レーザ装置、レーザシステムおよび極端紫外光生成装置
【課題】安定したレーザ光を出力する。
【解決手段】レーザ装置は、それぞれシード光を出力する複数のマスタオシレータと、前記複数のマスタオシレータから出力された複数のシード光を再生増幅し得る再生増幅器と、前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射し、且つ、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを他のシード光と異なる入射角度で前記再生増幅器に入射する光学系と、を備えてもよい。
【解決手段】レーザ装置は、それぞれシード光を出力する複数のマスタオシレータと、前記複数のマスタオシレータから出力された複数のシード光を再生増幅し得る再生増幅器と、前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射し、且つ、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを他のシード光と異なる入射角度で前記再生増幅器に入射する光学系と、を備えてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ装置、レーザシステムおよび極端紫外光生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、たとえば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ）光生成装置と縮小投影反射光学系とともに用いられる露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：レーザ励起プラズマ）方式の装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式の装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）方式の装置との３種類の装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／１９３７１０号明細書
【概要】
【０００５】
本開示の一態様によるレーザ装置は、それぞれシード光を出力する複数のマスタオシレータと、前記複数のマスタオシレータから出力された複数のシード光を再生増幅し得る再生増幅器と、前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射し、且つ、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを他のシード光と異なる入射角度で前記再生増幅器に入射する光学系と、を備えてもよい。
【０００６】
本開示の他の態様によるレーザシステムは、上述のレーザ装置と、前記レーザ装置から出力された再生増幅後のレーザ光を増幅する１つ以上の増幅器と、を備えてもよい。
【０００７】
本開示のさらに他の態様による極端紫外（ＥＵＶ）光生成装置は、上述のレーザシステムと、前記レーザシステムから出力されたレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口を備えるチャンバと、前記チャンバ内の所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、前記レーザ光の少なくとも一部を前記所定の領域に集光する集光光学系と、前記チャンバ内で前記レーザ光を前記ターゲット物質に照射して生成したプラズマから放射する極端紫外光を集光する極端紫外集光ミラーと、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、本開示の実施の形態１による例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成装置（極端紫外光生成装置）の概略構成を示す。
【図２】図２は、本開示の実施の形態２によるレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図３】図３は、本開示の変形例１による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図４】図４は、本開示の変形例２による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図５】図５は、本開示の変形例３による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図６】図６は、本開示の変形例４による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図７】図７は、本開示の変形例による再生増幅器の概略構成を模式的に示す。
【図８】図８は、図７に示す再生増幅器の動作を示す。
【図９】図９は、本開示の他の変形例による再生増幅器の概略構成を模式的に示す。
【図１０】図１０は、図９の再生増幅器をシード光の入射ビーム軸方向から見た際の概略構成を模式的に示す。
【図１１】図１１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器が持つ増幅波長領域のゲイン特性を示す。
【図１２】図１２は、図１１に示すゲイン特性に基づいて増幅されたレーザ光ＬＬの光強度を示す。
【図１３】図１３は、増幅器におけるモードＰ（１８）〜Ｐ（３０）それぞれに対応する増幅波長領域のゲイン特性と、シード光の光強度とを示す。
【図１４】図１４は、図１３に示すゲイン特性に基づいて増幅された各シード光の光強度を示す。
【図１５】図１５は、実施の形態２によるシード光の入力ビーム径および入力波面曲率と結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１６】図１６は、実施の形態２によるシード光の水平方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１７】図１７は、実施の形態２によるシード光の垂直方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１８】図１８は、実施の形態２によるシード光の入力ビーム径および入力波面曲率と増幅後のレーザ光の出力ビーム径との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１９】図１９は、実施の形態２による増幅後のレーザ光のビームプロファイルを示すシミュレーション結果である。
【実施の形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示の一例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。なお、以下の説明では、下記目次の流れに沿って説明する。
【００１０】
目次
１．概要
２．用語の説明
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明（実施の形態１）
３．１ 構成
３．２ 動作
４．複数のマスタオシレータを含むレーザ装置（実施の形態２）
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用
５．シード光を再生増幅器において再生増幅可能な入射角度および入射位置で再生増幅器に入射させる光学系
５．１ 複数の反射光学素子を含む光学系（変形例１）
５．２ 屈折光学素子を含む光学系（変形例２）
６．シード光を拡散光に変換して再生増幅器に入射させる光学系
６．１ 光ファイバを含む光学系（変形例３）
６．１．１ 構成
６．１．２ 動作
６．１．３ 作用
６．２ ビーム拡散素子を含む光学系（変形例４）
６．２．１ 構成
６．２．２ 動作
６．２．３ 作用
７．補足説明
７．１ 再生増幅器の変形例
７．１．１ 構成
７．１．２ 動作
７．１．３ 他の変形例
７．２ ＣＯ２ガスを含む増幅器の特性とマルチライン増幅
７．２．１ ＣＯ２ガスを含む増幅器の増幅波長領域
７．２．２ 複数のマスタオシレータによるマルチライン増幅
７．３ 許容入射範囲に関するシミュレーション
７．３．１ シミュレーション条件
７．３．２ シミュレーション結果
【００１１】
１．概要
以下で例示する実施の形態によれば、シード光が、再生増幅可能な入射角度および入射位置内で再生増幅器に入射し得る。
【００１２】
２．用語の説明
つぎに、本開示において使用される用語を、以下のように定義する。「ドロップレット」とは、溶融したターゲット物質の液滴である。したがって、その形状は、表面張力によって略球形となる。「プラズマ生成領域」とは、プラズマが生成される空間として予め設定された３次元空間である。「ビーム拡大」とは、ビーム断面が徐々に広がることをいう。「バースト運転」とは、所定の時間、所定繰返し周波数で、パルスレーザ光またはパルスＥＵＶ光を出力させ、所定の時間外ではパルスレーザ光またはパルスＥＵＶ光を出力させない状態を繰り返す運転と定義する。レーザ光の光路において、レーザ光の生成源側を「上流」とし、レーザ光の到達目標側を「下流」とする。また、「所定繰返し周波数」とは、略所定の繰返し周波数であればよく、必ずしも一定の繰返し周波数でなくてもよい。
【００１３】
プリズムとは、三角柱またはそれに類似した形状を有し、レーザ光を含む光を透過または反射し得るものをいう。プリズムの底面および上面は、三角形またはそれに類似した形状であるとする。プリズムの底面および上面に対して略９０°に交わる３つの面を側面という。直角プリズムの場合、これらの側面のうち他の２面と９０°に交わらない面を斜面という。なお、プリズムの頂辺を削るなどして形状を変形したものについても、本説明におけるプリズムに含まれ得る。光路とは、レーザ光の進行方向に沿ってレーザ光のビーム断面の略中心を通る軸であってもよい。
【００１４】
本開示では、レーザ光の進行方向がＺ方向と定義される。また、このＺ方向と垂直な一方向がＸ方向と定義され、Ｘ方向およびＺ方向と垂直な方向がＹ方向と定義される。レーザ光の進行方向がＺ方向であるが、説明において、Ｘ方向とＹ方向は言及するレーザ光の位置によって変化する場合がある。例えば、レーザ光の進行方向（Ｚ方向）がＸ−Ｚ平面内で変化した場合、進行方向変化後のＸ方向は進行方向の変化に応じて向きを変えるが、Ｙ方向は変化しない。一方、レーザ光の進行方向（Ｚ方向）がＹ−Ｚ平面内で変化した場合、進行方向変化後のＹ方向は進行方向の変化に応じて向きを変えるが、Ｘ方向は変化しない。なお、理解のために各図では、図示されている光学素子のうち、最上流に位置する光学素子に入射するレーザ光と、最下流に位置する光学素子から出射するレーザ光とのそれぞれに対して、座標系が適宜図示される。また、その他の光学素子に対して入射するレーザ光の座標系は、必要に応じて適宜図示される。
【００１５】
反射型の光学素子に関し、光学素子に入射するレーザ光の光軸と該光学素子によって反射したレーザ光の光軸との双方を含む面を入射面とすると、「Ｓ偏光」とは、入射面に対して垂直な方向の偏光状態であるとする。一方、「Ｐ偏光」とは、光路に直交し、且つ入射面に対して平行な方向の偏光状態であるとする。
【００１６】
「許容入射角度範囲」とは、再生増幅器の入射位置における設計光軸に対して、入射レーザ光の入射角度がずれても再生増幅器がレーザ光を再生増幅して出射できる許容角度の範囲である。許容入射角度範囲は、たとえば再生増幅器の入射位置における所定位置を中心とした立体角で規定されてもよい「許容オフセット範囲」とは、再生増幅器の入射位置における設計光軸に対して、入射レーザ光の入射位置が平行にオフセットしてずれても再生増幅器がレーザ光を再生増幅して出射できる許容オフセット量の範囲である。許容オフセット範囲は、たとえば再生増幅器の入射位置における平面領域の所定位置を中心とした２次元座標範囲で規定されてもよい。なお、設計光軸とは再生増幅器を設計、改造した際の想定光軸であってよい。あるいは、設計光軸は、再生増幅器を製作後、増幅シミュレーション等により最適動作実現のために定めた光軸であってもよい。また、所定位置は、再生増幅器のレーザ光入射位置において、設計光軸に直行する平面と設計光軸とが交わる位置であってよい。
【００１７】
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明（実施の形態１）
３．１ 構成
図１に本開示の実施の形態１による例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成装置１（極端紫外光生成装置）の概略構成を示す。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザ装置３と共に用いられてもよい（ＥＵＶ光生成装置１及びレーザ装置３を含むシステムを、以下、ＥＵＶ光生成システム１１と称する）。図１に示し、かつ以下に詳細に説明されるように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ＥＵＶ光生成装置１は、ターゲット供給装置（例えばドロップレット生成器２６）を更に含んでもよい。ターゲット供給装置は、例えばチャンバ２に取り付けられていてもよい。ターゲット供給装置から供給されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又はそれらのうちのいずれか２つ以上の組合せ等を含んでもよいが、これらに限定されない。
【００１８】
チャンバ２の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられてもよい。その貫通孔をレーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３２が通過してもよい。或いは、チャンバ２には、レーザ装置３から出力され、ビームデリバリーシステム３４０を経由したパルスレーザ光３２が透過する少なくとも１つのウィンドウ２１が設けられてもよい。チャンバ２の内部には例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３が配置されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有し得る。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が露光装置６の仕様によって規定される所望の集光位置（中間焦点（ＩＦ）２９２）に位置するように配置されるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には、パルスレーザ光３３が通過することができる貫通孔２４が設けられてもよい。
【００１９】
ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御システム５を含んでもよい。また、ＥＵＶ光生成装置１は、ターゲットセンサ４を含むことができる。ターゲットセンサ４は、ターゲット２７の存在、軌道、位置等を検出してもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有してもよい。
【００２０】
更に、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２内部と露光装置６内部とを連通させる接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１が設けられてもよい。壁２９１は、そのアパーチャがＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されてもよい。
【００２１】
更に、ＥＵＶ光生成装置１は、ビームデリバリーシステム３４０、レーザ集光光学系２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含んでもよい。ビームデリバリーシステム３４０は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置や姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。
【００２２】
３．２ 動作
図１を参照すると、レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３１は、ビームデリバリーシステム３４０を経て、パルスレーザ光３２としてウィンドウ２１を透過して、チャンバ２内に入射してもよい。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内に進み、レーザ集光ミラー２２で反射されて、パルスレーザ光３３として少なくとも１つのターゲット２７に照射されてもよい。
【００２３】
ドロップレット生成器２６からは、ターゲット２７がチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力されてもよい。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスレーザ光が照射され得る。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマからＥＵＶ光２５１が放射され得る。ＥＵＶ光２５１は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって集光されるとともに反射されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３で反射されたＥＵＶ光２５２は、中間焦点（ＩＦ）２９２を通って露光装置６に出力されてもよい。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスレーザ光が照射されてもよい。
【００２４】
ＥＵＶ光生成制御システム５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括してもよい。ＥＵＶ光生成制御システム５はターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理してもよい。ＥＵＶ光生成制御システム５は、例えば、ターゲット２７を出力するタイミングやターゲット２７の出力方向等を制御してもよい。また、ＥＵＶ光生成制御システム５は、例えば、レーザ装置３のレーザ発振タイミングやパルスレーザ光３２の進行方向やパルスレーザ光３３の集光位置等を制御してもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御を追加することもできる。
【００２５】
本開示は、高出力のパルスレーザ光を出力するレーザ装置３およびＥＵＶ光生成システム１１、ならびにこのレーザ装置３とともに用いられるＥＵＶ光生成装置１に関する。
【００２６】
４．複数のマスタオシレータを含むレーザ装置（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００２７】
４．１ 構成
図２は、実施の形態２によるレーザ装置３の概略構成を模式的に示す。図２に示すように、レーザ装置３は、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４と、光学系１０２と、再生増幅器２００と、１つ以上の増幅器３０１〜３０３とを含んでもよい。光学系１０２、再生増幅器２００および１つ以上の増幅器３０１〜３０３は、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４それぞれから出力されるシード光Ｌ１〜Ｌ４の光路上に、この順序で配置されてもよい。
【００２８】
各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４は、シングル縦モードの量子カスケードレーザであってもよいし、シングル縦モードのＣＯ２ガスレーザであってもよい。マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器３０１〜３０３が増幅可能な波長帯域で発振してもよい。
