(57)【要約】【課題】パルスのバーストの形で生成され、かつバースト中に緩やかな遷移を受けるパラメータを含むレーザ出力光パルスビームのパラメータの制御に関する技術を提供する。【解決手段】休止時間によって分離され、レーザ出力光パルスビームを形成する、選択されたパルス繰返し数でのパルスのバーストのレーザ出力光パルスを生成するための装置及び方法。これは、ビームパラメータとビームパラメータに対する選択目標値との間の差を表すビームパラメータ誤差信号を供給するレーザ出力光パルスビームパラメータ誤差検出器と、ビームパラメータ調節機構と、ビームパラメータ誤差信号の値に基づいてビームパラメータ調節信号をビームパラメータ調節機構に供給するビームパラメータ調節機構コントローラと、ビームパラメータ誤差信号の値に基づいてビームパラメータ調節信号を修正する低速遷移反転信号を供給する低速遷移補償器とを含むことができるレーザ出力光パルスビームパラメータ調節システムを含むことができる。この装置及び方法は、ビームパラメータ誤差信号の値から判断された正規化ビームパラメータ誤差信号を供給するビームパラメータ誤差スケーリング機構を更に含むことができ、ビームパラメータ調節機構コントローラと低速遷移コントローラは、それぞれ、正規化ビームパラメータ誤差信号に基づいてビームパラメータ調節信号と低速遷移反転信号とを供給する。ビームパラメータ調節機構コントローラは、平均実波長誤差又は実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいてビームパラメータ調節信号を供給することができる。【選択図】図４
2008515230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
休止時間によって分離され、レーザ出力光パルスビームを形成する、選択されたパルス繰返し数でのパルスのバーストのレーザ出力光パルスを生成するレーザ光源であって、
ビームパラメータと該ビームパラメータに対する選択された目標値との間の差を表すビームパラメータ誤差信号を供給するレーザ出力光パルスビームパラメータ誤差検出器と、
ビームパラメータ調節機構と、
前記ビームパラメータ誤差信号の値に基づいてビームパラメータ調節信号を前記ビームパラメータ調節機構に供給するビームパラメータ調節機構コントローラと、
前記ビームパラメータ誤差信号の前記値に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を修正する低速遷移反転信号を供給する低速遷移補償器と、
を含むレーザ出力光パルスビームパラメータ調節システム、
を含むことを特徴とする光源。
【請求項２】
前記ビームパラメータ誤差信号の前記値から判断された正規化ビームパラメータ誤差信号を供給するビームパラメータ誤差スケーリング機構、
を更に含み、
前記ビームパラメータ調節機構コントローラ及び前記低速遷移コントローラは、それぞれ、前記正規化ビームパラメータ誤差信号に基づいて前記ビームパラメータ調節信号及び前記低速遷移反転信号を供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ビームパラメータ調節機構コントローラは、平均実波長誤差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ビームパラメータ調節機構コントローラは、平均実波長誤差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記ビームパラメータ調節機構コントローラは、実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ビームパラメータ調節機構コントローラは、実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記低速遷移コントローラは、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記低速遷移コントローラは、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記低速遷移コントローラは、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記低速遷移コントローラは、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項１１】
前記低速遷移コントローラは、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
前記低速遷移コントローラは、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１３】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構、
を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１４】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構、
を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構、
を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構、
を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構、
を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項２０】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項２１】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２２】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項２３】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２４】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項２５】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２６】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項２７】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２８】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２９】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項３０】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項３１】
休止時間によって分離され、レーザ出力光パルスビームを形成する、選択されたパルス繰返し数でのパルスのバーストのレーザ出力光パルスを生成するレーザ光源であって、
ビームパラメータと該ビームパラメータに対する選択された目標値との間の差を表すビームパラメータ誤差信号を供給するためのレーザ出力光パルスビームパラメータ誤差検出手段と、
ビームパラメータ調節手段と、
前記ビームパラメータ誤差信号の値に基づいてビームパラメータ調節信号を前記ビームパラメータ調節手段に供給するためのビームパラメータ調節手段制御手段と、
前記ビームパラメータ誤差信号の前記値に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を修正する低速遷移反転信号を供給するための低速遷移制御手段と、
