本申請(qǐng)案主張對(duì)由莊(Chuang)等人于2014年10月3日提出申請(qǐng)的標(biāo)題為“183納米激光器及檢驗(yàn)系統(tǒng)(183NMLASERANDINSPECTIONSYSTEM)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案62/059,368的優(yōu)先權(quán)。相關(guān)申請(qǐng)案本申請(qǐng)案與由莊等人于2013年3月12日提出申請(qǐng)且以引用方式并入本文中的標(biāo)題為“使用193納米激光器的固態(tài)激光器及檢驗(yàn)系統(tǒng)(Solid-StateLaserandInspectionSystemUsing193nmLaser)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案13/797,939相關(guān)。
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種激光器，且具體來(lái)說(shuō)，涉及一種產(chǎn)生接近183nm的輻射且適于供在對(duì)光掩模(photomask)、光罩(reticle)及/或晶片的檢驗(yàn)中使用的固態(tài)或光纖激光器。所述激光器優(yōu)選地是脈沖式激光器，例如Q開(kāi)關(guān)激光器或模式鎖定激光器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種使用在接近183nm的波長(zhǎng)下操作的激光器的檢驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：：用于產(chǎn)生處于193nm的光的準(zhǔn)分子激光器在此項(xiàng)技術(shù)中是眾所周知的。令人遺憾地，此類(lèi)激光器由于其低激光脈沖重復(fù)率及其在其激光介質(zhì)中使用有毒且腐蝕性氣體(此導(dǎo)致高持有成本)而不能很好地適于檢驗(yàn)應(yīng)用。用于產(chǎn)生接近193nm的光的固態(tài)及光纖激光器也是已知的。示范性激光器使用兩個(gè)不同基頻波長(zhǎng)(例如，雷(Lei)等人的US2014/0111799)或基頻波長(zhǎng)的八次諧波(例如，德久(Tokuhisa)等人的US7,623,557)，此兩者中的任一者均需要昂貴或無(wú)法大批量生產(chǎn)的激光器或材料。另一方法(米德(Mead)等人的US5,742,626)尚未產(chǎn)生具有如半導(dǎo)體檢驗(yàn)應(yīng)用所需的穩(wěn)定輸出及高功率(在于服務(wù)事件之間可連續(xù)運(yùn)行達(dá)三個(gè)月或多于三個(gè)月的激光器中通常需要大約1W或更大)的商用產(chǎn)品。此外，這些激光器中的大部分具有極其低功率輸出且限于數(shù)MHz或更小的激光脈沖重復(fù)率。隨著半導(dǎo)體裝置尺寸縮小，可致使裝置出故障的最大顆?；驁D案缺陷的大小也縮小。因此，出現(xiàn)對(duì)檢測(cè)經(jīng)圖案化及未經(jīng)圖案化半導(dǎo)體晶片上的較小顆粒及缺陷的需要。由顆粒散射的光(其中所述顆粒比所述光的波長(zhǎng)小)的強(qiáng)度通常隨所述顆粒的尺寸的高次冪而比例縮放(舉例來(lái)說(shuō)，來(lái)自經(jīng)隔離小球體顆粒的光的總散射強(qiáng)度與所述球體的直徑的六次冪成正比且與所述波長(zhǎng)的四次冪成反比地縮放)。由于經(jīng)散射光的經(jīng)增加強(qiáng)度，因此較短波長(zhǎng)通常將提供優(yōu)于較長(zhǎng)波長(zhǎng)的對(duì)檢測(cè)小顆粒及缺陷的敏感度。由于從小顆粒及缺陷散射的光的強(qiáng)度通常是極低的，因此需要高照明強(qiáng)度來(lái)產(chǎn)生可在極短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的信號(hào)?？尚枰?W或更大的平均光源功率級(jí)。在這些高平均功率級(jí)下，高脈沖重復(fù)率是所要的，這是因?yàn)橹貜?fù)率越高，每脈沖的能量越低，且因此損壞正受檢驗(yàn)的系統(tǒng)光學(xué)器件或物品的風(fēng)險(xiǎn)越低。高重復(fù)率在高速檢驗(yàn)中也是所要的，這是因?yàn)楦咧貜?fù)率(例如約50MHz或更高)允許針對(duì)每一圖像收集許多脈沖，從而引起對(duì)脈沖到脈沖間在強(qiáng)度上的變化的較低敏感度。因此，出現(xiàn)對(duì)激光器且優(yōu)選地對(duì)產(chǎn)生短于193nm的輻射且適于供在對(duì)光掩模、光罩及/或晶片的檢驗(yàn)中使用的固態(tài)或光纖激光器的需要。