【００２９】
光学系１０２は、マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４から出力されたシード光Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ反射させる高反射ミラー１０２−１〜１０２−４を含んでもよい。各高反射ミラー１０２−１〜１０２−４は、ウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。ウエッジ基板の稜線はナイフエッジ形状であってもよい。ただし、ウェッジ基板の代わりに、平面ミラーが用いられてもよい。各高反射ミラー１０２−１〜１０２−４は、反射したシード光Ｌ１〜Ｌ４が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４および再生増幅器２００に対して配置されてもよい。ここで、許容入射角度範囲Ｒｉｎは、入射したレーザ光を再生増幅器２００が増幅し得る角度範囲であればよい。許容オフセット範囲は、入射したレーザ光を再生増幅器２００が増幅し得る範囲であればよい。なお、許容入射角度範囲Ｒｉｎの中心軸が再生増幅器２００の入射軸と称されてもよい。また、許容オフセット範囲の中心が再生増幅器２００の入射位置の中心と称されてもよい。
【００３０】
再生増幅器２００は、折返しミラー２０１、λ／４板２０２、ＥＯポッケルスセル２０３、偏光子２０４、スラブ増幅部２０５、偏光子２０６、ＥＯポッケルスセル２０７、および折返しミラー２０８を含んでもよい。スラブ増幅部２０５の内部には、ＣＯ２ガスなどの増幅媒体が充填されていてもよい。
【００３１】
λ／４板２０２、ＥＯポッケルスセル２０３、偏光子２０４、スラブ増幅部２０５、偏光子２０６、およびＥＯポッケルスセル２０７は、折返しミラー２０１および２０８で構成される光共振器の光路上に、この順序で配置されてもよい。説明のため、図２において、偏光子２０４および２０６は、それぞれの反射面が紙面に対して垂直となるように配置されているとする。しかしこの限りではなく、レーザ光と各光学素子への入射光の偏光方向とが後述する関係を保つように配置されることで、本説明と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
ここで、λ／４板２０２は、透過する光に９０°の位相差を生じさせてもよい。偏光子２０４および２０６は、入射面に対して垂直な偏光であるＳ偏光を高反射し且つ他の偏光状態で入射した光を高透過率で透過する偏光ビームスプリッタであってもよい。スラブ増幅部２０５は、光が入出力するウィンドウ２１３および２１４を備えていてもよい。偏光子２０４とＥＯポッケルスセル２０３とλ／４板２０２とは、光を再生増幅器２００内に導入するための入力カップリング部として機能してもよい。一方、偏光子２０６とＥＯポッケルスセル２０７とは、再生増幅器２００で増幅された光を出力するための出力カップリング部として機能してもよい。
【００３３】
各増幅器３０１〜３０３は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含んでもよい。増幅器３０１〜３０３は、再生増幅されたレーザ光３１ａの光路上に、この順序で配置されてもよい。
【００３４】
４．２ 動作
各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４から出力されたシード光Ｌ１〜Ｌ４は、直線偏光であってもよい。シード光Ｌ１〜Ｌ４は、光学系１０２の高反射ミラー１０２−１〜１０２−４でそれぞれ反射されてもよい。反射されたシード光Ｌ１〜Ｌ４は、シード光ＬＬとして、再生増幅器２００の偏光子２０４に入射してもよい。偏光子２０４あるいは２０６の入射面に対して垂直な偏光をＳ偏光とし、入射面と平行な偏光をＰ偏光とすると、シード光ＬＬは、偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光であってもよい。
【００３５】
つづいて、再生増幅器２００の動作について説明する。偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光のシード光ＬＬは、偏光子２０４で反射され得る。これにより、シード光ＬＬが折返しミラー２０１および折返しミラー２０８で構成される光共振器中に入射し得る。入射したシード光ＬＬは、電圧が印加されていないＥＯポッケルスセル２０３を、偏光状態を維持したまま透過してもよい。その後、シード光ＬＬは、λ／４板２０２を透過することによって円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬは、折返しミラー２０１によって反射され、再びλ／４板２０２を透過することによって、偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬは、ＥＯポッケルスセル２０３および偏光子２０４を透過し、ウィンドウ２１３を介してスラブ増幅部２０５に入射してもよい。
【００３６】
スラブ増幅部２０５には、上述のように、ＣＯ２ガスが増幅媒体として含まれ得る。スラブ増幅部２０５に入射したシード光ＬＬは、スラブ増幅部２０５内の増幅媒体を通過することによって、偏光状態を維持したまま増幅され得る。増幅後のシード光ＬＬは、ウィンドウ２１４を介してスラブ増幅部２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬａは、偏光子２０６の入射面に対してＰ偏光の状態で、偏光子２０６に入射してもよい。この入射したシード光ＬＬａは、偏光子２０６を透過し得る。偏光子２０６を透過したシード光ＬＬａは、高電圧が印加されていないＥＯポッケルスセル２０７を、偏光状態を維持したまま透過してもよい。その後、このシード光ＬＬａは、折返しミラー２０８によって反射され、再び、ＥＯポッケルスセル２０７および偏光子２０６を透過してもよい。そして、このシード光ＬＬａは、再びウィンドウ２１４を介してスラブ増幅部２０５内に入射し、スラブ増幅部２０５内の増幅媒体によってさらに増幅されてもよい。このさらに増幅されたシード光ＬＬｂは、偏光子２０４を透過してもよい。
【００３７】
ここで、ＥＯポッケルスセル２０３には、電圧が印加されてもよい。再増幅後のシード光ＬＬｂは、電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０３を透過することによって、円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｂは、λ／４板２０２を透過することによって、偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｂは、折返しミラー２０１によって反射され、再びλ／４板２０２を透過することで、円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｂは、電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０３を透過することによって、偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。そして、この変換されたシード光ＬＬｂは、再び偏光子２０４を透過し、ウィンドウ２１３を介して、ＣＯ２ガスを含むスラブ増幅部２０５に入射してもよい。
【００３８】
以上のように、再生増幅器２００に入射したシード光ＬＬは、折返しミラー２０１および２０８で構成される光共振器内を所定回数往復することで、再生増幅されてもよい。
【００３９】
シード光ＬＬが光共振器内を所定回数往復後、ＥＯポッケルスセル２０７には、電圧が印加されてもよい。これにより、偏光子２０６の入射面に対してＰ偏光であるシード光ＬＬｃは、電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０７を透過することで円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｃは、折返しミラー２０８によって反射されてもよい。そして、この円偏光のシード光ＬＬｃは、再び電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０７を透過することによって、偏光子２０６の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｃは、偏光子２０６によって反射されることで、再生増幅されたレーザ光３１ａとして出力され得る。なお、レーザ光３１ａを出力後、ＥＯポッケルスセル２０３および２０７への電圧の印加を停止し、次のシード光ＬＬの入射を待機してもよい。
【００４０】
以上のように、再生増幅器２００に入射したシード光ＬＬは、光共振器中を所定回数往復する過程で、光軸に近い一部の光束のみが再生増幅され得る。したがって、光学系１０２で反射したシード光ＬＬは、再生増幅器２００で再生増幅され得る光束成分を含むような条件（入射角度や入射位置のずれ等）で、再生増幅器２００に入射するとよい。
【００４１】
再生増幅されたレーザ光３１ａは、１つ以上の増幅器３０１〜３０３によってさらに増幅されてもよい。この増幅後のパルスレーザ光３１は、ＥＵＶ光生成装置１に導入されてもよい。
【００４２】
４．３ 作用
実施の形態２によれば、再生増幅器２００によって増幅可能なシード光ＬＬの入射条件となるように、光学系１０２が複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４と再生増幅器２００との間の光路上に配置され得る。それにより、各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４から出力されるシード光Ｌ１〜Ｌ４を、１つの再生増幅器２００によって再生増幅することが可能となる。さらに、実施の形態２によれば、複数のシード光Ｌ１〜Ｌ４の光路を一致させる素子（たとえば部分反射ミラーやグレーティングなど）が不要となるので、シード光ＬＬの再生増幅器２００への注入効率が改善され得る。
【００４３】
なお、実施の形態２では、光学系１０２が少なくとも１つの高反射ミラー１０２−１〜１０２−４を用いて構成された場合を例示した。ただし、本開示はこれに限定されない。たとえば、高反射ミラー、屈折プリズム、および高反射プリズムのうち少なくとも１つの光学素子を用いて、光学系を構成することも可能である。すなわち、本開示では、再生増幅器２００が再生増幅可能な入射条件（入射角度や入射位置のずれ等）で少なくとも１つのシード光を再生増幅器２００に入射させ得る光学系であればよい。
【００４４】
５．シード光を再生増幅器において再生増幅可能な入射角度および入射位置で再生増幅器に入射させる光学系
つづいて、上述した光学系１０２の他の例を、以下に変形例として、図面を用いて詳細に説明する。
【００４５】
５．１ 複数の反射光学素子を含む光学系（変形例１）
図３は、変形例１による光学系１１２を含むレーザ装置３Ａの概略構成を模式的に示す。図３に示すように、変形例１によるレーザ装置３Ａは、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ａでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１１２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ａでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４の配置が、光学系１０２から光学系１１２への置き換えにともなって変更されていてもよい。
【００４６】
光学系１１２は、高反射ミラー１１２−１および１１２−３と、高反射プリズム１１２−２とを含んでもよい。高反射ミラー１１２−１および１１２−３は、それぞれウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。ウエッジ基板の稜線はナイフエッジ形状であってもよい。高反射プリズム１１２−２は、ウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。さらに好ましくは、高反射プリズム１１２−２はその頂角がナイフエッジ形状のプリズムであってもよい。その上で、高反射プリズム１１２−２の頂角を挟む２面には、高反射膜がコーティングされていてもよい。
【００４７】
高反射ミラー１１２−１および１１２−３は、マスタオシレータ１０１−１および１０１−４から出力されたシード光Ｌ１およびＬ４をそれぞれ再生増幅器２００へ反射するように、配置されてもよい。高反射プリズム１１２−２は、マスタオシレータ１０１−２および１０１−３から出力されたシード光Ｌ２およびＬ３を再生増幅器２００へ反射するように、配置されてもよい。
【００４８】
複数の高反射ミラー１１２−１、１１２−３、および高反射プリズム１１２−２は、反射したシード光Ｌ１〜Ｌ４が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４および再生増幅器２００に対して配置されてもよい。複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４および光学系１１２に含まれる光学素子は、再生増幅器２００に対するシード光Ｌ１〜Ｌ４の入射対称軸ＡＡを軸として略線対称になるように配置されてもよい。
【００４９】
変形例１によれば、光学系１１２を構成する光学素子の数を低減させ得る。
【００５０】
５．２ 屈折光学素子を含む光学系（変形例２）
図４は、変形例２による光学系１２２を含むレーザ装置３Ｂの概略構成を模式的に示す。図４に示すように、変形例２によるレーザ装置３Ｂは、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ｂでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１２２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ｂでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４の配置が、光学系１０２から光学系１２２への置き換えにともなって変更されていてもよい。
【００５１】
光学系１２２は、高反射ミラー１２２−１および１２２−３と、屈折プリズム１２２−２とを含んでもよい。高反射ミラー１２２−１および１２２−３は、それぞれウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。ウエッジ基板の稜線はナイフエッジ形状であってもよい。屈折プリズム１２２−２は、ウエッジ基板に反射防止膜がコーティングされた構成を備えてもよい。さらに好ましくは、屈折プリズム１２２−２は、その頂角がナイフエッジ形状のプリズムであってもよい。その上で、屈折プリズム１２２−２の頂角を挟む２面には、反射防止膜がコーティングされていてもよい。
【００５２】
高反射ミラー１２２−１および１２２−３は、マスタオシレータ１０１−１および１０１−４から出力されたシード光Ｌ１およびＬ４をそれぞれ再生増幅器２００へ反射するように、配置されてもよい。屈折プリズム１２２−２は、マスタオシレータ１０１−２から出力されたシード光Ｌ２を再生増幅器２００へ向けて屈折するように、配置されてもよい。なお、マスタオシレータ１０１−３から出力されたシード光Ｌ３は、再生増幅器２００へ直接入射してもよい。
【００５３】
複数の高反射ミラー１２２−１、１２２−３、および屈折プリズム１２２−２は、反射または屈折したシード光Ｌ１、Ｌ２、およびＬ４が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、各マスタオシレータ１０１−１、１０１−２、１０１−４、および再生増幅器２００に対して配置されてもよい。マスタオシレータ１０１−３は、シード光Ｌ３が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、再生増幅器２００に対して配置されてもよい。
【００５４】
変形例２によれば、変形例１と同様に、光学系１２２を構成する光学素子の数を低減させ得る。
【００５５】
６．シード光を拡散光に変換して再生増幅器に入射させる光学系
つづいて、上述した光学系１０２のさらなる他の例を、以下に変形例として、図面を用いて詳細に説明する。
【００５６】
６．１ 光ファイバを含む光学系（変形例３）
複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎの束（シード光ＬＬ）は、拡散光ＬＬ１であってもよい。この拡散光ＬＬ１は、収束光ＬＬ２に変換されてもよい。この収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００で再生増幅され得る光束成分を含んでいればよい。
【００５７】
６．１．１ 構成
図５は、変形例３による光学系１３２を含むレーザ装置３Ｃの概略構成を模式的に示す。図５に示すように、変形例３によるレーザ装置３Ｃは、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ｃでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１３２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ｃでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４の配置が、光学系１０２から光学系１３２への置き換えにともなって変更されていてもよい。さらに、レーザ装置３Ｃでは、シード光ＬＬの代わりに収束光ＬＬ２が再生増幅器２００に入射してもよい。
【００５８】
光学系１３２は、光導波部（たとえば光ファイバ１３２−１）と、集光レンズ１３２−４とを含んでもよい。光ファイバ１３２−１は、シード光Ｌ１〜Ｌｎを導波するとともに拡散光ＬＬ１に変換する変換光学素子であってもよい。
【００５９】
マスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎは、それぞれから出力されるシード光Ｌ１〜Ｌｎが光ファイバ１３２−１の光入力部１３２−２に入射するように、配置されてもよい。光入力部１３２−２は、光ファイバ１３２−１のピグテールであってもよい。マスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎは、光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内になる角度で各シード光Ｌ１〜Ｌｎが光入力部１３２−２に入射するように、配置されるとよい。光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内になる角度で光入力部１３２−２に入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１中を伝播し得る。
【００６０】
光ファイバ１３２−１は、入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散光ＬＬ１に変換して、光出力部１３２−３から出射してもよい。光出力部１３２−３は、光ファイバ１３２−１のピグテールであってもよい。
【００６１】
