(57)【要約】【課題】狭帯域発振段レーザからのシード光のほとんどを増幅段レーザの注入光とすることができる露光装置用レーザ装置を提供すること。【解決手段】狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）１０と共振器を配置した増幅段レーザ（ＰＯ）２０とからなる注入同期式放電励起レーザ装置において、狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）１０と増幅段レーザ（ＰＯ）２０の間にビーム線状集光装置５を設ける。ビーム線状集光装置５は、シード光を線状に集光して、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内の注入部（共振器ミラー面を含む平面上、もしくは共振器ミラー間に設けられた注入用ミラー面）に集光させる。これにより、狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）１０からのシード光のほとんどを増幅段レーザ（ＰＯ）への注入光として使用することができ、シード光の注入効率を高くすることができる。  【選択図】          図１
2008140980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）と共振器を配置した増幅段レーザ（ＰＯ）とからなる注入同期式放電励起レーザ装置であって、
狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）と上記増幅段レーザ（ＰＯ）の間には、
狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）から放出される前記ＭＯレーザ光を線状に集光して、前記線状集光ビームを前記共振器内の注入部に集光させる光学システムを備えた
ことを特徴とする露光装置用狭帯域レーザ装置。
【請求項２】
上記光学システムは、凸のシリンドリカルレンズと、凹のシリンドリカルレンズから構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置用狭帯域レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は狭帯域発振段レーザと増幅段レーザとからなる露光装置用の注入同期式放電励起レーザ装置に関し、特に、狭帯域発振段レーザからのシード光のほとんどを増幅段レーザの注入光とすることができる露光装置用レーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体露光装置用光源としてはエキシマレーザが使用されている。特に、６０ｎｍ以下のテクノロジーノードにおいては、高出力（４０Ｗ以上）でかつ超狭帯域化（０．２ｐｍ以下）にされたＡｒＦレーザ光源が採用されている
露光装置用光源のＡｒＦレーザ光源の要求を以下に示す。
１．高ドーズ安定性の確保と、高スループット化に伴い４０Ｗ以上の出力が要求されている。
２．投影レンズの高解像度化のために投影レンズの高ＮＡ化が進められている。高ＮＡ化にともなって、色収差が発生し、超狭帯域化（０．２ｐｍ以下）が要求される。
３．レーザ光源の長寿命化が要求されている。
上記光源の要求を満たすために、ダブルチャンバ方式（２ステージ方式）のＡｒＦレーザが実用化されている。ダブルチャンバ方式のレーザ装置の形態としては、アンプ側に共振器ミラーを設けないＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amprifier ）方式と共振器ミラーを設けるＭＯＰＯ（Master Oscillator Power Oscillator）方式とに大別される。
しかし、出力９０Ｗのような高出力化のために、増幅器（ＰＡ）または増幅段レーザ（ＰＯ）の光学素子（特にチャンバウインドやＯＣ）負荷が大きくなり、これら光学素子の寿命が課題となっており、レーザ光源の長寿命化が要求されるようになってきている。
【０００３】
特許文献１には、ＭＯＰＡ方式のレーザ装置が開示されている。
特許文献１に記載のものは、発振段レーザ（ＭＯ）に狭帯域化するための狭帯域化モジュールを搭載し、スペクトル幅が非常に狭いレーザ光を出力し、このシード光を増幅器（ＰＡ）のチャンバの放電領域に注入してパワーを増幅することにより、超狭帯域かつ高出力を実現している。
また、特許文献２には、発振段レーザ（ＭＯ）からのシード光を、増幅段レーザ（ＰＯ）の低コヒーレンス共振器に注入するＭＯＰＯ方式のレーザ装置が提案されている。
低空間コヒーレンスのＭＯＰＯ方式を採用することにより、ＭＯＰＡ方式に比べて、ビーム品位をＭＯＰＡと同等に維持した状態で、高い増幅効率と長いパルス幅を実現している。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１５４６６８号明細書
【特許文献２】国際公開第２００４／０９５６６１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１２に上述したＭＯＰＯ方式のレーザ装置の構成例を示す。
同図において、発振段レーザ（ＭＯ）１０から放出されるレーザビームはシードレーザビームとして機能し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０はそのシードレーザ光を増幅する機能を有する。発振段レーザ（ＭＯ）１０、増幅段レーザ（ＰＯ）２０は各々レーザチャンバ１１，２１を有し、それぞれ内部には対向し、かつ所定距離だけ離間した一対の電極１ａ、２ａが設置される。
また、発振段レーザ１０と増幅段レーザ２０のチャンバ１１，２１には、レーザ発振光に対して透過性がある材料によって作られたウィンドウ部材１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂがそれぞれ設置されている。
発振段レーザ（ＭＯ）１０はスペクトル線幅を狭くするため、拡大プリズム３ａとグレーティング（回折格子）３ｂによって構成された狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）３を有し、この狭帯域化モジュール３内の光学素子と出力結合ミラー（ＯＣ）１４とでレーザ共振器を構成する。
【０００５】
ＬＮＭ３に配置されているグレーティング（回折格子）３ｂの分散方向（プリズムのビーム拡大方向）は電極１ａの放電方向に対して垂直方向になるように配置されている。
レーザチャンバ１１内にはバッファガスとＡｒガスとＦ2 ガスが満たされており、図示しない電源から電極１ａ間に電圧を印加することで放電し、この放電により励起されＡｒＦエキシマが形成される。
このＡｒＦエキシマからＡｒガスとＦに分離する時に１９３ｎｍの波長の光を発光する。１９３ｎｍの光をＬＮＭ３で波長選択することにより、スペクトル幅約４００ｐｍ→０．２ｐｍまで狭帯域化して、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣから出力される。例えば、ＯＣ１４から所定の広がり角［電極１ａの放電方向（Ｖ方向：図１２（ａ）の紙面方向）の広がり角度］は約２ｍｒａｄ、放電方向に対して垂直方向（Ｈ方向）の広がり角度は約１ｍｒａｄ、ビーム寸法はＶ方向１２ｍｍとＨ方向１ｍｍで出力される。
【０００６】
