(57)【要約】高分解能エタロン−格子型分光器又はモノクロメータである。好ましい実施形態は、紫外範囲の非常に狭いスリット機能を与え、集積回路平板印刷法に用いられる狭帯域エキシマレーザのバンド幅測定に非常に有用である。レーザからの光が拡散器の中に合焦され、拡散器から出る拡散された光がエタロンを照射する。エタロンから出た光の一部が、エタロンの縞パターンで配置されたスリットの中に集められ、及び導かれる。スリットを通過する光が平行化され、該平行化された光が、波長に従って光を分散させるほぼリトロー構成で配置された格子を照射する。選択されたエタロン縞に対応する波長を表わす分散された光の一部が、第２スリットを通過し、光検出器によってモニタリングされる。エタロンと格子が同じ正確な波長に調整されるときには、スリット機能は、約０．０３４ｐｍ（ＦＷＨＭ）及び約０．０９１ｐｍ（９５パーセント積分）のように非常に狭いものとして定められる。エタロンと格子は、窒素又はヘリウムのようなガスが充満された漏れの無い容器の中に収容される。分光器の構成においては、分光器の波長スキャンは、スキャン中の容器内のガス圧を変化させることによって行われる。モノクロメータ構成においては、レーザビームのバンド幅は、レーザビームの一部をモノクロメータの中に導き、モノクロメータスリット波長を含む範囲にわたるレーザ波長をスキャンすることによって、非常に正確に測定することができる。
2004518954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常に狭いスリット機能と比較的広いスペクトル範囲を有する高分解能分光器であって、
Ａ）圧力容器と、
Ｂ）前記圧力容器の中に収容され、狭帯域紫外線ビームをモニタリングして干渉縞を生成するように構成されたエタロン光学ユニットと、
を備え、前記エタロン光学ユニットが、
１）前記光を非常に多くの方向に拡散して、拡散ビームを生成するように配置された拡散器と、
２）前記拡散ビームの光路内に配置されたエタロンと、
３）第１スリット開口と、
４）前記エタロンを通過した光を集めて、該通過した光の一部を前記第１スリット開口を通して合焦するように配置されたレンズユニットと、
を備え、
Ｃ）前記圧力容器装置の中に収容された格子が設けられ、
前記格子は、
１）前記第１スリット開口を通過する光を集めるように配置されたコリメータ光学ユニットと、
２）ほぼリトロー構成で配置され、前記平行化された光を前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに反射して返し、該反射された光のスペクトル成分が前記コリメータ光学ユニットによって前記スペクトル成分の波長に依存した位置に合焦されるようにする格子と、
３）第２スリット開口と、
４）前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに通過した前記光の一部を、前記第２スリット開口の中に反射するように配置されたミラーと、
５）前記第２スリット開口を通過する光をモニタリングするように配置された光モニタと、
からなり、
Ｄ）前記圧力容器の中に収容されたガスと、前記圧力容器の中のガス圧を制御するための調整手段が備えられ、
前記第１スリット開口と前記第２スリット開口との両方は、ほぼ同一の狭い波長範囲を有する非常に狭い帯域の光を通すように配置され、前記圧力容器内の圧力を変えることによって波長スキャンが達成されることを特徴とする分光器。
【請求項２】
前記格子モノクロメータ装置がさらに、前記コリメータレンズと前記格子との間に配置されて、前記第１スリット開口を通過する前記光の一部を前記格子から少なくとも２回反射させる部分反射ミラーを備えたことを特徴とする請求項１に記載の分光器。
【請求項３】
前記ミラーが、前記格子から前記第２スリット開口を通して光を２回反射させるように配置されたことを特徴とする請求項２に記載の分光器。
【請求項４】
前記容器が、前記エタロン光学ユニットと前記格子ユニットとを収容する単一の収容器からなることを特徴とする請求項１に記載の分光器。
【請求項５】
前記容器が、パイプによって接続された少なくとも２つの収容器からなり、前記２つの収容器のうちの一方は、前記エタロン光学ユニットを収容し、前記収容器の他方は、前記格子を収容することを特徴とする請求項１に記載の分光器。
【請求項６】
狭帯域紫外線レーザシステムであって、