明顯地，高速下的此類(lèi)檢驗(yàn)通常需要多個(gè)MHz(例如，在一些情形中大于50MHz)的最小激光脈沖重復(fù)率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)于用于使用基頻激光器借助于產(chǎn)生并混合基頻激光的五次諧波與經(jīng)下變頻信號(hào)而產(chǎn)生183nm激光的激光器組合件及相關(guān)聯(lián)方法，其中所述經(jīng)下變頻信號(hào)是借助于以下方式產(chǎn)生：產(chǎn)生具有所需經(jīng)下變頻頻率的低功率經(jīng)下變頻種子信號(hào)，且接著混合所述經(jīng)下變頻種子信號(hào)與所述基頻激光的一部分以產(chǎn)生處于比所述經(jīng)下變頻種子信號(hào)大十倍或多于十倍的峰值功率級(jí)的所述經(jīng)下變頻信號(hào)。除與利用五次諧波光產(chǎn)生所述183nm輸出激光相關(guān)聯(lián)的效率外，根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)的兩步式方法還提供優(yōu)于常規(guī)方法的數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，產(chǎn)生較低功率經(jīng)下變頻種子信號(hào)的初始步驟借助于最小化用以產(chǎn)生較高功率經(jīng)下變頻信號(hào)的光學(xué)組件到具有長(zhǎng)于約4μm的波長(zhǎng)的高功率閑置頻率(其被大多數(shù)非線(xiàn)性晶體以導(dǎo)致變形及/或損壞的方式吸收)的暴露而促進(jìn)避免對(duì)這些組件的變形及損壞。其次，產(chǎn)生處于相對(duì)低功率的經(jīng)下變頻種子信號(hào)促進(jìn)對(duì)經(jīng)下變頻頻率的較大控制，此又促進(jìn)對(duì)183nm激光器輸出光的微調(diào)諧。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于其促進(jìn)使用各種組件的183nm激光器組合件的制造，借此借助于允許制造商在制造時(shí)選擇及利用易于獲得及/或相對(duì)低價(jià)的組件而提供制造靈活性。舉例來(lái)說(shuō)，各種所描述實(shí)施例借助于混合選定基頻頻率(例如，具有大約1064nm或大約1030nm的對(duì)應(yīng)基頻波長(zhǎng))與對(duì)應(yīng)經(jīng)下變頻信號(hào)頻率(例如，具有在大約1250nm到大約1420nm的范圍內(nèi)或在大約1400nm到大約1830nm的范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)經(jīng)下變頻波長(zhǎng))而產(chǎn)生183nm激光器輸出光。處于功率與重復(fù)率的各種組合的能夠產(chǎn)生這些基頻頻率中的至少一者的基頻激光器通常易于以合理價(jià)格獲得。由于光學(xué)參數(shù)系統(tǒng)(OPS)以促進(jìn)控制經(jīng)下變頻信號(hào)頻率的方式產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)，因此本發(fā)明允許制造商針對(duì)充分相信將產(chǎn)生所述183nm激光器輸出光的給定制造運(yùn)行而選擇最低價(jià)格或最易獲得的基頻激光器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，激光器組合件包含基頻激光器、光學(xué)參數(shù)系統(tǒng)(OPS)、五次諧波產(chǎn)生器及混頻模塊。所述基頻激光器經(jīng)配置以產(chǎn)生具有基頻波長(zhǎng)(例如，等于大約1064nm、大約1053nm、大約1047nm或大約1030nm中的一者)及對(duì)應(yīng)基頻頻率的基頻光。所述OPS光學(xué)耦合到所述基頻激光器使得所述OPS接收所述基頻光的第一部分，且經(jīng)配置以產(chǎn)生具有所需經(jīng)下變頻頻率ωs的經(jīng)下變頻信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述所需經(jīng)下變頻頻率(ωs)低于所述基頻頻率(ω)且高于所述基頻頻率的50％(即，0.5ω＜ωs＜ω)。所述五次諧波產(chǎn)生器接收所述基頻光的第二部分，在任選地還接收四次諧波，且經(jīng)配置以產(chǎn)生五次諧波光(即，具有等于所述基頻頻率的五倍的五次諧波頻率(5ω))。所述混頻模塊經(jīng)光學(xué)耦合以接收來(lái)自所述OPS的所述經(jīng)下變頻信號(hào)及來(lái)自所述五次諧波產(chǎn)生器的所述五次諧波光，且經(jīng)配置以借助于可操作地混合所述經(jīng)下變頻信號(hào)與所述五次諧波產(chǎn)生器而產(chǎn)生183nm激光器輸出光。