ここで、このビームを高反射ミラー４ａ及び４ｂにより反射させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６のサイド位置から注入する場合、以下のようになる。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４から増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリアミラー２６までの距離が１ｍの場合には、リアミラー２６のサイドの注入位置のビームは、ビーム広がり角度は、発振段レーザ（ＭＯ）のＯＣ１４からの出力時と同じであるが、ビームプロファイルは、Ｖ方向１４（＝１２＋２）ｍｍ、Ｈ方向２（＝１＋１）ｍｍとなる。
図１２（ｂ）に増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図を示す。
この図から分かるように、発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームの一部はリアミラー２６に形成された高反射部により反射されて増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内に注入されない。さらに、リアミラー２６から離れた発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームの一部は放電領域から外れて、増幅されず、注入光として使用されない。
【０００７】
一方、発振段レーザ（ＭＯ）１０のビーム中央部はリアミラー２６のサイド部を通過し、放電部を透過する。これと同期して増幅段レーザ（ＰＯ）２０の電極２ａに電圧が印加されて放電し、注入されたビームは増幅される。
増幅されたビームは増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４に到達し、一部は透過し出力光として出力される。一部は反射され、再び放電部を透過し増幅される。そしてリアミラー２６の高反射部に到達し、高反射され再び放電部を透過し、増幅される。このビームの一部はＯＣを透過して、出力光として出力され、ＯＣ２４の反射光は再び放電部を透過して増幅され、この共振を繰り返す。
【０００８】
上記したように、リアミラー２６のサイドに注入するサイド注入の場合は、有効な注入ビームのＨ方向の幅としては約１ｍｍよりも小さくなり、ビーム幅２ｍｍのビームが注入されると約半分の発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームはシード光として利用されていなかった。
ここでは、サイド注入方式の問題を示したが、これに限定されることなく例えば、発振段レーザ（ＭＯ）１０と増幅段レーザ（ＰＯ）２０との距離が２ｍであり、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４でのビームの大きさがＶ方向１２ｍｍ、Ｈ方向１ｍｍ、ビーム広がり角度がＶ方向２ｍｒａｄ、Ｈ方向１ｍｒａｄとすると、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリアミラー２６の位置でのＭＯビームの大きさは、Ｖ方向１６（＝１２＋２×２）ｍｍ、Ｈ方向３（＝１＋２×１）３ｍｍとなる。
増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光共振器のリアミラー２６を部分反射ミラーとし、このリアミラー裏面から注入する場合、注入有効エリアがＶ方向１２ｍｍ、Ｈ方向２ｍｍとすると注入効率５０％（＝［１２×２／（１６×３）］×１００）と悪化する。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、狭帯域発振段レーザからのシード光のほとんどを増幅段レーザの注入光とすることができ、また、シード光が増幅段レーザ（ＰＯ）のリアミラーに形成された高反射部で反射されることがない露光装置用レーザ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）と共振器を配置した増幅段レーザ（ＰＯ）とからなる注入同期式放電励起レーザ装置において、狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）と上記増幅段レーザ（ＰＯ）の間に、狭帯域発振段レーザ（ＭＯ）から放出される前記ＭＯレーザ光を線状に集光して、前記線状集光ビームを前記共振器内の注入部（共振器ミラー面を含む平面上、もしくは共振器ミラー間に設けられた注入用ミラー面）に集光させる光学システム設ける。（２）上記（１）において、上記光学システムを、凸のシリンドリカルレンズと、凹のシリンドリカルレンズから構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ＭＯレーザ光を線状に集光して、前記線状集光ビームを前記共振器内の注入部に集光させるように構成したので、ＭＯビームのほとんどを増幅段レーザ（ＰＯ）への注入光として使用することができ、ＭＯレーザ光の注入効率を高くすることができる。
（２）長焦点のシリンドリカルレンズの製作は困難であるが、上記光学システムを、凸のシリンドリカルレンズと、凹のシリンドリカルレンズから構成することにより、長焦点の集光（１〜２ｍ程度）が可能となる。長焦点とすることにより、集光後のＭＯレーザ光の広がり角度が小さくなり、注入効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の露光装置用狭帯域レーザ装置の基本構成を示す図である。
本発明のレーザ装置は、スペクトル線幅の狭いレーザ光を出力する発振段レーザ（ＭＯ）１０と、発振段レーザ１０が出力するレーザビームを、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器ミラーの近傍（例えばリアミラー２６のミラー面を含む平面上、もしくはミラー間に設けられた注入用ミラー面）に線状に集光させるためのＭＯビーム線状集光装置５を備える。
また、上記線状に集光されたＭＯビームを光共振器により増幅発振させるための増幅段レーザ（ＰＯ）２０を備える。
発振段レーザ（ＭＯ）１０と増幅段レーザ（ＰＯ）２０はそれぞれチャンバ１１，２１内に設置された一対の電極１ａおよび電極２ａの長手方向の軸延長上両端にウィンドウ部材１２ａ，１２ｂおよび２２ａ，２２ｂを有し、その両側には波形整形のためのスリット１３，２３がそれぞれ設置されている。
【００１２】
波長およびスペクトル波形モニタ３４およびパワーモニタ３８は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０から出力された光の光品位及びパルスエネルギを検出し、パワーモニタ３７は、発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギを検出する。
波長及びスペクトル波形コントローラ３３は、上記波長およびスペクトル波形モニタ３４の出力に基づき増幅段レーザ（ＰＯ）から出射されるレーザ光の波長及びスペクトル波形を制御する。また、エネルギコントローラ３０は、パワーモニタ３７，３８の出力に基づき、レーザのパルスエネルギをコントロールする。
また、ガスコントローラ３２は発振段レーザ（ＭＯ）１０と増幅段レーザ（ＰＯ）２０のレーザガスをコントロールする。レーザコントローラ３１はレーザの全体を制御する。  同期コントローラ３５は増幅段レーザ（ＰＯ）２０に接続されているＰＯ電源２５と発振段レーザ（ＭＯ）１０に接続されているＭＯ電源１５の放電タイミングをコントロールする。
【００１３】
以下、図１に示すレーザ装置の構成と機能を説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０はスペクトル線幅を狭くするために、プリズムビームエキスパンダ３ａとグレーティング（回折格子）３ｂを搭載した狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）３と、ＭＯ電源１５を搭載したレーザチャンバ１１とフロントミラー［出力結合ミラー（ＯＣ）１４］とからなっている。
