【手続補正書】
【提出日】平成24年1月26日(2012.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記カップリング装置は、ポッケルスセルとポーラライザとカップリングミラーで構成され、該ポッケルスセルでレーザ光をＳ偏光に変えることにより該ポーラライザ表面で反射させて該カップリングミラーに入射させ、該カップリングミラーで反射して前記増幅器部に入射させることを特徴とする請求項１記載のスラブ型レーザ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
再生増幅器部と増幅器部とスラブ型ガスレーザ媒体部を収納したスラブ型レーザ装置であって、
該スラブ型ガスレーザ媒体部は、ガスレーザ媒体が充填される空間内で平行に対向して配設した１対の電極平板で画定した領域に形成され、該電極平板には高周波電源が接続され、ガスレーザ媒体を充填して電極平板に高周波電力を印加すると該ガスレーザ媒体が励起され、
前記再生増幅器部は、前記スラブ型ガスレーザ媒体部の一部を挟んで対向する１対の共振器ミラーとλ／４波長板とカップリング装置で構成され、種レーザ発生部から放出される種レーザ光を取り込んで前記共振ミラーの間で共振させてレーザ光を所定の光強度まで増幅した後に前記カップリング装置を駆動して該レーザ光を前記増幅器部に入射させ、
該増幅器部は、入射したレーザ光を偏向する入射ミラーと、前記スラブ型ガスレーザ媒体部の一部を挟んで対向する折返しミラーを備え、該折返しミラーの間をレーザ光が複数回往復するように構成され、入射したレーザ光を所定の出力をもつレーザ光まで増強して出力するスラブ型レーザ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記種レーザ発生器はシングルラインシーダーおよびマルチラインシーダーのいずれかであることを特徴とする請求項３または４記載のスラブ型レーザ装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
再生増幅器部と増幅器部とスラブ型ガスレーザ媒体部を収納したスラブ型レーザ装置であって、
該スラブ型ガスレーザ媒体部は、ガスレーザ媒体が充填される空間内で平行に対向して配設した１対の電極平板で画定した領域に形成され、該電極平板には高周波電源が接続され、ガスレーザ媒体を充填して前記電極平板に高周波電力を印加すると該ガスレーザ媒体が励起され、
前記再生増幅器部は、前記スラブ型ガスレーザ媒体部の一部を挟んで対向する１対の共振器ミラーと、種レーザ光発振器から種レーザ光を前記共振器ミラーの間に注入する第１のカップリング装置と、前記共振器ミラー間で増幅されたレーザ光を外部に出力する第２のカップリング装置で構成され、該種レーザ光発振器から放出される種レーザ光を前記第１のカップリング装置により取り込んで前記共振ミラーの間で共振させてレーザ光を所定の光強度まで増幅した後に前記第２のカップリング装置を駆動して出力された該レーザ光を前記増幅器部に入射させ、
該増幅器部は、前記入射したレーザ光が前記スラブ型ガスレーザ媒体部を少なくとも２回以上通過増幅させる光学システムを備えたマルチパス増幅器として構成され、前記再生増幅器から入射したレーザ光を所定の出力をもつレーザ光まで増幅して出力するスラブ型レーザ装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
再生増幅器部と増幅器部と前記再生増幅器部から出力されたレーザ光を前記増幅部に入射させる入射部とスラブ型ガスレーザ媒体部を収納したスラブ型レーザ装置であって、
該スラブ型ガスレーザ媒体部は、ガスレーザ媒体が充填される空間内で平行に対向して配設した１対の電極平板で画定した領域に形成され、該電極平板には高周波電源が接続され、ガスレーザ媒体を充填して電極平板に高周波電力を印加するとガスレーザ媒体が励起され、
前記再生増幅器部は、前記スラブ型ガスレーザ媒体部の一部を挟んで対向する１対の共振器ミラーと、種レーザ光発振器から種レーザ光を前記共振器ミラーの間に注入する第１のカップリング装置と、前記共振器ミラー間で増幅されたレーザ光を外部に出力する第２のカップリング装置で構成され、該種レーザ光発振器から放出される種レーザ光を前記第１のカップリング装置により前記共振器ミラー間に注入して前記共振ミラーの間で共振させてレーザ光を所定の光強度まで増幅した後に前記第２のカップリング装置を駆動して出力された該レーザ光を前記増幅器部に入射させ、
