパルスレーザ光が、タイミングｔ３５（図１４（ｆ）参照）以降、再生増幅パルスレーザ光Ｌ１として再生増幅器３２０から出力される。
【００５５】
以上のように、再生増幅器３２０に導入されたパルスレーザ光は、光共振器を構成する共振器ミラー２１ａおよび２１ｂ間を進行する際にスラブ増幅器２５内を往復することで、マルチパス増幅される。なお、再生増幅器３２０内に導入されたパルスレーザ光は、所望する強度以上に再生増幅されるまで、共振器ミラー２１ａおよび２１ｂ間を往復する。
【００５６】
以上のように、本実施の形態３では、スラブ増幅器２５を往復通過するマルチパスの入力側の光学像（入射光学像Ｉａ）がそのままマルチパスの出力側の光学像（転写光学像Ｉｂ）として転写される。そのため、マルチパスを形成して光路長を長くした場合でも、入射したパルスレーザ光のビーム軸のずれにより、光路長の長さに応じて、出射するパルスレーザ光のビーム軸および出射位置がずれることを抑制することができる。この結果、再生増幅器３２０から出力されるパルスレーザ光はビーム軸が安定し、安定した増幅が可能となる。
【００５７】
・変形例
また、本実施の形態３による再生増幅器３２０は、たとえば図１５に示す再生増幅器３２０Ａのように変形することも可能である。図１５は、本実施の形態３の変形例による再生増幅器の概略構成を示す図である。図１５に示す再生増幅器３２０Ａでは、λ／４波長板２２が共振器ミラー２１ｂの直前に配置されている。また、図１５に示すように、再生増幅器３２０Ａへのシード光ＬＳの入射角は、再生増幅器３２０Ａ内の光路Ｃ４１に対して垂直である必要はなく、斜めであってもよい。なお、他の構成は、上述の実施の形態３と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５８】
（実施の形態４）
また、上述の各実施の形態では、マスタオシレータとして、シングル縦モードまたはマルチ縦モードで発振する１つの半導体レーザ１０を用いていた。これに対し、本実施の形態４によるレーザ装置４００では、図１６に示すように、それぞれシングル縦モードまたはマルチ縦モードで発振する複数の半導体レーザを用いて半導体レーザ１０Ａを構成する。半導体レーザ１０Ａはデバイス１１−１〜１１−３、図示しない図１と同様の共振器、およびコントローラ等を備えている。各デバイスは各々独立に任意の波長、光強度、パルス幅のレーザ光を発生させることができる。また、半導体レーザ１０Ａは、更に各半導体レーザ１１−１〜１１−３から出力されたシード光ＬＳ１〜ＬＳ３を合波する合波器１７を備え、各シード光を合波して同一光路で再生増幅する。これにより、任意のシード光ＬＳを出力して増幅することができ、ターゲットや照射条件が変わっても、ＥＵＶ光生成に最適なレーザ条件を容易に実現できる。なお、図１６は、本実施の形態４によるレーザ装置の概略構成を示す図である。また、他の構成は、上述の実施の形態のいずれかと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５９】
（実施の形態５）
図１７および図１８に、本実施の形態５によるスラブ型のＣＯ２レーザを再生増幅器に適用した場合を示す。図１７は、本実施の形態５によるスラブ型のＣＯ２レーザガスを増幅媒体とする再生増幅器の上面図を示す模式図である。図１８は、図１７に示す再生増幅器の側面図を示す模式図である。なお、本実施の形態５では、図３に示す再生増幅器２０にスラブ型のＣＯ２レーザを適用した場合を例に挙げる。図１７および図１８と図３とを比較すると明らかなように、本実施の形態５による再生増幅器２５０は、図３に示す構成に加え、ＣＯ２レーザガスチャンバ５０、ウィンドウ５２ａおよび５２ｂ、ならびに放電電極５１ａおよび５１ｂを備える。ＣＯ２レーザチャンバ５０内には電極５１ａおよび５１ｂと凹面ＨＲミラー２６および２７が配置されている。ウィンドウ５２ａおよびウィンドウ５２ｂは、ＣＯ２レーザガスチャンバ５０内にＣＯ２レーザガスを封入しつつ、レーザ光を通過させる。電極５１ａと５１ｂとの間には、高周波電圧が印加される。これにより、電極５１ａおよび５１ｂが放電することによって、放電している領域が増幅領域となる。なお、この再生増幅器２５０の動作は、図３に示す再生増幅器２０と同様である。