ＬＮＭ３に配置されているグレーティング３ｂの分散方向（＝プリズム３ａのビーム拡大方向）は電極１ａの放電方向に対して垂直方向に配置されている。レーザチャンバ１１内にはバッファガスとＡｒガスとＦ2 ガスが満たされており、ＭＯ電源１５から電極１ａ間に電圧を印加放電させることで放電し、この放電により励起されＡｒＦエキシマが形成される。
このＡｒＦエキシマからＡｒガスとＦに分離する時に１９３ｎｍの波長の光を発光する。１９３ｎｍの光をＬＮＭ３で波長選択することにより、スペクトル幅約４００ｐｍ→０．２ｐｍまで狭帯域化して、発振段レーザ（ＭＯ）１０の出力結合ミラー１４（ＯｕｔｐｕｔＣｏｕｐｌｅｒ）から出力される。発振段レーザ（ＭＯ）１０は高繰返し周波数でパルス発振し、その発光パルスの時間幅は約３０ｎｓである。
【００１４】
発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４から出力された光は、高反射ミラー４ａを介してＭＯビーム線状集光装置５に入力する。
このＭＯビーム線状集光装置５から出たビームは高反射ミラー４ｂを介して増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光共振器のリアミラー２６の近傍に線状に集光させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の出力結合ミラー（ＯＣ２４）とレーザチャンバ２１とリアミラー２６で構成される安定共振器に注入される。
【００１５】
また、上記高反射ミラー４ａとＭＯビーム線状集光装置５の間には発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギをモニタするためのビームスプリッタ３７ａとパワーモニタ３７が配置されている。ここで検出された発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギの検出値はエネルギコントローラ３０に入力される。
この発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギの検出結果に基づいて、エネルギコントローラ３０は同期コントローラ３５を介してＭＯ電源１５に制御信号を送る。
発振段レーザ（ＭＯ）１０からきたシード光が、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光共振器内に注入されると、シード光と同期して、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の放電電極２ａ間で放電する。これにより、注入された光が光共振器内で増幅発振され、出力結合ミラー２４から増幅された光で出力される。
この出力された光はビームスプリッタ３８ａ，３８ｂによりサンプルされ、パワーモニタ３８によりパルスエネルギを検出し、その結果がエネルギコントローラ３０に送られる。エネルギコントローラ３０はこの検出結果に基づいて同期コントローラ３５を介して、ＰＯ電源２５及びＭＯ電源１５に制御信号を送る。
【００１６】
また、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の出力光をビームスプリッタ３８ａにより光サンプルし、波長及びスペクトル波形モニタ３４で、波長及びスペクトル波形を検出する。この検出結果は波長及びスペクトル波形コントローラ３３に送られ、ＬＮＭ３内にあるグレーティング３ｂの入射角度を変化させる機構（図示せず）に制御信号を送る。これにより、波長が制御される。
さらに、スペクトル波形も発振段レーザ（ＭＯ）１０のレーザ共振器内の光学素子の光波面を制御する（制御機構は図示していない）ことにより、スペクトル波形を制御できる。また、ガスコントローラ３２により、発振段レーザ（ＭＯ）１０のチャンバ１１のＦ2 ガス濃度を制御することによってもスペクトル波形を制御することができる。
レーザコントローラ３１は、ＭＯ電源１５の印加電圧やＰＯ電源２５の印加電圧と、増幅段レーザ（ＰＯ）２０及び発振段レーザ（ＭＯ）１０のパルスエネルギの経時変化とに基づき、ガスコントローラ３２に対し、レーザガス（Ｆ2 、Ａｒ及びバッファガス）の補給及び排気を徐々に行なうように制御する。
図１のような構成とし、ＭＯビーム線状集光装置５によりＭＯビームを線状に集光させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入することにより、ＭＯビームのほとんどを増幅段レーザ（ＰＯ）２０への注入光として使用することができ、ＭＯレーザ光の注入効率を高くすることができる。
【００１７】
以下、本発明に実施例について説明する。
１．第１の実施例（サイド注入例１）
図２は本発明の第１の実施例のＭＯＰＯ方式の露光装置用狭帯域レーザ装置の構成を示す図であり、シード光をリアミラーのサイドから注入する例を示す。
同図（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、図３（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
まず、発振段レーザ（ＭＯ）１０の構成と機能を説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０の構成と機能は図１２で説明したのと同様であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０はスペクトル線幅を狭くするために、プリズムビームエキスパンダ３ａとグレーティング３ｂを搭載したＬＮＭ３と、レーザチャンバ１１と出力結合ミラーＯＣ１４（ＯｕｔｐｕｔＣｏｕｐｌｅｒ）とからなっている。
ＬＮＭ３に配置されているグレーティング３ｂの分散方向（プリズムのビーム拡大方向）は電極１ａの放電方向に対して垂直方向に配置されている。
レーザチャンバ１１内にはバッファガスとＡｒガスとＦ2 ガスが満たされており、図示しない電源から、電極１ａ間に電圧を印加することで電極間で放電が発生し、この放電により励起されＡｒＦエキシマが形成される。
【００１８】
このＡｒＦエキシマからＡｒガスとＦに分離する時に１９３ｎｍの波長の光を発光する。１９３ｎｍの光をＬＮＭ３で波長選択することにより、スペクトル幅約４００ｐｍ→０．２ｐｍまで狭帯域化して、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４から出力される。
例えば、前述したようにＯＣ１４から所定の広がり角［放電方向（Ｖ方向）の広がり角度］は約２ｍｒａｄ、放電方向（図２（ａ）において紙面方向）に対して垂直（Ｈ）方向の広がり角度は約１ｍｒａｄ、ビーム寸法はＶ方向１２ｍｍ、Ｈ方向１ｍｍで出力される。
このビームを高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射させる。ＭＯビーム線状集光装置５には同図に示すように凸シリンドリカルレンズ５ａと凹シリンドリカルレンズ５ｂから構成され、上記ビームを垂直（Ｈ）方向に集光する。
ＭＯビーム線状集光装置５から出たビームは高反射ミラー４ｂを介して増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６のサイド位置に線状に集光し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入される。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームダイバージェンスが１ｍｒａｄでＭＯビーム線状集光装置５の焦点距離が１ｍの場合には、リアミラー２６のサイドの注入位置のＨ方向のビーム幅は１ｍｍとなる。