前記入射部は、少なくとも１個の光学素子を含み、前記カップリング装置を駆動して出力された該レーザ光を前記増幅部に入射させ、
該増幅器部は、前記入射したレーザ光が前記スラブ型ガスレーザ媒体部を少なくとも２回以上通過増幅させる光学システムを備えたマルチパス増幅器として構成され、該入射したレーザ光を所定の出力をもつレーザ光まで増幅して出力するスラブ型レーザ装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
前記種レーザ光発振器は、量子化カスケードレーザであることを特徴とする請求項１８または１９記載のスラブ型レーザ装置。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２４】
前記増幅器部の前記マルチパス増幅器は、前記入射ビームの光路上の第１の定点が前記第２のカップリング装置の前記ポーラライザまたは光音響素子の位置と一致し、前記第１の定点における入射ビームの断面像を、最後の前記レーザ増幅領域を通過して出射される出射ビーム上の光路上の第２の定点において転写結像させる光学システムを構成する、請求項９から２１のいずれか一項に記載のスラブ型レーザ装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２５】
前記増幅器部の前記マルチパス増幅器は、前記入射部の少なくとも１個の光学素子の位置と前記入射ビームの光路上の第１定点が一致し、前記第１の定点における該レーザ光の断面像が、最後の前記レーザ増幅領域を通過して出射される出射ビーム上の光路上の第２の定点において転写結像させる光学システムを構成する、請求項９から２１のいずれか一項に記載のスラブ型レーザ装置。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、パルスレーザ光を放射するスラブ型レーザ装置に関し、特に極端紫外（ＥＵＶ）光源装置においてターゲット物質に照射してプラズマ化し極端紫外光を放射させるドライバレーザ光を出力するスラブ型炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ装置に関する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、さらには５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。そのため、例えば、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
最近では、ＡｒＦレーザの液浸方式により、４５ｎｍの微細加工までできるようになり、ＥＵＶ光を使った３２〜２２ｎｍ以下の微細加工がＥＵＶリソグラフィにより行われようとしている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明のスラブ型レーザ装置は、ガスレーザ媒体が充填される空間内で平行に対向して配設した１対の電極平板で画定した領域に形成され、その電極平板には高周波電源が接続され、ガスレーザ媒体を充填して電極平板に高周波電力を印加するとガスレーザ媒体が励起されるスラブ型ガスレーザ媒体部と、スラブ型ガスレーザ媒体部の一部を挟んで対向する１対の共振器ミラーとカップリング装置とを含み、内部で発振したレーザ光を所定の光強度まで増幅した後にそのカップリング装置を駆動してレーザ光を増幅器部に入射させる発振器部と、入射したレーザ光を偏向する入射ミラーと、スラブ型ガスレーザ媒体部の一部を挟んで対向する複数の折返しミラーとを含み、折返しミラーの間をレーザ光が複数回往復するように構成され、発振部から入射したレーザ光を所定の出力をもつレーザ光まで増幅して出力する増幅器部とを備えることを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明のスラブ型レーザ装置は、発振器部と増幅器部とスラブ型ガスレーザ媒体部を収納したスラブ型レーザ装置であって、スラブ型ガスレーザ媒体部は、ガスレーザ媒体が充填される空間内で平行に対向して配設した１対の電極平板で画定した領域に形成され、電極平板には高周波電源が接続され、ガスレーザ媒体を充填して電極平板に高周波電力を印加するとガスレーザ媒体が励起される。