(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｑスイッチ動作のＮｄ：ＹＡＧレーザ第２高調波の発振器と、前記発振器から出射されるレーザビームを複数本に分割する１又は複数個の部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーによって分割された複数本のレーザビームを夫々伝送し、その各出射端が一方向に直線状に配列された複数本の光ファイバと、前記光ファイバから出射される複数本のレーザビームを合成し均質化する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射されたレーザビームを被加工面上にビーム形状が横長縦短の矩形のレーザビームとして結像させる第２の光学系と、を有することを特徴とするレーザアニーリング装置。
【請求項２】
前記光ファイバは、１又は複数本の光ファイバ毎に相互に異なる長さに設定されており、前記光ファイバの出射端にて出射レーザビームの光学的な伝播遅延量を異ならせ、レーザビーム波形を前記発振器から出射したときの波形と異ならせることを特徴とする請求項１に記載のレーザアニーリング装置。
【請求項３】
前記発振器は複数個設けられ、前記光ファイバは１又は複数本毎に前記複数個の発振器に接続されており、各前記発振器から出射されるレーザビームのパルス発振タイミングを調整して前記光ファイバから出射されるレーザビームのパルス波形を時間的に異ならせることを特徴とする請求項２に記載のレーザアニーリング装置。
【請求項４】
前記部分反射ミラーの反射率を相互に異ならせることにより、１又は複数本の光ファイバ毎に前記光ファイバに入射するレーザビームの強度を相互に異ならせることを特徴とする請求項２に記載のレーザアニーリング装置。
【請求項５】
前記光ファイバのコア径は、１又は複数本の光ファイバ毎に異なり、前記第２の光学系により結像するレーザビームのビーム形状における短尺の縦方向のビーム強度分布を調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザアニーリング装置。
【請求項６】
前記光ファイバの出射端を１又は複数本の光ファイバ毎に前記一方向に直交する方向にずらして配列し、前記第２の光学系により結像するビーム形状における短尺の縦方向にレーザビームのパルス波形をずらすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザアニーリング装置。
【請求項７】
１又は複数本の光ファイバ毎にコア径を異ならせることによって前記レーザビームの前記ビーム形状における短尺の縦方向のビーム強度分布を調整し、１又は複数本の光ファイバ毎に前記出射端を前記一方向に直交する方向にずらして配列することによって、前記ビーム形状における短尺の前記縦方向にレーザビームのパルス波形をずらすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザアニーリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザアニーリング装置に関し、特に低温ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）の結晶化アニール工程等に適したレーザアニーリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温ポリシリコンＴＦＴの結晶化アニール工程では、ＸｅＣｌレーザが加熱光源として広く使用されているが、近時、より少ないランニングコストでより大型の結晶育成が得られることから、加熱光源としてＱスイッチ動作のＮｄ：ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ第２高調波に代表される高ピークパワーのグリーンレーザの使用が高い注目を浴びている。この高ピークパワーのグリーンレーザを使用したアニール工程では、レーザビームを線状のビームに成形して基板上に照射する方式が最も広く採用されている。
【０００３】
図８は従来のレーザアニーリング装置の構成の一例を示す概略図である。従来の装置では、レーザ発振器２０１から出射されるレーザビーム２０６が直接線状ビーム成形光学系２０２に導入される。線状ビーム成形光学系２０２は固定されており、レーザビーム２０６をミラー等を使用して伝播させ、長尺方向についてビーム強度の均質化を行い、短尺方向については直接集光するものである。レーザビーム２０６は線状ビーム成形光学系２０２によって線状ビーム２０７に変換される。線状ビーム２０７はステージ２０８上に載置されたアモルファスシリコン基板２０４に照射され、アモルファスシリコン基板２０４の線状ビーム２０７が照射された部位はポリシリコン２０５に改質される。レーザ発振器２０１は２軸の稼動ステージ２０３上に載置されており、２軸の稼動ステージ２０３を２次元に走査させることで線状ビーム２０７はアモルファスシリコン基板２０４の全面に照射される。
【０００４】
線状ビーム成形光学系２０２の一例として、例えば特許文献１に、レーザー光の線状ビーム成形方法及びこれを使用したレーザアニール装置が開示されている。図９（ａ）は特許文献１に開示されたレーザー光を線状に成形する光学系３００の構成を示す側面図、（ｂ）は同じく上面図、図１０はレーザアニール装置を示す概略図である。レーザー発振器３０１から出力されたレーザー光はシリンドリカルレンズアレイ３０２により縦方向に分割される。この縦方向に分割されたレーザー光はシリンドリカルレンズ３０３により更に横方向に分割される。即ちレーザー発振器３０１から出力されたレーザー光はシリンドリカルレンズアレイ３０２及びシリンドリカルレンズ３０３によってマトリクス状に分割される。
【０００５】
その後、レーザー光はシリンドリカルレンズ３０４により一旦集光される。その際、シリンドリカルレンズ３０４の直後にシリンドリカルレンズ３０５を通る。その後、ミラー３０６で反射され、シリンドリカルレンズ３０７を通った後、スリット３０８を通過して照射面３０９に達する。このとき照射面３０９に投影されたレーザー光は線状の照射面を示す。即ちシリンドリカルレンズ３０７を通過したレーザー光の断面形状は線状になっている。スリット３０８は、線状のレーザー光の長手方向の長さを調節するためのものである。
【０００６】
この線状に加工されたレーザー光のビーム形状における短尺方向の均質化はシリンドリカルレンズアレイ３０２、シリンドリカルレンズ３０４及び３０７によって行われ、また長尺方向の均質化はシリンドリカルレンズアレイ３０３及びシリンドリカルレンズ３０５によって行われる。このようにして均質化されたレーザー光の線状ビームを稼働可能なステージ３１０上に載置された基板３１１上に照射するというものである。
【０００７】
しかしながら、図８に示すレーザ発振器２０１が極めて高出力の場合、又は、複数のレーザ発振器２０１を搭載する場合、線状ビーム成形光学系２０２を含めた光学系の総重量は数百ｋｇになる。また、レーザ発振器２０１を含めた光学系のアライメントを考慮すると、線状ビーム成形光学系２０２を走査させるのは安定性に欠き、フレキシビリティーに乏しく、現実的ではない。このため、線状ビーム成形光学系２０２ではなく、アモルファスシリコン基板２０４の方を走査する方式が採用されるようになってきている（例えば特許文献１）。
