(57)【要約】フッ化カルシウムから製造されたものなどの立方晶ロッドからの光学素子の上昇した収率が、主＜１  １  １＞結晶軸に対して垂直に延在する、代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞、または＜２  １  １＞結晶軸の内の１つに沿って光の伝搬をサポートするために光学素子を方向付けることによって、可能になる。＜１  １  １＞主軸に対して垂直な主結晶面｛１  １  １｝に沿って結晶ロッドが劈開される。代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞、または＜２  １  １＞結晶軸の内の１つは、光学検査により位置付けられ、結晶ロッドについて方向ラベルにより示される。方向ラベルの一部をそれぞれが含むディスクに結晶ロッドを分割するために、主｛１  １  １｝結晶面に対して平行に追加の切断が行われる。これらのディスクを再度切断し、代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞結晶軸の内の１つに沿った偏光の伝搬をサポートするために方向付けられた、プリズムなどの光学素子を形成するために、方位ラベルに関して主｛１  １  １｝結晶面に対して側面を形成できる。
2008513847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立方晶体から複数の光学素子を製造する方法であって、
前記立方晶体が劈開し易い主結晶面を特定する工程、
前記主結晶面に垂直な代わりの結晶面を特定する工程、
前記立方晶体を前記主結晶面に対して実質的に平行に切断して、前記立方晶体の周囲表面に相当する周囲面により連結された上面と下面を有する共通に方向付けられた複数のスラブを生成する工程、および
前記共通に方向付けられたスラブの周囲面を仕上げて、前記スラブの各々において、前記代わりの結晶面に対して所定の傾斜で前記主結晶面に対して実質的に垂直に向けられた少なくとも１つの光学面を生成する工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記立方晶体を前記主結晶面に対して実質的に平行に切断する工程により、前記主結晶面に対して垂直ではない周囲面を生成することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記共通に方向付けられたスラブを、該スラブの上面と下面の両方を通って少なくとも２つの部材に切断する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記共通に方向付けられたスラブの周囲面を仕上げる工程が、前記スラブの部材の各々において、前記主結晶面に対して実質的に平行に向けられた他の光学面を製造するために該主結晶面に対して実質的に垂直に向けられた複数の光学面を製造する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記主結晶面が＜１  １  １＞結晶軸に対して垂直に向けられており、前記代わりの結晶面が、＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞結晶軸の内の１つに対して垂直に向けられており、その１つの結晶面が、前記代わりの結晶面に対して、前記光学素子を通る光の意図した伝搬方向が＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞結晶軸の内の前記１つの結晶軸に沿ってあるように傾斜していることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記主結晶面を特定する工程が、前記立方晶体が破壊し易い該主結晶面に沿って該立方晶体を劈開する工程を含み、前記代わりの結晶面を特定する工程が、干渉を用いて、前記立方晶体における光子面を特定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
＜１  １  １＞主結晶軸に対して垂直に向けられた前記主結晶面に関して前記立方晶体を参照する工程、
前記立方晶体を検査して、＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞の代わりの結晶軸の内の１つに対して垂直な前記代わりの結晶面の方向を決定する工程、および
前記立方晶体を、前記主結晶面に対して実質的に平行な少なくとも１つの素子面および該主結晶面に対して実質的に垂直な少なくとも１つの素子面をそれぞれが持つ複数の光学素子に分割する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記主結晶面に対して実質的に垂直な少なくとも１つの素子面が、前記光学素子の各々を通る光の伝搬する意図した方向が、＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞の代わりの結晶軸の内の前記１つの結晶軸に沿うように前記代わりの結晶面に関して向けられていることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記光学素子の各々が、前記主結晶面に対して実質的に平行な２つの光学面および該主結晶面に対して実質的に垂直な少なくとも３つの光学面を有するプリズムに形成されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