そして、発振器部は、スラブ型ガスレーザ媒体部の一部を挟んで対向する１対の共振器ミラーとカップリング装置とを含み、発振器部内で発振したレーザ光を所定の光強度まで増幅した後にカップリング装置を駆動して、出力されたレーザ光を増幅器部に入射させる。そして、増幅器部は、共振器部から入射したレーザ光がスラブ型ガスレーザ媒体部を少なくとも２回以上通過増幅させる光学システムを備えたマルチパス増幅器として構成されることを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ポーラライザ１４はＳ偏光を反射しＰ偏光を透過する光学素子である。また、ＥＯポッケルスセル１３は高電圧を印加したときにのみ偏光が回転する光学素子である。
ＥＯポッケルスセル１３に電圧を印加しないときは偏光状態が変化しないので、発振器部１０で発生したＰ偏光のレーザ光は、共振器ミラー１１，１２の間を多数回往復しレーザ媒体のエネルギーを転移して増強することができる。すなわち、レーザ光がレーザ媒体を通過することによって誘導放出が発生し、レーザ光は増幅される。
発振器部１０で発生したＣＯ２レーザ光は、λ/４波長電圧を印加したＥＯポッケルスセル１３を往復する間にＳ偏光となり、ポーラライザ１４で反射してカップリングミラー１５に入射し、カップリングミラー１５で反射して増幅器部２０に入射する。
このように、所望のタイミングで共振器で共振した光を共振器の外部へ出力する、または、共振器中に導入する機構をカップリング装置と呼ぶ。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
増幅器部２０は、ＣＯ２レーザ媒体部３０の一部を含み、入射ミラー２１、折返しミラー２２とこれに対向する折返しミラー２３の１対の折り返しミラーで構成される。
折返しミラー２２と対向する折返しミラー２３は平面鏡で、ＣＯ２レーザ媒体部３０を挟んで平行に対向して配置される。発振器部１０から入射したＣＯ２レーザ光は、入射ミラー２１で偏向して、平行に配設された折返しミラー２２と対向する折返しミラー２３の間に入射して、折返しミラー２２と対向する折返しミラー２３の間を多重反射しながら反射位置をずらせていって、最後に折返しミラー２２の端から射出し、スラブ型レーザ装置の出力窓を介してＥＵＶ光生成チャンバや別のＣＯ２レーザ増幅器に供給される。
ＣＯ２レーザ光は、励起されたＣＯ２レーザ媒体中を往復走行する間に出力を増幅し、高出力のレーザ光になる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
共振器と増幅器を直列に接続した従来のスラブ型レーザ装置と比較すると、本実施形態のスラブ型レーザ装置は、ＣＯ２レーザ媒体を増幅器部２０と共用してレーザ発振器部１０を形成するので、従来２個あった構成部品が一つに纏まり、装置の構成が単純化しかつ小型になった。また、発振器部１０を増幅器部２０と同じＣＯ２レーザ媒体中で作動させる上、増幅器部２０においてレーザ光がマルチパスになり十分なエネルギー転化を受けることができるので、高出力のＣＯ２レーザ光を得ることができ、また、ＣＯ２レーザ光の発振効率が向上することになる。すなわち、発振器部１０を増幅器部２０と同じＣＯ２レーザ媒体中で作動させることと、増幅器部２０においてレーザ光をマルチパス増幅させることにより、増幅効率が高くなり高出力のＣＯ２レーザ光を得ることができると同時に、コンパクトなスラブ型レーザ装置となる。
このように、本実施形態のスラブ型レーザ装置は、省スペースで、高出力の短パルスＣＯ２レーザ発振装置になる。
また、パルス幅を長くすることにより、さらに高出力、高効率のレーザ装置になる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
さらに、図４に示すように、往復する光路ごとに対になった反射鏡２７，２８を装備するようにしてもよい。これら反射鏡は個々に設置することもできるが、折返しミラー２７と対向する折返しミラー２８のそれぞれについて一体に形成することができる。一体で形成したものを使用するとアラインメントが容易である。
図５は、増幅器部２０の往復光路中に６フッ化イオウ（ＳＦ６）などの可飽和吸収体３１を介挿した態様を示す概念図である。増幅器部２０において寄生発振が見られた場合は、可飽和吸収体を用いて抑制することができる。