【０００８】
ところで、光ファイバによってレーザビームを伝送させることで光学系のフレキシビリティーを向上させる手法も考えられるが、レーザ発振器の高出力化に伴い、光ファイバのレーザパワー密度に対する損傷限界の上限から、光ファイバが損傷する虞があり、細径の光ファイバの適用が難しいため、線状ビームのビーム形状における短尺方向の集光のためには、極めて高倍率の縮小光学系が必要になる。しかし、これらの光学系は実際に製作することが難しいという問題点がある。また、Ｑスイッチで動作するレーザ発振器は、そのレーザパルス波形及び空間的強度分布を任意に制御することが難しく、必ずしも加工に最適な条件を得ることができないという問題点があった。
【０００９】
この問題点を解決すべく、近時、近赤外領域で発振するレーザを複数のファイバで分割伝送させ、ファイバ増幅器によって増幅し、第３高調波に変換させてから線状ビームに成形して照射する方法が特許文献２に提案されている。
【００１０】
特許文献２に開示されているレーザ装置の構成を図１１に示す。このレーザ装置４００は、例えば発振波長が９１４ｎｍの近赤外のマイクロチップレーザにより構成され、波長９１４ｎｍでパルス幅が０．５ｎｓの基準レーザパルス光ＲＰｒｅｆを出射するレーザ光源としてのマスターレーザ４０１、焦点を一致させた２つのレンズ４０２ａ及び４０２ｂからなるビームエキスパンダ４０２、ビームエキスパンダ４０２によって太い平行光線束に変換された基準レーザパルス光ＲＰｒｅｆをＮ個の光に分割するマイクロレンズアレイ４０３、伝播する分割基準レーザパルス光ＤＲＰｒｅｆ１〜ＤＲＰｒｅｆＮを増幅し、かつ、順に分割基準レーザパルス光ＤＲＰｒｅｆ１〜ＤＲＰｒｅｆＮのパルス幅である０．５ｎｓの伝播遅延時間を持つように長さが設定された光ファイバ増幅器４０４−１〜４０４−Ｎ、ファイバ結合型励起用レーザ光源４０５−１乃至４０５−Ｎ、励起光伝播用光ファイバ４０６−１乃至４０６−Ｎ、光ファイバ増幅器４０４−１〜４０４−Ｎの他端面から出射された波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰｒｅｆ１〜ＤＲＰｒｅｆＮを受けて波長３０５ｎｍでパルス幅０．５ｎｓの第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮを発生する第３高調波発生装置４０７及び第３高調波発生装置４０７にて波長変換して得られたＮ個の第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮのレーザパルス光を並列的に連続して配置させていわゆる時間多重したパルス幅が０．５ｎｓの基準レーザパルス光ＲＰｒｅｆのＮ倍以上のパルス幅のパルス光を出射する照明光学系４０８を有している。
【００１１】
ビームエキスパンダ４０２及びマイクロレンズアレイ４０３により光分波手段が構成され、第３高調波発生装置４０７及び照明光学系４０８により光合成手段が構成される。また、励起用レーザ光源４０５−１乃至４０５−Ｎ、励起光伝播用光ファイバ４０６−１乃至４０６−Ｎ及び光ファイバカプラ４１４−１乃至４１４−Ｎにより励起光供給手段が構成される。
【００１２】
そして、特許文献２には、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザを使用してＴＦＴをアニールするために必要なフルエンスは数百ｍＪ／ｃｍ２であり、パルス幅は２０ｎｓ程度であると記載されている。また、特許文献２には、マスターレーザに波長９１４ｎｍでパルス幅が０．５ｎｓのマイクロチップレーザを使用すると、上述の必要なフルエンスを得るためには光ファイバ増幅器４０４−１〜４０４−Ｎによって波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰｒｅｆ１〜ＤＲＰｒｅｆＮを増幅し、この増幅したレーザパルス光を第３高調波発生装置４０７によって波長３０５ｎｍでパルス幅０．５ｎｓの第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮに変換する必要があると記載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１５６０１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２８０３２４号公報（第４乃至１０頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述の如く、特許文献２に開示されたレーザ装置では、波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰｒｅｆ１〜ＤＲＰｒｅｆＮを、光ファイバ増幅器４０４−１〜４０４−Ｎによって数十ＭＷ／ｍｍ２か又はそれ以上のパワー密度まで増幅する必要があり、そうしなければ第３高調波発生装置４０７によって第３高調波に変換するときに十分な変換効率が得られないという問題点がある。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、加熱光源としてＱスイッチ動作のＮｄ：ＹＡＧレーザ第２高調波等の高ピークパワーのグリーンレーザを使用しても細径の光ファイバによるレーザパワー伝送が可能であり、このため、レーザの増幅器及び高調波発生装置を必要としない高品質な加工性能を有する小型のレーザアニーリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るレーザアニーリング装置は、Ｑスイッチ動作のＮｄ：ＹＡＧレーザ第２高調波の発振器と、前記発振器から出射されるレーザビームを複数本に分割する１又は複数個の部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーによって分割された複数本のレーザビームを夫々伝送し、その各出射端が一方向に直線状に配列された複数本の光ファイバと、前記光ファイバから出射される複数本のレーザビームを合成し均質化する第１の光学系と、前記第１の光学系から出射されたレーザビームを被加工面上にビーム形状が横長縦短の矩形のレーザビームとして結像させる第２の光学系と、を有することを特徴とする。
【００１７】
前記光ファイバは、１又は複数本の光ファイバ毎に相互に異なる長さに設定されており、前記光ファイバの出射端にて出射レーザビームの光学的な伝播遅延量を異ならせ、レーザビーム波形を前記発振器から出射したときの波形と異ならせることができる。
【００１８】
また、前記発振器は複数個設けられ、前記光ファイバは１又は複数本毎に前記複数個の発振器に接続されており、各前記発振器から出射されるレーザビームのパルス発振タイミングを調整して前記光ファイバから出射されるレーザビームのパルス波形を時間的に異ならせることもできる。
【００１９】
また、前記部分反射ミラーの反射率を相互に異ならせることにより、１又は複数本の光ファイバ毎に前記光ファイバに入射するレーザビームの強度を相互に異ならせることが好ましい。
【００２０】
なお、前記光ファイバのコア径を１又は複数本の光ファイバ毎に異ならせ、前記第２の光学系により結像するレーザビームのビーム形状における短尺の縦方向のビーム強度分布を調整することもできる。