【００１９】
図２（ｂ）に増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図を示す。リアミラー２６のサイドの位置にＨ方向（図２（ｂ）においては紙面方向）にビームが集光されて１ｍｍ幅となりシード光として注入される。
以上のようにＭＯビーム線状集光装置５によりシード光を線状に集光させ、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入することにより、以下のメリットを得ることができる。
（１）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームの一部がリアミラー２６の高反射膜がコートされた高反射部により反射されることはなくなる。
（２）注入された発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームのほとんどが注入光として使用され、放電領域で増幅される。
【００２０】
図３は図２に示したサイド注入を説明する図である。同図は増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図を示し、シード光をシリンドリカルレンズから構成されるＭＯビーム線状集光装置５で、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のサイドの位置にライン状に集光させて注入する場合を示している。
発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光は、図２に示す高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５は前述したようにシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂにより構成されている。
この両レンズを出射したシード光は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６のサイドの位置に線状に集光する。
【００２１】
このシード光は、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸（対向する共振器ミラーの中心を結ぶ軸）に対してやや斜めに入射し増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入力される。そして、チャンバ２１のウインド２２ａを透過し、チャンバ２１内の放電電極間を透過して増幅される。このシード光はウインド２２ｂを透過して、共振器側に部分反射膜、出射側に反射防止膜がコートされたＯＣ２４により透過光はレーザとして出力され、他の一部は反射し再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に戻される。
そして、上述したようにレーザチャンバ２１内で増幅され、高反射膜がコートされたリアミラー２６に入射反射さして、再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入射する。この工程を繰り返すことによって、シード光が増幅発振する。
本実施例のメリットは以下の通りである。
（１）シード光をリアミラー２６のサイド注入の位置に線状に集光して、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器に注入しているので、シード光の注入効率が高くなる。  
（２）シリンドリカルの凹凸レンズを組み合わせて集光しているため、長焦点の集光が可能となる。長焦点とすることにより、集光後のシード光の広がり角度が小さくなり、注入効率が向上する。
（３）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及び光共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。
【００２２】
２．第２の実施例（サイド注入例２）
図４は本発明の第２の実施例を示す図であり、シード光をシリンドリカルレンズで、増幅段レーザ（ＰＯ）の共振器のＯＣのサイドの位置の高反射部にライン状に集光させて増幅段レーザ（ＰＯ）の光共振器に注入した実施例を示す。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図２（ａ）に示したものと同様である。
発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光は、図２に示したように高反射ミラー４ａによりＭＯビーム集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５はシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂより構成されている。この両レンズを出射したシード光は、全反射ミラー４ｂで反射され、図５に示すようにリアミラー２６のサイドを透過し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａからチャンバ２１内に入射し、放電電極空間から外れた空間を透過し、ウインド２２ｂを透過後、高反射膜部と部分反射膜部が形成されたＯＣ２４の高反射膜部に線状に集光する。ここでＯＣ２４の高反射部の領域には高反射膜がコーティングされ、部分反射部の領域には部分反射膜がコートされている。
【００２３】
この高反射膜を反射した光は、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸に対してやや斜めに入射し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入射し、放電電極２ａの電極間を透過し、増幅される。
そして、高反射膜をコートしたリアミラー２６により再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間内に戻され増幅される。
そしてＯＣ２４の部分反射膜部で反射した光がフィードバック光として増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間にもどされる。ＯＣ２４の部分反射膜を透過したレーザ光は反射防止膜を透過して出力レーザ光として出力される。
【００２４】
図４の実施例のものは、図３の実施例のものと比べ、さらに以下のメリットが得られる。
（１）シード光をＯＣ２４の高反射部の位置に線状に集光して注入し、注入光を放電空間透過させて増幅し、リアミラー２６で高反射で折り返して、再び放電空間で増幅された後、ＯＣ２４に達し、ＯＣ２４の透過光を出力光とし、反射光をフィードバック光として放電空間透過させて増幅しているので、図３に示したようにリア側から注入した場合に比べて、０．５往復（ＯＣ２４からリアミラー２６までの光路）分、多く増幅されるので、注入効率は図３の実施例よりも高い。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）１０から増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の高反射部（集光点）までの距離が長いのでシリンドリカルの凹凸レンズの合成焦点距離を２ｍ程度まで長くできる。このため、集光後のシード光の広がり角度が小さくなり、注入効率が向上する。