偏光された光のためのビーム屈折系であって、
高度に視準された線形偏光された光ビームを搬送するための光路、および
＜１  １  １＞主結晶軸に対して垂直な主結晶面を持つ立方晶材料から製造された、前記光路に沿った光学素子、
を備え、
前記偏光された光ビームが、前記＜１  １  １＞主結晶軸に対して実質的に垂直な方向にある電場ベクトルを有し、
前記光学素子の少なくとも１つの光学面が、前記主結晶面に対して実質的に垂直であり、かつ前記高度に視準された線形偏光された光ビームが、＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞の代わりの結晶軸の内の１つに沿った前記光学素子を通って屈折するように前記＜１  １  １＞主結晶軸の周りに配置されていることを特徴とする屈折系。
【請求項１１】
前記光学素子が、２つの端面および少なくとも３つの側面を有するプリズムであり、前記２つの端面の内の少なくとも１つが、前記主結晶面に対して実質的に平行であり、かつ前記代わりの結晶軸に垂直に向けられた代わりの結晶面に対して垂直であることを特徴とする請求項１０記載の屈折系。
【請求項１２】
前記プリズムの前記３つの側面の内の少なくとも１つが、前記光学素子の少なくとも１つの光学面に相当し、前記主結晶面に対して実質的に垂直であり、該プリズムのその１つの側面が、前記代わりの結晶面に対して傾斜しており、前記偏光された光ビームが前記代わりの結晶軸に沿って前記１つの側面を通って屈折するように該偏光された光ビームに対して垂直に向けられた表面を有することを特徴とする請求項１１記載の屈折系。
【請求項１３】
前記１つの側面に垂直な表面が、逆反射を避けるために前記偏光された光ビームに対して傾斜していることを特徴とする請求項１２記載の屈折系。
【請求項１４】
前記プリズムがフッ化カルシウムから製造されていることを特徴とする請求項１１記載の屈折系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高度に視準され線形に偏光された光を所定の結晶軸に沿って伝搬させるための、プリズムなどの形態にある立方晶光学素子、特にフッ化カルシウム、およびそのような立方晶光学素子の製造と使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
深紫外（ＵＶ）線（約１２０ナノメートルと２５０ナノメートルの間の波長）の短波長高光子エネルギー量のために、紫外線を伝送できる材料の数が極めて限られ、そのような紫外線を伝送する限られた数の材料の弱点が増幅される。最も一般的な光学材料は、透過率が不十分であるか、または吸収による破壊にさらされる。
【０００３】
フッ化カルシウム（ＣａＦ2）は、深紫外線を伝送できる光学材料の一種である。フッ化カルシウムは、その高度に対称性の立方晶構造にもかかわらず、短波長で固有の複屈折を示す。フッ化カルシウム結晶における固有複屈折の性質が、ここに引用する非特許文献１の研究論文に記載されている。
【０００４】
深紫外線が、固有複屈折の作用を受けずに、フッ化カルシウム結晶を通ってそれに沿って伝搬できる結晶軸が１４あり、これらは、ミラー指数にしたがって参照できる。これらは、立方体の３つの軸（すなわち、＜１  ０  ０＞方向の一群）に沿う方向、および立方体の４つの対角線（すなわち、ここでは＜１  １  １＞主軸と称される＜１  １  １＞方向の一群）に沿う方向の両方の伝搬を含む。＜１  １  １＞主軸は、ここでは、｛１  １  １｝主面と称される、フッ化カルシウム結晶の自然の｛１  １  １｝劈開面に対して垂直である。｛１  １  １｝主面は、結晶が、打ちつけられたときに最初にそれに沿って壊れる平面である。フッ化カルシウム結晶から製造された光学素子は一般に、＜１  １  １＞主軸に沿う光の伝搬のために方向付けられる。何故ならば、フッ化カルシウム結晶の自然の劈開により、結晶の＜１  １  １＞主軸に対して垂直な平らな表面が得られるからである。
【０００５】
深紫外線に使用するためのプリズムは、規則正しいまたは無作為に方向付けられた結晶軸いずれかを持つロッドの形態で成長させられたフッ化カルシウム結晶から切り出されることが多い。そのロッドの一方の端部が｛１  １  １｝主面（＜１  １  １＞主軸に対して垂直）に沿って劈開されて、プリズムの配向性の基礎を提供する。方向付けられたロッドの側面は切断され、研磨されて、スラブを形成する。スラブ上でプリズムの線がトレースされ、そのスラブは、結晶の＜１  １  １＞主軸に沿った光の伝搬をサポートするために各プリズムを方向付けるためにさらに劈開される。