ここで、増幅器部２０は、折返しミラー２２と対向する折返しミラー２３により形成され、発振部１０から出力され増幅器部２０に入射したレーザ光がスラブ型ガスレーザ媒体部３０を少なくとも２回以上通過することにより増幅させる光学システムを備えたマルチパス増幅器として構成され、入射したレーザ光を所定の出力をもつレーザ光まで増幅して出力する機能をはたしている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
（実施形態２）
さらに、図６〜図１８は、本発明に係る第２の実施形態のスラブ型レーザ装置を説明する図面である。本実施形態のスラブ型レーザ装置は、第１実施形態に係るスラブ型レーザ装置に対して、光学システム（折返しミラー光学系）を改良することにより光軸を安定化させた増幅器部を適用したものであり、増幅器部の他は実質的に同じ構成を有する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
１対の折返しミラー３７，３８が、増幅領域３０を挟んで対向し距離Ｌの間隔で配置されている。折返しミラー３７，３８は、曲率半径Ｒの凹面ＨＲミラーであって、図１０に示されるように、両方の折返しミラー３７，３８が互いに上側に僅かに傾けて、両ミラー３７，３８で挟んだ空間が下方向にわずかにすぼまるように配置されている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
レーザ光はさらに、増幅領域３０を透過して増幅され、右側の折返しミラー３７で反射して、今度は、図中左上方向に偏向し増幅領域３０で増幅され、左側の折返しミラー３８で右上方向に反射し増幅領域３０で増幅され、出射ビームとして出射ウインドウ３６を透過して、さらに、別のレーザ増幅器によりさらに増幅して高出力化する。そして、例えば、後工程の露光装置やレーザ加工器などに供給される。このとき、折返しミラー光学システムは、入射ビーム位置（第３定点）３９に結像する第１の転写像を物体として、最後に反射した左側の折返しミラー３７から出射ウインドウ３６に向かうレーザ光の光路中、左右の折返しミラー３７，３８の中間位置（第２定点）３５に第２の入射ビームの転写像を結像させる。なお、第２の入射ビームの転写像を結像する位置（第２定点）３５は、入射ビーム位置（第１定点）３４と重なるようにすることができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図１１は、本態様の増幅器部の光学システムを、透過素子に置き換えて説明する光学システム図である。
本態様の光学システムは、図９の態様の光学システムと異なり、（１）式に、ｆ１＝ｆ２＝Ｌ／２、ｔ＝Ｌを代入すると合成焦点距離は無限大となり、（１）、（２）、（３）式は適用することはできなくなる。このような光学システムは一般的にアフォーカル系と呼ばれる。レンズＭ１及びレンズＭ２の焦点距離をそれぞれｆ１とｆ２として、Ｍ１とＭ２のレンズをｆ１＋ｆ２の間隔で配置した場合、物体の位置がＭ１レンズの前側ｆ１の位置とすると、物体の転写結像位置はＭ２レンズの後ろ側ｆ２の位置となる。
そして、アフォーカル系の場合の倍率Ｍは次式で表される。
（７）  Ｍ＝ｆ１／ｆ２
本態様のようにｆ１＝ｆ２の場合は、倍率Ｍは１となる。ここで、レンズＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の焦点距離を同じｆとして、互いのレンズ間距離をＬとすると、Ｌ＝２ｆの関係を満たせば、図１１のような光学結像システムとなる。凹面ミラー３７及び３８の曲率半径をＲとすると、Ｌ＝Ｒの関係を満たすことによって本光学システムを実現できる。
図１１を参照すると、入射ビーム（シードレーザ光）は、入射ビームの光路上にある入射ビーム位置（第１定点）３４を通って、図中右側の凹面ＨＲミラー３７の集光力を持った焦点距離ｆのレンズＭ１に入射する。入射ビーム位置（第１定点）３４はレンズＭ１の前側Ｌ／２の距離にある。図中左側の凹面ＨＲミラー３８の集光力を持った焦点距離ｆのレンズＭ２とレンズＭ１の間隔はＬである。入射ビーム位置（第１定点）３４を通ったレーザ光は、レンズＭ１とレンズＭ２を透過して、レンズＭ２に対してＬ／２後側の位置である入射ビーム第１の転写像位置（第３定点）３９に第１の転写像を結像する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