（３）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及び光共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。
【００２５】
３．第３の実施例（サイド注入例３：ナイフエッジを使用）
図５は本発明の第３の実施例を示す図であり、ナイフエッジタイプの基板に高反射膜コートをして、ＯＣと増幅段レーザ（ＰＯ）チャンバの間に配置してシード光線状に集光して増幅段レーザ（ＰＯ）チャンバの放電空間に注入した場合の実施例を示す。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図２（ａ）に示したものと同様である。
発振段レーザ（ＭＯ）２０から出力された光は、図２に示したように、高反射ミラー４ａによりＭＯビーム集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５はシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂにより構成されている。
この両レンズを出射したシード光は、高反射ミラー４ｂで反射して、図５に示すように、リアミラー２６のサイドを透過し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａからチャンバ２１内に入射し、放電電極空間から外れた空間を透過し、ウインド２２ｂを透過後、ナイフエッジミラー９の高反射膜をコートした部分に線状に集光する。なお、ナイフエッジミラー９は、レーザ光の光路に近い側の端部がナイフエッジ状に形成されたミラーである。
【００２６】
ナイフエッジミラー９の高反射膜で反射した光は、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸に対してやや斜めに入射し増幅段レーザ（ＰＯ）チャンバ２０に入力される。このレーザ光は放電電極２ａの電極間を透過し、増幅される。そして、高反射膜をコートしたリアミラー２６により再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間内に戻され増幅される。
そして、ＯＣ２４の部分反射膜で反射した光がフィードバック光として増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間にもどされる。一方、ＯＣ２４の部分反射膜を透過したレーザ光は反射防止膜を透過して出力レーザ光として出力される。
本実施例では、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器への注入有効部（ナイフエッジミラー９の端部）の幅が狭いので、この位置に発振段レーザ（ＭＯ）のビームを線状に集光させることにより、シード光の注入効率が高くなると同時に注入効率の変化も少ない。
【００２７】
ここで、図４の実施例のメリットに加え、本実施例では以下のメリットが得られる。
すなわち、ＯＣ２４のコーティングとして、部分反射（ＰＲ）と反射防止（ＡＲ）コートのみのコートでよく、図４の実施例のＯＣ２４より安価となる。
さらに、図４のＯＣ２４のように、ＯＣ２４上に、高反射（ＨＲ）コート部と反射防止（ＡＲ）コート部の境界がＯＣ２４にないため、境界部に高エネルギが入射した場合にＯＣ２４が劣化するといった問題は生じない。
なお、図５の実施例のナイフエッジミラー９は端部まで高精度な面精度で高反射膜をコートする必要があるため、製作が困難であるという問題はある。
【００２８】
４．第４の実施例（リアミラーの裏面注入例）
図６は本発明の第４の実施例を示す図であり、シード光をシリンドリカルレンズで増幅段レーザ（ＰＯ）の共振器のリアミラーの中央の位置にライン状に集光させて増幅段レーザ（ＰＯ）の光共振器に注入した実施例を示す。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図２（ａ）に示したものと同様である。
発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光は図示しない高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。このＭＯビーム線状集光装置５はシリンドリカル状の凸レンズ５ａと凹レンズ５ｂにより構成されている。
この両レンズを出射したシード光は、図示しない高反射ミラー４ｂで反射され、図６に示すように、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のリアミラー２６の裏面の位置に線状に集光する。
【００２９】
このリアミラー２６は６０％から９０％の部分反射コートがされており、発振段レーザ（ＭＯ）２０のビームの一部は、このリアミラー２６を透過し、やや広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光軸にそって入射し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に入力する。
チャンバ２１のウインド２２ａを透過したレーザビームは、放電電極間を透過して増幅され、ウインド２２ｂを透過して部分反射膜がコートされたＯＣ２４に入射し、その透過光は、レーザとして出力され、他の一部は反射し、再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１に戻され、レーザチャンバ２１内で増幅され、部分反射膜がコートされたリアミラー２６に入射反射されて、再び増幅段レーザ（ＰＯ）のチャンバ２１に入射する。この工程を繰り返すことによって、増幅発振する。
【００３０】
本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）従来においては、発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力された光を１から２ｍ程度とばした後、シード光として増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリアミラー２６から注入しており、ビームがリアミラー２６での注入有効幅より広くなり注入効率が悪くなっていた。
これに対し、本実施例では、シード光をリアミラー２６の裏面の注入の位置に線状に集光して注入しているので、ビームが線状となる。このため、増幅段レーザ（ＰＯ）共振器の注入に有効なビーム幅よりも十分狭いビームでの注入が可能となるために、シード光の注入効率が高くなる。
（２）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及び光共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。
【００３１】
５．第５の実施例（リング共振器の例１）
図７は本発明の第５の実施例を示す図であり、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した場合の第１の例を示す。
同図（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、同図（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
図７において、発振段レーザ（ＭＯ）２０のビームは高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。ＭＯビーム線状集光装置５から出射したビームは高反射ミラー４ｂ及び４ｃにより増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器のＯＣ２４（出力結合ミラー）上に線状に集光する。