Ａ）少なくとも数ピコメートルの範囲にわたる出力波長をスキャンすることができる波長制御機構を有する狭帯域エキシマレーザと、
Ｂ）圧力容器と、
Ｃ）前記圧力容器の中に収容され、狭帯域紫外線ビームをモニタリングし、干渉縞を生成するように構成されたエタロン光学ユニットと、
を備え、前記エタロン光学ユニットが、
１）前記光を非常に多くの方向に拡散して、拡散ビームを生成するように配置された拡散器と、
２）前記拡散ビームの光路内に配置されたエタロンと、
３）第１スリット開口と、
４）前記エタロンを通過した光を集めて、該通過した光の一部を前記第１スリット開口を通して合焦するように配置されたレンズユニットと、
を備え、
Ｄ）格子ユニットが設けられ、
前記格子ユニットは、
１）前記第１スリット開口を通過する光を集めるように配置されたコリメータ光学ユニットと、
２）ほぼリトロー構成で配置され、前記平行化された光を前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに反射して返し、該反射された光のスペクトル成分が前記コリメータ光学ユニットによって前記スペクトル成分の波長に依存した位置に合焦されるようにする格子と、
３）第２スリット開口と、
４）前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに通過した前記光の一部を、前記第２スリット開口の中に反射するように配置されたミラーと、
６）前記第２スリット開口を通過する光をモニタリングするように配置された光モニタと、
からなり、
Ｅ）前記圧力容器の中に収容されたガスと、前記圧力容器の中のガス圧を制御するための調整手段が備えられ、
前記第１スリット開口と前記第２スリット開口との両方は、ほぼ同一の狭い波長範囲を有する非常に狭い帯域の光を通すように配置されて、バンド幅測定を可能にし、前記圧力容器内の圧力を変えることによって波長スキャンが達成されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項７】
前記格子モノクロメータ装置がさらに、前記コリメータレンズと前記格子との間に配置されて、前記第１スリット開口を通過する前記光の一部を前記格子から少なくとも２回反射させる部分反射ミラーを備えたことを特徴とする請求項４に記載のレーザ。
【請求項８】
前記ミラーが、前記格子から前記第２スリット開口を通して光を２回反射させるように配置されたことを特徴とする請求項５に記載のレーザ。
【請求項９】
非常に狭いスリット機能と、比較的広いスペクトル範囲を有する高分解能モノクロメータであって、
Ａ）狭帯域紫外線ビームをモニタリングして干渉縞を生成するように構成されたエタロン光学ユニットを備え、
前記エタロン光学ユニットが、
１）前記光を非常に多くの方向に拡散して、拡散ビームを生成するように配置された拡散器と、
２）前記拡散ビームの光路内に配置されたエタロンと、
３）第１スリット開口と、
４）前記エタロンを通過した光を集めて、該通過した光の一部を前記第１スリット開口を通して合焦するように配置されたレンズユニットと、
を備え、
Ｂ）格子モノクロメータ装置が設けられ、
前記モノクロメータ装置は、
１）前記第１スリット開口を通過する光を集めるように配置されたコリメータ光学ユニットと、
２）ほぼリトロー構成で配置され、前記平行化された光を前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに反射して返し、該反射された光のスペクトル成分が前記コリメータ光学ユニットによって前記スペクトル成分の波長に依存した位置に合焦されるようにする格子と、
３）第２スリット開口と、
４）前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに通過した前記光の一部を、前記第２スリット開口の中に反射するように配置されたミラーと、
５）前記第２スリット開口を通過する光をモニタリングするように配置された光モニタと、
からなり、
前記第１スリット開口と前記第２スリット開口との両方は、ほぼ同一の狭い波長範囲を有する非常に狭い帯域の光を通すように配置されたことを特徴とするモノクロメータ。
【請求項１０】
前記格子モノクロメータ装置がさらに、前記コリメータレンズと前記格子との間に配置されて、前記第１スリット開口を通過する前記光の一部を前記格子から少なくとも２回反射させる部分反射ミラーを備えたことを特徴とする請求項９に記載のモノクロメータ。