その後は、図中点線で示すように、８パスから１１パスまで、シードレーザ光が増幅領域３０を通過増幅しながら折返しミラーで０度より大きな角度で上方斜め方向に反射することを繰り返す。１１パスは、シードレーザ光が増幅領域３０を通過増幅し、出射ウインドウ３６を透過して出射ビームとして出力する光路である。１１パスの図中右側折返しミラー３７の脇の位置である入射ビーム転写像位置（第２定点）３５には、第１定点に当たる入射ミラー２１における入射ビームの断面像を転写した像が結像される。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図１３に、本態様の光学システムにおいて反射素子を透過素子に置き換えて直列に展開した光学システム図を示す。
図１３に示すように、折り返し（凹面ＨＲ）ミラー系の両側に凹面ミラーを配したマルチパス増幅の場合、図１２に示す入射ビームの位置（第１定点）のビーム断面を増幅後の出射ビームの光路上の第２定点に転写結像させる光学システムは、同じ焦点距離ｆ＝Ｒ／２を持つ複数のレンズが間隔Ｌで並んだ合成レンズにおいて、前側最初のレンズＭ１の距離Ｌだけ手前の位置（第１定点）３４における入射ビームの断面像を、最終レンズＭｎから距離Ｌだけ離れた位置（第２定点）３５に転写像を結像するように、レンズを直列配置した場合と等価である。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
ここで、ｋ＋１個のレンズ（Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｋ＋１）の焦点距離を全て同一のｆと仮定する。そして、これらレンズの合成焦点距離Ｆｋ＋１、ｋ個のレンズ（Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｋ）までの合成レンズの前側の主点とｋ＋１個のレンズ（Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｋ＋１）合成レンズ系の主点間距離ＺＨｋ+1と、倍率Ｍは、式（１）（２）（３）から、次式で表現される。
（８）  Ｆｋ＋１＝Ｆｋ・ｆ／（Ｆｋ＋ｆ−Ｌ）
（９）  ＺＨｋ＋１＝Ｆｋ・Ｌ／（Ｆｋ＋ｆ−Ｌ）＋ＺＨｋ
（１０）  Ｍ＝（ＺＨｋ＋１＋Ｌ−Ｆｋ＋１）／Ｆｋ＋１
ｋ＝０の場合（Ｍ１のみの場合）の合成焦点距離の初期値Ｆ１＝ｆである。ここで、式（８）（９）（１０）を用いて、Ｆ１からＦｎまで、逐次計算することにより、ｎ個のレンズ（Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｎ）までの、合成レンズの焦点距離Ｆｎと前側主点位置ＺＨｎを求めて、倍率Ｍが約１を満たすような各レンズの焦点距離ｆを求めることができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
本態様においては、入射ミラー２１の反射面の位置と同じ入射ビーム位置（第１定点）３４を物体位置として、この第１定点における入射ビームの断面像を、出口側の出射ビーム光路上の入射ビーム転写位置（第２定点）３５に結像させるように、折返しミラー光学システムを構成する。凹面折返しミラー３８と平面折返しミラー４２との距離をＬとし、平行に対向するように設けて、入射ミラー２１の位置である第１定点３４の入射ビーム断面の転写像を出口側の第２定点３５に結像させる。この第１定点３４と第２定点３５はそれぞれ、凹面折返しミラー３８の脇に並んだ位置に設定する。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
また、折返しミラー光学系は、入射ビーム位置（第１定点）３４を、発振器ミラー１１，１２の共振器の外部に出力したシードレーザ光を反射させるカップリングミラー１５の反射面と略一致させるようにする。その結果、物体位置となる第１定点３４は非常に安定となる。そこで、折返しミラー光学システムは、入射ビームが最初に凹面折返しミラー３８に当たる位置の前側２Ｌの光路上の位置に入射ビーム位置（第１定点）３４が来るように構成されている。また、出射ウインドウ３６近傍に設定する入射ビーム転写位置（第２定点）３５の位置は、出射ビームが最後に凹面折返しミラー３８を反射した位置から後側に２Ｌの光路上の位置になるように構成している。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