【００２１】
また、前記光ファイバの出射端を１又は複数本の光ファイバ毎に前記一方向に直交する方向にずらして配列し、前記第２の光学系により結像するビーム形状における短尺の縦方向にレーザビームのパルス波形をずらすこともできる。
【００２２】
更に、１又は複数本の光ファイバ毎にコア径を異ならせることによって前記レーザビームの前記ビーム形状における短尺の縦方向のビーム強度分布を調整し、１又は複数本の光ファイバ毎に前記出射端を前記一方向に直交する方向にずらして配列することによって、前記ビーム形状における短尺の前記縦方向にレーザビームのパルス波形をずらすこともできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、低温ポリシリコンＴＦＴの結晶化アニール工程の加熱光源としてＱスイッチ動作のＮｄ：ＹＡＧレーザ第２高調波等の高ピークパワーのグリーンレーザを使用しても細径の光ファイバの端面を損傷することなくレーザパワー伝送が可能であり、このため、レーザの増幅器及び高調波発生装置を必要としない高品質な加工性能を有するレーザアニーリング装置が実現でき、更にレーザアニーリング装置の稼動ステージの小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るレーザアニーリング装置の構成を示す概略図である。Ｑスイッチで動作するｋ（ｋは自然数）個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋが並べて配置され、これらｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射され高ピークパワーを有するｋ本のレーザビームの光学的前方には、夫々の表面に誘電体多層膜が設けられ任意反射率を有するｍ（ｍは自然数＞ｋ）個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍ及び複数個の全反射ミラー３が配置されている。本実施形態は、ｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射されるレーザビームのパルス発振タイミングが全て同期しており、また、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍは全て同一の反射率を有している。
【００２５】
ｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射されたｋ本のレーザビームは、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍによって任意のレーザ強度を有するｎ（ｎは自然数＞ｋ）本の光路のレーザビームに分割され、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍ及び複数個の全反射ミラー３によってｎ個の結合レンズ４−１乃至４−ｎに入射される。本実施形態は、ｎ本の光路のレーザビームが全て同一の強度を有している。
【００２６】
ｎ本の光路に分割された各レーザビームがｎ個の結合レンズ４−１乃至４−ｎによって集光される面には、ｎ本の各レーザビームに対応してｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎが配置されている。本実施形態は、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎが全て同一のコア径を有している。
【００２７】
これらｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径と分割本数ｎは、ｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋの出力、被加工面（アモルファスシリコン基板）上に照射する線状ビームの所望の線幅及び使用する光ファイバによって伝送可能なパワー密度の上限等から任意に最適化される。このとき、レーザビームの強度が光ファイバの端面の損傷しきい値の制約の範囲内であれば、１台のレーザ発振器に対して１本の光ファイバによる伝送も可能である。
【００２８】
しかしながら、一般に、高出力のレーザビームを伝播する際に使用される光ファイバとして、石英系の光ファイバが使用されており、その端面の損傷しきい値は１０ｎｓｅｃのパルス幅のレーザビームに対してＳＩ（Step Index）型の光ファイバの場合で約１００ＭＷ／ｍｍ２、ＧＩ（Grated Index）型の光ファイバの場合で約１ＭＷ／ｍｍ２である。一方で、Ｑスイッチ動作のＮｄ：ＹＡＧレーザ第２高調波発振器のレーザ出力は、数十ｎｓｅｃのパルス幅で数百ｋＷを超えるような極めて高いピークパワーを有するため、例えばコア径１００μｍ程度の光ファイバで伝送させようとすると、その端面が損傷する虞があり、産業用途として安定的に使用することが難しい。
【００２９】
そこで、本実施形態においては、Ｑスイッチで動作するｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射され高ピークパワーを有するｋ本のレーザビームを、夫々の表面に誘電体多層膜が設けられ任意反射率を有するｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍによって光ファイバ伝送が現実的に可能なレーザパワー密度のｎ本のレーザビームに分割し、このｎ本のレーザビームをｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎに導入することにより、光ファイバの端面が損傷することなく、安定的に使用することを可能にしている。
【００３０】
また、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎは１本又は複数本の光ファイバ毎に相互に異なる長さに設定されており、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端にて出射ビームの光学的な伝播遅延を異ならせ、レーザパルス波形に伝播遅延を発生させている。例えば、屈折率１．４５の石英ファイバを使用する場合、約２０ｃｍのファイバ長の差で１ｎｓｅｃの光学的なレーザパルス波形の遅延時間を生じさせることができるため、ファイバ長の調整によってｎｓｅｃオーダーのレーザパルス波形の伝播遅延制御が容易に実現できる。
【００３１】
ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの光学的前方には、図２に示すように光ファイバ５−１乃至５−ｎから出射されるｎ本のレーザビームを合成し均質化する第１の光学系（長尺側コリメートシリンドリカルレンズ７−１乃至７−ｎ、短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８、長尺側合成集光シリンドリカルレンズ９及び板状光導波路１０）と、第１の光学系から出射されたレーザビームを被加工面上にビーム形状が横長縦短の矩形のレーザビームとして結像させる第２の光学系（長尺側コリメートシリンドリカルレンズ１１、長尺側結像用シリンドリカルレンズ１２及び短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３）とを備えた線状ビーム成形光学系６が配置されている。