を含むレーザ出力光パルスビームパラメータ調節システム、
を含むことを特徴とする光源。
【請求項３２】
前記ビームパラメータ誤差信号の前記値から判断された正規化ビームパラメータ誤差信号を供給するためのビームパラメータ誤差スケーリング手段、
を更に含み、
前記ビームパラメータ調節手段制御手段及び前記低速遷移制御手段は、それぞれ、前記正規化ビームパラメータ誤差信号に基づいて前記ビームパラメータ調節信号及び前記低速遷移反転信号を供給する、
ことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記ビームパラメータ調節手段制御手段は、平均実波長誤差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給するための手段を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記ビームパラメータ調節手段制御手段は、平均実波長誤差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給するための手段を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記ビームパラメータ調節手段制御手段は、実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給するための手段を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３６】
前記ビームパラメータ調節手段制御手段は、実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給するための手段を含む、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３７】
前記低速遷移制御手段は、前記低速遷移反転信号を供給するための手段を含み、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
【請求項３８】
前記低速遷移制御手段は、前記低速遷移反転信号を供給するための手段を含み、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３９】
前記低速遷移制御手段は、前記低速遷移反転信号を供給するための手段を含み、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項４０】
前記低速遷移制御手段は、前記低速遷移反転信号を供給するための手段を含み、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項４１】
前記低速遷移制御手段は、前記低速遷移反転信号を供給するための手段を含み、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項４２】
前記低速遷移制御手段は、前記低速遷移反転信号を供給するための手段を含み、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３６に記載の装置。
【請求項４３】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節手段への前記ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節手段がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するための手段を含むビームパラメータ誤差信号スケジュール作成手段、
を更に含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
【請求項４４】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節手段への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節手段がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するための手段を含むビームパラメータ誤差信号スケジュール作成手段、
を更に含むことを特徴とする請求項３８に記載の装置。
【請求項４５】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節手段への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節手段がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するための手段を含むビームパラメータ誤差信号スケジュール作成手段、
を更に含むことを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【請求項４６】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節手段への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節手段がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するための手段を含むビームパラメータ誤差信号スケジュール作成手段、
を更に含むことを特徴とする請求項４０に記載の装置。
【請求項４７】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節手段への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節手段がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するための手段を含むビームパラメータ誤差信号スケジュール作成手段、
を更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項４８】
バーストの最初に前記ビームパラメータ調節手段への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、該ビームパラメータ調節手段がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止するための手段を含むビームパラメータ誤差信号スケジュール作成手段、
を更に含むことを特徴とする請求項４２に記載の装置。
【請求項４９】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３７に記載の装置。
【請求項５０】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３８に記載の装置。
【請求項５１】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【請求項５２】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４０に記載の装置。
【請求項５３】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の装置。
【請求項５４】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４２に記載の装置。
【請求項５５】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４３に記載の装置。