集光レンズ１３２−４は、光出力部１３２−３から出射した拡散光ＬＬ１が集光され、収束光ＬＬ２に変換されてから、再生増幅器２００に入射するように、配置されてもよい。この際、光出力部１３２−３および集光レンズ１３２−４は、この変換された収束光ＬＬ２が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、それぞれ再生増幅器２００に対して配置されてもよい。この集光レンズ１３２−４は、省略されてもよい。集光レンズ１３２−４を省略する場合は、拡散光ＬＬ１のうち所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲にある光束のみが再生増幅器される。
【００６２】
なお、光ファイバ１３２−１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体とした再生増幅器２００が増幅可能な波長成分を伝播可能であるとよい。光ファイバ１３２−１の材料は、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌＥｔｈｅｌＫｅｔｈｏｎｅ：ＰＥＥＫ）等であってもよい。光ファイバ１３２−１のコアは、たとえばハロゲン化銀等でもよい。光ファイバ１３２−１の代わりに、内側面に高反射膜がコーティングされた中空のライトパイプが用いられてもよい。なお、光ファイバ１３２−１は偏波面保持光ファイバであると好ましい。
【００６３】
６．１．２ 動作
各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１の光入力部１３２−２に入射してもよい。各シード光Ｌ１〜Ｌｎの光入力部１３２−２に対する入射角度は、光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内であるとよい。光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内になる角度で各シード光Ｌ１〜Ｌｎを光入力部１３２−２に入射させることで、シード光Ｌ１〜Ｌｎが光ファイバ１３２−１内に入射し得る。たとえば光ファイバ１３２−１の材料にＰＥＥＫを用い、光ファイバ１３２−１の直径を１ｍｍとした場合、この光ファイバ１３２−１のＮＡは、０．２５程度となり得る。
【００６４】
光ファイバ１３２−１に入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１中を通過する過程で光ファイバ１３２−１のコアとクラッドの境界面で何回も反射されることで混合されつつ、光ファイバ１３２−１の光出力部１３２−３に到達してもよい。この混合されたシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光出力部１３２−３のＮＡで拡散されつつ拡散光ＬＬ１として出力されてもよい。
【００６５】
光ファイバ１３２−１の光出力部１３２−３から出力された拡散光ＬＬ１は、集光レンズ１３２−４によって集光され、収束光ＬＬ２に変換されてもよい。この収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００の偏光子２０４に入射してもよい。ここで、収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分を含んでいればよい。また、各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎが直線偏光であり、かつ光ファイバ１３２−１が偏波面保持光ファイバである場合、シード光Ｌ１〜Ｌｎの偏光状態が収束光ＬＬ２において保持されてもよい。よって、収束光ＬＬ２が偏光子２０４によって反射される際に、反射光の光量が低下することを抑制できてもよい。
【００６６】
再生増幅器２００に入射した収束光ＬＬ２のうち再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分は、シード光ＬＬと同様に、再生増幅器２００の光共振器内を所定の回数往復することで再生増幅され得る。その後、再生増幅されたレーザ光３１ａが偏光子２０６から出力されてもよい。
【００６７】
６．１．３ 作用
変形例３によれば、光ファイバ１３２−１の光入力部１３２−２の位置を再生増幅器２００への光入射位置に対して比較的自由に設定できる。そのため、レーザ装置３Ｃの設計自由度を向上できる。また、各々のシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１内で混合された後、光ファイバ１３２−１の光出力部１３２−３から拡散光ＬＬ１として出力され得る。その拡散光ＬＬ１は、集光レンズ１３２−４を介することで、収束光ＬＬ２に変換され、再生増幅可能な光束成分を含むように、再生増幅器２００に入射され得る。その結果、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから再生増幅器２００までの光路上に配置される光学素子のアライメントが容易となり得る。
【００６８】
変形例３では、光導波路として光ファイバを使用した場合を例示した。ただし、この形態に限定されない。たとえば、光ファイバ１３２−１の代わりに、中空のライトパイプが用いられてもよい。また、光ファイバ１３２−１の代わりに、シード光Ｌ１〜Ｌｎを透過させ得る円柱状の光学素子が用いられてもよい。この円柱状の光学素子の材料は、たとえばＺｎＳｅであってもよい。さらに、光ファイバ１３２−１の代わりに、中空のミラー基板の内側面にシード光Ｌ１〜Ｌｎを高反射させ得る膜がコーティングされた高反射ミラーが用いられてもよい。集光レンズ１３２−４は、集光ミラーに置き換えることもできる。
【００６９】
６．２ ビーム拡散素子を含む光学系（変形例４）
また、シード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散光ＬＬ２に変換する素子として、光ファイバ１３２−１に代えて、拡散板を用いてもよい。
【００７０】
６．２．１ 構成
図６は、変形例４による光学系１４２を含むレーザ装置３Ｄの概略構成を模式的に示す。図６に示すように、変形例４による光学系１４２は、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ｄでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１４２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ｄでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎの配置が、光学系１０２から光学系１４２への置き換えにともなって変更されていてもよい。さらに、レーザ装置３Ｄでは、シード光ＬＬの代わりに収束光ＬＬ２が再生増幅器２００に入射してもよい。
【００７１】
光学系１４２は、拡散板１４２−１と、集光レンズ１４２−２とを含んでもよい。拡散板１４２−１は、シード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散光ＬＬ１に変換する変換光学素子であってもよい。
【００７２】
マスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎは、それぞれから出力されるシード光Ｌ１〜Ｌｎが拡散板１４２−１に入射するように、配置されてもよい。
【００７３】
集光レンズ１４２−２は、拡散板１４２−１から出射した拡散光ＬＬ１が集光され、収束光ＬＬ２に変換されてから、再生増幅器２００に入射するように、配置されてもよい。この際、集光レンズ１４２−２は、収束光ＬＬ２が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、再生増幅器２００に対して配置されてもよい。この集光レンズ１４２−２は、省略されてもよい。この場合は、拡散光ＬＬ１の光束成分のうち所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射した光が再生増幅されてもよい。
【００７４】
なお、拡散板１４２−１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体とした再生増幅器２００が増幅可能な波長成分を透過可能であるとよい。拡散板１４２−１の材料は、ＺｎＳｅ等であってもよい。拡散板１４２−１の表面には、入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散する微小の凹凸が無数に形成されていてもよい。この凹凸は、サンドブラスト等で形成されてもよい。拡散板１４２−１の代わりに、マイクロフライアイレンズやフレネルレンズなどを組み合わせたディフラクティブオプティカルエレメント（ＤＯＥ）が用いられてもよい。
【００７５】
６．２．２ 動作
各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎは、拡散板１４２−１の所定の領域に入射してもよい。各シード光Ｌ１〜Ｌｎの入射角度および入射位置は、拡散板１４２−１によって拡散され集光レンズ１４２−２によって集光される収束光ＬＬ２の光束成分の一部でも、所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するような角度および位置であればよい。望ましくは、各シード光Ｌ１〜Ｌｎの入射角度および入射位置は、所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射する光量が最大となるような前記角度および前記位置であってもよい。
【００７６】
シード光Ｌ１〜Ｌｎは、拡散板１４２−１によって拡散され、混合されて、拡散板１４２−１から拡散光ＬＬ１として出力され得る。拡散光ＬＬ１は、集光レンズ１４２−２によって集光され、収束光ＬＬ２に変換されてから、再生増幅器２００の偏光子２０４に入射してもよい。ここで、収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分を含んでいればよい。
【００７７】
再生増幅器２００に入射した収束光ＬＬ２のうち再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分は、シード光ＬＬと同様に、再生増幅器２００の光共振器内を所定の回数往復することで再生増幅され得る。その後、再生増幅されたレーザ光３１ａが偏光子２０６から出力されてもよい。
【００７８】
６．２．３ 作用
変形例４によれば、拡散板１４２−１を利用して複数のシード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散し混合した後、収束光ＬＬ２に変換して再生増幅器２００に入射され得る。その結果、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから再生増幅器２００までの光路上に配置される光学素子のアライメントが容易となり得る。
【００７９】
また、シード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散する拡散素子に、マイクロフライアイレンズやフレネルレンズなどを組み合せたＤＯＥを用いてもよい。この場合、光束の拡散立体角を調整することができる。この結果、たとえば表面に砂目を持つ拡散板１４２−１を使用した場合と比較して、それぞれのシード光Ｌ１〜Ｌｎの再生増幅器２００への注入光量を増大し得る。
【００８０】
なお、変形例４では、透過型の拡散素子を用いたが、これに限定されない。たとえば、反射型の拡散素子を用いてもよい。同様に集光レンズ１４２−２は集光ミラーであってもよい。
【００８１】
７．補足説明
以下に、上述した実施の形態に対する補足の説明をする。
【００８２】
７．１ 再生増幅器の変形例
まず、上述した再生増幅器２００の変形１を説明する。
【００８３】
７．１．１ 構成
図７は、変形例による再生増幅器２００Ａの概略構成を模式的に示す。図７に示すように、再生増幅器２００Ａは、折返しミラー２０１と、λ／４板２０２と、ＥＯポッケルスセル２０３と、偏光子２０４と、スラブ増幅部２０５と、偏光子２０６と、ＥＯポッケルスセル２０７と、折返しミラー２０８とを備えてもよい。折返しミラー２０１および２０８は、光共振器を構成してもよい。λ／４板２０２、ＥＯポッケルスセル２０３、偏光子２０４、スラブ増幅部２０５、偏光子２０６、およびＥＯポッケルスセル２０７は、一対の折返しミラー２０１および２０８で構成される光共振器の光路上に、折返しミラー２０１側から順に、この順序で配列されてもよい。
【００８４】
スラブ増幅部２０５は、凹面高反射ミラー２１１と、増幅領域２１５と、凹面高反射ミラー２１２とを内部に備えていてもよい。増幅領域２１５は、一対の放電電極（たとえば図１０の放電電極２１５ａおよび２１５ｂ参照）間の領域であってもよい。この増幅領域２１５には、ＣＯ２ガスなどの増幅媒体が充填されていてもよい。
【００８５】
凹面高反射ミラー２１１および２１２は、スラブ増幅部２０５内の増幅領域２１５をシード光が複数回通過するマルチパスＣ２を形成してもよい。凹面高反射ミラー２１１および２１２の反射面は、たとえば、入射側の光路Ｃ１上のシード光ＬＬの像（これを入力ビーム像という）Ｉａを出射側の光路Ｃ３上の何れかの位置に転写ビーム像Ｉｂとして転写し得るように、球面の凹面形状を設計していてもよい。入射ビーム像Ｉａの位置は、光路Ｃ１上のいずれであってもよい。
【００８６】
このように、光路Ｃ１上の入力ビーム像Ｉａを光路Ｃ３上に転写ビーム像Ｉｂとして転写する構成としてもよい。これにより、マルチパス（ｚｉｇｚａｇ）を形成することで光共振器の光路長を長くした場合でも、入射したシード光ＬＬのビーム軸のずれに対するレーザ光３１ａのビーム軸および出射位置のずれの増大を抑制することができる。
【００８７】
なお、図７では、入射ビーム像Ｉａの位置を、入射側の光路Ｃ１と凹面高反射ミラー２１２の反射面の中央部に接する面とが交わる位置としている。また、転写ビーム像Ｉｂの位置を、出射側の光路Ｃ３と凹面高反射ミラー２１１の反射面の中央部に接する面とが交わる位置としている。ただし、本開示はこれに限られない。たとえば、折返しミラー２０１の位置でのシード光ＬＬの入力ビーム像Ｉａが、折返しミラー２０８の位置に、転写ビーム像Ｉｂとして転写されてもよい。また、偏光子２０４の位置でのシード光ＬＬの入力ビーム像Ｉａが、偏光子２０６の位置に、転写ビーム像Ｉｂとして転写されてもよい。
【００８８】
７．１．２ 動作
つづいて、図７に示す再生増幅器２００Ａの動作を、図８を用いて詳細に説明する。なお、図８では、再生増幅器２００Ａに入射したシード光ＬＬが折返しミラー２０１および２０８が形成する光共振器中を１往復半する場合の動作を説明する。図８において、図８（ａ）は、図７に示す再生増幅器２００Ａの光路を入力ビームの進行に沿って模式的に説明するための図である。図８（ｂ）は、図７に示す再生増幅器２００Ａにおけるスラブ増幅器２０５内の各位置におけるビーム転写像を概略的に示す光学システム図である。図８（ｃ）〜（ｆ）は、図７に示す再生増幅器２００Ａの概略動作を示すタイミングチャートである。
【００８９】
図８に示すように、シード光ＬＬは、タイミングｔ１（図８（ｃ）参照）で、偏光子２０４（図８（ａ）参照）に入射してもよい。入射したシード光ＬＬのうち偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光の成分は、偏光子２０４によって高反射され、再生増幅器２００Ａ内に入射し得る。入射したシード光ＬＬは、まず、電圧Ｖａが印加されていない状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を位相変化なく透過した後、λ／４板２０２を透過してもよい。シード光ＬＬは、λ／４板２０２を透過する際、９０°の位相差が生じることで、円偏光に変換されてもよい。次に、シード光ＬＬは、折返しミラー２０１で高反射した後、再びλ／４板２０２を透過してもよい。λ／４板２０２を透過する際、シード光ＬＬは、偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。次にシード光ＬＬは、電圧Ｖａが印加されていない状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を位相変化なく透過し、さらに、偏光子２０４を反射されることなく透過し得る。その後、シード光ＬＬは、タイミングｔ２（図８（ａ）参照）にてスラブ増幅器２０５に入射してもよい。スラブ増幅器２０５に入射したシード光ＬＬは、図８（ｂ）のタイミングｔ３において凹面高反射ミラー２１１で反射され、次に、図８（ｂ）のタイミングｔ４において凹面高反射ミラー２１２で反射されてもよい。それにより、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１往復半通過してもよい。これに限らず、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１回以上往復してもよい。この結果、シード光ＬＬがマルチパス増幅され得る。
【００９０】
その後、マルチパス増幅されたシード光ＬＬａは、タイミングｔ５で、スラブ増幅器２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬａは、偏光子２０６を透過し得る。そして、シード光ＬＬａは、電圧Ｖｂが印加されていない状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を位相変化なく透過した後、折返しミラー２０８で高反射されてもよい。高反射されたシード光ＬＬａは、電圧Ｖｂが印加されていない状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を透過し、さらに偏光子２０６を透過してもよい。そして、シード光ＬＬａは、タイミングｔ６（図８（ａ）参照）で、再びスラブ増幅器２０５内に入射してもよい。スラブ増幅器２０５に入射したシード光ＬＬａは、図８（ｂ）のタイミングｔ７において凹面高反射ミラー２１２で反射され、次に図８（ｂ）のタイミングｔ８において凹面高反射ミラー２１１で反射されてもよい。それにより、シード光ＬＬａは、凹面高反射ミラー２１２および２１１間を１往復半通過してもよい。これに限らず、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１２および２１１間を１回以上往復してもよい。この結果、シード光ＬＬａが再度、マルチパス増幅され得る。
【００９１】
その後、再度マルチパス増幅されたシード光ＬＬｂは、タイミングｔ９で、スラブ増幅器２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬｂは、偏光子２０４を透過した後、所定の値の電圧Ｖａが印加された状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を通過してもよい。図８に示す例では、ＥＯポッケルスセル２０３に電圧Ｖａを印加する期間はｔ２〜ｔ１３の期間のうちで、破線で示した少なくともｔ９〜ｔ１０の期間であってもよい。電圧Ｖａが印加された状態のＥＯポッケルスセル２０３は、透過するシード光ＬＬｂに９０°の位相差を生じさせてもよい。これにより、シード光ＬＬｂが円偏光に変換されてもよい。つづいて、この変換されたシード光ＬＬｂは、λ／４板２０２を透過することで偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。次に、シード光ＬＬｂは、折返しミラー２０１で高反射された後、再びλ／４板２０２を透過することで、円偏光に変換されてもよい。つづいて、この変換されたシード光ＬＬｂは、電圧Ｖａが印加された状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を透過することで、再び偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。次に、シード光ＬＬｂは、偏光子２０４を反射されることなく透過した後、タイミングｔ１０（図８（ａ）参照）で、再びスラブ増幅器２０５に入射してもよい。入射したシード光ＬＬｂは、図８（ｂ）のタイミングｔ１１において凹面高反射ミラー２１１で反射され、図８（ｂ）のタイミングｔ１２において凹面高反射ミラー２１２で反射され、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１往復半通過してもよい。これに限らず、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１回以上往復してもよい。この結果、シード光ＬＬｂがさらにマルチパス増幅され得る。