【請求項１１】
前記ミラーが、前記格子から前記第２スリット開口を通して光を２回反射させるように配置されたことを特徴とする請求項１０に記載のモノクロメータ。
【請求項１２】
狭帯域紫外線レーザシステムであって、
Ａ）少なくとも数ピコメートルの範囲にわたる出力波長をスキャンすることができる波長制御機構を有する狭帯域エキシマレーザと、
Ｂ）狭帯域紫外線ビームをモニタリングして干渉縞を生成するように構成されたエタロン光学ユニットと、
を備え、前記エタロン光学ユニットが、
１）前記光を非常に多くの方向に拡散して、拡散ビームを生成するように配置された拡散器と、
２）前記拡散ビームの光路内に配置されたエタロンと、
３）第１スリット開口と、
４）前記エタロンを通過した光を集めて、該通過した光の一部を前記第１スリット開口を通して合焦するように配置されたレンズユニットと、
を備え、
Ｃ）格子モノクロメータ装置が設けられ、
前記モノクロメータ装置は、
１）前記第１スリット開口を通過する光を集めるように配置されたコリメータ光学ユニットと、
２）ほぼリトロー構成で配置され、前記平行化された光を前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに反射して返し、該反射された光のスペクトル成分が前記コリメータ光学ユニットによって前記スペクトル成分の波長に依存した位置に合焦されるようにする格子と、
３）第２スリット開口と、
４）前記コリメータ光学ユニットを通して後ろに通過した前記光の一部を、前記第２スリット開口の中に反射するように配置されたミラーと、
５）前記第２スリット開口を通過する光をモニタリングするように配置された光モニタと、
からなり、
前記第１スリット開口と前記第２スリット開口との両方は、ほぼ同一の狭い波長範囲を有する非常に狭い帯域の光を通すように配置されて、前記出力波長が前記波長制御機構によってスキャンされるときにバンド幅測定を可能にすることを特徴とするモノクロメータ。
【請求項１３】
前記格子モノクロメータ装置がさらに、前記コリメータレンズと前記格子との間に配置されて、前記第１スリット開口を通過する前記光の一部を前記格子から少なくとも２回反射させる部分反射ミラーを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のモノクロメータ。
【請求項１４】
前記ミラーが、前記格子から前記第２スリット開口を通して光を２回反射させるように配置されたことを特徴とする請求項１３に記載のモノクロメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本出願は、２００１年１月２９日付の米国特許出願第０９／７７２，２９３号と、米国特許出願第０９／７７２，２９３号の部分継続出願である２００１年１０月３１日付の米国特許出願第１０／００３，５１３号に基づく優先権を主張するものである。本発明は、スペクトル・モニタリング機器に関し、具体的には、狭帯域紫外線レーザ波長をモニタリングするための機器に関する。
【０００２】
（背景技術）
分光器
分光器は、種々の波長における光の強度を測定するための周知の装置である。典型的な分光器は、スリットと、コリメータレンズと、プリズムや格子のような分散光学要素と、種々の波長を合焦するための対物レンズと、種々の波長の強度を測定するための光度計とから構成される。図１Ａは、こうした従来の格子ベースの分光器の概略図である。波長測定の主体である光源２が、内径約２５０ミクロンの光ファイバ４によってサンプリングされ、該ファイバの内径より長く、約５ミクロンの幅を有するスリット６に光の一部が導かれる。スリット６を通過した５ミクロンの光は、ビーム７の方向に約３度の角度をなして広がる。ビームは、ミラー８から反射されて、この従来技術の図ではリトロー構成で配置された格子１２を照射するためにレンズ１０により平行化される。格子から反射した種々の波長の光は、波長に依存した角度で分散する。図１には、１つのみの波長を呈するビームが、格子１２から反射されて後ろのレンズ１０を通り、ミラー８及び１４に反射して、１５で線に合焦されるものとして示されている。（線の長い寸法は、ページの中に及び外に延びる。）この特定の波長は、対物レンズ１６によって線１７で再合焦される。この波長の光は、光度計１８によって測定され、他の波長の光は、光度計１８の前に配置されたスリット１９によって遮断される。スリット１９及び光度計１８は、同じハウジングに入れられる。図示した波長以外の波長の光は、図示したビームとは僅かに異なる角度で格子１２に反射する。したがって、他の波長は、これらの強度測定を行うために、図１に示されるように、スリット１９と共に前後に移動される光度計１８によって、線１７の上又は下の位置で測定される。