【００３２】
短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３から出射されたレーザビームの形状は、横長縦短の矩形をなし、図示例は横方向が水平方向となっている。このビーム形状は、横長縦短であるから線状をなし、長尺方向がレーザビーム長、縦方向の線幅方向（短尺方向）がビーム幅となる。
【００３３】
図２は線状ビーム成形光学系６の構成の一例を示す概略図である。ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端が一方向に直線状に配列されている。本実施形態は、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端の配列方向（前記一方向）と短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３からの線状ビーム１４のビーム形状の長尺方向とが一致している。ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの光学的前方には、同一光軸上にｎ本の各光ファイバに対応するｎ個の長尺側コリメートシリンドリカルレンズ７−１乃至７−ｎが配置されており、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎから出射されたレーザビームは、ｎ本の各レーザビームに対応するｎ個の長尺側コリメートシリンドリカルレンズ７−１乃至７−ｎで、配列長尺方向について夫々コリメートされる。
【００３４】
ｎ個の長尺側コリメートシリンドリカルレンズ７−１乃至７−ｎによって配列長尺方向について夫々コリメートされたｎ本のレーザビームの光学的前方には同一光軸上に短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８が配置されており、ｎ本のレーザビームは配列短尺方向について夫々コリメートされる。
【００３５】
配列長尺方向及び配列短尺方向に夫々コリメートされたｎ本のレーザビームの光学的前方には同一光軸上に長尺側合成集光シリンドリカルレンズ９が配置されており、長尺方向については、これにより、更に光学的前方に配置される板状光導波路１０に集光される。板状光導波路１０に集光されたレーザビームは、板状光導波路１０の内部で臨界反射を繰り返しながらジグザグに伝播されることによって長尺方向について均質化される。また、短尺方向については、板状光導波路１０の内部をほぼ平行光線として伝播され、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径と出射開口数（出射ＮＡ（Numerical Aperture））とによって決まるビーム積が維持される。板状光導波路１０の替わりにマイクロレンズアレイ（フライアイレンズ）等を使用することも可能である。
【００３６】
上述の如く、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎから出射されたレーザビームは、長尺側コリメートシリンドリカルレンズ７−１乃至７−ｎ、短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８、長尺側合成集光シリンドリカルレンズ９及び板状光導波路１０によって構成される第１の光学系によって長尺方向に均質化される。
【００３７】
第１の光学系によって長尺方向に均質化されたレーザビームの光学的前方には、同一光軸上に長尺側コリメートシリンドリカルレンズ１１が配置されており、レーザビームは長尺側コリメートシリンドリカルレンズ１１によって更に配列長尺方向にコリメートされる。
【００３８】
長尺側コリメートシリンドリカルレンズ１１を出射したレーザビームの光学的前方には、長尺側結像用シリンドリカルレンズ１２が配置されており、レーザビームは長尺側結像用シリンドリカルレンズ１２によって長尺方向に対して所望のレーザビーム長になるよう調整される。
【００３９】
長尺方向に対して所望のレーザビーム長になるよう調整されたレーザビームの光学的前方には、同一光軸上に短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３が配置されており、短尺方向については、この短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３により所望の線状ビーム幅（線幅）になるよう調整される。このとき短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８と短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３との焦点距離の比が短尺方向の縮小倍率となり、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの夫々のコア径とこの短尺方向の縮小倍率の積が、短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３から出射されアモルファスシリコン基板（図示せず）に照射される横長縦短の矩形の線状ビーム１４の短尺方向における幅（線幅）になる。
【００４０】
これにより、第１の光学系によって長尺方向に均質化されたレーザビームは、長尺側コリメートシリンドリカルレンズ１１、長尺側結像用シリンドリカルレンズ１２及び短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３によって構成される第２の光学系によって、被加工面（アモルファスシリコン基板）上に所望のレーザビーム長及びビーム幅（線幅）を有する線状ビーム１４として結像される。
【００４１】
ここで、アモルファス基板のレーザビームによる結晶化アニールにおいて必要となるレーザビームの線幅は通常数十μｍである。短尺方向については、例えば、光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径がφ１００μｍである場合、５０μｍ幅の線状ビームを照射するときに必要な縮小倍率（短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８と短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３との焦点距離の比）は１／２倍となり、容易に実現可能である。これに対し、コア径が十分に大きく、その端面の損傷の虞がない１本の光ファイバでレーザビームを線状ビーム成形光学系６に導入し、線状ビームに成形する方法においては、この成形された線状ビームをアモルファス基板に照射するときに、例えば光ファイバのコア径がφ１ｍｍである場合、５０μｍ幅の線状ビームに縮小する為に１／２０倍の高倍率の縮小光学系が必要になり、光ファイバから出射されるときの出射ＮＡが大きい場合、光学系の製作が難しい。
【００４２】