【００９２】
その後、さらにマルチパス増幅されたシード光ＬＬｃは、タイミングｔ１３で、スラブ増幅器２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬｃは、偏光子２０６を透過した後、電圧Ｖｂが印加された状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を透過することで、円偏光に変換されてもよい。なお、図８に示す例では、ＥＯポッケルスセル２０７に電圧Ｖｂを印加する期間をタイミングｔ６〜ｔ１５の期間のうちで、少なくともｔ１３〜ｔ１５の期間としてもよく、電圧Ｖｂの印加を停止するタイミングは再生増幅器２００Ａから再生増幅後のレーザ光３１ａが出力された後としてもよい。
【００９３】
つづいて、円偏光に変換されたシード光ＬＬｃは、折返しミラー２０８で高反射された後、再び電圧Ｖｂが印加された状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を透過することで、偏光子２０６の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｃは、偏光子２０６で高反射され得る。これにより、マルチパスで再生増幅されたシード光ＬＬｃが、タイミングｔ１４（図８（ｆ）参照）以降、レーザ光３１ａとして再生増幅器２００Ａから出力され得る。
【００９４】
以上のように、再生増幅器２００Ａに入射したシード光ＬＬは、折返しミラー２０１および２０８が形成する光共振器内を往復する際にスラブ増幅器２０５内の増幅領域２１５を複数回通過することで、マルチパス増幅され得る。なお、再生増幅器２００Ａ内に入射したシード光ＬＬは、所望する光強度以上に再生増幅されるまで、光共振器内を往復してもよい。
【００９５】
以上の構成によれば、スラブ増幅器２０５内を往復するマルチパスの入力側の光学像（入力ビーム像Ｉａ）がそのままマルチパスの出力側に転写ビーム像Ｉｂとして転写され得る。そのため、マルチパス増幅光路を形成して再生増幅器の光共振器光路長を長くした場合でも、入射側のシード光ＬＬのビーム軸のずれに伴う出射側のレーザ光３１ａのビーム軸のずれが、光路長の長さに応じて増大することを低減し得る。この結果、再生増幅器２００Ａから出力されたレーザ光３１ａのビーム軸の安定化が可能となる。
【００９６】
７．１．３ 他の変形例
また、図８に示した再生増幅器２００Ａは、図９および図１０に示すようにも変形することができる。すなわち、図８では、凹面高反射ミラー２１１および２１２が、増幅領域２１５を１往復半するマルチパスＣ２を形成する場合を例示した。ただし、これに限らず、図９および図１０に示すように、凹面高反射ミラー２１１および２１２が増幅領域２１５をより多く往復するマルチパスＣ２２を形成してもよい。なお、図９は、他の変形例による再生増幅器２００Ｂの概略構成を模式的に示す。図１０は、図９の再生増幅器２００Ｂをシード光ＬＬの入射ビーム軸方向から見た際の概略構成を模式的に示す。
【００９７】
７．２ ＣＯ２ガスを含む増幅器の特性とマルチライン増幅
つぎに、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器について補足説明する。なお、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器は、再生増幅器２００（再生増幅器２００Ａおよび２００Ｂを含む）に限らず、増幅器３０１〜３０３などが含まれてもよい。
【００９８】
７．２．１ ＣＯ２ガスを含む増幅器の増幅波長領域
まず、増幅器の増幅波長帯域について説明する。図１１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器が持つ増幅波長帯域のゲイン特性を示す。図１２は、図１１に示すゲイン特性に基づいて増幅されたレーザ光ＬＬの光強度を示す。ＣＯ２ガスなどの増幅媒体は、複数の増幅波長帯域（例：モードＰ（１８）、Ｐ（２０）、Ｐ（２２）、Ｐ（２４）、Ｐ（２６）、Ｐ（２８）、Ｐ（３０）等）Ｓ１〜Ｓ７を備え得る。各々の増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７の幅Δλは、たとえば約０．００１６μｍであり得る。また、増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７のゲイン特性は、それぞれ異なり得る。
【００９９】
ここで、図１１の破線に示すように、シード光ＬＬの波長スペクトルプロファイルＳ１０が、モードＰ（２０）からＰ（３０）までをカバーする程度にブロードなスペクトルプロファイルであると仮定する。この場合、図１２に示すように、ＣＯ２ガスを含む増幅媒体によって増幅されたシード光ＬＬは、各々の増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ７のゲイン特性に応じた光強度を持つ波長スペクトルプロファイルＳ１２〜Ｓ１７のレーザ光として、増幅器から出力され得る。
【０１００】
７．２．２ 複数のマスタオシレータによるマルチライン増幅
つぎに、増幅器によるマルチライン増幅について説明する。なお、以下では、３つのマスタオシレータ１０１−１〜１０１−３を用いた場合を例に挙げる。図１３は、増幅器におけるモードＰ（１８）〜Ｐ（３０）それぞれに対応する増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７のゲイン特性と、シード光Ｌ１〜Ｌ３の光強度とを示す。図１４は、図１３に示すゲイン特性に基づいて増幅された各シード光Ｌ１〜Ｌ３の光強度を示す。
【０１０１】
複数のマスタオシレータから各々出力される各シード光の光強度は、たとえばモードＰ（１８）〜Ｐ（３０）それぞれに対応する増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７のゲイン特性の比に対応して調節されてもよい。図１３においては、シード光Ｌ１〜Ｌ３の光強度は増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ４のゲイン特性の比に対応して調節されている場合を示す。この場合、図１４に示すように、各増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ４で増幅されたレーザ光Ｌ１１〜Ｌ３１の光強度が略等しくなるように、シード光Ｌ１〜Ｌ３を複数の増幅波長帯域を用いたマルチライン増幅することが可能となる。
【０１０２】
マルチライン増幅によれば、シード光Ｌ１〜Ｌ３がモードＰ（２０）のシングルラインのみで増幅した場合に比べて、増幅効率が約１．０〜１．５倍に改善され得る。
【０１０３】
なお、この説明では、シングル縦モードのマスタオシレータ１０１−１〜１０１−３の発振波長が全て異なり、且つ、各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−３から出力されたシード光Ｌ１〜Ｌ３が異なる増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ４で増幅される場合を例示する。ただし、これに限定されない。たとえば、複数のマスタオシレータのうち少なくとも２つが同じ増幅波長帯域に含まれる波長で発振してもよい。また、複数のマスタオシレータのうち少なくとも１つがマルチ縦モード発振してもよい。
【０１０４】
７．３ 許容入射範囲に関するシミュレーション
つぎに、再生増幅器にシード光を入射する場合の、所定の許容入射角度範囲および所定の許容オフセット範囲について例示する。シード光の入射許容範囲を、上述した実施の形態２に対して、シミュレーションを行って算出した。以下では、図９および図１０に示した再生増幅器２００Ｂに対して、シミュレーションを行った場合を説明する。
【０１０５】
７．３．１ シミュレーション条件
ここでは、以下に示す条件の下でシミュレーションを行うものとする。
（シミュレーション条件）
・凹面高反射ミラー２１１から凹面高反射ミラー２１２までの距離は、１０００ｍｍ
・光路が増幅領域２１５を通過する回数は、９回
・入力ビーム像Ｉａの位置から折返しミラー２０１までの距離は、３００ｍｍ
・転写ビーム像Ｉｂの位置から折返しミラー２０８までの距離は、３００ｍｍ
・放電電極２１５ａおよび２１５ｂ間の距離は、３ｍｍ
・再生増幅器のラウンドトリップ回数は、１０回
・基準となるシード光ＬＬの入射ビーム径は、３ｍｍ
・基準となるシード光ＬＬの入射波面曲率半径は、無限大
【０１０６】
また、シミュレーションにおいては、シード光ＬＬの光路軸の基準が以下のように定義されている。図１０に示すように、平板状の放電電極２１５ａと２１５ｂとの中間面内であって、凹面高反射ミラー２１１および２１２とウィンドウ２１３および２１４とを除く各光学素子の略中心を通過する軸を再生増幅器２００Ｂの中心軸とする。その上で、シード光ＬＬの光路が、再生増幅器２００Ｂの中心軸と一致する場合のシード光ＬＬの光路軸の中心が基準（＝０）と定義される。また、再生増幅器２００Ｂ内の光軸と平行な方向が水平方向（図１０のＸ方向）と定義され、再生増幅器２００Ｂの光軸を含む面に対して垂直な方向が垂直方向（図１０のＹ方向）と定義されている。また、図１０における座標系の矢印方向が＋方向と定義され、それと反対方向が−方向と定義されている。
【０１０７】
７．３．２ シミュレーション結果
シミュレーションの結果を、図１５〜図２０に示す。図１５は、シード光ＬＬの入力ビーム径および入力波面曲率と結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。図１６は、シード光ＬＬの水平方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。図１７は、シード光ＬＬの垂直方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。図１８は、シード光ＬＬの入力ビーム径および入力波面曲率と増幅後のレーザ光３１ａの出力ビーム径との関係を示すシミュレーション結果である。図１９は、増幅後のレーザ光３１ａのビームプロファイルを示すシミュレーション結果である。
【０１０８】
図１５に示すように、入力波面曲率が−１．６ｍ（＝１／−０．６ １／ｍ）から１ｍ（＝１／１ １／ｍ）程度の範囲では、入力波面曲率の変化に対して結合効率がほとんど変化しないという結果が得られた。また、入力ビーム径が１ｍｍから２ｍｍ程度の範囲では、入力ビーム径の増加に伴い、結合効率が０．６程度から徐々に上昇するという結果が得られた。一方、入力ビーム径が２ｍｍから４ｍｍ程度の範囲では、入力ビーム径の変化に対して結合効率が略１を維持するという結果が得られた。
【０１０９】
図１６に示すように、水平方向の入射角度が−２ｍｒａｄから＋２ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに水平方向の入射角度が−１．５ｍｒａｄから＋１．５ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。また、水平方向の入力オフセット（中心からのずれ）が−１．３ｍｍから＋１．３ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに水平方向の入力オフセットが−０．５ｍｍから＋０．５ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。同様に、図１７に示すように、垂直方向の入射角度が−２ｍｒａｄから＋２ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに垂直方向の入射角度が−１．８ｍｒａｄから＋１．８ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。また、垂直方向の入力オフセット（中心からのずれ）が−１．２ｍｍから＋１．２ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに垂直方向の入力オフセットが−０．５ｍｍから＋０．５ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。
【０１１０】
図１８に示すように、入力ビーム径が１ｍｍから４ｍｍの範囲では、入力ビーム径の変化に対してレーザ光３１ａの出力ビーム径が略３．３ｍｍを維持するという結果が得られた。また、入力波面曲率が−１．６ｍ（＝１／−０．６ １／ｍ）から１ｍ（＝１／１ １／ｍ）程度の範囲では、入力波面曲率の変化に対してレーザ光３１ａの出力ビーム径が略３．３ｍｍを維持するという結果が得られた。すなわち、レーザ光３１ａの出力ビーム径は、シード光ＬＬの入力ビーム径および入力波面曲率が変化しても略一定であるという結果が得られた。
【０１１１】
また、図１９から読み取れるように、レーザ光３１ａの出力面におけるビームプロファイルとしては、以下のような結果が得られた。
（レーザ光３１ａのビームプロファイル）
・ビーム径：１．６３ｍｍ×１．６９ｍｍ
・波面曲率半径ＲｏＣ：−３．６５ｍ×−１．８２ｍ（収束）
・ビーム質Ｍ２：１．１４×１．３４
・ビームウエスト半径：１．６０ｍｍ×１．６０ｍｍ
・ビームウエスト位置：０．１２６ｍ×０．１９８ｍ（出力面に対する相対位置）
【０１１２】
以上のことから、以下のようなシミュレーション結果が、シード光ＬＬに対する許容値として得られた。
（シミュレーション結果）
・ビーム径の許容範囲：３．０ｍｍ±５０％
・ビームの波面の許容曲率半径範囲：１ｍ〜無限大
・ビーム軸の許容入射角度範囲Ｒｉｎ（水平方向）：±２ｍｒａｄ
・ビーム軸の許容入射角度範囲Ｒｉｎ（垂直方向）：±３ｍｒａｄ
・ビーム軸の許容オフセット範囲：±１．５ｍｍ
【０１１３】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０１１４】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１１５】
１ ＥＵＶ光生成装置
１１ ＥＵＶ光生成システム
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ レーザ装置
４ ターゲットセンサ
５ ＥＵＶ光生成制御システム
６ 露光装置
２ チャンバ
２１ ウィンドウ
２２ レーザ集光ミラー
２３ ＥＵＶ集光ミラー
２４ 貫通孔
２５ プラズマ生成領域
２６ ドロップレット生成器
２７ ドロップレット（ドロップレットターゲット）
２８ ターゲット回収器
２９ 接続部
２９１ 壁
２９２ 中間焦点（ＩＦ）
３１〜３３ パルスレーザ光
３４０ ビームデリバリーシステム
１０１−１〜１０１−ｎ マスタオシレータ
１０２、１１２、１２２、１３２、１４２ 光学系
１０２−１〜１０２−４、１１２−１、１１２−３、１２２−１、１２２−３ 高反射ミラー
１１２−２ 高反射プリズム
１２２−２ 屈折プリズム
１３２−１ 光ファイバ
１３２−２ 光入力部
１３２−３ 光出力部
１３２−４、１４２−２ 集光レンズ
１４２−１ 拡散板
２００、２００Ａ、２００Ｂ 再生増幅器
２０１、２０８ 折返しミラー
２０２ λ／４板
２０３、２０７ ＥＯポッケルスセル
２０４、２０６ 偏光子
２０５ スラブ増幅器
２１１、２１２ 凹面高反射ミラー
２１３、２１４ ウィンドウ
２１５ 増幅領域
２１５ａ、２１５ｂ 放電電極
３０１〜３０３ 増幅器
３１ａ レーザ光
Ｃ１、Ｃ３ 光路
Ｃ２、Ｃ２２ マルチパス
Ｌ１〜Ｌｎ、ＬＬ シード光
ＬＬ１ 拡散光
ＬＬ２ 収束光
Ｒｉｎ 許容入射角度範囲
Ｓ１〜Ｓ７ 増幅波長帯域
Ｓ１０、Ｓ１２〜Ｓ１７ 波長スペクトルプロファイル
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ装置、レーザシステムおよび極端紫外光生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、たとえば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ）光生成装置と縮小投影反射光学系とともに用いられる露光装置の開発が期待されている。
【０００３】
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ：レーザ励起プラズマ）方式の装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式の装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）方式の装置との３種類の装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／１９３７１０号明細書
【概要】
【０００５】
本開示の一態様によるレーザ装置は、それぞれシード光を出力する複数のマスタオシレータと、前記複数のマスタオシレータから出力された複数のシード光を再生増幅し得る再生増幅器と、前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射し、且つ、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを他のシード光と異なる入射角度で前記再生増幅器に入射する光学系と、を備えてもよい。
【０００６】
本開示の他の態様によるレーザシステムは、上述のレーザ装置と、前記レーザ装置から出力された再生増幅後のレーザ光を増幅する１つ以上の増幅器と、を備えてもよい。
【０００７】
本開示のさらに他の態様による極端紫外（ＥＵＶ）光生成装置は、上述のレーザシステムと、前記レーザシステムから出力されたレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口を備えるチャンバと、前記チャンバ内の所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、前記レーザ光の少なくとも一部を前記所定の領域に集光する集光光学系と、前記チャンバ内で前記レーザ光を前記ターゲット物質に照射して生成したプラズマから放射する極端紫外光を集光する極端紫外集光ミラーと、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、本開示の実施の形態１による例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成装置（極端紫外光生成装置）の概略構成を示す。
【図２】図２は、本開示の実施の形態２によるレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図３】図３は、本開示の変形例１による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図４】図４は、本開示の変形例２による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図５】図５は、本開示の変形例３による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図６】図６は、本開示の変形例４による光学系を含むレーザ装置の概略構成を模式的に示す。