【０００３】
この従来技術の分光器の分解能は、格子の分散性と格子の寸法によって制限される。これらのパラメータの両方は、技術的な制限及びコストによって決まる或る程度にまでは改善することができる。所望のパラメータが依然として達成できない場合には、より精巧な分光測定において幾つかの回折格子を用いることができる。これは、比例的に分解能を増加させる。しかしながら、こうしたより精巧な技術は、分光器のコスト及び寸法を実質的に増大させる。
【０００４】
分散要素として、回折格子ではなくファブリー・ペロ・エタロンを用いることもできることが良く知られている。エタロンは、常に１０７のオーダーの分解能を生じることができる。エタロンは、スリット開口の使用を必要としないので、それらの明るさは高い。残念なことに、エタロン分光器で高い分解能を達成するには、慣習的に、重ならないスペクトル範囲を犠牲にしなければならない。
拡散単色源によって照射されたときのエタロンの透過性は、特定の角度で最大化される。これらの等傾斜度の縞は、レンズによって結像されたときに同心円パターンを生じる。エタロンの連続縞の間の角分離距離は、角スペースとしてのエタロンのＦＳＲを定める。波長とエタロンの最大角θとの間の関係は、次式によって定められる。
ｍλ＝２ｎｄ  ｃｏｓ（θ）      （１）
ここで、
ｍ＝縞の位数、
ｎ＝屈折率、
ｄ＝エタロン板の分離距離、
である。
【０００５】
単エタロンの透過におけるこれらの多数の縞又は通過域は、連続縞の間の領域の有用性を制限する。典型的なエタロン分光器においては、使用可能なスペクトル範囲は、分解能の約３０から４０倍に制限される。しかしながら、マイクロ平板印刷に用いるエキシマレーザのスペクトルを測定するためには、かなり広いスペクトル範囲が要求される。
【０００６】
モノクロメータ
モノクロメータは、特定の狭帯域波長を分離して検出器上で再合焦するために、検出器が、局所的平面内に配置される第２スリットに置き換えられた分光器である。例えば、図１の装置のスリット１９が固定されたものである場合には、分光器は、モノクロメータの定義に当てはまることになる。
【０００７】
狭帯域エキシマレーザ
線が狭窄されたエキシマレーザは、マイクロ平板印刷の光源として現在用いられている。コンマ何ミクロンの範囲の寸法の集積回路特性を与えるためには、レーザビームのバンド幅をコンマ数ピコメートルにまで狭めなければならず、中央波長をコンマ何ピコメートルの精度で制御できなければならない。図１Ｂは、狭帯域エキシマレーザシステム１の図であり、こうしたエキシマレーザの波長及びバンド幅を制御するための典型的な仕組みを示す。２つの細長い電極２４（上側の電極のみが示されている）の間で放電することによって、レーザ・チャンバ２の中にゲイン媒体が生じる。チャンバの後方で、レーザビームは、３つのプリズムビーム拡大器２８と、チューニング・ミラー３０と、リトロー構成で配置された格子３２とを備える、線狭窄化パッケージＬＮＰ２６の中へと出て行く。チューニング・ミラー３０は、図面に示された軸線の周りでピボット運動するように配置され、該ミラーの位置は、幅広いチューニング範囲と精密な制御のために、ステッパ・モータ、又は圧電駆動装置、或いはこれら２つが組み合わされたもののような精密駆動装置３４によって制御される。精密な制御は、出力カプラ３６の下流の出力ビームの一部が、非常に応答の速い波長計３８によってサンプリングされ、該波長計が中央波長とバンド幅を測定し、駆動装置３４への適切なフィードバック信号によって中央バンド幅を目標値に制御するというフィードバック構成において与えられる。
【０００８】