【非特許文献１】John Burnett, Zachary Levine, Eric Shirley, and John Bruning entitled "Symmetry of spatial-dispersion-induced birefringence and its implications for CaF2 ultraviolet optics", Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, J.Microligh., Microfab., Microsyst. p.213-224, October 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記結晶ロッドは製造するのが高くつき、スラブの形成に関連して著しく廃物が生じ、各プリズムについて別々の劈開が一般的に必要とされる。これらのロッドからの収率がより高いことが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光が通常それに沿って伝搬する＜１  １  １＞主軸に対して垂直に向けられた立方晶の結晶軸に沿った、高度に視準され、線形に偏光された深紫外線の伝搬を検討する。＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞軸と記された代わりの軸は、＜１  １  １＞主軸の周りで均等な６０°の間隔をとる。代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞軸に沿って伝搬する偏光されていない光は、固有複屈折の作用を受けるが、同じ代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞軸に沿って伝搬する適切な向きに偏光された光は、適度な範囲の角度のずれおよび結晶応力の変動のために、ほとんど偏光変換（変化）を受けない。適切に偏光された光の電場ベクトルは、＜１  １  １＞主軸（すなわち、｛１  １  １｝主面に対して実質的に垂直にアライメントされている）に対して実質的に垂直に向けられている。
【０００８】
意図する光の伝搬方向が、代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞軸の内の１つに沿っている光学素子の設計について、立方晶体からの収率を増加させることが可能である。立方晶体は、規則正しくまたは無作為に配向された結晶軸いずれかを持つように通常のように成長させることができ、これらの結晶軸は、最初に、＜１  １  １＞結晶軸に対して垂直と定義される｛１  １  １｝主面に沿って結晶体を劈開することによって、通常のように参照できる。しかしながら、本発明によれば、ｘ線回折測定などによる検査によって、代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞結晶軸の内の１つに対して垂直と定義される代わりの結晶面｛１  １  ２｝、｛１  ２  １｝および｛２  １  １｝の方位が決定される。
【０００９】
結晶体は、それぞれ、｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に平行な少なくとも１つの表面および｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に垂直な少なくとも１つの表面を有する複数の光学素子に分割される。｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に垂直な少なくとも１つの表面は、上記光学素子の各々に屈折する光の伝搬の意図する向きが、代わりの＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞結晶軸の内の１つに沿うように、代わりの結晶面｛１  １  ２｝、｛１  ２  １｝および｛２  １  １｝の内の１つに関して向けられる。
【００１０】
結晶体の長さに沿った均一な増分での｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に平行な複数の切断により、好ましくはディスクの形態にある、複数の共通に配向されたスラブが製造されることが好ましい。各ディスクは、結晶体の周囲面に相当する周囲面により連結された上面と下面を有する。共通に配向されたディスクの周囲面は、１つの代わりの結晶面｛１  １  ２｝、｛１  ２  １｝または｛２  １  １｝に対して所定の傾斜で｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に垂直に配向されたディスクの各々において少なくとも１つの光学面を生成するように仕上げられる。｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に垂直な少なくとも１つの表面は、線形に偏光された光の高視準ビームが、１つの代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞に沿って前記光学素子の各々を通る光の意図する伝搬方向に屈折するように、代わりの結晶面｛１  １  ２｝、｛１  ２  １｝または｛２  １  １｝に関して傾斜していることが好ましい。
【００１１】