【図７】図７は、本開示の変形例による再生増幅器の概略構成を模式的に示す。
【図８】図８は、図７に示す再生増幅器の動作を示す。
【図９】図９は、本開示の他の変形例による再生増幅器の概略構成を模式的に示す。
【図１０】図１０は、図９の再生増幅器をシード光の入射ビーム軸方向から見た際の概略構成を模式的に示す。
【図１１】図１１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器が持つ増幅波長領域のゲイン特性を示す。
【図１２】図１２は、図１１に示すゲイン特性に基づいて増幅されたレーザ光ＬＬの光強度を示す。
【図１３】図１３は、増幅器におけるモードＰ（１８）〜Ｐ（３０）それぞれに対応する増幅波長領域のゲイン特性と、シード光の光強度とを示す。
【図１４】図１４は、図１３に示すゲイン特性に基づいて増幅された各シード光の光強度を示す。
【図１５】図１５は、実施の形態２によるシード光の入力ビーム径および入力波面曲率と結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１６】図１６は、実施の形態２によるシード光の水平方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１７】図１７は、実施の形態２によるシード光の垂直方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１８】図１８は、実施の形態２によるシード光の入力ビーム径および入力波面曲率と増幅後のレーザ光の出力ビーム径との関係を示すシミュレーション結果である。
【図１９】図１９は、実施の形態２による増幅後のレーザ光のビームプロファイルを示すシミュレーション結果である。
【実施の形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示の一例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。なお、以下の説明では、下記目次の流れに沿って説明する。
【００１０】
目次
１．概要
２．用語の説明
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明（実施の形態１）
３．１ 構成
３．２ 動作
４．複数のマスタオシレータを含むレーザ装置（実施の形態２）
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用
５．シード光を再生増幅器において再生増幅可能な入射角度および入射位置で再生増幅器に入射させる光学系
５．１ 複数の反射光学素子を含む光学系（変形例１）
５．２ 屈折光学素子を含む光学系（変形例２）
６．シード光を拡散光に変換して再生増幅器に入射させる光学系
６．１ 光ファイバを含む光学系（変形例３）
６．１．１ 構成
６．１．２ 動作
６．１．３ 作用
６．２ ビーム拡散素子を含む光学系（変形例４）
６．２．１ 構成
６．２．２ 動作
６．２．３ 作用
７．補足説明
７．１ 再生増幅器の変形例
７．１．１ 構成
７．１．２ 動作
７．１．３ 他の変形例
７．２ ＣＯ２ガスを含む増幅器の特性とマルチライン増幅
７．２．１ ＣＯ２ガスを含む増幅器の増幅波長領域
７．２．２ 複数のマスタオシレータによるマルチライン増幅
７．３ 許容入射範囲に関するシミュレーション
７．３．１ シミュレーション条件
７．３．２ シミュレーション結果
【００１１】
１．概要
以下で例示する実施の形態によれば、シード光が、再生増幅可能な入射角度および入射位置内で再生増幅器に入射し得る。
【００１２】
２．用語の説明
つぎに、本開示において使用される用語を、以下のように定義する。「ドロップレット」とは、溶融したターゲット物質の液滴である。したがって、その形状は、表面張力によって略球形となる。「プラズマ生成領域」とは、プラズマが生成される空間として予め設定された３次元空間である。「ビーム拡大」とは、ビーム断面が徐々に広がることをいう。「バースト運転」とは、所定の時間、所定繰返し周波数で、パルスレーザ光またはパルスＥＵＶ光を出力させ、所定の時間外ではパルスレーザ光またはパルスＥＵＶ光を出力させない状態を繰り返す運転と定義する。レーザ光の光路において、レーザ光の生成源側を「上流」とし、レーザ光の到達目標側を「下流」とする。また、「所定繰返し周波数」とは、略所定の繰返し周波数であればよく、必ずしも一定の繰返し周波数でなくてもよい。
【００１３】
プリズムとは、三角柱またはそれに類似した形状を有し、レーザ光を含む光を透過または反射し得るものをいう。プリズムの底面および上面は、三角形またはそれに類似した形状であるとする。プリズムの底面および上面に対して略９０°に交わる３つの面を側面という。直角プリズムの場合、これらの側面のうち他の２面と９０°に交わらない面を斜面という。なお、プリズムの頂辺を削るなどして形状を変形したものについても、本説明におけるプリズムに含まれ得る。光路とは、レーザ光の進行方向に沿ってレーザ光のビーム断面の略中心を通る軸であってもよい。
【００１４】
本開示では、レーザ光の進行方向がＺ方向と定義される。また、このＺ方向と垂直な一方向がＸ方向と定義され、Ｘ方向およびＺ方向と垂直な方向がＹ方向と定義される。レーザ光の進行方向がＺ方向であるが、説明において、Ｘ方向とＹ方向は言及するレーザ光の位置によって変化する場合がある。例えば、レーザ光の進行方向（Ｚ方向）がＸ−Ｚ平面内で変化した場合、進行方向変化後のＸ方向は進行方向の変化に応じて向きを変えるが、Ｙ方向は変化しない。一方、レーザ光の進行方向（Ｚ方向）がＹ−Ｚ平面内で変化した場合、進行方向変化後のＹ方向は進行方向の変化に応じて向きを変えるが、Ｘ方向は変化しない。なお、理解のために各図では、図示されている光学素子のうち、最上流に位置する光学素子に入射するレーザ光と、最下流に位置する光学素子から出射するレーザ光とのそれぞれに対して、座標系が適宜図示される。また、その他の光学素子に対して入射するレーザ光の座標系は、必要に応じて適宜図示される。
【００１５】
反射型の光学素子に関し、光学素子に入射するレーザ光の光軸と該光学素子によって反射したレーザ光の光軸との双方を含む面を入射面とすると、「Ｓ偏光」とは、入射面に対して垂直な方向の偏光状態であるとする。一方、「Ｐ偏光」とは、光路に直交し、且つ入射面に対して平行な方向の偏光状態であるとする。
【００１６】
「許容入射角度範囲」とは、再生増幅器の入射位置における設計光軸に対して、入射レーザ光の入射角度がずれても再生増幅器がレーザ光を再生増幅して出射できる許容角度の範囲である。許容入射角度範囲は、たとえば再生増幅器の入射位置における所定位置を中心とした立体角で規定されてもよい「許容オフセット範囲」とは、再生増幅器の入射位置における設計光軸に対して、入射レーザ光の入射位置が平行にオフセットしてずれても再生増幅器がレーザ光を再生増幅して出射できる許容オフセット量の範囲である。許容オフセット範囲は、たとえば再生増幅器の入射位置における平面領域の所定位置を中心とした２次元座標範囲で規定されてもよい。なお、設計光軸とは再生増幅器を設計、改造した際の想定光軸であってよい。あるいは、設計光軸は、再生増幅器を製作後、増幅シミュレーション等により最適動作実現のために定めた光軸であってもよい。また、所定位置は、再生増幅器のレーザ光入射位置において、設計光軸に直行する平面と設計光軸とが交わる位置であってよい。
【００１７】
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明（実施の形態１）
３．１ 構成
図１に本開示の実施の形態１による例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成装置１（極端紫外光生成装置）の概略構成を示す。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザ装置３と共に用いられてもよい（ＥＵＶ光生成装置１及びレーザ装置３を含むシステムを、以下、ＥＵＶ光生成システム１１と称する）。図１に示し、かつ以下に詳細に説明されるように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ＥＵＶ光生成装置１は、ターゲット供給装置（例えばドロップレット生成器２６）を更に含んでもよい。ターゲット供給装置は、例えばチャンバ２に取り付けられていてもよい。ターゲット供給装置から供給されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又はそれらのうちのいずれか２つ以上の組合せ等を含んでもよいが、これらに限定されない。
【００１８】
チャンバ２の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられてもよい。その貫通孔をレーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３２が通過してもよい。或いは、チャンバ２には、レーザ装置３から出力され、ビームデリバリーシステム３４０を経由したパルスレーザ光３２が透過する少なくとも１つのウィンドウ２１が設けられてもよい。チャンバ２の内部には例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３が配置されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有し得る。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が露光装置６の仕様によって規定される所望の集光位置（中間焦点（ＩＦ）２９２）に位置するように配置されるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には、パルスレーザ光３３が通過することができる貫通孔２４が設けられてもよい。
【００１９】
ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御システム５を含んでもよい。また、ＥＵＶ光生成装置１は、ターゲットセンサ４を含むことができる。ターゲットセンサ４は、ターゲット２７の存在、軌道、位置等を検出してもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有してもよい。
【００２０】
更に、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２内部と露光装置６内部とを連通させる接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャが形成された壁２９１が設けられてもよい。壁２９１は、そのアパーチャがＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されてもよい。
【００２１】
更に、ＥＵＶ光生成装置１は、ビームデリバリーシステム３４０、レーザ集光光学系２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含んでもよい。ビームデリバリーシステム３４０は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置や姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。
【００２２】
３．２ 動作
図１を参照すると、レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３１は、ビームデリバリーシステム３４０を経て、パルスレーザ光３２としてウィンドウ２１を透過して、チャンバ２内に入射してもよい。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内に進み、レーザ集光ミラー２２で反射されて、パルスレーザ光３３として少なくとも１つのターゲット２７に照射されてもよい。
【００２３】
ドロップレット生成器２６からは、ターゲット２７がチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力されてもよい。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスレーザ光が照射され得る。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマからＥＵＶ光２５１が放射され得る。ＥＵＶ光２５１は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって集光されるとともに反射されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３で反射されたＥＵＶ光２５２は、中間焦点（ＩＦ）２９２を通って露光装置６に出力されてもよい。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスレーザ光が照射されてもよい。
【００２４】
ＥＵＶ光生成制御システム５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括してもよい。ＥＵＶ光生成制御システム５はターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理してもよい。ＥＵＶ光生成制御システム５は、例えば、ターゲット２７を出力するタイミングやターゲット２７の出力方向等を制御してもよい。また、ＥＵＶ光生成制御システム５は、例えば、レーザ装置３のレーザ発振タイミングやパルスレーザ光３２の進行方向やパルスレーザ光３３の集光位置等を制御してもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御を追加することもできる。
【００２５】
本開示は、高出力のパルスレーザ光を出力するレーザ装置３およびＥＵＶ光生成システム１１、ならびにこのレーザ装置３とともに用いられるＥＵＶ光生成装置１に関する。
【００２６】
４．複数のマスタオシレータを含むレーザ装置（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００２７】
４．１ 構成
図２は、実施の形態２によるレーザ装置３の概略構成を模式的に示す。図２に示すように、レーザ装置３は、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４と、光学系１０２と、再生増幅器２００と、１つ以上の増幅器３０１〜３０３とを含んでもよい。光学系１０２、再生増幅器２００および１つ以上の増幅器３０１〜３０３は、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４それぞれから出力されるシード光Ｌ１〜Ｌ４の光路上に、この順序で配置されてもよい。
【００２８】
各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４は、シングル縦モードの量子カスケードレーザであってもよいし、シングル縦モードのＣＯ２ガスレーザであってもよい。マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器３０１〜３０３が増幅可能な波長帯域で発振してもよい。
【００２９】
光学系１０２は、マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４から出力されたシード光Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ反射させる高反射ミラー１０２−１〜１０２−４を含んでもよい。各高反射ミラー１０２−１〜１０２−４は、ウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。ウエッジ基板の稜線はナイフエッジ形状であってもよい。ただし、ウェッジ基板の代わりに、平面ミラーが用いられてもよい。各高反射ミラー１０２−１〜１０２−４は、反射したシード光Ｌ１〜Ｌ４が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４および再生増幅器２００に対して配置されてもよい。ここで、許容入射角度範囲Ｒｉｎは、入射したレーザ光を再生増幅器２００が増幅し得る角度範囲であればよい。許容オフセット範囲は、入射したレーザ光を再生増幅器２００が増幅し得る範囲であればよい。なお、許容入射角度範囲Ｒｉｎの中心軸が再生増幅器２００の入射軸と称されてもよい。また、許容オフセット範囲の中心が再生増幅器２００の入射位置の中心と称されてもよい。
【００３０】
再生増幅器２００は、折返しミラー２０１、λ／４板２０２、ＥＯポッケルスセル２０３、偏光子２０４、スラブ増幅部２０５、偏光子２０６、ＥＯポッケルスセル２０７、および折返しミラー２０８を含んでもよい。スラブ増幅部２０５の内部には、ＣＯ２ガスなどの増幅媒体が充填されていてもよい。
【００３１】
λ／４板２０２、ＥＯポッケルスセル２０３、偏光子２０４、スラブ増幅部２０５、偏光子２０６、およびＥＯポッケルスセル２０７は、折返しミラー２０１および２０８で構成される光共振器の光路上に、この順序で配置されてもよい。説明のため、図２において、偏光子２０４および２０６は、それぞれの反射面が紙面に対して垂直となるように配置されているとする。しかしこの限りではなく、レーザ光と各光学素子への入射光の偏光方向とが後述する関係を保つように配置されることで、本説明と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
ここで、λ／４板２０２は、透過する光に９０°の位相差を生じさせてもよい。偏光子２０４および２０６は、入射面に対して垂直な偏光であるＳ偏光を高反射し且つ他の偏光状態で入射した光を高透過率で透過する偏光ビームスプリッタであってもよい。スラブ増幅部２０５は、光が入出力するウィンドウ２１３および２１４を備えていてもよい。偏光子２０４とＥＯポッケルスセル２０３とλ／４板２０２とは、光を再生増幅器２００内に導入するための入力カップリング部として機能してもよい。一方、偏光子２０６とＥＯポッケルスセル２０７とは、再生増幅器２００で増幅された光を出力するための出力カップリング部として機能してもよい。
【００３３】
各増幅器３０１〜３０３は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含んでもよい。増幅器３０１〜３０３は、再生増幅されたレーザ光３１ａの光路上に、この順序で配置されてもよい。
【００３４】
４．２ 動作
各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４から出力されたシード光Ｌ１〜Ｌ４は、直線偏光であってもよい。シード光Ｌ１〜Ｌ４は、光学系１０２の高反射ミラー１０２−１〜１０２−４でそれぞれ反射されてもよい。反射されたシード光Ｌ１〜Ｌ４は、シード光ＬＬとして、再生増幅器２００の偏光子２０４に入射してもよい。偏光子２０４あるいは２０６の入射面に対して垂直な偏光をＳ偏光とし、入射面と平行な偏光をＰ偏光とすると、シード光ＬＬは、偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光であってもよい。
【００３５】
つづいて、再生増幅器２００の動作について説明する。偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光のシード光ＬＬは、偏光子２０４で反射され得る。これにより、シード光ＬＬが折返しミラー２０１および折返しミラー２０８で構成される光共振器中に入射し得る。入射したシード光ＬＬは、電圧が印加されていないＥＯポッケルスセル２０３を、偏光状態を維持したまま透過してもよい。その後、シード光ＬＬは、λ／４板２０２を透過することによって円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬは、折返しミラー２０１によって反射され、再びλ／４板２０２を透過することによって、偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬは、ＥＯポッケルスセル２０３および偏光子２０４を透過し、ウィンドウ２１３を介してスラブ増幅部２０５に入射してもよい。