【請求項５６】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項５７】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４５に記載の装置。
【請求項５８】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４６に記載の装置。
【請求項５９】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４７に記載の装置。
【請求項６０】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の装置。
【請求項６１】
休止時間によって分離され、レーザ出力光パルスビームを形成する、選択されたパルス繰返し数でのパルスのバーストのレーザ出力光パルスを生成する方法であって、
ビームパラメータと該ビームパラメータに対する選択目標値との間の差を表すビームパラメータ誤差信号を供給するためのレーザ出力光パルスビームパラメータ誤差検出機構を使用する段階と、
ビームパラメータ調節機構を使用する段階と、
ビームパラメータ調節機構制御機構を使用して、前記ビームパラメータ誤差信号の値に基づいてビームパラメータ調節信号を前記ビームパラメータ調節機構に供給する段階と、
低速遷移制御機構を使用して、前記ビームパラメータ誤差信号の前記値に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を修正する低速遷移反転信号を供給する段階と、
を含むレーザ出力光パルスビームパラメータ調節方法を使用する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
ビームパラメータ誤差スケーリング機構を使用して、前記ビームパラメータ誤差信号の前記値から判断された正規化ビームパラメータ誤差信号を供給する段階、
を更に含み、
前記ビームパラメータ調節機構制御機構及び前記低速遷移制御機構は、それぞれ、前記正規化ビームパラメータ誤差信号に基づいて前記ビームパラメータ調節信号及び前記低速遷移反転信号を供給する、
ことを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記ビームパラメータ調節機構制御機構を使用して、平均実波長誤差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記ビームパラメータ調節機構制御機構を利用して、平均実波長誤差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記ビームパラメータ調節機構制御機構を利用して、実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】
前記ビームパラメータ調節機構制御機構を利用して、実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいて前記ビームパラメータ調節信号を供給する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記低速遷移制御機構は、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６１に記載の方法。
【請求項６８】
前記低速遷移制御機構は、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６９】
前記低速遷移制御機構は、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７０】
前記低速遷移制御機構は、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６４に記載の方法。
【請求項７１】
前記低速遷移制御機構は、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６５に記載の方法。
【請求項７２】
前記低速遷移制御機構は、前記低速遷移反転信号を供給し、該低速遷移反転信号は、前回バーストの終わりに低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転定数と、該前回バーストにおける選択パルスに対するビームパラメータ誤差信号を乗じた低速遷移反転利得係数との関数である、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項７３】
ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構を利用して、バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にし、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項６７に記載の方法。
【請求項７４】
ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構を利用して、バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にし、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項６８に記載の方法。
【請求項７５】
ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構を利用して、バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にし、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項６９に記載の方法。
【請求項７６】
ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構を利用して、バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にし、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項７０に記載の方法。
【請求項７７】
ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構を利用して、バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にし、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
【請求項７８】
ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構を利用して、バーストの最初に前記ビームパラメータ調節機構への前記正規化ビームパラメータ誤差信号の入力を無効にし、該ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【請求項７９】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６７に記載の方法。
【請求項８０】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６８に記載の方法。
【請求項８１】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項６９に記載の方法。
【請求項８２】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７０に記載の方法。
【請求項８３】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