そして、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器のＯＣ２４から共振器中にシード光が注入される。ＯＣ２４を透過したシード光はやや広がりながら高反射ミラー７ａにより反射され、レーザチャンバ２１の放電空間に傾いて入射される。
シード光に同期して放電電極２ａに電圧が印加され放電すると、放電空間を透過したシード光は増幅され、チャンバ２１を透過し２枚の高反射ミラー７ｂ，７ｃにより折り返され、再び放電している放電空間に導かれ、増幅される。
【００３２】
増幅した光の一部はＯＣ２４を透過してレーザとして出力し、ＯＣ２４の反射光は再びリング共振器の中にフィードバックされ共振する。この工程を繰り返すことによって、増幅発振される。
ＯＣ２４の反射率が２０％〜３０％とすると、発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力されたビームの８０％から７０％がリング共振器内に注入されることになり高い注入効率を得ることができる。
この実施例では、２枚の高反射ミラーでレーザチャンバにレーザ光を戻したが全反射プリズムでフレネル反射で戻しても同様の機能を果たすことができる。
【００３３】
以上のように、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を配置し、発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４のビームを増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器の注入部で線状に集光させて注入することによって以下の特別なメリットがある。
（１）注入位置のＯＣ２４上で発振段レーザ（ＭＯ）ビームを線状に集光するので、注入の入射ビームが広くなりすぎて有効にシード光として使用できなくなることがない。結果として注入効率が高くなる。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームをＯＣ２４上で線状に集光して、注入するので、注入されたビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がる。これにより、レーザチャンバのウインドやリングレーザのＯＣでのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザのウインド及びリングレーザの共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。
【００３４】
６．第６の実施例（リング共振器の例２）
図８は本発明の第６の実施例を示す図であり、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した場合の第２の例を示す。
なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図７（ａ）に示したものと同様である。
本実施例では、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器を構成するＯＣ２４に、反射防止（ＡＲ）コート部と部分反射（ＰＲ）コート部を設け、ＭＯビーム線状集光装置５により、ＭＯビームをＯＣ２４の反射防止（ＡＲ）コート部に線状集光させるとにより、全ての注入光が共振器内に注入されるように構成している。
また、レーザ装置の光軸中心（例えば放電電極２ａの長手方向の軸）に対して、２枚のミラーＯＣ２４，高反射ミラー７ａとが交差する部分と、高反射ミラー７ｂ，７ｃと交差する部分を、上記中心線に対してそれぞれＡ，Ｂだけオフセットさせている。
また、ＯＣ２４と高反射ミラー７ｃのミラー面が上記中心線と交わる角度は４５度であり、高反射ミラー７ａと７ｃのミラー面が上記中心線と交わる角度は４５度より小さい。
【００３５】
上記のようにＯＣ２４と高反射ミラー７ａのミラー面が交わる部分とレーザ装置（出力されるレーザ光）の光軸中心との距離Ａと、高反射ミラー７ｂ，７ｃのミラー面が交わる部分とレーザ装置（出力されるレーザ光）の光軸中心の距離をＢとの大きさが等しくならないように共振器ミラーを配置することにより、図８に示すようにリング共振器内でビームが平行に移動しながら共振し、出力レーザ光として出力される。
本実施例と前記図７に示した実施例との違いは以下の通りである。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４に部分反射（ＰＲ）コート領域（ＯＣとして機能する領域）と反射防止（ＡＲ）コート領域（注入部として機能する領域）を設置したこと。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）のビームを線状にＯＣ２４の上記反射防止（ＡＲ）コート領域に集光させて、増幅段レーザ（ＰＯ）のリング共振器に注入するようにしたこと。
（３）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器を往復する毎に、ビームが１方向に移動する配置としていること。
【００３６】
以下、本実施例の増幅段レーザ（ＰＯ）の動作について説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のＯＣ１４のビームをＭＯビーム線状集光装置５により増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の反射防止（ＡＲ）コート部に線状に集光させる。
このビームはほとんど反射することなくＯＣ２４を透過し、多少広がりながら高反射ミラー７ａに入射し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のチャンバ２１の放電空間に傾いて入射される。放電空間では、シード光に同期して放電電極２ａに電圧が印加され放電する。
放電空間を透過したシード光は増幅され、チャンバ２１を透過し２枚の高反射ミラー７ｂおよび７ｃにより折り返され、再び放電している放電空間に導かれ、増幅される。
そして、ビームは図８に示すように注入部から一定の割合で移動し、ＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射し、一部透過して、レーザの出力光（１往復光）となり、他の一部は反射され、再び高反射ミラー７ａに入射し、同様に放電空間を１往復目の光路に対して平行移動した光路で透過し、高反射ミラー７ｂ，７ｃにより再び放電空間を１往復目の光路に対して平行移動した光軸で透過し、１往復目に対して一定の割合で移動してビームは再びＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射する。
ＯＣ２４の透過光はレーザ光として出力され、反射光は再び共振器内で共振し、３往復目も同様に往復するたびに光路が平行移動して増幅発振する。
【００３７】
本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０のレーザ共振器内に全て発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを注入できるため、注入効率が高い。
（２）往復ビーム毎に出力レーザ光のビームが移動するので、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器の光学素子（ＯＣ、レーザウインド及び高反射ミラー）におけるレーザ光のエネルギ密度が低減される。そのため、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光学素子の寿命が長くなる。さらに、注入されたビームは往復毎にビームが広がるため、前述したようにレーザチャンバ２１のウインド及び共振器のエネルギ負荷が小さくなる。