結晶体からの収率をさらに増加させることを目的として、新たな配向により、前記ディスクを、それぞれの部材が別々の光学素子に作製できるような多数の部材に分割することができる。結晶体の周囲は、代わりの結晶面｛１  １  ２｝、｛１  ２  １｝および｛２  １  １｝の方位を識別するように印付けられていることが好ましい。これらの印によって、意図する光学素子を、１つの代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞に所望なように配向された個々のディスクへと出所を追跡することができ、ディスクの各々を、意図する光学素子の隣接表面を分離するために配向された部材に切断することができる。
【００１２】
本発明はとりわけ、プリズムの製造に適用できる。プリズムの２つの面は、｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に平行に切断されたディスクの上面と下面から形成することができ、プリズムの側面は、｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に垂直なディスクの周囲面に形成できる。各ディスクは、特に、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞に沿って光を向けるために向けられた入射面として、別の結晶側面を形成するために、｛１  １  １｝主結晶面に対して実質的に垂直な面で切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１にレイアウトされた一連の加工工程に、本発明による立方晶材料からの光学素子の収率を増加させる方法が例示されている。工程Ａから始まると、無作為に配向された結晶軸またはシーディングにより与えられた好ましい方位を持つ結晶軸のいずれかを有する、フッ化カルシウムから製造された結晶ロッド１０が成長させられる。どちらにせよ、結晶軸の正確な方位は、結晶ロッドからは直ちに明らかとはならない。
【００１４】
工程Ｂにおいて、結晶ロッド１０は、＜１  １  １＞主軸に対して垂直な｛１  １  １｝面に沿った一端の近くで劈開される。そのようなフッ化カルシウム結晶において、これは、結晶がそれに沿って最も容易に壊れる結晶面であり、結晶ロッド１０に関して都合のよい正確な基準面１４を提供する。｛１  １  １｝基準面１４は結晶軸の１つ、すなわち、＜１  １  １＞主結晶軸を特定するが、立方晶を完全に正しい向きにするための第２の軸を特定する必要がある。
【００１５】
工程Ｃは、＜１  １  １＞主軸に垂直な第２の結晶軸を特定するための検査手順を含む。特に、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の内の１つを見つけるために、ラウエのｘ線回折計が用いられる。２つの方位ラベル１６および１８が、＜１  １  １＞主軸に対して垂直に延在する代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の内の１つの位置を特定するために、結晶ロッド１０の周囲に施されている。方位ラベル１６および１８は、２つの正反対の直線として、結晶ロッド１０に描かれることが好ましい。
【００１６】
｛１  １  １｝基準面１４を基準として使用して、工程Ｄに示されているようにロッド１０の長手方向に沿って、それぞれ所定の厚さ「Ｔ」で、平行な切断２０が行われる。この平行な切断２０によって、工程Ｅに示されるように、結晶ロッド１０は、わずかに偏心したディスク２２の形態で複数のスラブに分割される。例えば、結晶ロッド１０は、犠牲となるプラスチックホルダ上に取り付けられ、１Ｄまたはダイアモンドソーなどの鋸に装填し、複数の偏心したディスク２２に正確に切断することができる。次いで、光学窓が形成されるのとほぼ同じ方法で、偏心ディスク２２の上面と下面を両側でラップ盤で磨き上げて、高度に平行な研磨表面２４および２６を形成する。ディスク２２の上面２４と下面２６は、平行な｛１  １  １｝面の組の他のものと一致する｛１  １  １｝基準面１４に対して平行に研磨されている。＜１  １  １＞主軸は、ディスク２２の切断された平行な表面２４および２６に対して垂直に延在する。代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞は、＜１  １  １＞主軸に対して垂直であり、ディスク２２の平行な表面２４および２６を形成する｛１  １  １｝面に対して平行に方向付けられていることが知られている。方位ラベル１６および１８は、ディスク２２のそれぞれに見られ、これらは、各ディスク２２の＜１  １  １＞主軸の周りの代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の１つの方位を特定する。
【００１７】