【００３６】
スラブ増幅部２０５には、上述のように、ＣＯ２ガスが増幅媒体として含まれ得る。スラブ増幅部２０５に入射したシード光ＬＬは、スラブ増幅部２０５内の増幅媒体を通過することによって、偏光状態を維持したまま増幅され得る。増幅後のシード光ＬＬは、ウィンドウ２１４を介してスラブ増幅部２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬａは、偏光子２０６の入射面に対してＰ偏光の状態で、偏光子２０６に入射してもよい。この入射したシード光ＬＬａは、偏光子２０６を透過し得る。偏光子２０６を透過したシード光ＬＬａは、高電圧が印加されていないＥＯポッケルスセル２０７を、偏光状態を維持したまま透過してもよい。その後、このシード光ＬＬａは、折返しミラー２０８によって反射され、再び、ＥＯポッケルスセル２０７および偏光子２０６を透過してもよい。そして、このシード光ＬＬａは、再びウィンドウ２１４を介してスラブ増幅部２０５内に入射し、スラブ増幅部２０５内の増幅媒体によってさらに増幅されてもよい。このさらに増幅されたシード光ＬＬｂは、偏光子２０４を透過してもよい。
【００３７】
ここで、ＥＯポッケルスセル２０３には、電圧が印加されてもよい。再増幅後のシード光ＬＬｂは、電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０３を透過することによって、円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｂは、λ／４板２０２を透過することによって、偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｂは、折返しミラー２０１によって反射され、再びλ／４板２０２を透過することで、円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｂは、電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０３を透過することによって、偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。そして、この変換されたシード光ＬＬｂは、再び偏光子２０４を透過し、ウィンドウ２１３を介して、ＣＯ２ガスを含むスラブ増幅部２０５に入射してもよい。
【００３８】
以上のように、再生増幅器２００に入射したシード光ＬＬは、折返しミラー２０１および２０８で構成される光共振器内を所定回数往復することで、再生増幅されてもよい。
【００３９】
シード光ＬＬが光共振器内を所定回数往復後、ＥＯポッケルスセル２０７には、電圧が印加されてもよい。これにより、偏光子２０６の入射面に対してＰ偏光であるシード光ＬＬｃは、電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０７を透過することで円偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｃは、折返しミラー２０８によって反射されてもよい。そして、この円偏光のシード光ＬＬｃは、再び電圧が印加されたＥＯポッケルスセル２０７を透過することによって、偏光子２０６の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｃは、偏光子２０６によって反射されることで、再生増幅されたレーザ光３１ａとして出力され得る。なお、レーザ光３１ａを出力後、ＥＯポッケルスセル２０３および２０７への電圧の印加を停止し、次のシード光ＬＬの入射を待機してもよい。
【００４０】
以上のように、再生増幅器２００に入射したシード光ＬＬは、光共振器中を所定回数往復する過程で、光軸に近い一部の光束のみが再生増幅され得る。したがって、光学系１０２で反射したシード光ＬＬは、再生増幅器２００で再生増幅され得る光束成分を含むような条件（入射角度や入射位置のずれ等）で、再生増幅器２００に入射するとよい。
【００４１】
再生増幅されたレーザ光３１ａは、１つ以上の増幅器３０１〜３０３によってさらに増幅されてもよい。この増幅後のパルスレーザ光３１は、ＥＵＶ光生成装置１に導入されてもよい。
【００４２】
４．３ 作用
実施の形態２によれば、再生増幅器２００によって増幅可能なシード光ＬＬの入射条件となるように、光学系１０２が複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４と再生増幅器２００との間の光路上に配置され得る。それにより、各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４から出力されるシード光Ｌ１〜Ｌ４を、１つの再生増幅器２００によって再生増幅することが可能となる。さらに、実施の形態２によれば、複数のシード光Ｌ１〜Ｌ４の光路を一致させる素子（たとえば部分反射ミラーやグレーティングなど）が不要となるので、シード光ＬＬの再生増幅器２００への注入効率が改善され得る。
【００４３】
なお、実施の形態２では、光学系１０２が少なくとも１つの高反射ミラー１０２−１〜１０２−４を用いて構成された場合を例示した。ただし、本開示はこれに限定されない。たとえば、高反射ミラー、屈折プリズム、および高反射プリズムのうち少なくとも１つの光学素子を用いて、光学系を構成することも可能である。すなわち、本開示では、再生増幅器２００が再生増幅可能な入射条件（入射角度や入射位置のずれ等）で少なくとも１つのシード光を再生増幅器２００に入射させ得る光学系であればよい。
【００４４】
５．シード光を再生増幅器において再生増幅可能な入射角度および入射位置で再生増幅器に入射させる光学系
つづいて、上述した光学系１０２の他の例を、以下に変形例として、図面を用いて詳細に説明する。
【００４５】
５．１ 複数の反射光学素子を含む光学系（変形例１）
図３は、変形例１による光学系１１２を含むレーザ装置３Ａの概略構成を模式的に示す。図３に示すように、変形例１によるレーザ装置３Ａは、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ａでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１１２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ａでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４の配置が、光学系１０２から光学系１１２への置き換えにともなって変更されていてもよい。
【００４６】
光学系１１２は、高反射ミラー１１２−１および１１２−３と、高反射プリズム１１２−２とを含んでもよい。高反射ミラー１１２−１および１１２−３は、それぞれウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。ウエッジ基板の稜線はナイフエッジ形状であってもよい。高反射プリズム１１２−２は、ウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。さらに好ましくは、高反射プリズム１１２−２はその頂角がナイフエッジ形状のプリズムであってもよい。その上で、高反射プリズム１１２−２の頂角を挟む２面には、高反射膜がコーティングされていてもよい。
【００４７】
高反射ミラー１１２−１および１１２−３は、マスタオシレータ１０１−１および１０１−４から出力されたシード光Ｌ１およびＬ４をそれぞれ再生増幅器２００へ反射するように、配置されてもよい。高反射プリズム１１２−２は、マスタオシレータ１０１−２および１０１−３から出力されたシード光Ｌ２およびＬ３を再生増幅器２００へ反射するように、配置されてもよい。
【００４８】
複数の高反射ミラー１１２−１、１１２−３、および高反射プリズム１１２−２は、反射したシード光Ｌ１〜Ｌ４が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−４および再生増幅器２００に対して配置されてもよい。複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４および光学系１１２に含まれる光学素子は、再生増幅器２００に対するシード光Ｌ１〜Ｌ４の入射対称軸ＡＡを軸として略線対称になるように配置されてもよい。
【００４９】
変形例１によれば、光学系１１２を構成する光学素子の数を低減させ得る。
【００５０】
５．２ 屈折光学素子を含む光学系（変形例２）
図４は、変形例２による光学系１２２を含むレーザ装置３Ｂの概略構成を模式的に示す。図４に示すように、変形例２によるレーザ装置３Ｂは、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ｂでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１２２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ｂでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４の配置が、光学系１０２から光学系１２２への置き換えにともなって変更されていてもよい。
【００５１】
光学系１２２は、高反射ミラー１２２−１および１２２−３と、屈折プリズム１２２−２とを含んでもよい。高反射ミラー１２２−１および１２２−３は、それぞれウエッジ基板に高反射膜がコーティングされた構成を備えてもよい。ウエッジ基板の稜線はナイフエッジ形状であってもよい。屈折プリズム１２２−２は、ウエッジ基板に反射防止膜がコーティングされた構成を備えてもよい。さらに好ましくは、屈折プリズム１２２−２は、その頂角がナイフエッジ形状のプリズムであってもよい。その上で、屈折プリズム１２２−２の頂角を挟む２面には、反射防止膜がコーティングされていてもよい。
【００５２】
高反射ミラー１２２−１および１２２−３は、マスタオシレータ１０１−１および１０１−４から出力されたシード光Ｌ１およびＬ４をそれぞれ再生増幅器２００へ反射するように、配置されてもよい。屈折プリズム１２２−２は、マスタオシレータ１０１−２から出力されたシード光Ｌ２を再生増幅器２００へ向けて屈折するように、配置されてもよい。なお、マスタオシレータ１０１−３から出力されたシード光Ｌ３は、再生増幅器２００へ直接入射してもよい。
【００５３】
複数の高反射ミラー１２２−１、１２２−３、および屈折プリズム１２２−２は、反射または屈折したシード光Ｌ１、Ｌ２、およびＬ４が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、各マスタオシレータ１０１−１、１０１−２、１０１−４、および再生増幅器２００に対して配置されてもよい。マスタオシレータ１０１−３は、シード光Ｌ３が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、再生増幅器２００に対して配置されてもよい。
【００５４】
変形例２によれば、変形例１と同様に、光学系１２２を構成する光学素子の数を低減させ得る。
【００５５】
６．シード光を拡散光に変換して再生増幅器に入射させる光学系
つづいて、上述した光学系１０２のさらなる他の例を、以下に変形例として、図面を用いて詳細に説明する。
【００５６】
６．１ 光ファイバを含む光学系（変形例３）
複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎの束（シード光ＬＬ）は、拡散光ＬＬ１であってもよい。この拡散光ＬＬ１は、収束光ＬＬ２に変換されてもよい。この収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００で再生増幅され得る光束成分を含んでいればよい。
【００５７】
６．１．１ 構成
図５は、変形例３による光学系１３２を含むレーザ装置３Ｃの概略構成を模式的に示す。図５に示すように、変形例３によるレーザ装置３Ｃは、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ｃでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１３２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ｃでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−４の配置が、光学系１０２から光学系１３２への置き換えにともなって変更されていてもよい。さらに、レーザ装置３Ｃでは、シード光ＬＬの代わりに収束光ＬＬ２が再生増幅器２００に入射してもよい。
【００５８】
光学系１３２は、光導波部（たとえば光ファイバ１３２−１）と、集光レンズ１３２−４とを含んでもよい。光ファイバ１３２−１は、シード光Ｌ１〜Ｌｎを導波するとともに拡散光ＬＬ１に変換する変換光学素子であってもよい。
【００５９】
マスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎは、それぞれから出力されるシード光Ｌ１〜Ｌｎが光ファイバ１３２−１の光入力部１３２−２に入射するように、配置されてもよい。光入力部１３２−２は、光ファイバ１３２−１のピグテールであってもよい。マスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎは、光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内になる角度で各シード光Ｌ１〜Ｌｎが光入力部１３２−２に入射するように、配置されるとよい。光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内になる角度で光入力部１３２−２に入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１中を伝播し得る。
【００６０】
光ファイバ１３２−１は、入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散光ＬＬ１に変換して、光出力部１３２−３から出射してもよい。光出力部１３２−３は、光ファイバ１３２−１のピグテールであってもよい。
【００６１】
集光レンズ１３２−４は、光出力部１３２−３から出射した拡散光ＬＬ１が集光され、収束光ＬＬ２に変換されてから、再生増幅器２００に入射するように、配置されてもよい。この際、光出力部１３２−３および集光レンズ１３２−４は、この変換された収束光ＬＬ２が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、それぞれ再生増幅器２００に対して配置されてもよい。この集光レンズ１３２−４は、省略されてもよい。集光レンズ１３２−４を省略する場合は、拡散光ＬＬ１のうち所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲にある光束のみが再生増幅器される。
【００６２】
なお、光ファイバ１３２−１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体とした再生増幅器２００が増幅可能な波長成分を伝播可能であるとよい。光ファイバ１３２−１の材料は、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌＥｔｈｅｌＫｅｔｈｏｎｅ：ＰＥＥＫ）等であってもよい。光ファイバ１３２−１のコアは、たとえばハロゲン化銀等でもよい。光ファイバ１３２−１の代わりに、内側面に高反射膜がコーティングされた中空のライトパイプが用いられてもよい。なお、光ファイバ１３２−１は偏波面保持光ファイバであると好ましい。
【００６３】
６．１．２ 動作
各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１の光入力部１３２−２に入射してもよい。各シード光Ｌ１〜Ｌｎの光入力部１３２−２に対する入射角度は、光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内であるとよい。光ファイバ１３２−１のＮＡの範囲内になる角度で各シード光Ｌ１〜Ｌｎを光入力部１３２−２に入射させることで、シード光Ｌ１〜Ｌｎが光ファイバ１３２−１内に入射し得る。たとえば光ファイバ１３２−１の材料にＰＥＥＫを用い、光ファイバ１３２−１の直径を１ｍｍとした場合、この光ファイバ１３２−１のＮＡは、０．２５程度となり得る。
【００６４】
光ファイバ１３２−１に入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１中を通過する過程で光ファイバ１３２−１のコアとクラッドの境界面で何回も反射されることで混合されつつ、光ファイバ１３２−１の光出力部１３２−３に到達してもよい。この混合されたシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光出力部１３２−３のＮＡで拡散されつつ拡散光ＬＬ１として出力されてもよい。
【００６５】
光ファイバ１３２−１の光出力部１３２−３から出力された拡散光ＬＬ１は、集光レンズ１３２−４によって集光され、収束光ＬＬ２に変換されてもよい。この収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００の偏光子２０４に入射してもよい。ここで、収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分を含んでいればよい。また、各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎが直線偏光であり、かつ光ファイバ１３２−１が偏波面保持光ファイバである場合、シード光Ｌ１〜Ｌｎの偏光状態が収束光ＬＬ２において保持されてもよい。よって、収束光ＬＬ２が偏光子２０４によって反射される際に、反射光の光量が低下することを抑制できてもよい。
【００６６】
再生増幅器２００に入射した収束光ＬＬ２のうち再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分は、シード光ＬＬと同様に、再生増幅器２００の光共振器内を所定の回数往復することで再生増幅され得る。その後、再生増幅されたレーザ光３１ａが偏光子２０６から出力されてもよい。
【００６７】
６．１．３ 作用
変形例３によれば、光ファイバ１３２−１の光入力部１３２−２の位置を再生増幅器２００への光入射位置に対して比較的自由に設定できる。そのため、レーザ装置３Ｃの設計自由度を向上できる。また、各々のシード光Ｌ１〜Ｌｎは、光ファイバ１３２−１内で混合された後、光ファイバ１３２−１の光出力部１３２−３から拡散光ＬＬ１として出力され得る。その拡散光ＬＬ１は、集光レンズ１３２−４を介することで、収束光ＬＬ２に変換され、再生増幅可能な光束成分を含むように、再生増幅器２００に入射され得る。その結果、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから再生増幅器２００までの光路上に配置される光学素子のアライメントが容易となり得る。
【００６８】
変形例３では、光導波路として光ファイバを使用した場合を例示した。ただし、この形態に限定されない。たとえば、光ファイバ１３２−１の代わりに、中空のライトパイプが用いられてもよい。また、光ファイバ１３２−１の代わりに、シード光Ｌ１〜Ｌｎを透過させ得る円柱状の光学素子が用いられてもよい。この円柱状の光学素子の材料は、たとえばＺｎＳｅであってもよい。さらに、光ファイバ１３２−１の代わりに、中空のミラー基板の内側面にシード光Ｌ１〜Ｌｎを高反射させ得る膜がコーティングされた高反射ミラーが用いられてもよい。集光レンズ１３２−４は、集光ミラーに置き換えることもできる。