根據(jù)本發(fā)明，所述OPS包含：經(jīng)下變頻種子信號(hào)產(chǎn)生器(例如，種子激光器或光學(xué)參數(shù)振蕩器)，其經(jīng)配置以產(chǎn)生處于所需經(jīng)下變頻頻率且處于相對(duì)低(第一)峰值功率級(jí)的經(jīng)下變頻種子信號(hào)；及光學(xué)參數(shù)放大器(OPA)，其經(jīng)配置使得所述經(jīng)下變頻種子信號(hào)與所述基頻光的一部分通過(guò)穿過(guò)非線(xiàn)性晶體一次而混合，借此產(chǎn)生處于所述經(jīng)下變頻頻率且處于比所述經(jīng)下變頻種子信號(hào)高十倍(或多于十倍)的(第二)峰值功率級(jí)的所述經(jīng)下變頻信號(hào)。所述OPS還經(jīng)配置以產(chǎn)生處于適當(dāng)經(jīng)下變頻頻率及峰值功率級(jí)的所述經(jīng)下變頻信號(hào)，使得所述經(jīng)下變頻頻率與所述五次諧波頻率的和產(chǎn)生在大約180nm到大約185nm的范圍內(nèi)的所述激光器輸出光。在替代實(shí)施例中，所述基頻激光器經(jīng)配置以產(chǎn)生處于具有等于大約1064nm、大約1053nm、大約1047nm及大約1030nm中的一者的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的基頻頻率的基頻光，且所述OPS經(jīng)配置以產(chǎn)生處于經(jīng)下變頻信號(hào)頻率及對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的經(jīng)下變頻信號(hào)，所述經(jīng)下變頻信號(hào)在與基頻頻率的五次諧波(例如，針對(duì)大約1064nm的基頻波長(zhǎng)的大約1250nm到1420nm)混合時(shí)產(chǎn)生處于大約183nm的激光器輸出光。通過(guò)另一實(shí)例的方式，當(dāng)基頻波長(zhǎng)為大約1030nm時(shí)，產(chǎn)生具有大約1400nm到1830nm的波長(zhǎng)的經(jīng)下變頻信號(hào)，且針對(duì)大約1047nm或大約1053nm波長(zhǎng)的基頻激光，產(chǎn)生具有介于約1290nm與1580nm之間的波長(zhǎng)的經(jīng)下變頻信號(hào)。在替代實(shí)施例中，用于產(chǎn)生本文中描述的大約183nm的輸出波長(zhǎng)的激光器組合件利用是Q開(kāi)關(guān)式激光器、模式鎖定激光器或準(zhǔn)連續(xù)波激光器的基頻激光器。由于在最終混頻模塊中使用接近非臨界相位匹配，因此所述最終轉(zhuǎn)換級(jí)是有效的且對(duì)小不對(duì)準(zhǔn)是相對(duì)不敏感，從而允許處于約1W到20W或更大的范圍內(nèi)的功率級(jí)的穩(wěn)定輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，五次諧波產(chǎn)生器及混頻模塊中的至少一者包含經(jīng)退火、經(jīng)氫處理或經(jīng)氘處理硼酸銫鋰(CLBO)晶體，其經(jīng)配置以經(jīng)接近非臨界地相位匹配以用于通過(guò)混合介于約206nm與213nm之間的波長(zhǎng)與紅外波長(zhǎng)而產(chǎn)生接近183nm的波長(zhǎng)。由于接近非臨界相位匹配，因此所述混頻是極有效的(例如，非線(xiàn)性系數(shù)可為大約或稍大于1pmV-1)且走離角度小(例如，小于約30mrad)。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述經(jīng)退火CLBO晶體保持于接近50℃的恒定溫度下。根據(jù)示范性實(shí)施例，經(jīng)下變頻種子信號(hào)產(chǎn)生器經(jīng)配置以產(chǎn)生處于在1mW到500mW的范圍內(nèi)的較低(第一)平均功率級(jí)的經(jīng)下變頻種子信號(hào)，且所述OPA經(jīng)配置以產(chǎn)生處于在1W到20W(或更高)的范圍內(nèi)的(第二)功率級(jí)的較高功率經(jīng)下變頻信號(hào)。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，OPS的經(jīng)下變頻種子信號(hào)產(chǎn)生器是使用直接產(chǎn)生經(jīng)下變頻種子信號(hào)的二極管激光器實(shí)施，且在其它示范性實(shí)施例中，經(jīng)下變頻種子信號(hào)產(chǎn)生器是使用經(jīng)配置以借助于轉(zhuǎn)換基頻光的一部分而產(chǎn)生經(jīng)下變頻種子信號(hào)的光學(xué)參數(shù)振蕩器(OPO)實(shí)施。