なお、本実施例において、２枚の高反射ミラーでレーザチャンバにレーザ光を戻したが頂角が４５度よりも多少小さな角度（数ｍｒａｄ）の全反射プリズムで、フレネル反射で戻しても同様の機能を果たすことができる。  
【００３８】
７．第７の実施例（リング共振器の例３）
図９は本発明の第７の実施例を示す図であり、増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した場合の第３の例を示す。
同図（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、同図（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
本実施例は全反射直角プリズムを共振器ミラーとし、このリング共振器内にＯＣ２４を配置し、上記ＯＣ２４上に、ＭＯビーム線状集光装置５によりＭＯビームを線状に集光させ、シード光を共振器に注入するようにしたものである。
図９において、発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームは高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。このＭＯビームは、ＭＯビーム線状集光装置５を透過し、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器のＯＣ２４（出力結合ミラー）上に線状に集光する。
【００３９】
ＯＣ２４は、片面に部分反射（ＰＲ）膜がコートされ、片面に反射防止（ＡＲ）膜がコートされており、ＯＣ２４に入射したビームは、一部反射し、多少広がりながら全反射直角プリズム８ａに入射する。この全反射直角プリズム８ａの入射出射面には反射防止（ＡＲ）膜がコーティングされている。シード光はプリズム８ａの２面でフレネル反射により全反射し、ウインド２２ａを透過してレーザチャンバ２１に入射する。
シード光は放電電極２ａの長手方向の軸に対して、略平行な光軸で透過し、増幅されずにチャンバ２１内を透過し、全反射直角プリズム８ｂに入射する。シード光はこのプリズム８ｂの２面で全反射し、再びウインド２２ｂを介して放電電極２ａの放電空間と光軸が一致するようにレーザチャンバ２１に入射する。
シード光に同期して、放電電極２ａに電圧が印加され放電する。これにより、放電空間を透過したシード光は増幅され、チャンバ２１を透過し、再びＯＣ２４に入射する。増幅した光の一部はＯＣ２４を反射してレーザ光として出力し、ＯＣ２４の透過光はフィードバック光として再びリング共振器内に戻される。このようにして増幅段レーザ（ＰＯ）２０は増幅発振する。ＯＣ２４の反射率が７０％〜８０％とすると注入効率は７０％から８０％となり高い注入効率を得ることができる。
【００４０】
本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）全反射直角プリズム２個でリング共振器を構成し、ＯＣ２４をリング共振器の光軸上に設置することにより、リング共振器の光軸のアライメントが容易であり、安定に動作する。
（２）注入位置のＯＣ２４上で発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを線状に集光するので、注入の入射ビームが広くなりすぎて有効にシード光として使用できなくなることがない。結果として注入効率が高くなる。
（３）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームをＯＣ２４上で線状に集光して、注入するので、注入されたビームはやや広がりながら光が往復を繰り返し、往復毎にビームが広がる。これにより、レーザチャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂや共振器のＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザチャンバ２１のウインド及び共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。  
【００４１】
８．第８の実施例（リング共振器の例４）
図１０に増幅段レーザ（ＰＯ）２０にリング共振器を設置した第８の実施例を示す。図１０は前記図９に示した実施例の変形例であり、リング共振器を用いた第４の例を示している。なお、同図は、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の上面図であり、発振段レーザ（ＭＯ）１０を含めたレーザ装置の全体構成は、前記図９（ａ）に示したものと同様である。
増幅段レーザ（ＰＯ）２０は、図１０に示すように全反射直角プリズム８ａ，８ｂからなるリング共振器を備え、発振段レーザ（ＭＯ）１０からのシード光は、ＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コートされた部分から注入される。このため、注入光が全て増幅段レーザ（ＰＯ）共振器２０内に注入される。
【００４２】
本実施例では、レーザ装置の光軸中心（例えば放電電極２ａの長手方向の軸）に平行な軸に対して、２個の全反射直角プリズム８ａ，８ｂの頂角の位置をオフセットさせている。これによりリング共振器内でビームが平行に移動しながら共振し、出力レーザ光として出力される。
本実施例と前記図９に示した実施例との違いは以下の通りである。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４に部分反射（ＰＲ）コート領域（ＯＣとして機能する領域）と高反射（ＨＲ）コート領域（注入部として機能する領域）を設置したこと。
（２）発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを線状にＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コート領域に集光させて、増幅段レーザ（ＰＯ）２０のリング共振器に注入していること。
（３）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器を往復する毎に、ビームが１方向に移動する配置としていること。
【００４３】
以下、本実施例の動作を説明する。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームはＭＯビーム線状集光装置５により増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コート部に集光させる。このビームはＯＣ２４の高反射（ＨＲ）コート部で全反射し、多少広がりながらプリズム８ａの２面でフレネル反射により全反射する。そして、シード光はウインド２２ａを透過してチャンバ２１に入射する。シード光は放電電極２ａの長手方向の軸に対して、略平行な光軸で透過し、増幅されずにチャンバ２１内を透過し、全反射直角プリズム８ｂに入射する。
このシード光はプリズム８ｂの２面で全反射し、再びウインド２２ｂを介して放電電極２ａの放電空間と光軸が一致するようにチャンバ２１に入射し、放電空間に導かれる。このシード光に同期して、電源により放電電極２ａに印加される電圧により、電極２ａ間で放電する。
【００４４】