【００６９】
６．２ ビーム拡散素子を含む光学系（変形例４）
また、シード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散光ＬＬ２に変換する素子として、光ファイバ１３２−１に代えて、拡散板を用いてもよい。
【００７０】
６．２．１ 構成
図６は、変形例４による光学系１４２を含むレーザ装置３Ｄの概略構成を模式的に示す。図６に示すように、変形例４による光学系１４２は、図２に示すレーザ装置３と同様の構成を備えてもよい。ただし、レーザ装置３Ｄでは、レーザ装置３における光学系１０２が、光学系１４２に置き換えられてもよい。また、レーザ装置３Ｄでは、レーザ装置３におけるマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎの配置が、光学系１０２から光学系１４２への置き換えにともなって変更されていてもよい。さらに、レーザ装置３Ｄでは、シード光ＬＬの代わりに収束光ＬＬ２が再生増幅器２００に入射してもよい。
【００７１】
光学系１４２は、拡散板１４２−１と、集光レンズ１４２−２とを含んでもよい。拡散板１４２−１は、シード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散光ＬＬ１に変換する変換光学素子であってもよい。
【００７２】
マスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎは、それぞれから出力されるシード光Ｌ１〜Ｌｎが拡散板１４２−１に入射するように、配置されてもよい。
【００７３】
集光レンズ１４２−２は、拡散板１４２−１から出射した拡散光ＬＬ１が集光され、収束光ＬＬ２に変換されてから、再生増幅器２００に入射するように、配置されてもよい。この際、集光レンズ１４２−２は、収束光ＬＬ２が所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するように、再生増幅器２００に対して配置されてもよい。この集光レンズ１４２−２は、省略されてもよい。この場合は、拡散光ＬＬ１の光束成分のうち所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射した光が再生増幅されてもよい。
【００７４】
なお、拡散板１４２−１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体とした再生増幅器２００が増幅可能な波長成分を透過可能であるとよい。拡散板１４２−１の材料は、ＺｎＳｅ等であってもよい。拡散板１４２−１の表面には、入射したシード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散する微小の凹凸が無数に形成されていてもよい。この凹凸は、サンドブラスト等で形成されてもよい。拡散板１４２−１の代わりに、マイクロフライアイレンズやフレネルレンズなどを組み合わせたディフラクティブオプティカルエレメント（ＤＯＥ）が用いられてもよい。
【００７５】
６．２．２ 動作
各々のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから出力されたシード光Ｌ１〜Ｌｎは、拡散板１４２−１の所定の領域に入射してもよい。各シード光Ｌ１〜Ｌｎの入射角度および入射位置は、拡散板１４２−１によって拡散され集光レンズ１４２−２によって集光される収束光ＬＬ２の光束成分の一部でも、所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射するような角度および位置であればよい。望ましくは、各シード光Ｌ１〜Ｌｎの入射角度および入射位置は、所定の許容入射角度範囲Ｒｉｎ内且つ所定の許容オフセット範囲内で再生増幅器２００に入射する光量が最大となるような前記角度および前記位置であってもよい。
【００７６】
シード光Ｌ１〜Ｌｎは、拡散板１４２−１によって拡散され、混合されて、拡散板１４２−１から拡散光ＬＬ１として出力され得る。拡散光ＬＬ１は、集光レンズ１４２−２によって集光され、収束光ＬＬ２に変換されてから、再生増幅器２００の偏光子２０４に入射してもよい。ここで、収束光ＬＬ２は、再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分を含んでいればよい。
【００７７】
再生増幅器２００に入射した収束光ＬＬ２のうち再生増幅器２００が再生増幅可能な光束成分は、シード光ＬＬと同様に、再生増幅器２００の光共振器内を所定の回数往復することで再生増幅され得る。その後、再生増幅されたレーザ光３１ａが偏光子２０６から出力されてもよい。
【００７８】
６．２．３ 作用
変形例４によれば、拡散板１４２−１を利用して複数のシード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散し混合した後、収束光ＬＬ２に変換して再生増幅器２００に入射され得る。その結果、複数のマスタオシレータ１０１−１〜１０１−ｎから再生増幅器２００までの光路上に配置される光学素子のアライメントが容易となり得る。
【００７９】
また、シード光Ｌ１〜Ｌｎを拡散する拡散素子に、マイクロフライアイレンズやフレネルレンズなどを組み合せたＤＯＥを用いてもよい。この場合、光束の拡散立体角を調整することができる。この結果、たとえば表面に砂目を持つ拡散板１４２−１を使用した場合と比較して、それぞれのシード光Ｌ１〜Ｌｎの再生増幅器２００への注入光量を増大し得る。
【００８０】
なお、変形例４では、透過型の拡散素子を用いたが、これに限定されない。たとえば、反射型の拡散素子を用いてもよい。同様に集光レンズ１４２−２は集光ミラーであってもよい。
【００８１】
７．補足説明
以下に、上述した実施の形態に対する補足の説明をする。
【００８２】
７．１ 再生増幅器の変形例
まず、上述した再生増幅器２００の変形１を説明する。
【００８３】
７．１．１ 構成
図７は、変形例による再生増幅器２００Ａの概略構成を模式的に示す。図７に示すように、再生増幅器２００Ａは、折返しミラー２０１と、λ／４板２０２と、ＥＯポッケルスセル２０３と、偏光子２０４と、スラブ増幅部２０５と、偏光子２０６と、ＥＯポッケルスセル２０７と、折返しミラー２０８とを備えてもよい。折返しミラー２０１および２０８は、光共振器を構成してもよい。λ／４板２０２、ＥＯポッケルスセル２０３、偏光子２０４、スラブ増幅部２０５、偏光子２０６、およびＥＯポッケルスセル２０７は、一対の折返しミラー２０１および２０８で構成される光共振器の光路上に、折返しミラー２０１側から順に、この順序で配列されてもよい。
【００８４】
スラブ増幅部２０５は、凹面高反射ミラー２１１と、増幅領域２１５と、凹面高反射ミラー２１２とを内部に備えていてもよい。増幅領域２１５は、一対の放電電極（たとえば図１０の放電電極２１５ａおよび２１５ｂ参照）間の領域であってもよい。この増幅領域２１５には、ＣＯ２ガスなどの増幅媒体が充填されていてもよい。
【００８５】
凹面高反射ミラー２１１および２１２は、スラブ増幅部２０５内の増幅領域２１５をシード光が複数回通過するマルチパスＣ２を形成してもよい。凹面高反射ミラー２１１および２１２の反射面は、たとえば、入射側の光路Ｃ１上のシード光ＬＬの像（これを入力ビーム像という）Ｉａを出射側の光路Ｃ３上の何れかの位置に転写ビーム像Ｉｂとして転写し得るように、球面の凹面形状を設計していてもよい。入射ビーム像Ｉａの位置は、光路Ｃ１上のいずれであってもよい。
【００８６】
このように、光路Ｃ１上の入力ビーム像Ｉａを光路Ｃ３上に転写ビーム像Ｉｂとして転写する構成としてもよい。これにより、マルチパス（ｚｉｇｚａｇ）を形成することで光共振器の光路長を長くした場合でも、入射したシード光ＬＬのビーム軸のずれに対するレーザ光３１ａのビーム軸および出射位置のずれの増大を抑制することができる。
【００８７】
なお、図７では、入射ビーム像Ｉａの位置を、入射側の光路Ｃ１と凹面高反射ミラー２１２の反射面の中央部に接する面とが交わる位置としている。また、転写ビーム像Ｉｂの位置を、出射側の光路Ｃ３と凹面高反射ミラー２１１の反射面の中央部に接する面とが交わる位置としている。ただし、本開示はこれに限られない。たとえば、折返しミラー２０１の位置でのシード光ＬＬの入力ビーム像Ｉａが、折返しミラー２０８の位置に、転写ビーム像Ｉｂとして転写されてもよい。また、偏光子２０４の位置でのシード光ＬＬの入力ビーム像Ｉａが、偏光子２０６の位置に、転写ビーム像Ｉｂとして転写されてもよい。
【００８８】
７．１．２ 動作
つづいて、図７に示す再生増幅器２００Ａの動作を、図８を用いて詳細に説明する。なお、図８では、再生増幅器２００Ａに入射したシード光ＬＬが折返しミラー２０１および２０８が形成する光共振器中を１往復半する場合の動作を説明する。図８において、図８（ａ）は、図７に示す再生増幅器２００Ａの光路を入力ビームの進行に沿って模式的に説明するための図である。図８（ｂ）は、図７に示す再生増幅器２００Ａにおけるスラブ増幅器２０５内の各位置におけるビーム転写像を概略的に示す光学システム図である。図８（ｃ）〜（ｆ）は、図７に示す再生増幅器２００Ａの概略動作を示すタイミングチャートである。
【００８９】
図８に示すように、シード光ＬＬは、タイミングｔ１（図８（ｃ）参照）で、偏光子２０４（図８（ａ）参照）に入射してもよい。入射したシード光ＬＬのうち偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光の成分は、偏光子２０４によって高反射され、再生増幅器２００Ａ内に入射し得る。入射したシード光ＬＬは、まず、電圧Ｖａが印加されていない状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を位相変化なく透過した後、λ／４板２０２を透過してもよい。シード光ＬＬは、λ／４板２０２を透過する際、９０°の位相差が生じることで、円偏光に変換されてもよい。次に、シード光ＬＬは、折返しミラー２０１で高反射した後、再びλ／４板２０２を透過してもよい。λ／４板２０２を透過する際、シード光ＬＬは、偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。次にシード光ＬＬは、電圧Ｖａが印加されていない状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を位相変化なく透過し、さらに、偏光子２０４を反射されることなく透過し得る。その後、シード光ＬＬは、タイミングｔ２（図８（ａ）参照）にてスラブ増幅器２０５に入射してもよい。スラブ増幅器２０５に入射したシード光ＬＬは、図８（ｂ）のタイミングｔ３において凹面高反射ミラー２１１で反射され、次に、図８（ｂ）のタイミングｔ４において凹面高反射ミラー２１２で反射されてもよい。それにより、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１往復半通過してもよい。これに限らず、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１回以上往復してもよい。この結果、シード光ＬＬがマルチパス増幅され得る。
【００９０】
その後、マルチパス増幅されたシード光ＬＬａは、タイミングｔ５で、スラブ増幅器２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬａは、偏光子２０６を透過し得る。そして、シード光ＬＬａは、電圧Ｖｂが印加されていない状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を位相変化なく透過した後、折返しミラー２０８で高反射されてもよい。高反射されたシード光ＬＬａは、電圧Ｖｂが印加されていない状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を透過し、さらに偏光子２０６を透過してもよい。そして、シード光ＬＬａは、タイミングｔ６（図８（ａ）参照）で、再びスラブ増幅器２０５内に入射してもよい。スラブ増幅器２０５に入射したシード光ＬＬａは、図８（ｂ）のタイミングｔ７において凹面高反射ミラー２１２で反射され、次に図８（ｂ）のタイミングｔ８において凹面高反射ミラー２１１で反射されてもよい。それにより、シード光ＬＬａは、凹面高反射ミラー２１２および２１１間を１往復半通過してもよい。これに限らず、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１２および２１１間を１回以上往復してもよい。この結果、シード光ＬＬａが再度、マルチパス増幅され得る。
【００９１】
その後、再度マルチパス増幅されたシード光ＬＬｂは、タイミングｔ９で、スラブ増幅器２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬｂは、偏光子２０４を透過した後、所定の値の電圧Ｖａが印加された状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を通過してもよい。図８に示す例では、ＥＯポッケルスセル２０３に電圧Ｖａを印加する期間はｔ２〜ｔ１３の期間のうちで、破線で示した少なくともｔ９〜ｔ１０の期間であってもよい。電圧Ｖａが印加された状態のＥＯポッケルスセル２０３は、透過するシード光ＬＬｂに９０°の位相差を生じさせてもよい。これにより、シード光ＬＬｂが円偏光に変換されてもよい。つづいて、この変換されたシード光ＬＬｂは、λ／４板２０２を透過することで偏光子２０４の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。次に、シード光ＬＬｂは、折返しミラー２０１で高反射された後、再びλ／４板２０２を透過することで、円偏光に変換されてもよい。つづいて、この変換されたシード光ＬＬｂは、電圧Ｖａが印加された状態（図８（ｄ）参照）のＥＯポッケルスセル２０３を透過することで、再び偏光子２０４の入射面に対してＰ偏光に変換されてもよい。次に、シード光ＬＬｂは、偏光子２０４を反射されることなく透過した後、タイミングｔ１０（図８（ａ）参照）で、再びスラブ増幅器２０５に入射してもよい。入射したシード光ＬＬｂは、図８（ｂ）のタイミングｔ１１において凹面高反射ミラー２１１で反射され、図８（ｂ）のタイミングｔ１２において凹面高反射ミラー２１２で反射され、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１往復半通過してもよい。これに限らず、シード光ＬＬは、凹面高反射ミラー２１１および２１２間を１回以上往復してもよい。この結果、シード光ＬＬｂがさらにマルチパス増幅され得る。
【００９２】
その後、さらにマルチパス増幅されたシード光ＬＬｃは、タイミングｔ１３で、スラブ増幅器２０５から出射してもよい。出射したシード光ＬＬｃは、偏光子２０６を透過した後、電圧Ｖｂが印加された状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を透過することで、円偏光に変換されてもよい。なお、図８に示す例では、ＥＯポッケルスセル２０７に電圧Ｖｂを印加する期間をタイミングｔ６〜ｔ１５の期間のうちで、少なくともｔ１３〜ｔ１５の期間としてもよく、電圧Ｖｂの印加を停止するタイミングは再生増幅器２００Ａから再生増幅後のレーザ光３１ａが出力された後としてもよい。
【００９３】
つづいて、円偏光に変換されたシード光ＬＬｃは、折返しミラー２０８で高反射された後、再び電圧Ｖｂが印加された状態（図８（ｅ）参照）のＥＯポッケルスセル２０７を透過することで、偏光子２０６の入射面に対してＳ偏光に変換されてもよい。この変換されたシード光ＬＬｃは、偏光子２０６で高反射され得る。これにより、マルチパスで再生増幅されたシード光ＬＬｃが、タイミングｔ１４（図８（ｆ）参照）以降、レーザ光３１ａとして再生増幅器２００Ａから出力され得る。
【００９４】
以上のように、再生増幅器２００Ａに入射したシード光ＬＬは、折返しミラー２０１および２０８が形成する光共振器内を往復する際にスラブ増幅器２０５内の増幅領域２１５を複数回通過することで、マルチパス増幅され得る。なお、再生増幅器２００Ａ内に入射したシード光ＬＬは、所望する光強度以上に再生増幅されるまで、光共振器内を往復してもよい。
【００９５】
以上の構成によれば、スラブ増幅器２０５内を往復するマルチパスの入力側の光学像（入力ビーム像Ｉａ）がそのままマルチパスの出力側に転写ビーム像Ｉｂとして転写され得る。そのため、マルチパス増幅光路を形成して再生増幅器の光共振器光路長を長くした場合でも、入射側のシード光ＬＬのビーム軸のずれに伴う出射側のレーザ光３１ａのビーム軸のずれが、光路長の長さに応じて増大することを低減し得る。この結果、再生増幅器２００Ａから出力されたレーザ光３１ａのビーム軸の安定化が可能となる。
【００９６】
７．１．３ 他の変形例
また、図８に示した再生増幅器２００Ａは、図９および図１０に示すようにも変形することができる。すなわち、図８では、凹面高反射ミラー２１１および２１２が、増幅領域２１５を１往復半するマルチパスＣ２を形成する場合を例示した。ただし、これに限らず、図９および図１０に示すように、凹面高反射ミラー２１１および２１２が増幅領域２１５をより多く往復するマルチパスＣ２２を形成してもよい。なお、図９は、他の変形例による再生増幅器２００Ｂの概略構成を模式的に示す。図１０は、図９の再生増幅器２００Ｂをシード光ＬＬの入射ビーム軸方向から見た際の概略構成を模式的に示す。
【００９７】
７．２ ＣＯ２ガスを含む増幅器の特性とマルチライン増幅
つぎに、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器について補足説明する。なお、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器は、再生増幅器２００（再生増幅器２００Ａおよび２００Ｂを含む）に限らず、増幅器３０１〜３０３などが含まれてもよい。
【００９８】
７．２．１ ＣＯ２ガスを含む増幅器の増幅波長領域
まず、増幅器の増幅波長帯域について説明する。図１１は、少なくともＣＯ２ガスを増幅媒体として含む増幅器が持つ増幅波長帯域のゲイン特性を示す。図１２は、図１１に示すゲイン特性に基づいて増幅されたレーザ光ＬＬの光強度を示す。ＣＯ２ガスなどの増幅媒体は、複数の増幅波長帯域（例：モードＰ（１８）、Ｐ（２０）、Ｐ（２２）、Ｐ（２４）、Ｐ（２６）、Ｐ（２８）、Ｐ（３０）等）Ｓ１〜Ｓ７を備え得る。各々の増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７の幅Δλは、たとえば約０．００１６μｍであり得る。また、増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７のゲイン特性は、それぞれ異なり得る。
【００９９】
ここで、図１１の破線に示すように、シード光ＬＬの波長スペクトルプロファイルＳ１０が、モードＰ（２０）からＰ（３０）までをカバーする程度にブロードなスペクトルプロファイルであると仮定する。この場合、図１２に示すように、ＣＯ２ガスを含む増幅媒体によって増幅されたシード光ＬＬは、各々の増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ７のゲイン特性に応じた光強度を持つ波長スペクトルプロファイルＳ１２〜Ｓ１７のレーザ光として、増幅器から出力され得る。
【０１００】
７．２．２ 複数のマスタオシレータによるマルチライン増幅