在兩個(gè)示范性實(shí)施例中，光學(xué)參數(shù)系統(tǒng)的OPA包含：光束組合器，其經(jīng)配置以組合第一基頻光部分與經(jīng)下變頻種子信號(hào)；非線(xiàn)性晶體，其經(jīng)配置以通過(guò)對(duì)基頻光的第一部分的受激下變頻而放大經(jīng)下變頻種子信號(hào)；及光束分裂器(波長(zhǎng)分離器)，其經(jīng)配置以分離經(jīng)下變頻信號(hào)與不期望頻率。在目前優(yōu)選實(shí)施例中，在OPS中(例如，在OPA及任選OPO中)利用的非線(xiàn)性晶體是使用周期性極化非線(xiàn)性光學(xué)晶體(例如，由鈮酸鋰(LN)、經(jīng)氧化鎂摻雜鈮酸鋰(Mg:LN)、化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰(SLT)、經(jīng)氧化鎂摻雜化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰(Mg:SLT)或磷酸鈦氧鉀(KTP)形成的周期性極化非線(xiàn)性光學(xué)晶體)而實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例，通過(guò)以類(lèi)似于上文所描述的方式混合五次諧波光與經(jīng)下變頻信號(hào)而產(chǎn)生183nm激光器輸出光，但在此情形中，通過(guò)對(duì)基頻激光的二次諧波進(jìn)行下變頻(即，代替對(duì)處于基頻頻率的光進(jìn)行下變頻)而產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)。當(dāng)使用具有1064nm的波長(zhǎng)的基頻激光時(shí)，二次諧波光包括處于可見(jiàn)綠色光譜中的光(即，二次諧波光具有532nm的波長(zhǎng))，借此使用“綠色泵激式”O(jiān)PO產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)避免與從1064nm基頻光產(chǎn)生1.3μm經(jīng)下變頻信號(hào)相關(guān)聯(lián)的加熱問(wèn)題(即，由吸收具有大于4μm的波長(zhǎng)的閑置信號(hào)導(dǎo)致的OPS中的非線(xiàn)性晶體的變形/損壞)，因此消除對(duì)產(chǎn)生在上文所描述的實(shí)施例中利用的較低功率種子信號(hào)的需要。然而，通過(guò)對(duì)532nm光進(jìn)行下變頻而產(chǎn)生1.3μm經(jīng)下變頻信號(hào)引起限制可用于“綠色泵激式”O(jiān)PO中的非線(xiàn)性晶體的類(lèi)型(即，目前優(yōu)選非線(xiàn)性晶體是LBO)的其它問(wèn)題，且下變頻過(guò)程是較低效的。本文中還揭示用于檢驗(yàn)物品(例如，半導(dǎo)體晶片、光掩?；蚬庹?的系統(tǒng)及方法。這些系統(tǒng)及方法包含在最終頻率加總級(jí)中使用接近非臨界相位匹配產(chǎn)生接近183nm的輸出波長(zhǎng)的激光器。除其較短波長(zhǎng)外，本發(fā)明的183nm激光器與193nm激光器相比還具有數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)。與產(chǎn)生193nm作為六次或八次諧波的激光器相比，本發(fā)明的183nm激光器具有使用處于數(shù)十W到數(shù)百W的功率級(jí)的易于獲得的基頻波長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。與通過(guò)混合五次諧波與信號(hào)頻率產(chǎn)生193nm的激光器相比的優(yōu)點(diǎn)在于183nm激光器的混頻模塊是更有效的，這是因?yàn)镃LBO是經(jīng)接近非臨界地相位匹配以用于從在大約206nm到大約213nm的范圍內(nèi)的五次諧波波長(zhǎng)產(chǎn)生183nm。此允許信號(hào)頻率及五次諧波更有效地轉(zhuǎn)換為最終輸出且還使混頻模塊更穩(wěn)定。另一優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)于具有介于約1.25μm與約1.83μm之間的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的信號(hào)頻率，與閑置頻率相比的顯著更多能量進(jìn)入信號(hào)中，借此引起基頻功率的更有效轉(zhuǎn)換(與接近2.1μm的信號(hào)波長(zhǎng)相比，其中幾乎相等量的功率必須進(jìn)入信號(hào)及閑置頻率中)。附圖說(shuō)明圖1A及1B是展示根據(jù)本發(fā)明的替代示范性實(shí)施例的示范性183nm激光器組合件的簡(jiǎn)化框圖。