【請求項８４】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【請求項８５】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７３に記載の方法。
【請求項８６】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７４に記載の方法。
【請求項８７】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７５に記載の方法。
【請求項８８】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７６に記載の方法。
【請求項８９】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７７に記載の方法。
【請求項９０】
前記前回バーストにおける前記選択パルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されている、
ことを更に含むことを特徴とする請求項７８に記載の方法。
【請求項９１】
ビームパラメータ調節機構ステッパ機構と、
所定のバースト内で実行されないステッパ指令を含むステップ指令を供給するビームパラメータ調節機構ステッパ機構制御機構と、
を更に含み、
前記ビームパラメータ調節機構コントローラは、所定のバーストの終わりに次のバーストで使用するための前記低速遷移反転信号を該所定のバースト内の選択されたパルスに対する該低速遷移反転信号に基づいて更新する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９２】
ビームパラメータ調節機構ステッパ機構と、
所定のバースト内で実行されないステッパ指令を含むステップ指令を供給するビームパラメータ調節機構ステッパ機構制御機構と、
を更に含み、
前記ビームパラメータ調節機構コントローラは、所定のバーストの終わりに次のバーストで使用するための前記低速遷移反転信号を、実行されない前記ステッパ指令を差し引いた前記指令されたステップに基づいて更新する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９３】
ビームパラメータ調節機構ステッパ機構と、
所定のバースト内で実行されないステッパ指令を含むステップ指令を供給するビームパラメータ調節機構ステッパ機構制御機構と、
を更に含み、
前記ビームパラメータ調節機構コントローラは、所定のバーストの終わりに次のバーストで使用するための前記低速遷移反転信号を、実行されない前記ステッパ指令を差し引いた前記指令されたステップに基づいて更新する、
ことを特徴とする請求項９２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスのバーストの形で生成され、かつバースト中に緩やかな遷移を受けるパラメータを含むレーザ出力光パルスビームのパラメータの制御に関する２００５年９月２８日出願の「レーザ出力光パルスビームパラメータ遷移補正システム」という名称の米国特許出願第１０／９５３，２４９号に対する優先権を請求するものである。
【背景技術】
【０００２】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、１９９９年１２月２１日にＳａｎｄｓｔｒｏｍ他に付与された「エキシマレーザのためのパルスエネルギ制御」という名称の米国特許第６，００５，８７９号は、以下の事柄に関連している：
エキシマレーザによって生成されたパルスのバースト内のパルスエネルギと集積エネルギ線量とを制御する方法。各バースト内の各パルスのエネルギを測定する。充電電圧によるパルスエネルギの変化率を判断する。パルスエネルギ誤差を現在のバーストの前のパルスに対して判断する。また、現在のバースト内の全ての以前のパルスに対して集積線量誤差を判断する。パルスエネルギ誤差、集積線量誤差、充電電圧によるエネルギの変化率、及び基準電圧を用いて次のパルスの充電電圧を判断する。好ましい実施形態では、各バーストの２つのパルス中に１回は低く及び１回は高く電圧をディザすることによって電圧によるエネルギの変化率を判断する。基準電圧は、以前のエネルギ及び電圧データを用いて計算した電圧である。この実施形態では、パルスの第１の部分中の基準電圧を判断する方法は、バーストの後の部分中に用いる方法と異なる。パルスの第１の組（この実施形態では、４０）中に、各パルスに対して、前回のバーストにおける対応するパルスからの電圧及びエネルギデータを用いて計算した指定電圧は、目標パルスエネルギに収束するパルスエネルギを生成するのに必要とされる電圧の予測値として利用される。４１及びそれ以降のパルスに対しては、各パルスの基準電圧は、前回パルスに対して指定された電圧である。
【０００３】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２０００年３月７日にＵｊａｚｄｏｗｓｋｉ他に付与された「ガス温度制御を備えたガス放電レーザ」という名称の米国特許第６，０３４，９７８号は、以下の事柄に関連している：
バーストモード作動中に望ましい限界値内にレーザガス温度を維持する高速応答ガス温度制御を備えたガス放電レーザ。好ましい実施形態は、受動的温度安定化装置を含む．．．。好ましい実施形態は、加熱要素及び冷却水流量制御を利用し、休止期間を予測するようにプログラムされたプロセッサを使用してレーザガス温度を調整する。
【０００４】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００１年１１月１３日にＰａｒｔｌｏ他に付与された「音響チャープ補正を備えた放電レーザ」という名称の米国特許第６，３１７，４４７号は、以下の事柄に関連している：
高繰返し数での波長チャープを最小にするためのガス放電レーザにおける方法及び構造的変化。本出願人は、高パルス繰返し数ガス放電リソグラフィレーザにおける波長チャープの主な原因を、その後の放電と一致する放電領域に反射して戻された放電からの圧力波として特定した。．．．バーストモード作動中、レーザガス温度．．．は、数ミリ秒の期間にわたって．．．変化し、放電領域内のパルス間の一致する圧力波の位置を．．．変え、レーザガスの圧力の変動を引き起こし、これは、次に、レーザの後部を出るレーザビームに若干方向を変えさせる放電領域の屈折係数に影響を与える。ビーム方向のこの変化により、ＬＮＰ内の回折格子が．．．若干異なる波長を反射して戻し、波長チャープを引き起こす。この問題の解決法は、レーザ室内に構造的要素を含んで圧力波を抑えるか又は分散させてレーザガス温度をできるだけ一定の値に近く維持することである。
【０００５】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００３年３月４日にＥｖｅｒａｇｅ他に付与された「レーザのための高速波長補正技術」という名称の米国特許第６，５２９，５３１号は、以下の事柄に関連している：
少なくとも１つの圧電駆動装置と高速波長検出手段と、．．．１．０ミリ秒未満のフィードバック応答時間とを含む高速チャープ補正を備えた放電レーザ．．．。好ましい実施形態では、単純な学習アルゴリズムは、．．．既習チャープパターンの予想における事前の同調ミラー調節を可能にする。技術には、比較的低回転数のステッパモータと超高速圧電駆動装置の組合せが含まれる。別の好ましい実施形態では、チャープ補正は、パルス間ベースで行われ、１つのパルスの波長が測定され、次のパルスの波長は、その測定結果に基づいて補正される。
【０００６】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００３年３月１１日にＳｐａｎｇｌｅｒ他に付与された「圧電駆動装置を有するレーザ波長制御ユニット」という名称の米国特許第６，５３２，２４７号は、以下の事柄に関連している：