上述のようにＱスイッチで動作するｋ個のレーザ発振器から出射され高ピークパワーを有するｋ本のレーザビームを、光ファイバ伝送が現実的に可能なレーザパワー密度のｎ本の光路のレーザビームに分割し、このｎ本のレーザビームをｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎに導入することにより、極めて高いピークパワーを有するレーザパルスであっても細径の光ファイバによって伝送させることが可能になる。また、ｎ本の光ファイバの出射端を長尺方向にのみ直線状に配列させているため、短尺方向のビーム品質を維持することができ、短尺方向については低倍率の縮小光学系を使用して所望の線幅（数十μｍ）を得ることが可能である。
【００４３】
また、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎは１本又は複数本の光ファイバ毎に相互に異なる長さに設定されており、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端にて出射ビームの光学的な伝播遅延を異ならせ、レーザパルス波形に伝播遅延を発生させている。これにより、アモルファスシリコン基板に照射される線状ビーム１４は、短尺方向においてこの伝播遅延を維持したレーザパルス波形を有する。よって、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの長さを変化させることによって線状ビーム１４の短尺方向におけるパルス波形を変化させることができる。また、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの夫々の長さを同一にすることもでき、この場合はｋ個のレーザ発振器より得られるレーザパルス波形がｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎを出射した後もそのまま再現される。
【００４４】
次に、上述の如く構成された本実施形態の動作について説明する。図３は、本実施形態に係るレーザアニーリング装置の全体図を示す模式図である。図３において、図１乃至２と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。Ｑスイッチで動作するｋ（ｋは自然数）個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋが並べて配置され、これらのｋ個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋの一端には合計でｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎ（ｎは自然数＞ｋ）が接続されている。ここで、ｋ個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋは、図１におけるｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋからｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍ、複数個の全反射ミラー３及びｎ個のファイバ結合レンズ４−１乃至４−ｎまでの機能を有するものである。
【００４５】
ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのもう一方の端は、２軸稼働ステージ１６に載置された線状ビーム成形光学系６に接続され、線状ビーム成形光学系６の光学的前方にはアモルファスシリコン基板１８が載置されたステージ１７が設けられている。
【００４６】
ｋ（ｋは自然数）個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋがｋ本のレーザビームを出射し、このｋ本のレーザビームを光ファイバ伝送が現実的に可能なレーザパワー密度のｎ本のレーザビームに分割し、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎ（ｎは自然数＞ｋ）にｎ本のレーザビーム出力を伝送する。ｎ本のレーザビームはｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端から出射され、線状ビーム成形光学系６に入射する。
【００４７】
線状ビーム成形光学系６に入射したレーザビームは上述の第１の光学系によって長尺方向に均質化され、第２の光学系によって、ステージ１７上に載置された被加工面（アモルファスシリコン基板１８）上にビーム形状が所望のレーザビーム長及びビーム幅（線幅）を有する横長縦短の矩形のレーザビーム（線状ビーム１４）として結像される。線状ビーム１４が照射された部分のアモルファスシリコン基板１８はポリシリコン１９に改質される。
【００４８】
本実施形態に係るレーザアニーリング装置においては、Ｑスイッチで動作するｋ個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋが高ピークパワーを有するｋ本のレーザビームを出射し、このｋ本のレーザビームを光ファイバ伝送が現実的に可能なレーザパワー密度のｎ本のレーザビームに分割し、このｎ本のレーザビームをｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎに導入することにより、光ファイバの端面が損傷することなく、安定的に使用できる。光ファイバを使用してフレキシビリティーを向上させることで、ｋ個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋを固定して据え付け、線状ビーム成形光学系６を２軸稼動ステージ１６の上に載置して２軸稼働ステージ１６を走査させることでアモルファスシリコン基板１８の全面に線状ビーム１４が照射することができる。これにより、レーザアニーリング装置の安定性が向上し、且つ、ｋ個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋと比較して軽量である線状ビーム成形光学系６のみを動作させるため、２軸稼働ステージ１６を小型化することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。上述の第１実施形態において、ｋ個のレーザ発振器から出射されるレーザビームのパルス発振タイミングが全て同期しているのに対し、本実施形態においてはｋ個のレーザ発振器から出射されるレーザビームのパルス発振タイミングを調整して、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端から出射されるレーザビームのパルス波形を時間的に異ならせる点が異なり、それ以外は同様の構造を有している。
【００５０】
図３に示すｋ個のレーザ発振器１５−１乃至１５−ｋから出射されるレーザビームのパルス発振タイミングに差を生じさせることにより、レーザパルス波形の伝播遅延効果を得ることができる。例えば１００ｎｓｅｃ以上の光学的なレーザパルス波形の遅延時間を屈折率１．４５の石英ファイバのファイバ長で制御する場合は２０ｍ以上のファイバ長の差が必要になり、この場合は、レーザ発振器から出射されるレーザビームのパルス発振タイミングを制御する方が望ましい。