これにより、シード光が増幅されて、ビームはＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射する。ＯＣ２４での反射光は、出力レーザ光として出力（１往復による増幅光）される。透過光は、１往復目の光路に対して平行に移動した光路で再び全反射直角プリズム８ａによりチャンバ２１に戻され、増幅されずにチャンバ２１内を透過し、全反射直角プリズム８ｂに入射する。そして、再びチャンバ２１に入射し、１往復目の光路に対して所定の距離だけ平行移動した光路で、放電空間内を透過し、増幅される。
この増幅光の光路は、１往復目に対して一定の割合で移動して再びＯＣ２４の部分反射（ＰＲ）コート部に入射し、反射光はレーザ光として出力され、透過光は再び共振器内で共振し、３往復目も同様に往復するたびに光路が平行移動して増幅発振する。
【００４５】
本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内に全て発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームを注入できるため、注入効率が高い。
（２）往復ビーム毎に出力レーザ光のビームが移動するので、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器の光学素子（ＯＣ、レーザウインド及び高反射ミラー）におけるレーザ光のエネルギ密度が低減される。そのため、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の光学素子の寿命が長くなる。さらに、注入されたビームは往復毎にビームが広がるため、前述したようにレーザチャンバ２１のウインド及び共振器のエネルギ負荷が小さくなる。
【００４６】
９．第９の実施例（偏光制御による共振器の例）
図１１に増幅段レーザ（ＰＯ）の共振器として、ファブリペロ型安定共振器を設置し、シード光の注入に偏光素子と波長板を用いた実施例を示す。
図１１（ａ）は本実施例のレーザの側面図を示し、図１１（ｂ）は増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図を示す。
発振段レーザ（ＭＯ）１０のＬＮＭ３のプリズムビームエキスパンダ３ａ及びチャンバ１１のウインド１２ａ，１２ｂがブリュースタ角で設置されており、紙面に対して垂直な偏波面でレーザ発振する。
この発振段レーザ（ＭＯ）１０から出力されたレーザ光は偏波面を維持した状態で高反射ミラー４ａによりＭＯビーム線状集光装置５に入射する。
この集光装置５から出力された光は、ＰＳ分離膜をコートしたビームスプリッタ（ＢＳ）２７ａに入射する。このＢＳ２７ａではＳ偏光（紙面に対して垂直な偏波面）は全反射する。この反射光はλ／４板２７ｂを透過し円偏光に変換される。
【００４７】
この円偏光に変換された発振段レーザ（ＭＯ）１０のビームは増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４の位置にＭＯビームを線状に集光する。ここでＯＣ２４には、共振器側に反射率が２０％から３０％の部分反射膜がコートされ、出射側には、反射防止膜がコートされている。そして、このＯＣ２４を透過した光は多少広がりながら増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器中に注入され、チャンバ２１の放電電極ギャップ間を透過して増幅され、ウインド２２ｂを透過して高反射（ＨＲ）膜がコートされたリアミラー２６に入反射する。
そして、再びチャンバ２１に入射して透過増幅され、ＯＣ２４により一部が反射されて再び増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内に戻される。
円偏光でＯＣ２４から出力したレーザ光は再びλ／４板２７ｂにより、紙面を含む偏波面に変換される。この偏光状態の光はＢＳ２７ａのＰ偏光成分の光なのでほとんど全てＢＳ２７ａを透過し出力レーザ光として取り出される。
ここで、増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器内は円偏光で共振するのでレーザのウインドの反射防止（ＡＲ）コートはＰ及びＳ偏光に対する反射防止膜をコートする必要がある。
【００４８】
本実施例においては、以下のメリットが得られる。
（１）増幅段レーザ（ＰＯ）２０のＯＣ２４の反射率が２０％から３０％で動作するので、注入効率が７０％から８０％の高い効率を得ることができる。
（２）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のアライメントが容易で安定している。
（３）増幅段レーザ（ＰＯ）２０の共振器のＯＣ２４の位置でＭＯビームを集光させているため、注入有効領域に対して、注入ビームが十分狭くなるために注入効率が高くなる。（４）ビームはやや広がりながら光が往復を繰り返す毎にビームが広がるこれにより、チャンバ２１のウインド２２ａ，２２ｂやＯＣ２４でのレーザのエネルギ負荷が小さくなる。したがって、レーザチャンバ２１のウインド及び共振器に使用されている光学素子の寿命が延びる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の露光装置用狭帯域レーザ装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図３】第１の実施例の増幅段レーザ（ＰＯ）の上面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例の構成を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施例の構成を示す図である。
【図７】本発明の第５の実施例の構成を示す図である。
【図８】本発明の第６の実施例の構成を示す図である。
【図９】本発明の第７の実施例の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第８の実施例の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第９の実施例の構成を示す図である。
【図１２】ＭＯＰＯ方式のレーザ装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ，２ａ  放電電極
３          ＬＭＮ
４ａ〜４ｃ  高反射ミラー
５          ＭＯビーム線状集光装置
５ａ        凸シリンドリカルレンズ
５ｂ        凹シリンドリカルレンズ
７ａ〜７ｃ  高反射ミラー
８ａ，８ｂ  全反射直角プリズム
９          ナイフエッジミラー
１０        発振段レーザ（ＭＯ）
１１，２１  チャンバ
１２ａ，１２ｂウィンドウ部材
２２ａ，２２ｂウィンドウ部材
１３，２３  スリット
１４        ＯＣ（出力結合ミラー）
２０        増幅段レーザ（ＰＯ）
２４        ＯＣ（出力結合ミラー）
２６        リアミラー
２７ａ      ビームスプリッタ（ＢＳ）
２７ｂ      λ／４板
【図１】
2008140980.tif 000003
【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】
2008140980.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008140980.tif 000011
【図１０】
2008140980.tif 000012
【図１１】
2008140980.tif 000013
【図１２】
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