高速波長補正を備えた放電レーザ。．．．技術には、同調ミラーを使用してレーザ波長を同調させる比較的低回転数のステッパモータと超高速圧電制御装置との組合せが含まれる。低速及び中速の波長制御を提供するための好ましい制御技術（超高速波長モニタを利用する）と、超高速（数マイクロ秒）の波長制御を提供するための圧電駆動装置と組み合わせた圧電ロードセルとが説明されている。
【０００７】
２００３年５月２０日にＭｙｅｒｓ他に付与された「超狭帯域２チャンバ高繰返し数ガス放電レーザシステム」という名称の米国特許第６，５６７，４５０号は、以下の事柄に関連している：
約４，０００Ｈｚ又はそれよりも高いパルス繰返し数かつ約５ｍＪ又はそれよりも大きいパルスエネルギで高品質パルスレーザビームを生成することができる注入シードモジュール式ガス放電レーザシステム。２つの別々の放電チャンバが設けられ、その一方は、第２の放電チャンバにおいて増幅される超狭帯域シードビームを生成する主発振器の一部である。２つの放電チャンバを別々に制御することができ、主発振器における波長パラメータの別々の最適化と、増幅チャンバにおけるパルスエネルギパラメータの最適化とを可能にする。ＭＯＰＡとして構成され、かつ集積回路リソグラフィの光源として使用されるように特別に設計されたＡｒＦエキシマレーザシステムにおける好ましい実施形態。好ましいＭＯＰＡ実施形態では、各チャンバは、パルス間で約０．２５ミリ秒よりも短い時間で放電領域からデブリを除去することによって４０００Ｈｚ又はそれよりも高いパルス繰返し数での作動を可能にするのに十分なガス流量をもたらす単一の接線ファンを含む。主発振器には、４０００Ｈｚ又はそれよりも高い繰返し数及びパルス間ベースで中心線波長を０．２ｐｍ未満の精度まで制御することができる超高速同調ミラーを有する線狭化パッケージが装備される。
【０００８】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００４年２月１０日にＦａｌｌｏｎ他に付与された「２チャンバガス放電レーザのための制御システム」という名称の米国特許第６，６９０，７０４号は、以下の事柄に関連している：
モジュール式高繰返し数２放電チャンバ紫外線ガス放電レーザのための制御システム．．．主発振器は、第２の放電チャンバにおいて増幅される超狭帯域シードビームを生成する。バーストモード作動においてさえも、約２０億から５０億分の１秒の範囲の精度で２チャンバにおける放電の相対的タイミングを制御するフィードバックタイミング制御技術が提供される。
【０００９】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００３年９月２３日にＫｎｏｗｌｅｓ他に付与された「超狭帯域２チャンバ高繰返し数ガス放電レーザシステム」という名称の米国特許第６，６２５，１９１号は、以下の事柄に関連している：
約４，０００Ｈｚ又はそれよりも高いパルス繰返し数かつ約５ｍＪ又はそれよりも大きいパルスエネルギで高品質パルスレーザビームを生成することができる注入シードモジュール式ガス放電レーザシステム。２つの別々の放電チャンバが設けられ、その一方は、第２の放電チャンバにおいて増幅される超狭帯域シードビームを生成する主発振器の一部である。２つの放電チャンバを別々に制御することができ、主発振器における波長パラメータの別々の最適化と、増幅チャンバにおけるパルスエネルギパラメータの最適化とを可能にする。
【００１０】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００３年１１月１８日にＳｐａｎｇｌｅｒ他に付与された「圧電駆動装置を有するレーザ波長制御ユニット」という名称の米国特許第６，６５０，６６６号は、以下の事柄に関連している：
高速波長補正を備えた放電レーザ。高速波長補正機器は、少なくとも１つの圧電駆動装置、高速波長測定システム、及び高速フィードバック応答時間を含む。．．．好ましい実施形態は、（１）波長測定に基づく高速フィードバック制御、（２）高速振動制御、（３）ロードセル及び能動減衰モジュールを用いた能動減衰、（４）履歴バーストデータに基づいてフィードフォワードアルゴリズムを使用する遷移反転を提供する。好ましい実施形態は、フィードフォワードアルゴリズムを現在の条件に適応させる。別の好ましい実施形態は、同調ミラー位置を測定して波長事前同調及び能動的波長同調を可能にする。
【００１１】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００１年２月２０日にＡｌｇｏｔｓ他に付与された「波長微調節を備えた狭帯域レーザ」という名称の米国特許第６，１９２，０６４号は、以下の事柄に関連している：
波長計からのフィードバック信号を用いたパルスエネルギ、波長、及び帯域幅の自動コンピュータ制御を有するスマートレーザ。パルスエネルギは、放電電圧を制御することによって制御される。波長は、線狭化モジュールにおけるＲMAXミラーの超微細かつ迅速な位置決めによって制御される。帯域幅は、線狭化モジュールにおける回折格子の曲率を調節することによって制御される。好ましい実施形態は、ビーム拡張プリズムが位置するプリズムプレートの自動調節及びＲMAX傾斜の自動調節による水平及び垂直ビームプロフィールの自動フィードバック制御を含む。他の好ましい実施形態は、共振空洞内のレーザチャンバの水平位置の自動調節を含む。好ましい実施形態では、波長モニタからのフィードバック信号は、ＲMAXミラーを位置決めするのに使用される。他の好ましい実施形態では、ＲMAXミラーからフォトダイオードアレイ上に反射した別々のレーザビームが、ミラーを位置決めするのに使用される。
【００１２】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００３年９月１６日にＳａｎｄｓｔｒｏｍ他に付与された「能動波長チャープ補正を備えた放電レーザ」という名称の米国特許第６，６２１，８４６号は、以下の事柄に関連している：
能動チャープ補正を備えた放電レーザ。本出願は、．．．圧力波を抑えて分配する技術を開示する。一部のレーザにおいては、小さな予測可能なパターンが残り、これは、従来技術の比較的低速の波長制御計器を使用する能動波長制御で実質的に補正することができる。好ましい実施形態では、既習チャープパターンを予想して事前同調ミラー調節を可能にする単純な学習アルゴリズムが説明される。実施形態は、同調精度を増すために同調段階の大きさが大幅に低減されるように非常に細かい調節を有するステッパモータを含む。しかし、波長チャープを完全に排除することは、レーザチャンバの構造的な変化及び事前同調では通常は実行可能ではなく、従って、本出願人は、比較的低回転数のステッパモータと超高速圧電駆動装置の組合せを含む．．．超高速能動チャープ補正のための機器及び技術を開発した。別の好ましい実施形態では、チャープ補正は、１つのパルスの波長が測定され、その測定結果に基づいて次のパルスの波長が補正されるパルス間ベースで行われる。
【００１３】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００４年４月１３日にＦｏｍｅｎｋｏｖ他に付与された「レーザのための帯域幅制御技術」という名称の米国特許第６，７２１，３４０号は、以下の事柄に関連している：
放電レーザの帯域幅制御のための技術。少なくとも１つの圧電駆動装置と、高速帯域幅検出手段と、約１．０ミリ秒未満の時間応答を有する帯域幅制御装置とを有する線狭化機器が提供される。好ましい実施形態では、波長同調ミラーは、ピボット角度の非常に狭い範囲内で５００ディザ／秒を超えるディザ速度でディザされ、公称波長値におけるディザを引き起こして一連のレーザパルスの望ましい有効な帯域幅を生成する。