各ディスク２２について、＜１  １  １＞主軸および代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の１つの両方が一旦分かったら、各ディスク２２内の立方晶の方位が完全に分かる。図２は工程Ｆの拡大図を示しており、ここで、プリズム３０および３２の形態にある２つの光学素子の外形が、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞に対して所望のように角度的に方位が合わせられた位置でディスク２２のそれぞれに描かれている。方位ラベル１６および１８は、ディスク２２の表面２４および２６に亘る方向によって代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の１つを特定するだけであるが、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の他の２つも幾何学基準によって分かる。したがって、プリズム３０および３２は、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞のいずれの１つに関しても方向付けることができる。
【００１８】
プリズム３０に関して図３および４にレイアウトされているように、プリズム３０および３２の各々は、ディスク２２の平行な表面２４および２６に相当し、｛１  １  １｝結晶面内にある２つの端面３６および３８、並びにディスク２２の平行な表面２４および２６と｛１  １  １｝結晶面の両方に対して垂直に延在する３つの側面４０，４２および４４を含む。代わりの結晶軸＜１  １  ２＞に沿ってプリズム３０および３２を通る光の伝搬の選択された向きが一点鎖線３４により示されている。
【００１９】
工程Ｆにおいても、ディスク２２は、他の代わりの結晶軸＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の一方に沿ってまたは基準にしてなどの、公知の方向付けで半分に切断されている。この代わりの結晶軸＜１  ２  １＞は、図２において適切な切断線として示されている。片ディスク５０および５２の各々は仕上げられ、プリズム３０および３２に形成される。例えば、片ディスク５０および５２は、ペンシルベニア州、イースト・グリーンヴィル所在のオプトテック・オプティカル・マシナリー社(OptoTech Optical Machinery Inc)またはウィスコンシン州、ミルウォーキー、ジャーマンタウン所在のエル・オー・エイチ・オプティカル・マシナリー社(LOH Optical Machinery, Inc.)から得られる研磨機などのマイクロ研磨機に装填し、プリズム３０および３２などの所望の形態に研磨することができる。その結果が、複数のディスク２２から仕上げられた一組のプリズム３０および３２であり、最終工程Ｇとして示されている。
【００２０】
工程Ａ〜Ｇに示された新たな方法は、ロッド１０の結晶材料をより効率的に使用することを可能にし、他の立方晶体から、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の１つに沿って光を伝搬させるために方向付けられた他の光学素子を製造するために、同様の効率を導き出すのに適用できる。結晶体は、上面と下面を持つスラブに切断され、そこから、光学素子の２つの端面が、互いに直接隣接する｛１  １  １｝基準面に沿って仕上げられる。これらスラブ自体は、光学素子の隣接する側面を仕上げるために、切り離すことができる。仕上げられた光学素子の所望のサイズに対して大きな面積を持つスラブ（例えば、ディスク）は、各スラブから２つより多くの光学素子を形成するために２つより多くの部材に切断しても差し支えない。一般に、それらの部材は、各スラブから偶数の光学素子を形成するために副部材に切断され、その後の切断のそれぞれは、残りを半分に分割する最後の切断である。
【００２１】
プリズム３０の側面４０，４２および４４は、側面４０が入射面として機能し、側面４２が射出面として機能し、側面４４が基部として機能するように、図３および４に示したように、使用中に方向付けられる。入射面４０および射出面４２の垂線５４および５６は、プリズム３０へとそこからの光の伝搬の方位６０および６２並びに光がそれに沿ってプリズム３０を通って伝搬することが意図されている代わりの結晶軸＜１  １  ２＞の両方に対して傾斜している。入射面４０に対する光の伝搬の方位６０に関する入射面４０に対する垂線の角度「ΦI」の傾斜により、その光の入射面４０からの望ましくない逆反射が避けられる。垂線５４および５６は、入射面４０および射出面４２が｛１  １  １｝結晶面に対して垂直なままであるように、｛１  １  １｝結晶面（図３の面）内で傾斜した実長さ(true length)であることが好ましい。それゆえ、入射の角度「ΦI」および屈折の角度「ΦR」も、｛１  １  １｝結晶面内のままにある。
【００２２】
代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞は固有複屈折を示すが、複屈折の作用は、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞に沿って伝搬する光の電場変動を｛１  １  １｝面内に制限することによって避けることができる。言い換えれば、その伝搬光は、線形に偏光され、その偏光の向きは｛１  １  １｝面内である。偏光方向は、偏光が入射面４０に当たり、したがって、「Ｐ」偏光と称される入射面内にあることも好ましい。入射面４０の垂線は、入射面４０を通って屈折する際に、「Ｐ」偏光が代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の１つに沿って伝搬するように、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞のその１つに対して屈折角「ΦR」だけ傾斜している。