ミラー（レンズ）同士の距離Ｄ＝２Lを使った場合、ｋ個のミラー（レンズ）の合成焦点距離Ｆｋ、主点間距離ＺＨｋ、倍率Ｍは、式（８）（９）（１０）においてＬを２Ｌに置き換えた次式により求めることができる。
（１４）  Ｆｋ＋１＝Ｆｋ・ｆ／（Ｆｋ＋ｆ−２Ｌ）
（１５）  ＺＨｋ＋１＝Ｆｋ・２Ｌ／（Ｆｋ＋ｆ−２Ｌ）＋ＺＨｋ
（１６）  Ｍ＝（ＺＨｋ＋１＋２Ｌ−Ｆｋ＋１）／Ｆｋ＋１
ｋ＝０の場合合成焦点距離の初期値Ｆ１＝ｆである。
ここで、式（１４）（１５）（１６）を用いて、Ｆ１からＦｎまで、逐次計算することにより、ｎ個のミラー（レンズ）（Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｎ）までの、合成焦点距離Ｆｎと前側主点位置ＺＨｎを求めて、倍率Ｍが約１を満たすような各ミラー（レンズ）の焦点距離ｆを求めることができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
（実施形態４）
図２１〜図２３は、本発明に係る第４の実施形態のスラブ型レーザ装置を説明する図面である。本実施形態のスラブ型レーザ装置は、極端紫外光源装置におけるターゲット物質にレーザビームを供給するＣＯ２レーザ装置である。本実施形態は、平面ミラーをほぼ平行に対向配置した折返しミラー光学システムを備えた増幅器部に対して、光学システムを簡約化した発振器部を適用したものであり、発振器部の他は、図１に例示した、第１実施形態の第１態様に係るスラブ型レーザ装置と実質的に同じ構成を有する。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
ただし、発振器部１０は、第１態様のものと異なり、発振器部１０で発生したＣＯ２レーザ光の偏光成分のうち、ポーラライザ１４を透過するＰ偏光成分を共振器ミラー１１及び１２で共振させる。レーザ光は、平行に対向した１対の共振器ミラー１１，１２の間でほぼ直線的な光路上で共振する。そして、ＥＯポッケルスセル１３を駆動してλ／４位相を変化させることにより、ＣＯ２レーザ光のＰ偏光をＳ偏光に変換すると、ＣＯ２レーザ光はポーラライザ１４で反射して増幅器部２０に入射する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
＜第１態様＞
図２６は、第７実施形態に係る第１の態様のスラブ型レーザ装置の構成例を示す概念図である。本態様のスラブ型レーザ装置は、再生増幅器部５０において、共振器ミラー１１，１２の間にＥＯポッケルスセル１３とポーラライザ１４と光音響素子７１とを備え、光音響素子７１でシードレーザ光を導入して再生増幅し、増幅したレーザ光を増幅器部２０に供給するようにしたものである。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
本態様のスラブ型レーザ装置では、再生増幅器部５０の光音響素子７１をオンにすると、Ｐ偏光のパルス状のシードレーザ光が共振器ミラー１１及び１２で構成される共振器中に導入される。その後、光音響素子７１をオフにすると、シードレーザ光は共振器ミラー１２により折り返され、オフされた光音響素子７１をそのまま透過して、ＣＯ２レーザ媒体部３０を透過増幅した後、Ｐ偏光の状態でポーラライザ１４を透過し、オフされたＥＯポッケルスセル１３を透過して、共振器ミラー１１により折り返され、ＥＯポッケルスセル１３をそのまま通過し、Ｐ偏光の状態でポーラライザ１４を透過し、再び、ＣＯ２レーザ媒体部３０に入射して透過増幅する。これを繰り返すことによりシードレーザ光が再生増幅される。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
所望のエネルギーになった時点で、ＥＯポッケルスセル１３を動作させると、シードレーザ光は、Ｓ偏光に変換され、ポーラライザ１４において高反射され、再生増幅されたレーザ光が増幅器部２０に出力される。この再生増幅器部５０から増幅器部２０に出力されたレーザ光は、ＣＯ２レーザ媒体部３０を透過して増幅し、高反射ミラー２１に入反射する。そして、ＣＯ２レーザ媒体部３０を通過増幅して、高反射ミラー２３及び高反射ミラー２２の間でマルチパス増幅して、増幅器部２０から出力される。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