【００１４】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２０００年６月２０日にＥｖｅｒａｇｅ他に付与された「レーザのための波長シフト補正技術」という名称の米国特許第６，０７８，５９９号は、以下の事柄に関連している：
レーザからの波長チャープの特性を学習する学習アルゴリズムと、学習アルゴリズムを実行して既習特性に基づいて波長補正制御信号を供給し、現在の波長チャープとその後の波長チャープの波長シフトのマグニチュードを低減するコンピュータシステムとを含む．．．波長チャープを補正するためのレーザシステムに対する波長シフト補正システムが提供される。
【００１５】
開示内容が本明細書において引用により組み込まれている、２００４年５月１１日にＡｌｂｒｅｃｈｔ他に付与された「チャープ補償方法及び装置」という名称の米国特許第６，７３５，２２５号は、以下の事柄に関連している：
バーストモードで作動するエキシマ又は分子フッ素レーザシステムに対する波長チャープ補償方法は、バースト間の休止中に調節を行うための共振器同調光学器械調節をレーザシステムのコンピュータに事前プログラムして、続いて起こるバーストの始めに波長チャープを補償する段階を含む。
【００１６】
本出願人は、例えばフッ素及び別のガス、例えばクリプトン又はアルゴンと、１つ又は複数の緩衝ガス、例えばネオン及びヘリウムとを含むレーザ発振媒体生成ガスを含むある一定のガス放電レーザ、例えば、ＡｒＦ、ＫｒＦ、及び分子フッ素ガス放電レーザの作動において、及び２つのチャンバ、例えば、主発振器電力増幅器（ＭＯＰＡ）、主発振器電力発振器（ＭＯＰＯ）、電力発振器電力増幅器（ＰＯＰＡ）、及び電力発振器電力発振器を含み、かつ、チャンバが、単一のフレーム上に取り付けられ、及び／又は何らかの方法で各チャンバに物理的に取り付けられた光学器械によって光学的も相互接続することができる他の形態の多重チャンバレーザガスシステムさえも含む構成においても、緩やかな波長遷移が様々な状況下で発生する可能性があることを観察した。本出願人は、このような遷移は、ある程度の停止時間、例えば、バースト間でミリ秒又はそれよりも大きい程度の停止時間を有するレーザ出力光ビーム当たりのパルスのバーストで、例えば、２ｋＨｚから例えば約６ｋＨｚ又は更にそれよりも高くまで（すなわち、パルス間で５００μｓから１６７μｓの期間又はそれ未満を有する）変動するパルス繰返し数による１００程度のパルスでレーザ出力光パルスビームを供給するレーザシステムにおいて一般的にバーストに相関していることを発見した。更に、例えば移動部品、例えば高速同調光学要素、例えば高速同調ミラーを収容することができる線狭化モジュール（ＬＮＭ）を有する他の光学要素は、振動による外乱をシステムに加える場合があり、かつ例えば、レーザシステムモジュール間の振動分離が完全でない場合にこのような遷移の発生に影響を与える可能性があるある一定の共振周波数を含む場合がある。
【００１７】
このような遷移は、有意である可能性があり、例えば、振幅で０．２ｐｍまで大きくなり、これは、波長パルス間安定性及びバースト中の波長シグマに対する厳しい要件の下では、レーザシステムによって生成される出力レーザ光パルスビームが、例えば遷移が最も顕著であるある一定のパルス繰返し数で作動中に仕様外になる結果をもたらす可能性がある。
本出願人は、このような遷移が、通常パルス１又はパルス１近くから開始して全振幅を構築するまで単一バースト内で約１００回の発射が必要である可能性があることを発見した。一般的に、本出願人は、このような遷移が、比較的狭い繰返し数帯域内で発生することも発見している。
【００１８】
本出願人が考えるところでは、このような遷移は、システム、例えばＬＮＭにおける機械的振動による可能性が最も高い１７００Ｈｚ又はその付近で、及びチャンバ、例えば２チャンバシステムにおけるチャンバの一方又は両方、又は一方のみ、例えばＭＯＰＡシステム構成の例えばＭＯチャンバにおける音響共鳴による可能性が最も高い１８５０Ｈｚ又はその付近で本出願人が観察したものを含む様々な理由で発生する。
本出願人は、これらの遷移を適正に処理することができない根本的な原因を更に調べた上で、本出願において、その解決法に関連する本発明の実施形態の態様を提案する。
【００１９】
【特許文献１】米国特許出願第１０／９５３，２４９号
【特許文献２】米国特許第６，００５，８７９号
【特許文献３】米国特許第６，０３４，９７８号
【特許文献４】米国特許第６，３１７，４４７号
【特許文献５】米国特許第６，５２９，５３１号
【特許文献６】米国特許第６，５３２，２４７号
【特許文献７】米国特許第６，５６７，４５０号
【特許文献８】米国特許第６，６９０，７０４号
【特許文献９】米国特許第６，６２５，１９１号
【特許文献１０】米国特許第６，６５０，６６６号
【特許文献１１】米国特許第６，１９２，０６４号
【特許文献１２】米国特許第６，６２１，８４６号
【特許文献１３】米国特許第６，７２１，３４０号
【特許文献１４】米国特許第６，０７８，５９９号
【特許文献１５】米国特許第６，７３５，２２５号
【発明の開示】
【００２０】
休止時間によって分離され、レーザ出力光パルスビームを形成する、選択されたパルス繰返し数でのパルスのバーストのレーザ出力光パルスを生成するための装置及び方法を開示し、これは、ビームパラメータとビームパラメータに対する選択目標値との間の差を表すビームパラメータ誤差信号を供給するレーザ出力光パルスビームパラメータ誤差検出器と、ビームパラメータ調節機構と、ビームパラメータ誤差信号の値に基づいてビームパラメータ調節信号をビームパラメータ調節機構に供給するビームパラメータ調節機構コントローラと、ビームパラメータ誤差信号の値に基づいてビームパラメータ調節信号を修正する低速遷移反転信号を供給する低速遷移補償器とを含むことができるレーザ出力光パルスビームパラメータ調節システムを含むことができる。この装置及び方法は、ビームパラメータ誤差信号の値から判断された正規化ビームパラメータ誤差信号を供給するビームパラメータ誤差スケーリング機構を更に含むことができ、ビームパラメータ調節機構コントローラと低速遷移コントローラは、それぞれ、正規化ビームパラメータ誤差信号に基づいてビームパラメータ調節信号と低速遷移反転信号とを供給する。ビームパラメータ調節機構コントローラは、平均実波長誤差又は実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいてビームパラメータ調節信号を供給することができる。低速遷移コントローラは、前回バーストからの低速遷移反転と、前回バーストにおける選択パルスに関するビームパラメータ誤差信号が掛けられた低速遷移反転利得係数との関数である低速遷移反転信号を供給することができる。ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構は、バーストの最初にビームパラメータ調節機構へのビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、ビームパラメータ調節機構がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止することができる。前回バーストにおける選択されるパルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されるものである。低速遷移補償器はまた、全体指令ではなく実際に実行されたステッパ指令に基づいて、例えば、２次的なアクチュエータ、例えばビームパラメータ調節信号を非飽和化するのに使用されるステッパモータの実際の運動に基づいて更新することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本出願人は、既存のレーザ波長制御システムは、低速遷移波長チャープを処理するものではないことを既に発見している。これは、少なくとも部分的には、波長制御システム波長コントローラ、例えば、制御信号、例えば制御電圧を波長制御機構アクチュエータ、例えば高速同調ミラーを駆動する圧電素子に供給するフィルタの役目をする波長サーボが、バーストの間に波長チャープに追随し、次のバーストで、サーボは、どのような不連続性がバースト中に発生しても、例えば０．２ｐｍ不連続性に応答する必要があり、この不連続性は、例えば補正するのに約２０パルスが必要である可能性があり、その結果、悪影響がその後のバースト中の平均波長及び波長シグマに発生するからである。