【００２３】
実際には、深紫外で動作するレーザを含む従来のレーザにより発せられる光は、完全には視準されておらず、したがって、より正確に「高」視準光と称される。例えば、±６度の発光角は、高視準光について通常の予測範囲内であるが、光源の選択に応じて、それより大きいまたは小さい発光角範囲も可能である。代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞は、立方晶材料を通る伝搬方向も定義し、その伝搬方向は、線形偏光から異なる形態（例えば、楕円または回転）の偏光へのプリズム３０を通って伝搬する光の最小の偏光変換による、光線角度のそのような変動を適応させる。言い換えれば、実質的に線形に偏光された光がプリズム３０に入射すると、光線角度の小さな変動にもかかわらず、実質的に同じ線形偏光としてプリズム３０を出る。
【００２４】
光線角度および偏光の両方の方位により扱われた固有複屈折作用に加えて、そのような立方晶材料は、結晶を通って伝搬される光の偏光に影響を与え得る応力複屈折にも曝される。例えば、フッ化カルシウム結晶における応力複屈折の２つの主因は、(a)結晶成長プロセス中に生じ、光学素子の研磨における切断中に緩和される複屈折、および(b)使用中の光学素子における熱勾配により生じる複屈折である。＜１  １  １＞軸に対して垂直な立方晶材料を通る可能性のある伝搬方向の中で、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞は、応力の複屈折の作用を最も受けにくい。実際に、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞に沿った伝搬に関連する応力有機偏光変換の量は、適度の範囲の応力の大きさ（例えば、１００ｋＰａ未満）に亘り、＜１  １  １＞軸に沿った伝搬に関する応力誘起偏光変換の量におおよそ匹敵するかまたはそれより小さいと予測される。比較目的のために、＜１  １  １＞主結晶軸並びに代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞および＜２  １  １＞に沿った伝搬に関する最大偏光変換を特定するために、方位の全範囲に亘り、応力の大きさの固定値が考えられる。
【００２５】
本発明は、１５７ｎｍまたは１９３ｎｍ辺りの波長で動作するレーザシステムのための挟帯域化モジュールに使用するのに特に適用できる。高偏光は、一連のプリズムを通って伝搬し、第１の通過でプリズムを通って一方向に伝送し、第２の通過でプリズムを通ってほぼ反対方向に伝送して、レーザの効果的なフィードバックを提供する。例えば、カリフォルニア州、サンディエゴ所在のゲッティンゲン・ジャーマニー・アンド・サイマー社(Goettingen, Germany and Cymer, Inc.)のラムダ・フィジック(Lambda Physik)により製造されたエキシマレーザは、光線の進行する平面内で「Ｐ」偏光されると見なされた線形偏光を生じる。固有または応力有機の複屈折のために、最小の偏光変換（例えば、「Ｓ」偏光に変換される「Ｐ」偏光）でレーザキャビティ内を「Ｐ」偏光を伝達させるために、本発明にしたがって製造された一連のプリズムを用いることができる。結晶体から採取できるそのようなプリズムの数を増加させながら、代わりの結晶軸＜１  １  ２＞、＜１  ２  １＞または＜２  １  １＞の１つに沿って「Ｐ」偏光を伝搬させることによって、新たなプリズム設計において、＜１  １  １＞結晶軸に沿った伝搬に匹敵する性能を達成することができる。
【００２６】
特定の実施の形態に関して説明してきたが、それらは制限よりむしろ説明を意図したものであり、添付の特許請求の範囲内で、これらの実施の形態の様々な変更および改変を実施できることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】複数のプリズムを形成するための立方晶ロッドの収率を増加させるための、工程Ａ〜Ｇと称される７工程の方法を示す概略図
【図２】ディスク中の２つのプリズムと３つの代わりの結晶軸を示す、図１の工程Ｆからのディスクの拡大図
【図３】代わりの結晶軸の内の１つに沿って光を屈折させるために配置されたプリズムの内の１つの側面図
【図４】複数のプリズム表面を示すワイヤ輪郭形態の図３のプリズムの斜視図
【符号の説明】
【００２８】
１０    結晶ロッド
２２    ディスク
３０，３２    プリズム
４０    入射面
４２    射出面
４４    基部
５４，５６    垂線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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