＜第２態様＞
図２７は、第７実施形態に係る第２の態様のスラブ型レーザ装置の構成例を示す概念図である。本態様のスラブ型レーザ装置は、再生増幅器部５０において、共振器ミラー１１，１２の間に第１のＥＯポッケルスセル１３とポーラライザ１４と第２のＥＯポッケルスセル１６と、λ／４位相を変化させる素子としての高反射膜ミラー１７−２とを備え、ポーラライザ１４でＳ偏光のシードレーザ光を導入して共振器ミラー１１，１２間で再生増幅し、増幅器部２０に供給するようにしたものである。再生増幅器部５０と増幅器部２０の間にカップリングミラーを設ける必要がない。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
本態様のスラブ型レーザ装置は、Ｓ偏光のパルス状のシードレーザ光をポーラライザ１４の偏光膜面に入反射させて、共振器ミラー１１及び１２の間で構成される共振器中に導入する。共振器中に導入されたシードレーザ光は、ＣＯ２レーザ媒体部３０を通過増幅し、第２のＥＯポッケルスセル１６をそのまま通過し、λ／４位相だけ変化させる高反射膜をコートした高反射膜ミラー１７−２で反射して円偏光に変換され、共振器ミラー１２により反射し、再び、λ／４位相変化させる高反射膜ミラー１７−２で反射してＰ偏光に変換される。そして、シードレーザ光は第２のＥＯポッケルスセル１６をそのまま透過し、ＣＯ２レーザ媒体部３０を通過増幅し、ポーラライザ１４を透過する。シードレーザ光は、さらに、第１のＥＯポッケルスセル１３を通過し共振器ミラー１１により折り返され、Ｐ偏光の状態で第１のＥＯポッケルスセル１３とポーラライザ１４を通過する。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
シードレーザ光は、さらに、Ｐ偏光の状態でＣＯ２レーザ媒体部３０を透過して増幅した後、第２のＥＯポッケルスセル１６を動作させて位相をλ／４ずらし円偏光に変換され、λ／４位相変化させる高反射膜ミラー１７−２で反射してＳ偏光に変換される。このＳ偏光は共振器ミラー１２により反射され、λ／４位相を変化させる高反射膜ミラー１７−２により円偏光に変換され、第２のＥＯポッケルスセル１６により、さらにλ／４位相が変化してＰ偏光に変換される。そして、このＰ偏光は、ＣＯ２レーザ媒体部３０を透過増幅し、ポーラライザ１４を透過する。さらに、第１のＥＯポッケルスセル１３を透過して、共振器ミラー１１で反射して、Ｐ偏光の状態で第１のＥＯポッケルスセル１３及びポーラライザ１４を透過して、再び、ＣＯ２レーザ媒体部３０に入射し、これを繰り返す。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
そして、共振器ミラー１１及び１２間で共振することにより再生増幅されたシードレーザ光が所望のエネルギーになった時点で、第１のＥＯポッケルスセル１３を動作させて、Ｐ偏光を円偏光に変換し、共振器ミラー１１により高反射させて、第１のＥＯポッケルスセルによりＳ偏光に変換して、ポーラライザ１４を高反射して、シードレーザ光が再生増幅により形成されたレーザ光が出力される。この再生増幅器から出力されたレーザ光は、ＣＯ２レーザ媒体部３０を透過して増幅し、高反射ミラー２１に入反射する。そして、ミラー２３及び２２間で往復する間に、ＣＯ２レーザ媒体部３０で増幅して、出力される。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
図２８は、本発明のスラブ型レーザ装置における、シードレーザ光を発生する半導体レーザの縦モードがシングルモードである場合のＣＯ２レーザの各ラインの波長とゲイン領域の関係を模式的に示す図面である。図２８のグラフは、横軸に波長、縦軸に増幅ゲインを模式的にプロットしている。点線は、ＣＯ２レーザにおける、Ｐ（１８），Ｐ（２０），Ｐ（２２），Ｐ（２４），Ｐ（２６），Ｐ（２８），Ｐ（３０）の増幅波長領域を示しており、この各々のラインに対して、所定の波長幅のゲイン領域が存在する。このゲイン波長幅Δνは、回転ゲインバンド幅の圧力広がりにより発生し、
（１７）  Δν＝７．５８（ΦＣＯ２＋０．７３ΦＮ２＋０．６４ΦＨｅ）×Ｐ（３００／Ｔ）１／２