【００２２】
ここで図１を参照すると、例えば数百パルスのバーストにおける、例えば第１の１００程度のパルスにわたって例えば波長誤差信号内のバースト中に例示的な遷移、例えば波長遷移を明らかにするデータのいくつかのバーストの重なりを示している。遷移は、バースト中の初めの１００パルス程度の後には、バーストのその後で比較的一定のままである波長誤差の値に収束し、また、バーストの最初の数パルス程度の最中には、バーストのちょうど始めに、ある程度の非線形性を有することが分る。
【００２３】
ここで図２を参照すると、波長チャープなどのバースト相関低速遷移に関連する制御の問題の更に別の図を示している。図３の波長制御システム２０は、図示のバーストの初期の部分、例えば約パルス５９４０から約パルス６０２５まで、及びその後の比較的一定の約３１．４ボルトの電圧付近での図１に示す誤差信号における遷移を説明するために、先に参照した特許には示すが本出願では示していない高速同調ミラー傾斜機構における圧電アクチュエータへの出力信号を生成していることが分る。バーストの終わりに、例えば約パルス６２４０で次のバーストが開始した時に、波長は、図１に証明するように、バーストの最初のチャープの開始時の値に戻り、一方、コントローラは、応答するのにバーストの始めでは約２０パルスを必要とする。
【００２４】
ここで図３を参照すると、従来技術のレーザ出力光パルスビームパラメータ調節システム２０を示している。システム２０は、高速同調ミラー（図示せず）に作動的に接続された例えばステッパモータ（図示せず）と少なくとも１つの圧電アクチュエータ（図示せず）とを含むことができる例えばレーザ出力光パルスビームパラメータ調節機構２２を含む。また、システム２０は、誤差信号の関数である、以下でより詳細に説明する何らかのアルゴリズムに従って、例えば圧電アクチュエータ電圧を供給するフィルタの役目をする波長サーボ機構２８を含むことができる、例えばレーザ出力光パルスビームパラメータ調節機構コントローラ２４を含むことができる。ビームパラメータ調節機構コントローラ２４は、例えばＰＺＴ電圧補正信号を受信して、通常の作動中に例えば同調ミラー位置の変化がＰＺＴ駆動装置に印加される電圧の何らかの範囲内であるように、例えば何らかのダイナミックレンジ、例えば好ましい作動範囲の限界値、例えば何らかの望ましい中央電圧付近に近づいているか否かを判断することができるステッパモータサーボ３７を含むことができる。範囲内のこの限界値に近づいた時、ステッパモータサーボは、ＰＺＴをその適正な作動のダイナミックレンジに戻すように１つ又は複数のステップが発生するように命じる。
従って、作動においては、システム２０は、各バーストの終わりにパラメータ制御サーボ２８をリセットする際に前回バースト中に発生する電圧範囲に対する変更回数に対処する必要がある。
【００２５】
システム２０はまた、例えば、直前のパルスに対して（又は、より高いパルス繰返し数で、恐らくはいくつかの直前のパルスの１つで）望ましい波長と実波長の間の差に応答して波長誤差信号３０を生成する波長誤差検出器２６、例えば、先に参照した特許では示すが本出願では示していない速動波長検出器と、ある一定のｐｍ値の波長誤差を表す誤差信号に対して、例えばスケーリングされた誤差信号、例えばＰＺＴ利得係数、すなわち、ボルト／ピコメートルを生成することができる波長誤差スケーリング機構３２とを含むことができる。システム２０はまた、他の形式の波長チャープ、例えば先に参照した出願に説明されているように、例えば学習アルゴリズムを利用したコンピュータプロセッサ制御装置から例えばフィードフォワード同調ミラー制御によって他の方法で補正することができるバースト間のレーザシステムにおける変化による最初のパルスにおけるバースト間チャープを例えば処理しやすくすることができる波長誤差利得スケジューラ３４を含むことができる。この点において、利得スケジューラ３４は、例えばバーストの最初にパルスの発射回数というパルス番号を表す信号３６を受信して、先に参照した特許において説明されているように、例えばバーストにおける最初のいくつかのパルスに対して波長サーボ２４へのＰＺＴ利得係数の通過を無効することができる。
【００２６】
ここで図４を参照すると、例えば、低速遷移反転（ＳＴＩ）補償器４０を更に含むことができる本発明の実施形態の態様による波長制御システム２０を示している。図４のシステムは、ＳＴＩ補償器４０をコントローラ２４内に含む。ＳＴＩ補償器４０は、所定のパルスにおける発射回数（パルス番号）に基づいて異なる方程式を用いてコントローラ２４によって実行されるフィルタを説明することができるように、図３の波長サーボ機構２８と共に、例えばコントローラ２４の一部として含めることができる。バースト内の全てのパルスに対して、利得スケジュールが波長サーボ２８へのスケーリングされた誤差信号３０の提出を阻止するフィードフォワード制御パルスを除き、波長サーボ２４は、コントローラ２４フィルタの波長サーボ２８部分内にどの差分方程式が説明されているかに従って圧電アクチュエータ駆動電圧を更新する。前回パルスからの選択発射に対して、初期のバーストチャープの影響を回避するために例えば発射３になるように選択することができる例えば発射ｎ0を記憶していてもよい。例えば、バーストの終わりに、ＳＴＩ補償器は、更新方程式、例えば：
ＳＴＩ［ｋ］＝ＳＴＩ［ｋ−１］＋ｇSTI（ε0）＋ｇsteps（ｎｓｔｅｐｓ）  （１）
に従って更新される。ここで、ｇSTIは、選択スケーリング利得であり、ε0は、前回パルスｋ−１におけるパルスｎ0の記憶波長誤差である。本発明の実施形態の態様によれば、この係数ＳＴＩ［ｋ］にバーストｋのスケーリングされた誤差信号３０を乗じたものは、パルス毎の加算器４２に応答して波長サーボ２８の出力と共に合計される。更に、「ｎｓｔｅｐ」係数は、前回バーストにおいて実際にステッパモータによって取られたステップ数に基づくものであり、それは、例えば、実際に実行されたステップ指令に対して前回バースト中のアクチュエータ信号の非飽和を得るためにＳＴＩ信号を補正する。
【００２７】
本発明の実施形態の態様によれば、本発明は、例えば高速チャープ、例えばバースト内の開始パルス高速チャープとして現れる例えばバースト間波長制御変動に対するパラメータ制御システムの感度を増すことなく、例えばバースト相関されたレーザ出力光パルスパラメータ変動、例えば低速チャープ、例えばバースト相関された低速波長遷移に対して、レーザ出力光パラメータ制御システム、例えば波長制御システム２０を鈍感にする単純かつ有効な方法及び装置を提供する。
【００２８】