マイクロ平板印刷エキシマレーザのスペクトル特性を特徴付けるためには、２つの仕様が通常用いられる。１つめは、全幅半値（ΔλＦＷＨＭ）であり、２つめは、全レーザパルスエネルギーの９５％を含む範囲を定めるものである。この仕様は、普通はΔλＩ９５％と呼ばれ、スペクトルの尾に含まれるエネルギー量を定める。典型的なマイクロ平板印刷エキシマレーザにおいては、ΔλＩ９５％は、ΔλＦＷＨＭの約３倍より大きい。ΔλＦＷＨＭとΔλＩ９５％との両方を正確に測定するためには、約０．０５ｐｍの分解能をもち、かつ少なくとも５ｐｍのスペクトル走査範囲を使用できる分光器が要求される。これら２つのパラメータは、従来技術の分光器を用いて同時に得ることは非常に困難である。エタロン型の分光器は、０．０５ｐｍの分解能を与えることができるが、この分解能では使用できる走査範囲が１−２ｐｍに制限される。その一方で、１９３ｎｍにおいて０．０５ｐｍの分解能をもつ格子分光器は、かなりかさばり、非常に高価な装置である。
必要とされるのは、０．０５ｐｍの分解能と５ｐｍの走査範囲を同時に与える比較的安価な装置である。
【０００９】
（発明の開示）
本発明は、高分解能エタロン−格子型分光器又はモノクロメータを提供するものである。好ましい実施形態は、紫外範囲内の非常に狭いスリット機能を与え、集積回路平板印刷に用いられる狭帯域エキシマレーザのバンド幅を測定するのに非常に有用である。レーザからの光は、拡散器の中で合焦され、拡散器から出た拡散光がエタロンを照射する。エタロンから出た光の一部が、エタロンの縞パターンで配置されたスリットの中に集光され、及び導かれる。スリットを通過した光が平行化され、平行化された光が、ほぼリトロー構成で配置され波長に従って光を分散させる格子を照射する。選択されたエタロン縞に対応する波長を呈する分散された光の一部が、第２スリットを通過し、光検出器によってモニタリングされる。エタロンと格子が同じ正確な波長に調整されるときには、スリットの機能は、約０．０３４ｐｍ（ＦＷＨＭ）及び約０．０９１ｐｍ（９５パーセント積分）のように非常に狭く定められる。エタロンと格子は、窒素やヘリウムのようなガスで満たされた漏れの無い容器の中に入れられる。分光器構成においては、分光器の波長スキャンは、スキャン中に容器内のガス圧を変えることによって行われる。モノクロメータの構成においては、レーザビームのバンド幅は、レーザビームの一部をモノクロメータの中に導き、モノクロメータのスリット波長を含む範囲にわたるレーザ波長をスキャンすることによって、非常に正確に測定することができる。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
分光器
本発明の第１の好ましい実施形態は、図２を参照して説明するような分光器である。図１Ｂに示される波長計３８の中に導かれるビームの一部のようなレーザビームは、レンズＬ１によって拡散器Ｄの中に合焦される。
この拡散器の一方の側は、ホログラフ式拡散器を形成するために研削されるか又は化学的にエッチングされる。他方の側は研磨される。拡散器の材料は、融解石英とすることができる。レーザ合焦レンズＬ１を除く分光器の全ての部品は、気密性包囲体５０の中に入れられる。拡散器Ｄは、包囲体５０の気密シールされた窓として働く。シールは、多くの公知の技術の１つを用いて拡散器の研磨側でなされる。拡散器は、光がエタロンＥＴに入る前に、該光を散乱させる。このエタロンは、機器のＦＷＨＭ分解能を定め、実用上最も高いフィネスを有するべきである。試作品のシステムにおいては、本出願人らは、約３０のフィネスと、１．５ｐｍのＦＳＲをもつエタロンを使用した。エタロンを通過した後の光は、９０ｃｍの焦点距離をもつレンズＬ２によってスリットＳＩ上に集められる。５ｘ２００μｍのスリットを使用した。エタロンは、スリットＳ１が、エタロンによって生じた縞パターンの丁度中央になるように位置合わせされる。このスリットは、分光器の格子部分の入口スリットである。光は、レンズＬ３によって平行化され、ほぼリトロー構成で配置された２５０ｍｍのエシェル格子ＧＲ１を照射する。リトローからの小さい偏差は、ピックアップ・ミラーＭ１が、回折されたビームの一部を分離し、該ビームを出口スリットＳ２の中に導いて、信号を光電子増倍管ＰＭＴで測定可能にする。部分透過ミラーＭ２は、格子上に複光路を与え、分散性を高める。最初にＧＲ１から反射された光の一部は、Ｍ２によって反射されて第２光路において格子に戻る。Ｍ２を通過したＧＲ１からの第２の反射は、ミラーＭ１によってピックアップされる。この仕組みは、比較的簡単に格子分散性の倍増を可能にするが、効率の減少という代償を払うものである。しかしながら、効率は普通は問題ではない。
【００１１】