となる。ここで、Φは分圧、Ｐは圧力（ｔｏｒｒ）、Ｔは温度（Ｋ）である。典型的な条件として、ＣＯ２：Ｎ２：Ｈｅ＝１：１：８で、圧力が１００ｔｏｒｒ、温度が４５０Ｋとすれば、各ラインのゲイン幅Δν＝４２４ＭＨｚ、すなわち波長幅が約０．００１５８８μｍとなる。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
図３０は、本発明の実施形態のスラブ型レーザ装置におけるシードレーザとして用いられる半導体レーザの別の構成を示す模式図である。図２９の例に対して異なる点は、複数台のシングル縦モードの半導体レーザを使って、出力光を合波して、マルチラインシーダとして本発明の再生増幅器部の共振器中に注入するところである。合波部の機能を果たす光学素子として合波用グレーティングを使用している。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２】第１実施形態の第２の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図３】第１実施形態の第３の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図４】第１実施形態の第４の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図５】第１実施形態の第５の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の第１の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図７】第２実施形態第１態様に係るスラブ型レーザ装置の構成を示す側面図である。
【図８】第２実施形態の第２の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図９】第２実施形態第２態様に係るスラブ型レーザ装置の光学システム図である。
【図１０】第２実施形態の第３の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図１１】第２実施形態第３態様に係るスラブ型レーザ装置の光学システム図である。
【図１２】第２実施形態の第４の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図１３】第２実施形態第４態様に係るスラブ型レーザ装置の光学システム図である。
【図１４】第２実施形態の第５の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図１５】第２実施形態第５態様に係るスラブ型レーザ装置の光学システム図である。
【図１６】第２実施形態の第６の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図１７】第２実施形態第６態様に係るスラブ型レーザ装置の光学システム図である。
【図１８】第２実施形態の第７の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２０】第３実施形態の第２の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態の第１の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２２】第４実施形態の第２の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２３】第４実施形態の第３の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２５】本発明の第６の実施形態に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２６】本発明の第７の実施形態の第１の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２７】第７実施形態の第２の態様に係るスラブ型レーザ装置の構成概念図である。
【図２８】本発明のスラブ型レーザ装置における炭酸ガスレーザのゲイン領域を示す模式図である。
【図２９】本発明のスラブ型レーザ装置のシーダとして使う半導体レーザ装置の構成概念図である。
【図３０】本発明のスラブ型レーザ装置のシーダとして使う別の半導体レーザ装置の構成概念図である。
【図３１】本発明を適用する極端紫外光源装置の構成図である。
【図３２】従来技術のスラブ型レーザ装置のブロック図である。