圖2是展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于圖1A的183nm激光器組合件中的示范性五次諧波產(chǎn)生器的簡(jiǎn)化框圖。圖3展示根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的由圖1A的183nm激光器組合件產(chǎn)生且在圖1A的183nm激光器組合件內(nèi)混合以產(chǎn)生183nm激光器輸出光的示范性波長(zhǎng)的表。圖4是展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于圖1A的183nm激光器組合件中的示范性混頻模塊的簡(jiǎn)化框圖。圖5是展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的任選地用于圖1A的183nm激光器組合件中以增加基頻激光功率的放大器模塊的簡(jiǎn)化框圖。圖6A及6B是展示根據(jù)本發(fā)明的替代特定實(shí)施例的經(jīng)配置以產(chǎn)生用于圖1A的183nm激光器組合件中的經(jīng)下變頻信號(hào)的示范性光學(xué)參數(shù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。圖7展示在一個(gè)傳感器上同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)圖像或信號(hào)通道的光罩、光掩模或晶片檢驗(yàn)系統(tǒng)。圖8說(shuō)明包含多個(gè)物鏡及上文所描述經(jīng)改進(jìn)193nm激光器中的一者的示范性檢驗(yàn)系統(tǒng)。圖9說(shuō)明將法向入射激光暗場(chǎng)照明添加到折反射成像系統(tǒng)。圖10A說(shuō)明用于檢驗(yàn)表面的區(qū)的包含照明系統(tǒng)及集光系統(tǒng)的表面檢驗(yàn)設(shè)備。圖10B說(shuō)明用于表面檢驗(yàn)設(shè)備的示范性集光系統(tǒng)陣列。圖11說(shuō)明可用于檢驗(yàn)表面上的異常的表面檢驗(yàn)系統(tǒng)。圖12說(shuō)明經(jīng)配置以使用法向及傾斜照明光束兩者來(lái)實(shí)施異常檢測(cè)的檢驗(yàn)系統(tǒng)。圖13說(shuō)明與檢驗(yàn)或度量系統(tǒng)中的上文所描述的183nm激光器一起使用的示范性脈沖倍增器。圖14是展示根據(jù)本發(fā)明的另一替代實(shí)施例的183nm激光器組合件的簡(jiǎn)化框圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及對(duì)用于半導(dǎo)體制作行業(yè)中的檢驗(yàn)系統(tǒng)的改進(jìn)，且特定來(lái)說(shuō)，涉及用于此類(lèi)檢驗(yàn)系統(tǒng)的激光器組合件，所述激光器組合件能夠以避免與現(xiàn)有技術(shù)方法相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題的方式產(chǎn)生具有在大約180nm到大約185nm的范圍內(nèi)(例如，大約183nm)的平均輸出波長(zhǎng)且具有1W或更大的平均光源功率級(jí)的激光。呈現(xiàn)以下描述以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作并使用如在特定申請(qǐng)案及其要求的上下文中提供的本發(fā)明。在以下描述中應(yīng)注意，在無(wú)限制條件地提及波長(zhǎng)的情況下，可假定所述波長(zhǎng)是真空中的波長(zhǎng)。圖1A及1B是分別展示根據(jù)本發(fā)明的替代示范性實(shí)施例的183nm激光器組合件100A及100B的簡(jiǎn)化框圖。盡管激光器組合件100A及100B在某些方面不同，但每一激光器組合件100A及100B利用基本上相同組的核心光學(xué)組件，即，激光器組合件100A及100B中的每一者包含基頻激光器102、光學(xué)參數(shù)系統(tǒng)(OPS)116、五次諧波產(chǎn)生器(出于下文所解釋的原因在圖1A中使用“103”且在圖1B中使用“157”識(shí)別)，以及混頻模塊104，所述組件經(jīng)布置且經(jīng)配置以產(chǎn)生具有在大約180nm到大約185nm的范圍內(nèi)且最優(yōu)選地大約183nm的頻率的激光器輸出光140。應(yīng)注意，這些核心組件在圖1A及1B中的每一者中由相同或類(lèi)似參考編號(hào)識(shí)別，以指示這些核心組件在所述兩個(gè)示范性實(shí)施例中的每一者中以相同或類(lèi)似方式經(jīng)配置及起作用。具體來(lái)說(shuō)，在每一實(shí)施例中，基頻激光器102經(jīng)配置以產(chǎn)生具有基頻波長(zhǎng)(例如，大約1064nm)及對(duì)應(yīng)基頻頻率ω的基頻光128。