【００５１】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態においては、上述の第１実施形態においてｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射されたｋ本のレーザビームは、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍによって任意のレーザ強度を有するｎ本の光路のレーザビームに分割するときに、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍの反射率を相互に異ならせることによりｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎに入射されるレーザビームの強度を相互に異ならせる点において異なり、それ以外は同様の構造を有している。
【００５２】
ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍの反射率が相互に異なる場合、レーザビームの分割比率が異なり、結果、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎに入射されるレーザビームの強度が相互に異なる。ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎによって伝送され、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端から出射されるｎ本のレーザビームは、短尺方向については板状光導波路１０の内部をほぼ平行光線として伝播し、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径と出射開口数（出射ＮＡ（Numerical Aperture））とによって決まるビーム積が維持されるため、被加工面（アモルファスシリコン基板１８）上に照射される横長縦短の矩形の線状ビーム１４の線幅方向についての強度は、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍによるレーザビームの分割比率の差によって制御される。
【００５３】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図４は本実施形態における光ファイバの配列の一例を示す概略図である。上述の第１実施形態は、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径が全て同一であるのに対し、本実施形態においては、図４に示すように、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径が１本又は複数本の光ファイバ毎に異ならせており、それ以外は第１実施形態と同様の構造を有している。これによって、長尺側結像用シリンドリカルレンズ１２及び短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３によって構成される第２の光学系によって被加工面（アモルファスシリコン基板）上に結像するレーザビームのビーム形状における短尺方向のビーム強度分布を調整する。
【００５４】
図４に示すように、コア径及びファイバ長の異なる３組の光ファイバが一直線状に配列されており、細径光ファイバ組１０１は各コア径Ｒ１０１が最小で、また、各ファイバ長Ｌ１０１が最短である。コア径Ｒ１０２を有する中径光ファイバ組１０２は各コア径Ｒ１０２が細径光ファイバ組１０１の各コア径Ｒ１０１より大きく、また、各ファイバ長Ｌ１０２が、細径光ファイバ組１０１の各ファイバ長Ｌ１０１より長い。太径光ファイバ組１０３は、各コア径Ｒ１０３が中径光ファイバ組１０２の各コア径Ｒ１０２より大きく、また、各ファイバ長Ｌ１０３が中径光ファイバ組１０２の各ファイバ長Ｌ１０２より長い。
【００５５】
ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの夫々のコア径を異なる径にした場合、より細径の光ファイバから出射されるレーザビームはより細い線幅に集光され、より太径の光ファイバから出射されるレーザビームはより広い線幅に集光される。これにより、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径によって短尺方向のレーザビームの強度分布、即ち線状ビーム１４の線幅方向についてのビーム強度分布が制御できる。
【００５６】
図５は図４に示す光ファイバの配列によって得られるレーザパルス波形の一例である。まず最も細径で最短の長さを有する細径光ファイバ組１０１によるレーザパルスが照射される（レーザパルス強度分布１１１）。続いて、中間の径で中間の長さを有する中径光ファイバ組１０２によるレーザパルスが照射される（レーザパルス強度分布１１２）。最後に最も太径で最長の長さを有する太径光ファイバ組１０３によるレーザパルスが照射される（レーザパルス強度分布１１３）ことによって、時間的な合成のレーザパルス強度として合成レーザパルス強度分布１１０が得られる。
【００５７】
上述の例においては各径の光ファイバの本数を変えることによって伝送されるレーザビームのパワーを制御しているが、光ファイバの端面の損傷しきい値の制約の範囲内であれば、上述の第３実施形態の如くｍ（ｍは自然数＞ｋ）個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍの分割比率により伝送されるレーザビームのパワーを調整することも可能である。
【００５８】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。上述の第１実施形態において、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端の配列方向と短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３からの線状ビーム１４のビーム形状の長尺方向とが一致しているのに対し、本実施形態においてはｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端が１本又は複数本の光ファイバ毎に短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３からの線状ビーム１４のビーム形状の長尺方向に直交する方向にずらして配列されており、それ以外は第１実施形態と同様の構造を有している。これによって、長尺側結像用シリンドリカルレンズ１２及び短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３によって構成される第２の光学系によって被加工面（アモルファスシリコン基板）上に結像するレーザビームのビーム形状における短尺方向のビーム強度分布を調整する。
【００５９】
ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端を、短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３からの線状ビーム１４のビーム形状の長尺方向と一致させて配列するのではなく、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端を、１本又は複数本の光ファイバ毎に短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３からの線状ビーム１４のビーム形状の長尺方向に直交する方向にずらして配列することで、線状ビーム１４が短尺方向に集光される位置は、レーザビームが短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８に入射するときのずれ量に縮小倍率（短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８と短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３との焦点距離の比）をかけた距離だけ平行にシフトする。
【００６０】
このとき、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎが１本又は複数本の光ファイバ毎に相互に異なる長さに設定されており、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端にて出射ビームの光学的な伝播遅延を異ならせ、レーザパルス波形に伝播遅延を発生させているため、線状ビーム１４は線幅方向で走査する。このとき、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの夫々の長さを同一にすると、線状ビーム１４の短尺方向に集光される位置は、レーザビームが短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８に入射するときのずれ量に縮小倍率（短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８と短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３との焦点距離の比）をかけた距離だけ平行にシフトした位置になる。また、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの夫々の長さを同一にした上で、ｋ個のレーザ発振器から出射されるレーザビームのパルス発振タイミングを調整してｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端から出射されるレーザビームのパルス波形に伝播遅延を発生させることによってレーザパルス波形の時間制御を行うことによっても、線状ビーム１４を線幅方向で走査させることができる。
【００６１】
また、例えば、上述の第１実施形態は、図２でｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端が長尺方向に１列の直線状に配列されているが、１列に限らず、例えば一定の間隔を設けて線状ビームをアモルファスシリコン基板に同時照射する場合、複数列の直線状に配列されることもできる。この場合、アモルファスシリコン基板上に照射される線状ビームの間隔は、光ファイバの配列間隔に対し短尺方向の縮小倍率（短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８と短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３との焦点距離の比）をかけた距離になる。
【００６２】
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図６は本実施形態における光ファイバの配列の一例を示す概略図である。本実施形態においては、図６に示すように、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎの出射端が１本又は複数本の光ファイバ毎に短尺側結像用シリンドリカルレンズ１３からの線状ビーム１４のビーム形状の長尺方向に直交する方向にずらして配列されている上に、更にｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径が１本又は複数本の光ファイバ毎に異なっている。
【００６３】
図６に示すように、コア径及びファイバ長の異なる３組の光ファイバが配列されており、細径光ファイバ組１０１は各コア径Ｒ１０１が最小で、また、各ファイバ長Ｌ１０１が最短である。
【００６４】
これらの細径光ファイバ組１０１の夫々の中心を結ぶ直線状からややずれて、コア径Ｒ１０２を有する中径光ファイバ組１０２が直線状に配列されている。細径光ファイバ組１０１の夫々の中心を結ぶ直線と、中径光ファイバ組１０２の夫々の中心を結ぶ直線とは平行である。中径光ファイバ組１０２は各コア径Ｒ１０２が細径光ファイバ組１０１の各コア径Ｒ１０１より大きく、また、各ファイバ長Ｌ１０２が、細径光ファイバ組１０１の各ファイバ長Ｌ１０１より長い。
【００６５】
太径光ファイバ組１０３は、細径光ファイバ組１０１の夫々の中心を結ぶ直線と中径光ファイバ組１０２の夫々の中心を結ぶ直線の中間に位置する直線状に配列され、その各コア径Ｒ１０３は中径光ファイバ組１０２の各コア径Ｒ１０２より大きく、また、各ファイバ長Ｌ１０３は中径光ファイバ組１０２の各ファイバ長Ｌ１０２より長い。
【００６６】
図７は図６に示す光ファイバの配列によって得られるレーザパルスの空間的な強度分布の一例を示すグラフである。まず最も細径で最短の長さを有する細径光ファイバ組１０１によるレーザパルス１１１が照射される。続いて、中間の径で中間の長さを有する中径光ファイバ組１０２が、先に照射されたレーザパルス１１１に一部を重ねて照射される。最後に最も太径で最長の長さを有する太径光ファイバ組１０３によるレーザパルス１１３が、先に照射されたレーザパルス１１１及び１１２を包み込むようにして照射される。
【００６７】
先ずアモルファスシリコン基板を固体から液体に一気に溶融させるだけのパワー密度を有するレーザパルスを最初に照射するために、レーザパルス１１１の伝送に最も細径で最短の長さを有する細径光ファイバ組１０１を使用する。これより遅れて照射されるレーザパルス１１２は、中間の径で中間の長さを有する中径光ファイバ組１０２で伝送され、中径光ファイバ組１０２は、結晶成長させるラテラル方向（基板面方向）からややずらして配置される。さらに遅れて照射される最も太径で最長の長さを有する太径光ファイバ組１０３によって伝送されるレーザパルス１１３は、ファイバコア径が大きいため最も低いパワー密度で照射面全体を加熱することによって、液化したシリコンが急速に冷却されるのを防ぎ、結晶成長を更に促進させる。これにより、厚さが１００ｎｍ前後のアモルファスシリコン薄膜の極めて短い熱緩和時間の中で、数〜十数μｍ領域でのレーザパルスの空間強度分布変化を実現させることができ、より最適なレーザ加熱制御が可能になる。
【００６８】
上述の例においても各径の光ファイバの本数を変えることによって伝送されるレーザビームのパワーを制御しているが、光ファイバの端面の損傷しきい値の制約の範囲内であれば、上述の第３実施形態の如くｍ（ｍは自然数＞ｋ）個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍの分割比率により伝送されるレーザビームのパワーを調整することも可能である。
【００６９】