この仕組みにおいては、エタロンと格子は、スリットＳ１におけるエタロンの最大透過波長が、スリットＳ２を通した格子の最大反射波長とも同じになるように、互いに対して調整しなければならない。このチューニングは、格子ＧＲ１を回転させるか又はスリットＳ２を動かすことのいずれかによって達成可能である。
格子とエタロンが互いに対して調整されると、これら両方は、レーザのバンド幅を測定できるように、波長範囲にわたってスキャンしなければならない。これは、包囲体５０の中のガス圧を変えることによって行われる。格子とエタロンとの両方は、圧力によって変化する最大透過（反射）波長をもつことになり、次式に従う。
λ＝λ０＋α・（Ｐ−Ｐ０）
ここで、λ０は、圧力Ｐ０における最大透過波長であり、αは、ガスと波長に依存する係数である。１９３．３ｎｍにおけるＮ２とλについてのこの係数は、
2004518954.tif 000003
である。したがって、５ｐｍにわたる波長をスキャンしなければならない場合には、約８．６ｋＰａの圧力変化が要求される。この圧力スキャンは、コンピュータ６０によって制御されたメータリング弁Ｖ１を備えた包囲体５０の中に計量された注入量のＮ２を与えることによって達成することができる。スキャンが完了した後に、同様にコンピュータ６０によって制御される第２弁Ｖ２を通して、ガスが放出される。スキャン中に、コンピュータ６０は、ＰＭＴモジュールからデータを収集して、レーザのスペクトルを測定する。
図３Ａ及び３Ｂは、この装置の計算されたスリット機能を示す。スリット機能のΔλＦＷＨＭは、０．０３４ｐｍであり、ΔλＩ９５％＝０．０９１ｐｍである。これは、複光路格子型の分光器単独のときのΔλＦＷＨＭ＝０．１１ｐｍ及びΔλＩ９５％＝０．５ｐｍに比べて、大きな改善である。
【００１２】
第２の好ましい実施形態
同じく分光器についての第２の好ましい実施形態が、図４に示されている。この実施形態においては、エタロンと格子は、パイプＰによって接続された２つの別々の容器Ｃ１及びＣ２の中に封入される。２つの小さい容器にすると、第１実施形態の大容積の分光器包囲体にするときよりも、圧力の制御が技術的に簡単になる。収容器Ｃ１及びＣ２は、これらの圧力を平衡化するパイプで接続される。
【００１３】
モノクロメータ
本発明の第３の好ましい実施形態を、図５を参照して説明する。図１に示される波長計１８の中に導かれるビームの一部のようなレーザビームは、レンズＬ１によって拡散器Ｄの中に合焦される。この拡散器は、ホログラフ式拡散器のすりガラス状にされた溶融石英拡散器とすることができる。この拡散器は、光がエタロンＥＴの中に入る前に、該光を散乱させる。このエタロンは、機器のＦＷＨＭ分解能を定め、実用上最も高いフィネスを有するべきである。試作品のシステムにおいては、本出願人らは、約３０のフィネスと、１．５ｐｍのＦＳＲをもつエタロンを使用した。エタロンを通過した後の光は、５０ｃｍの焦点距離をもつレンズＬ２によってスリットＳＩ上に集められる。５ｘ２００μｍのスリットを使用した。エタロンは、スリットＳ１が、エタロンによって生じた縞パターンの丁度中央になるように位置合わせされる。このスリットは、格子型分光器３０の入口スリットである。光は、レンズＬ３によって平行化され、ほぼリトロー構成で配置された２５０ｍｍのエシェル格子ＧＲ１を照射する。リトローからの小さい偏差は、ピックアップ・ミラーＭ１が、回折されたビームの一部を分離し、該ビームを出口スリットＳ２の中に導いて、信号を光電子増倍管ＰＭＴで測定可能にする。部分透過ミラーＭ２は、格子上に複光路を与え、分散性を高める。最初にＧＲ１から反射された光の一部は、Ｍ２によって反射されて第２光路において格子に戻る。Ｍ２を通過したＧＲ１からの第２の反射は、ミラーＭ１によってピックアップされる。この仕組みは、比較的簡単に格子分散の倍増を可能にするが、効率の減少という代償を払うものである。しかしながら、効率は普通は問題ではない。
【００１４】
この仕組みにおいては、エタロンと格子は、スリットＳ１におけるエタロンの最大透過波長が、スリットＳ２を通した格子の最大反射波長とも同じになるように、互いに対して調整しなければならない。スキャンは、レーザ波長をスキャンすることによって達成される。正確な波長は、レーザの内部波長計によって制御することができる。格子型分光器のチューニングは、格子ＧＲ１を回転させるか又はスリットＳ２を動かすことのいずれかによって達成可能である。エタロンのエア・ギャップの正確なチューニングは、エタロンをシールされたハウジングの中に包み込み、該ハウジングを調節可能なベローズに可撓性の管で接続することによって達成可能である。ベローズを圧縮することによって、エタロンのエア・スペース内のガス圧と、エタロンのＦＳＲを調整することができる。実験に使用した方法は、格子をエタロンにチューニングして、一致通過域を通るレーザをスキャンすることである。