類(lèi)似地，在每一實(shí)施例中，OPS116光學(xué)耦合到基頻激光器102，使得OPS116接收基頻光128的一部分127作為輸入光，且OPS116經(jīng)配置以產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)129。以類(lèi)似方式，五次諧波產(chǎn)生器103光學(xué)耦合到基頻激光器102，使得五次諧波產(chǎn)生器103接收基頻光128的至少一部分130作為輸入光，且五次諧波產(chǎn)生器103經(jīng)配置以產(chǎn)生處于等于基頻頻率ω的五倍的五次諧波頻率5ω的五次諧波光134。混頻模塊104經(jīng)光學(xué)耦合以接收來(lái)自O(shè)PS116的經(jīng)下變頻信號(hào)129及來(lái)自五次諧波產(chǎn)生器103的五次諧波光134兩者作為輸入光，且經(jīng)配置以借助于混合經(jīng)下變頻信號(hào)129與五次諧波光134而產(chǎn)生激光器輸出光140。根據(jù)本發(fā)明的一方面，OPS116利用經(jīng)下變頻種子信號(hào)產(chǎn)生器117(例如，二極管激光器或OPO)及光學(xué)參數(shù)放大器(OPA)119來(lái)產(chǎn)生處于經(jīng)下變頻頻率ωs的經(jīng)下變頻信號(hào)129，使得當(dāng)在混頻模塊104中與五次諧波光134混合時(shí)，產(chǎn)生處于所要波長(zhǎng)(即，在大約180nm到大約185nm的范圍內(nèi))的激光器輸出光140。具體來(lái)說(shuō)，經(jīng)下變頻種子信號(hào)產(chǎn)生器117經(jīng)配置以產(chǎn)生具有與經(jīng)下變頻信號(hào)129相同的經(jīng)下變頻頻率ωs但具有基本上比經(jīng)下變頻信號(hào)129的峰值功率級(jí)低的較低(第一)峰值功率級(jí)的經(jīng)下變頻種子信號(hào)118。如本文中所使用，短語(yǔ)“經(jīng)下變頻”打算指示經(jīng)下變頻信號(hào)129的經(jīng)下變頻頻率ωs是比基頻激光器信號(hào)128的基頻頻率ω低的頻率。在特定實(shí)施例中，經(jīng)下變頻頻率ωs還高于基頻頻率ω的50％(1/2)(即，0.5ω<ωs<ω)。OPA119經(jīng)配置以混合經(jīng)下變頻種子信號(hào)118與基頻光部分127以產(chǎn)生處于所需(第二)峰值功率級(jí)(即，大于第一峰值功率級(jí)的十倍)的經(jīng)下變頻信號(hào)129。通過(guò)混合較低功率經(jīng)下變頻種子信號(hào)118與基頻光而產(chǎn)生較高功率經(jīng)下變頻信號(hào)129的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于：控制低功率激光的穩(wěn)定性及帶寬要容易得多，因此產(chǎn)生處于較低(第一)峰值功率級(jí)的經(jīng)下變頻種子信號(hào)118促進(jìn)對(duì)經(jīng)下變頻信號(hào)129的經(jīng)下變頻頻率ωs的更大程度控制。使用較低功率經(jīng)下變頻種子信號(hào)118產(chǎn)生較高功率經(jīng)下變頻信號(hào)129的另一優(yōu)點(diǎn)在于：此方法促進(jìn)借助于使經(jīng)下變頻種子信號(hào)118及基頻頻率部分127穿過(guò)OPA119僅一次而產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)129，此(如下文以額外細(xì)節(jié)所解釋)最小化在使用較高功率經(jīng)下變頻信號(hào)來(lái)產(chǎn)生183nm激光器輸出光140時(shí)由閑置頻率導(dǎo)致的經(jīng)下變頻信號(hào)129的失真。下文參考激光器組合件100A(圖1A)的詳細(xì)描述以額外細(xì)節(jié)描述上文提及的核心組件中的每一者的功能布置及操作。除非另有規(guī)定，否則下文參考圖1A提供的額外細(xì)節(jié)適用于在激光器組合件100B中使用的對(duì)應(yīng)核心組件，且因此出于簡(jiǎn)潔目的從圖1B的描述(下文)省略對(duì)額外細(xì)節(jié)的重復(fù)。參考圖1A，除上文提及的核心組件以外，激光器組合件100A利用光學(xué)地耦合于基頻激光器102與OPS116及五次諧波產(chǎn)生器103兩者之間的光束分裂器120。具體來(lái)說(shuō)，基頻激光器102產(chǎn)生被引導(dǎo)到光束分裂器120上的基頻光128，光束分裂器120用以將基頻光128劃分成兩個(gè)部分：沿第一(例如，朝下)方向被引導(dǎo)到OPS116的第一部分127，以及沿第二(例如，水平)方向被引導(dǎo)到五次諧波產(chǎn)生器103的第二部分130。