本発明に係るレーザアニーリング装置によれば、Ｑスイッチで動作するｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射され高ピークパワーを有するｋ本のレーザビームを、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍによって光ファイバ伝送が現実的に可能なレーザパワー密度のｎ本のレーザビームに分割し、このｎ本のレーザビームをｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎに導入することにより、極めて高いピークパワーを有するレーザパルスを細径の光ファイバによって光ファイバの端面を損傷させることなく伝送することが可能になる。また、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎを長尺方向にのみ直線状に配列することによって、短尺方向のビーム品質を維持することができ、短尺方向については低倍率の縮小光学系を使用して所望の線幅（数十μｍ）を得ることが可能である。
【００７０】
更に、ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのファイバ長によって光学的にレーザパルス波形に伝播遅延を発生させることもでき、また、ｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射されるレーザビームのパルス発振タイミングを調整することによってもレーザパルス波形の伝播遅延効果を得ることができる。
【００７１】
また、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍの反射率を調整することによるレーザビームの分割比率の調整及びｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのコア径の調整によっても線状ビーム１４の線幅方向についてのビーム強度分布が制御可能である。
【００７２】
また、ｎ本の光ファイバの出射端の配列を短尺側コリメートシリンドリカルレンズ８のレンズ主平面に対して平行な直線に直交する方向にずらして配列することによって、線状ビーム１４が短尺方向に集光される位置をシフトさせることができる。
【００７３】
ｎ本の光ファイバ５−１乃至５−ｎのファイバ長、ｋ個のレーザ発振器１−１乃至１−ｋから出射されるレーザビームのパルス発振タイミング、ｍ個の部分反射ミラー２−１乃至２−ｍの反射率を調整することによるレーザビームの分割比率、ｎ本の光ファイバの出射端の配列の調整を組み合わせることで、線状ビーム１４のレーザパルス波形及び強度分布を高い自由度を持って任意に変化させることができる。
【００７４】
これにより、アモルファスシリコン基板のレーザビームによる結晶化アニールに最適な線状ビーム１４のｎｓｅｃオーダーでの時間的なビーム強度の制御と、μｍオーダーでの空間的なビーム強度の制御とを同時に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザアニーリング装置の構成を示す概略図である。
【図２】線状ビーム成形光学系６の構成の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るレーザアニーリング装置の全体図を示す概略図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るレーザアニーリング装置の光ファイバの配列の一例を示す概略図である。
【図５】図４に示す光ファイバの配列によって得られるレーザパルス波形の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の第６実施形態に係るレーザアニーリング装置の光ファイバの配列の一例を示す概略図である。
【図７】図６に示す光ファイバの配列によって得られるレーザパルスの空間強度分布の一例を示すグラフである。
【図８】従来技術のレーザアニーリング装置の構成の一例を示す概略図である。
【図９】（ａ）は従来技術のレーザー光を線状にする光学系の構成を示す側面図、（ｂ）は同じく上面図である。
【図１０】従来技術のレーザアニール装置を示す概略図である。
【図１１】従来技術のレーザ装置構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７６】
１−１乃至１−ｋ  ；  レーザ発振器
２−１乃至２−ｍ  ；  部分反射ミラー
３  ；  全反射ミラー
４−１乃至４−ｎ  ；  ファイバ結合レンズ
５−１乃至５−ｎ  ；  光ファイバ
６  ；  線状ビーム成形光学系
７−１乃至７−ｋ  ；  長尺側コリメートシリンドリカルレンズ
８  ；  短尺側コリメートシリンドリカルレンズ
９  ；  長尺側合成集光シリンドリカルレンズ
１０  ；  板状光導波路
１１  ；  長尺側コリメートシリンドリカルレンズ
１２  ；  長尺側結像用シリンドリカルレンズ
１３  ；  短尺側結像用シリンドリカルレンズ
１４  ；  線状ビーム
１５−１乃至１５−ｎ  ；  レーザ発振器
１６  ；  ２軸稼動ステージ
１７  ；  ステージ
１８  ；  アモルファスシリコン基板
１９  ；  ポリシリコン
１０１  ；  細径光ファイバ組
１０２  ；  中径光ファイバ組
１０３  ；  太径光ファイバ組
１１０  ；  合成レーザパルス強度分布
１１１  ；  細径光ファイバ組によるレーザパルス強度分布
１１２  ；  中径光ファイバ組によるレーザパルス強度分布
１１３  ；  太径光ファイバ組によるレーザパルス強度分布
２０１  ；  レーザ発振器
２０２  ；  線状ビーム成形光学系
２０３  ；  ２軸稼動ステージ
２０４  ；  アモルファスシリコン基板
２０５  ；  ポリシリコン
２０６  ；  レーザビーム
２０７  ；  線状ビーム
２０８  ；  ステージ
３００  ；  光学系
３０１  ；  レーザ発振器
３０２  ；  シリンドリカルレンズアレイ
３０３  ；  シリンドリカルレンズ
３０４  ；  シリンドリカルレンズ
３０５  ；  シリンドリカルレンズ
３０６  ；  ミラー
３０７  ；  シリンドリカルレンズ
３０８  ；  スリット
３０９  ；  照射面
３１０  ；  ステージ
３１１  ；  基板
４００  ；  レーザ発振器
４０１  ；  マスターレーザ
４０２  ；  ビームエキスパンダ
４０２ａ；  レンズ
４０２ｂ；  レンズ
４０３  ；  マイクロレンズアレイ
４０４−１乃至４０４−Ｎ；  光ファイバ増幅器
４０５−１乃至４０５−Ｎ；  ファイバ結合型励起用レーザ光源
４０６−１乃至４０６−Ｎ；  励起光伝播用光ファイバ
４０７  ；  第３高調波発生装置
４０８  ；  照明光学系
４１４−１乃至４１４−Ｎ；  光ファイバカプラ
【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】
0004698460.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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