つぎに、増幅器によるマルチライン増幅について説明する。なお、以下では、３つのマスタオシレータ１０１−１〜１０１−３を用いた場合を例に挙げる。図１３は、増幅器におけるモードＰ（１８）〜Ｐ（３０）それぞれに対応する増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７のゲイン特性と、シード光Ｌ１〜Ｌ３の光強度とを示す。図１４は、図１３に示すゲイン特性に基づいて増幅された各シード光Ｌ１〜Ｌ３の光強度を示す。
【０１０１】
複数のマスタオシレータから各々出力される各シード光の光強度は、たとえばモードＰ（１８）〜Ｐ（３０）それぞれに対応する増幅波長帯域Ｓ１〜Ｓ７のゲイン特性の比に対応して調節されてもよい。図１３においては、シード光Ｌ１〜Ｌ３の光強度は増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ４のゲイン特性の比に対応して調節されている場合を示す。この場合、図１４に示すように、各増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ４で増幅されたレーザ光Ｌ１１〜Ｌ３１の光強度が略等しくなるように、シード光Ｌ１〜Ｌ３を複数の増幅波長帯域を用いたマルチライン増幅することが可能となる。
【０１０２】
マルチライン増幅によれば、シード光Ｌ１〜Ｌ３がモードＰ（２０）のシングルラインのみで増幅した場合に比べて、増幅効率が約１．０〜１．５倍に改善され得る。
【０１０３】
なお、この説明では、シングル縦モードのマスタオシレータ１０１−１〜１０１−３の発振波長が全て異なり、且つ、各マスタオシレータ１０１−１〜１０１−３から出力されたシード光Ｌ１〜Ｌ３が異なる増幅波長帯域Ｓ２〜Ｓ４で増幅される場合を例示する。ただし、これに限定されない。たとえば、複数のマスタオシレータのうち少なくとも２つが同じ増幅波長帯域に含まれる波長で発振してもよい。また、複数のマスタオシレータのうち少なくとも１つがマルチ縦モード発振してもよい。
【０１０４】
７．３ 許容入射範囲に関するシミュレーション
つぎに、再生増幅器にシード光を入射する場合の、所定の許容入射角度範囲および所定の許容オフセット範囲について例示する。シード光の入射許容範囲を、上述した実施の形態２に対して、シミュレーションを行って算出した。以下では、図９および図１０に示した再生増幅器２００Ｂに対して、シミュレーションを行った場合を説明する。
【０１０５】
７．３．１ シミュレーション条件
ここでは、以下に示す条件の下でシミュレーションを行うものとする。
（シミュレーション条件）
・凹面高反射ミラー２１１から凹面高反射ミラー２１２までの距離は、１０００ｍｍ
・光路が増幅領域２１５を通過する回数は、９回
・入力ビーム像Ｉａの位置から折返しミラー２０１までの距離は、３００ｍｍ
・転写ビーム像Ｉｂの位置から折返しミラー２０８までの距離は、３００ｍｍ
・放電電極２１５ａおよび２１５ｂ間の距離は、３ｍｍ
・再生増幅器のラウンドトリップ回数は、１０回
・基準となるシード光ＬＬの入射ビーム径は、３ｍｍ
・基準となるシード光ＬＬの入射波面曲率半径は、無限大
【０１０６】
また、シミュレーションにおいては、シード光ＬＬの光路軸の基準が以下のように定義されている。図１０に示すように、平板状の放電電極２１５ａと２１５ｂとの中間面内であって、凹面高反射ミラー２１１および２１２とウィンドウ２１３および２１４とを除く各光学素子の略中心を通過する軸を再生増幅器２００Ｂの中心軸とする。その上で、シード光ＬＬの光路が、再生増幅器２００Ｂの中心軸と一致する場合のシード光ＬＬの光路軸の中心が基準（＝０）と定義される。また、再生増幅器２００Ｂ内の光軸と平行な方向が水平方向（図１０のＸ方向）と定義され、再生増幅器２００Ｂの光軸を含む面に対して垂直な方向が垂直方向（図１０のＹ方向）と定義されている。また、図１０における座標系の矢印方向が＋方向と定義され、それと反対方向が−方向と定義されている。
【０１０７】
７．３．２ シミュレーション結果
シミュレーションの結果を、図１５〜図２０に示す。図１５は、シード光ＬＬの入力ビーム径および入力波面曲率と結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。図１６は、シード光ＬＬの水平方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。図１７は、シード光ＬＬの垂直方向の入射角度および入力オフセットと結合効率との関係を示すシミュレーション結果である。図１８は、シード光ＬＬの入力ビーム径および入力波面曲率と増幅後のレーザ光３１ａの出力ビーム径との関係を示すシミュレーション結果である。図１９は、増幅後のレーザ光３１ａのビームプロファイルを示すシミュレーション結果である。
【０１０８】
図１５に示すように、入力波面曲率が−１．６ｍ（＝１／−０．６ １／ｍ）から１ｍ（＝１／１ １／ｍ）程度の範囲では、入力波面曲率の変化に対して結合効率がほとんど変化しないという結果が得られた。また、入力ビーム径が１ｍｍから２ｍｍ程度の範囲では、入力ビーム径の増加に伴い、結合効率が０．６程度から徐々に上昇するという結果が得られた。一方、入力ビーム径が２ｍｍから４ｍｍ程度の範囲では、入力ビーム径の変化に対して結合効率が略１を維持するという結果が得られた。
【０１０９】
図１６に示すように、水平方向の入射角度が−２ｍｒａｄから＋２ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに水平方向の入射角度が−１．５ｍｒａｄから＋１．５ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。また、水平方向の入力オフセット（中心からのずれ）が−１．３ｍｍから＋１．３ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに水平方向の入力オフセットが−０．５ｍｍから＋０．５ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。同様に、図１７に示すように、垂直方向の入射角度が−２ｍｒａｄから＋２ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに垂直方向の入射角度が−１．８ｍｒａｄから＋１．８ｍｒａｄ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。また、垂直方向の入力オフセット（中心からのずれ）が−１．２ｍｍから＋１．２ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．６以上という良好な結果が得られた。とくに垂直方向の入力オフセットが−０．５ｍｍから＋０．５ｍｍ程度の範囲では、結合効率が０．８以上という、極めて良好な結果が得られた。
【０１１０】
図１８に示すように、入力ビーム径が１ｍｍから４ｍｍの範囲では、入力ビーム径の変化に対してレーザ光３１ａの出力ビーム径が略３．３ｍｍを維持するという結果が得られた。また、入力波面曲率が−１．６ｍ（＝１／−０．６ １／ｍ）から１ｍ（＝１／１ １／ｍ）程度の範囲では、入力波面曲率の変化に対してレーザ光３１ａの出力ビーム径が略３．３ｍｍを維持するという結果が得られた。すなわち、レーザ光３１ａの出力ビーム径は、シード光ＬＬの入力ビーム径および入力波面曲率が変化しても略一定であるという結果が得られた。
【０１１１】
また、図１９から読み取れるように、レーザ光３１ａの出力面におけるビームプロファイルとしては、以下のような結果が得られた。
（レーザ光３１ａのビームプロファイル）
・ビーム径：１．６３ｍｍ×１．６９ｍｍ
・波面曲率半径ＲｏＣ：−３．６５ｍ×−１．８２ｍ（収束）
・ビーム質Ｍ２：１．１４×１．３４
・ビームウエスト半径：１．６０ｍｍ×１．６０ｍｍ
・ビームウエスト位置：０．１２６ｍ×０．１９８ｍ（出力面に対する相対位置）
【０１１２】
以上のことから、以下のようなシミュレーション結果が、シード光ＬＬに対する許容値として得られた。
（シミュレーション結果）
・ビーム径の許容範囲：３．０ｍｍ±５０％
・ビームの波面の許容曲率半径範囲：１ｍ〜無限大
・ビーム軸の許容入射角度範囲Ｒｉｎ（水平方向）：±２ｍｒａｄ
・ビーム軸の許容入射角度範囲Ｒｉｎ（垂直方向）：±３ｍｒａｄ
・ビーム軸の許容オフセット範囲：±１．５ｍｍ
【０１１３】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０１１４】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１１５】
１ ＥＵＶ光生成装置
１１ ＥＵＶ光生成システム
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ レーザ装置
４ ターゲットセンサ
５ ＥＵＶ光生成制御システム
６ 露光装置
２ チャンバ
２１ ウィンドウ
２２ レーザ集光ミラー
２３ ＥＵＶ集光ミラー
２４ 貫通孔
２５ プラズマ生成領域
２６ ドロップレット生成器
２７ ドロップレット（ドロップレットターゲット）
２８ ターゲット回収器
２９ 接続部
２９１ 壁
２９２ 中間焦点（ＩＦ）
３１〜３３ パルスレーザ光
３４０ ビームデリバリーシステム
１０１−１〜１０１−ｎ マスタオシレータ
１０２、１１２、１２２、１３２、１４２ 光学系
１０２−１〜１０２−４、１１２−１、１１２−３、１２２−１、１２２−３ 高反射ミラー
１１２−２ 高反射プリズム
１２２−２ 屈折プリズム
１３２−１ 光ファイバ
１３２−２ 光入力部
１３２−３ 光出力部
１３２−４、１４２−２ 集光レンズ
１４２−１ 拡散板
２００、２００Ａ、２００Ｂ 再生増幅器
２０１、２０８ 折返しミラー
２０２ λ／４板
２０３、２０７ ＥＯポッケルスセル
２０４、２０６ 偏光子
２０５ スラブ増幅器
２１１、２１２ 凹面高反射ミラー
２１３、２１４ ウィンドウ
２１５ 増幅領域
２１５ａ、２１５ｂ 放電電極
３０１〜３０３ 増幅器
３１ａ レーザ光
Ｃ１、Ｃ３ 光路
Ｃ２、Ｃ２２ マルチパス
Ｌ１〜Ｌｎ、ＬＬ シード光
ＬＬ１ 拡散光
ＬＬ２ 収束光
Ｒｉｎ 許容入射角度範囲
Ｓ１〜Ｓ７ 増幅波長帯域
Ｓ１０、Ｓ１２〜Ｓ１７ 波長スペクトルプロファイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれシード光を出力する複数のマスタオシレータと、
前記複数のマスタオシレータから出力された複数のシード光を再生増幅し得る再生増幅器と、
前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射し、且つ、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを他のシード光と異なる入射角度で前記再生増幅器に入射する光学系と、
を備えるレーザ装置。
【請求項２】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器の入射軸に対して傾いた入射角度で当該再生増幅器に入射する、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器の入射位置の中心から外れた位置で当該再生増幅器に入射する、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記光学系は、前記複数のシード光のすべてが前記再生増幅器で再生増幅され得る入射角度および入射位置で、前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射する、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器へ反射する１つ以上の反射光学素子を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器へ向けて屈折する１つ以上の屈折光学素子を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器に向けて導波する光導波部を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記光導波部は、光ファイバである、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記光学系は、前記光導波部から出射した前記複数のシード光を集光させつつ前記再生増幅器へ入射する集光光学素子をさらに含む、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記光学系は、前記複数のシード光を拡散する拡散素子を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記光学系は、前記拡散素子で拡散された前記複数のシード光を集光させつつ前記再生増幅器へ入射する集光光学素子をさらに含む、請求項１０記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記再生増幅器は、
前記複数のシード光を再生増幅し得る増幅領域と、
前記複数のシード光に前記増幅領域を１往復以上通過させる光学素子と、
を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記複数のマスタオシレータのうち少なくとも１つは、他のマスタオシレータと異なる波長帯域のシード光を出力し得る、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１４】
前記複数のマスタオシレータのうち少なくとも１つは、他のマスタオシレータと同じ波長帯域のシード光を出力し得る、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１５】
請求項１記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置から出力された再生増幅後のレーザ光を増幅する１つ以上の増幅器と、
を備えるレーザシステム。
【請求項１６】
請求項１５記載のレーザシステムと、
前記レーザシステムから出力されたレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口を備えるチャンバと、
前記チャンバ内の所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
前記レーザ光の少なくとも一部を前記所定の領域に集光する集光光学系と、
前記チャンバ内で前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射されることで放射する極端紫外光を集光する極端紫外集光ミラーと、
を備える、極端紫外光生成装置。
【請求項１】
それぞれシード光を出力する複数のマスタオシレータと、
前記複数のマスタオシレータから出力された複数のシード光を再生増幅し得る再生増幅器と、
前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射し、且つ、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを他のシード光と異なる入射角度で前記再生増幅器に入射する光学系と、
を備えるレーザ装置。
【請求項２】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器の入射軸に対して傾いた入射角度で当該再生増幅器に入射する、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器の入射位置の中心から外れた位置で当該再生増幅器に入射する、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記光学系は、前記複数のシード光のすべてが前記再生増幅器で再生増幅され得る入射角度および入射位置で、前記複数のシード光を前記再生増幅器に入射する、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器へ反射する１つ以上の反射光学素子を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器へ向けて屈折する１つ以上の屈折光学素子を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光学系は、前記複数のシード光のうち少なくとも１つを前記再生増幅器に向けて導波する光導波部を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記光導波部は、光ファイバである、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記光学系は、前記光導波部から出射した前記複数のシード光を集光させつつ前記再生増幅器へ入射する集光光学素子をさらに含む、請求項７記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記光学系は、前記複数のシード光を拡散する拡散素子を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記光学系は、前記拡散素子で拡散された前記複数のシード光を集光させつつ前記再生増幅器へ入射する集光光学素子をさらに含む、請求項１０記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記再生増幅器は、
前記複数のシード光を再生増幅し得る増幅領域と、
前記複数のシード光に前記増幅領域を１往復以上通過させる光学素子と、
を含む、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記複数のマスタオシレータのうち少なくとも１つは、他のマスタオシレータと異なる波長帯域のシード光を出力し得る、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１４】
前記複数のマスタオシレータのうち少なくとも１つは、他のマスタオシレータと同じ波長帯域のシード光を出力し得る、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１５】
請求項１記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置から出力された再生増幅後のレーザ光を増幅する１つ以上の増幅器と、
を備えるレーザシステム。
【請求項１６】
請求項１５記載のレーザシステムと、
前記レーザシステムから出力されたレーザ光を内部に導入するための少なくとも１つの入射口を備えるチャンバと、
前記チャンバ内の所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
前記レーザ光の少なくとも一部を前記所定の領域に集光する集光光学系と、
前記チャンバ内で前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射されることで放射する極端紫外光を集光する極端紫外集光ミラーと、
を備える、極端紫外光生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−２１２９３（Ｐ２０１３−２１２９３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８４２８９（Ｐ２０１１−２８４２８９）
【出願日】平成２３年１２月２６日（２０１１．１２．２６）
【出願人】（３０００７３９１９）ギガフォトン株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２６日（２０１１．１２．２６）
【出願人】（３０００７３９１９）ギガフォトン株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
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