OPS116使用OPA119來(lái)對(duì)基頻光部分127進(jìn)行下變頻并將具有經(jīng)下變頻頻率ωs的經(jīng)下變頻信號(hào)129發(fā)射到混頻模塊104。五次諧波產(chǎn)生器模塊103轉(zhuǎn)換基頻光部分130并將五次諧波光134發(fā)射到混頻模塊104。混頻模塊104混合經(jīng)下變頻信號(hào)129與五次諧波光134以產(chǎn)生激光器輸出光140。參考圖1A的左邊部分，使用已知技術(shù)配置基頻激光器102以產(chǎn)生處于基頻帶寬(范圍)Δω內(nèi)的基頻頻率的基頻光(fundamentallight)128(在行業(yè)中簡(jiǎn)稱(chēng)為“基頻(fundamental)”)。在一個(gè)實(shí)施例中，基頻激光器102經(jīng)配置使得產(chǎn)生處于對(duì)應(yīng)于大約1064nm的紅外波長(zhǎng)的基頻頻率ω的基頻光128。在示范性實(shí)施例中，基頻激光器102是使用Nd:YAG(經(jīng)釹摻雜釔鋁石榴石)激光介質(zhì)、經(jīng)Nd摻雜正釩酸釔激光介質(zhì)中的一者或通過(guò)經(jīng)鐿摻雜光纖激光器來(lái)實(shí)施。適合基頻激光器可從相干公司(CoherentInc.)(包含具有80MHz及120MHz的重復(fù)率的騎士(Paladin)系列中的模型)、理波公司(NewportCorporation)(包含探索者(Explorer)系列中的模型)及其它制造商商業(yè)購(gòu)得為脈沖式(Q開(kāi)關(guān)、模式鎖定或準(zhǔn)CW)。用于此類(lèi)基頻激光器的激光器功率級(jí)可介于從若干毫瓦到數(shù)十瓦特或更多的范圍內(nèi)。在替代示范性實(shí)施例中，基頻激光器102是由使用產(chǎn)生處于接近1053nm或1047nm的基頻波長(zhǎng)的基頻激光的Nd:YLF(經(jīng)釹摻雜氟化釔鋰)激光介質(zhì)的激光器實(shí)施。在又一示范性實(shí)施例中，基頻激光器102可由產(chǎn)生處于接近1030nm的基頻波長(zhǎng)的基頻激光的經(jīng)鐿摻雜光纖激光器實(shí)施。參考圖1A中的基頻激光器102的右邊，光束分裂器120用以將基頻光128劃分成分別被引導(dǎo)到OPS116及五次諧波產(chǎn)生器模塊103的基頻光部分127及130。在優(yōu)選實(shí)施例中，光束分裂器120包括標(biāo)準(zhǔn)量具或其它波長(zhǎng)選擇性裝置，其從基頻波長(zhǎng)選擇第一部分及第二部分使得第二部分130包括比第一部分127窄的在基頻波長(zhǎng)帶寬內(nèi)的波長(zhǎng)范圍。使用用于光束分裂器120的波長(zhǎng)選擇性裝置允許激光器的輸出帶寬獨(dú)立于基頻激光器102的帶寬地受控制。波長(zhǎng)選擇性裝置可如何用于控制深UV激光器(例如產(chǎn)生接近183nm的波長(zhǎng)的激光器)的輸出帶寬的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可在由鄧(Deng)等人于2014年6月9日提出申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案14/300,227中發(fā)現(xiàn)。此專(zhuān)利申請(qǐng)案以引用方式并入本文中。在一個(gè)實(shí)施例中，183nm激光器組合件100A經(jīng)配置以在高于1MHz的重復(fù)率下操作，此對(duì)于高速檢驗(yàn)應(yīng)用是重要的。為實(shí)現(xiàn)此高重復(fù)率操作，基頻激光器102是使用在大于或約50MHz的重復(fù)率下操作的模式鎖定或準(zhǔn)CW基頻激光器來(lái)實(shí)施，此對(duì)半導(dǎo)體晶片、光掩模及光罩的高速檢驗(yàn)是尤其有利的，這是因?yàn)榕c相同功率的較低重復(fù)率激光器相比，使用此類(lèi)高重復(fù)率允許高速圖像采集且減小每一脈沖的峰值功率(且因此導(dǎo)致對(duì)光學(xué)器件及對(duì)正受檢驗(yàn)的物品的較小損壞)。盡管本文中使用促進(jìn)產(chǎn)生處于所要183nm波長(zhǎng)的激光器輸出光140的各種基頻波長(zhǎng)描述本發(fā)明，但可使用不同基頻波長(zhǎng)(即，當(dāng)與適當(dāng)信號(hào)頻率混合時(shí))產(chǎn)生183nm的數(shù)納米內(nèi)的其它波長(zhǎng)。除非在所附權(quán)利要求書(shū)中另有規(guī)定，否則利用此類(lèi)激光器的此類(lèi)激光器及系統(tǒng)被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。