本発明の実施形態の態様によれば、波長サーボは、例えば各バーストの終わりに例えば０にリセットすることができ、ＳＴＩ補償器は、上述の方程式（１）に従って各バーストの終わりに更新することができ、例えば実際のＰＺＴ制御システムに対するこの調節は、バーストの最初に制御信号における誤差を最小にする（すなわち、ゼロ近くに低減する）ように選択され、その理由は、波長サーボが、前回パルス中の低速遷移の波長サーボの追跡に対処するためにゼロにリセットされ、かつ低速遷移が、現在バースト内に再び表れることになるからである。ここで図５を参照すると、本発明の態様に従って図４のシステムコントローラ２４を使用した場合と使用しない場合での波長誤差の重ね合わせを示す本発明の実施形態の態様によるシステムコントローラ２０のシミュレーションを示すものであり、図示のバーストの最初のピーク５０は、本発明の実施形態の態様による制御システムが使用されない時に現れ、使用される時には消える。ここで図６を参照すると、波長シグマの類似のシミュレーションを示すものであり、ピーク６０は、本発明の実施形態の態様によるシステムコントローラなしの場合であり、ピーク６０がない時は、このようなコントローラがある場合である。ここで図７を参照すると、本発明の実施形態の態様によるシステムコントローラのみを利用する高速遷移誤差のシミュレーションとそれがない場合とを示しており、高速遷移ピーク７０は、本発明による制御システムの利用によって本質的に不変であることを示している。ここで図８を参照すると、波長シグマが、本発明の態様によるＳＴＩ補償の有無を問わず本質的に同じであるピーク８０を有することのみが異なる、高速遷移に関するシミュレーションに対する本質的に同じ結果を示している。
【００２９】
本発明の実施形態の態様によれば、例えば、ＳＴＩアルゴリズムを実行するコントローラは、波長誤差シグマ及び平均を大幅に低減することが当業者によって理解されるであろう。本発明の実施形態の態様によれば、ＳＴＩアルゴリズムは、ある一定の条件下の高速遷移に対して現在のアルゴリズムと同じ性能を与えることができる。ＳＴＩコントローラは、バーストの終わり並びに発射データの到着時に、また、例えば本発明の態様によるバースト論理の終わりにバーストタイムアウト割込の終了を利用して、波長コントローラに実行させることができる。ｄλ／ｄＶによるスケーリングは、明示的なものにすることができる。ＳＴＩサーボは、各バーストの終わりで更新され、一方、パラメータサーボは、全てのパルスを更新して各バーストの終わりにリセットされる。
【００３０】
本発明の実施形態の態様によれば、対処すべき潜在的な問題は、比較的大きな、例えば最大８．７Ｖまでの圧電アクチュエータ電圧の変化、すなわち、約０．８７ｐｍまでの波長の変化をもたらす可能性があるレーザ出力光パルスビームパラメータ調節機構、例えば高速同調ミラー傾斜制御機構における圧電アクチュエータをステッパが非飽和にすることに関連するであろう。これは、例えば、上述のように、ＳＴＩ方程式の「ｎｓｔｅｐ」係数が、異なるより高い数である場合がある命令されたステップ数ではなく前回バーストにおいて行われたステップの実際の数に基づいて更新されることを確実にすることにより、本発明の実施形態の態様に従って対処することができ、そうする際に、システム２０は、例えば、バースト中に取られたステップの実際の数を追跡して、ＳＴＩ補償器サーボ４０電圧を各バーストの終わりに相応に調節することができる。
【００３１】
作動面では、休止時間によって分離され、レーザ出力光パルスビームを形成する、選択されたパルス繰返し数でのパルスのバーストのレーザ出力光パルスを生成するための装置２０及び方法を開示し、これは、ビームパラメータとビームパラメータの選択目標値、例えば波長の間の差を表すビームパラメータ誤差信号３０を供給するレーザ出力光パルスビームパラメータ誤差検出器２６と、ビームパラメータ調節機構２２、例えば高速同調機構傾斜コントローラと、例えば波長サーボ２８を含み、ビームパラメータ調節信号３０の値に基づいてビームパラメータ調節信号、例えばＰＺＴ電圧信号をビームパラメータ調節機構２２に供給するビームパラメータ調節機構コントローラ２４と、ビームパラメータ誤差信号の値に基づいて、例えばこのようなビームパラメータ調節信号と合計されることによりビームパラメータ調節信号を修正する低速遷移反転信号を供給し、コントローラ２４の一部分も含むことができる低速遷移反転コントローラ４０とを含むことができる。この装置及び方法は、ビームパラメータ誤差信号３０の値から判断された正規化ビームパラメータ誤差信号を供給するビームパラメータ誤差スケーリング機構３２を更に含むことができ、ビームパラメータ調節機構コントローラ２５と低速遷移コントローラ４０は、それぞれ、正規化ビームパラメータ誤差信号３０に基づいてビームパラメータ調節信号と低速遷移反転信号とを供給する。ビームパラメータ調節機構コントローラ２８は、平均実波長誤差又は実波長誤差のウィンドウ標準偏差を最小にする制御機能に基づいてビームパラメータ調節信号を供給することができる。低速遷移コントローラ４０は、前回バーストの終わりでの低速遷移反転信号から判断された低速遷移反転誤差と、前回バーストにおける選択パルスに関するビームパラメータ誤差信号が掛けられた低速遷移反転利得係数との関数である低速遷移反転信号を供給することができる。ビームパラメータ誤差信号スケジュール作成機構３４は、バーストの最初にコントローラのためのビームパラメータ調節手段へのビームパラメータ誤差信号の入力を無効にして、ビームパラメータ調節手段がビームパラメータ高速遷移に応答するのを防止することができる。前回バーストにおける選択されるパルスは、ビームパラメータ高速遷移によって影響されることを回避するために選択されるものである。
【００３２】
当業者は、更に、本明細書で説明したような本発明の実施形態に従って多くの変更及び修正を行うことができ、かつ例示的な実施形態は、限定的なもの又は唯一又は最適化された実施形態であることを意味しているのではなく、好ましい実施形態を例示するに過ぎないことを理解するであろう。例えば、波長の他に多くのビームパラメータは、例えばバーストと相関付けられ、かつ本発明の実施形態の態様に従って上述のものと同じ方式で対処することができる低速遷移を受ける場合がある。これらは、例えば、バースト中に飽和状態になる場合があり、その結果、例えば実行されているアクチュエータの別の部分よってバースト中に非飽和にされるアクチュエータを用いて行われるあらゆるパラメータ調節、すなわち、ＰＺＴアクチュエータのダイナミックレンジを調節するバースト中のステッパモータ補正を含むことができる。また、これらは、例えば能動帯域幅などの波面調節が実行される帯域幅、選択ＲＥＬＡＸパラメータからの振れ、パルスエネルギ安定性、及び全体的な線量安定性などを含むことができる。従って、本出願の発明は、これらの実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲によってのみ範囲が規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態の態様に従って補正される波長誤差信号遷移のプロットを示す図である。
【図２】本発明の実施形態の態様に従ってその態様を改善することができる同調ミラー駆動装置電圧のプロットを示す図である。
【図３】従来技術の波長制御システムをブロック図形式で概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態の態様による波長誤差補正回路をブロック図形式で概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態の態様による改良点を示すプロットである。
【図６】本発明の実施形態の態様による改良点を示すプロットである。
【図７】本発明の実施形態の態様による改良点を示すプロットである。
【図８】本発明の実施形態の態様による改良点を示すプロットである。
【符号の説明】
【００３４】
２０  波長制御システム
２４  コントローラ
３０  誤差信号
４０  低速遷移反転（ＳＴＩ）補償器
【図１】
2008515230.tif 000003
【図２】
2008515230.tif 000004
【図３】
2008515230.tif 000005
【図４】
2008515230.tif 000006
【図５】
2008515230.tif 000007
【図６】
2008515230.tif 000008
【図７】
2008515230.tif 000009
【図８】
2008515230.tif 000010
【国際調査報告】
2008515230.tif 000011