【００１５】
図３Ａ及び３Ｂは、このモノクロメータの計算されたスリット機能を示す。スリット機能のΔλＦＷＨＭは、０．０３４ｐｍであり、ΔλＩ９５％＝０．０９１ｐｍである。これは、複光路格子型の分光器単独のときのΔλＦＷＨＭ＝０．１１ｐｍ及びΔλＩ９５％＝０．５ｐｍに比べて、大きな改善である。
図６は、この新しいモノクロメータ（点線）で測定したときと、複光路格子型の分光器（実線）で測定したときの、ＡｒＦエキシマレーザのスペクトルを示す。この測定は、異なる回数行われたので、レーザの実際のバンド幅は、これら２つのケースにおいて僅かに異なっている。しかしながら、スペクトルの形状と、特にΔλＦＷＨＭ／ΔλＩ９５％の比は、このレーザに関して全く一致している。モノクロメータのΔλＦＷＨＭは０．５４ｐｍであり、これに比べて格子型の分光器は０．５１ｐｍである。その一方で、モノクロメータのΔλＩ９５％値は１．０３ｐｍであり、これに比べて格子分光器は１．２４ｐｍである。これは、モノクロメータの方が、格子型分光器よりも、尾を良好に分解し、ΔλＩ９５％値を約０．２ｐｍ減少させることを示す。その一方で、モノクロメータについてのΔλＦＷＨＭにおける改善された分解能は、０．５ｐｍ範囲の測定されたバンド幅に如何なる大きな影響をも与えないものであるべきである。したがって、モノクロメータの場合において僅かに高く測定されたバンド幅は、おそらくレーザバンド幅の変動によるものである。
【００１６】
上記の好ましい実施形態は、単なる例であって、本発明の範囲を制限することを意図しているものではないことを理解されたい。例えば、ミラーＭ２を備えず、光が格子上で単一の分散のみを有するようにしてもよい。分光器は、レーザのバンド幅を周期的に正確に測定するための試験機器として用い、得られた測定値をレーザ機器の実効的なバンド幅を校正するのに用いることができる。或いは、本発明は、製造レーザの設計に組み込んで、バンド幅の非常に正確な測定を必要な度に行うことができる。
【００１７】
具体的に説明した技術以外にも、圧力容器の圧力を調整するのに利用可能な多くの他の技術が存在する。例えば、ガスを圧縮するためにピストンやポンプを用いることができる。また、別個のチャンバ（パイプによって光学系の容器に接続される）を設け、その中でガスの一部を加熱して、容器の光学系収容部分の中の圧力を高めることができる。例えばヘリウムといった窒素以外のガスを用いることもできる。
本発明の精神から逸脱することなく、多くの変更及び変形をなしえることを理解及び認識されたい。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲の請求項及びそれらの法的均等物によって定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
従来技術の格子分光器を示す。
【図１Ｂ】
従来技術のエキシマレーザシステムの特徴を示す。
【図２】
本発明の第１の好ましい実施形態の要素のレイアウトを示す。
【図３Ａ】
グラフの形態の好ましい実施形態の性能データを示す図である。
【図３Ｂ】
グラフの形態の好ましい実施形態の性能データを示す図である。
【図４】
本発明の第２の好ましい実施形態のレイアウトを示す図である。
【図５】
モノクロメータのレイアウトを示す図である。
【図６】
性能データを示す図である。
【図１Ａ】
2004518954.tif 000004
【図１Ｂ】
2004518954.tif 000005
【図２】
2004518954.tif 000006
【図３Ａ】
2004518954.tif 000007
【図３Ｂ】
2004518954.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004518954.tif 000036
【国際調査報告】
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