【００６０】
なお、上述した各実施の形態では、プリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡをそれぞれ１台とした。ただし、これに限定されず、それぞれ複数のプリアンプＰＡおよびメインアンプＭＡを直列に設置してもよい。
【００６１】
また、上記の説明では、凹面ＨＲミラー２６および２７として、スラブ増幅器２５内を往復通過するマルチパスに対して入力側の光学像（入射光学像Ｉａ）がそのままマルチパスの出力側の光学像（転写光学像Ｉｂ）として転写されるように、それぞれ球面の凹面形状やレンズとフラットミラーとを用いた場合を例示した。ただし、この例に限定されることなく、往復通過するマルチパスに対して入力側の光学像（入射光学像Ｉａ）がそのままマルチパスの出力側の光学像（転写光学像Ｉｂ）として転写されるような光学システムであれば、種々変形してよい。たとえば、凹面ミラーと凸面ミラーとの組合せ、凸レンズと凹面ミラーとの組合せ、または、凹レンズと凸面ミラーとの組合せ等でも構成できる。
【００６２】
さらに、上記の説明では、マルチパス増幅の具体例として、増幅領域をパルスレーザ光がジグザグに通過する場合を例に挙げた。このようにアレンジすることによって、レーザ光を効率よく増幅させることができる。
【００６３】
なお、上記実施の形態およびそれらの変形例は本開示を実施するための例にすぎず、本開示はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本開示の範囲内であり、更に本開示の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。さらに、上述の各実施の形態およびその変形例は、相互に適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  ＥＵＶ光生成装置
１０、１０Ａ  半導体レーザ
１１、１１−１〜１１−３  半導体デバイス
１２  リア光学モジュール
１３  出力結合ミラー
１４  縦モード制御アクチュエータ
１５  縦モードコントローラ
１６  電流制御アクチュエータ
１８  半導体レーザコントローラ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２２０、３２０  再生増幅器
２１ａ、２１ｂ  共振器ミラー
２２  λ／４波長板
２３ａ、２３ｂ  ＥＯＭ
２４ａ、２４ｂ  偏光素子
２５  スラブ増幅器
２６、２７  凹面ＨＲミラー
２６ｄ、２７ｄ  レンズ
３０  増幅器
４０  ＥＵＶチャンバ
４１  ＥＵＶ集光ミラー
４１ａ  貫通孔
４２  アパーチャ
５０  ＣＯ２レーザガスチャンバ
５１ａ、５１ｂ  電極
５２ａ、５２ｂ  ウィンドウ
１００、４００  レーザ装置
２２６  平面ＨＲミラー
Ｃ１、Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１  光路
Ｃ２、Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２  マルチパス
Ｃ２０  ＣＯ２ガス増幅媒体
Ｉａ  入射光学像
Ｉｂ  転写光学像
Ｌ１  再生増幅パルスレーザ光
Ｌ２  増幅パルスレーザ光
ＬＳ、ＬＳ１〜ＬＳ３  シード光
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３  ＨＲミラー
Ｍ４  軸外放物面ミラー
ＭＡ  メインアンプ
Ｐ１  プラズマ生成サイト
Ｐ２  中間集光点
ＰＡ  プリアンプ
Ｒ１、Ｒ２  リレー光学系
Ｗ１  ウィンドウ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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