位于圖1A中的光束分裂器120下方的OPS116經(jīng)配置以接收基頻光128的第一部分127并對(duì)其進(jìn)行下變頻，使得此下變頻產(chǎn)生處于所需經(jīng)下變頻頻率ωs的經(jīng)下變頻信號(hào)129(即，使得混合經(jīng)下變頻信號(hào)129與五次諧波光134產(chǎn)生處于大約183nm的輸出激光140)。在替代實(shí)施例中，OPS116包含光學(xué)參數(shù)振蕩器(OPO)、光學(xué)參數(shù)放大器(OPA)，或OPO與OPA兩者的組合。根據(jù)本發(fā)明的一方面，OPS116還包含波長(zhǎng)選擇性裝置117，例如體積布拉格(Bragg)光柵或窄帶穩(wěn)定種子二極管，其聯(lián)合OPO或OPA操作以確定經(jīng)下變頻信號(hào)129的頻率ωs及帶寬，其中基于基頻光128的頻率/波長(zhǎng)及激光器輸出光140的所要波長(zhǎng)而選擇用于給定特定實(shí)施例中的選擇性特定波長(zhǎng)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)基頻激光器102產(chǎn)生處于大約1064nm的波長(zhǎng)(例如介于約1064nm與約1065nm之間的波長(zhǎng))的基頻光128時(shí)，那時(shí)波長(zhǎng)選擇性裝置117由特定波長(zhǎng)選擇性裝置實(shí)施，所述特定波長(zhǎng)選擇性裝置致使OPS116產(chǎn)生處于對(duì)應(yīng)于介于約1250nm與約1420nm之間的波長(zhǎng)的頻率的經(jīng)下變頻信號(hào)129，使得當(dāng)與由五次諧波產(chǎn)生模塊103基于1064nm基頻頻率產(chǎn)生的五次諧波光130混合時(shí)，致使激光器組合件100A產(chǎn)生處于介于約182nm與約185nm之間的波長(zhǎng)的激光器輸出光140。在另一實(shí)例中，當(dāng)基頻激光器102產(chǎn)生處于大約1053nm的波長(zhǎng)(即，例如介于約1053nm與約1054nm之間的波長(zhǎng))的基頻光128時(shí)，那時(shí)波長(zhǎng)選擇性裝置117是由另一特定波長(zhǎng)選擇性裝置實(shí)施，所述另一特定波長(zhǎng)選擇性裝置致使OPS116產(chǎn)生處于對(duì)應(yīng)于介于約1290nm與約1520nm之間的波長(zhǎng)的頻率的經(jīng)下變頻信號(hào)129，以便產(chǎn)生處于介于約181nm與約185nm之間的波長(zhǎng)的激光器輸出光140。在又一實(shí)例中，當(dāng)基頻激光器102產(chǎn)生處于大約1047nm的波長(zhǎng)(即，例如介于約1047nm與約1048nm之間的波長(zhǎng))的基頻光128時(shí)，那時(shí)波長(zhǎng)選擇性裝置117是由又一特定波長(zhǎng)選擇性裝置實(shí)施，所述又一特定波長(zhǎng)選擇性裝置致使OPS116產(chǎn)生處于對(duì)應(yīng)于介于約1290nm與約1580nm之間的波長(zhǎng)的頻率的經(jīng)下變頻信號(hào)129，以便產(chǎn)生處于介于約180nm與約185nm之間的波長(zhǎng)的激光器輸出光140。在最終實(shí)例中，當(dāng)基頻激光器102產(chǎn)生處于大約1030nm的波長(zhǎng)(即，例如介于約1029nm與約1031nm之間的波長(zhǎng))的基頻光128時(shí)，那時(shí)波長(zhǎng)選擇性裝置117是由又一特定波長(zhǎng)選擇性裝置實(shí)施，所述又一特定波長(zhǎng)選擇性裝置致使OPS116產(chǎn)生處于對(duì)應(yīng)于介于約1400nm與約1830nm之間的波長(zhǎng)的頻率的經(jīng)下變頻信號(hào)129，以便產(chǎn)生處于介于約179nm與約185nm之間的波長(zhǎng)的激光器輸出光140。在給出這些示范性值的情況下，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解如何針對(duì)給定基頻頻率及激光輸出波長(zhǎng)選擇恰當(dāng)波長(zhǎng)選擇性裝置。再次參考圖1A，將基頻光128的第二部分130從光束分裂器120引導(dǎo)朝向五次諧波產(chǎn)生模塊103，五次諧波產(chǎn)生模塊103經(jīng)配置且用以借助于轉(zhuǎn)換基頻部分130而產(chǎn)生具有是基頻頻率ω的五倍的頻率的五次諧波光134。如果第二基頻部分130的帶寬比基頻光128的帶寬窄(即，由于光束分裂器120包括波長(zhǎng)選擇性裝置)，那么五次諧波光134還將具有比其在不使用波長(zhǎng)選擇性裝置的情況下直接從基頻光128產(chǎn)生的情形窄的帶寬。圖2展示根據(jù)目前優(yōu)選實(shí)施例的五次諧波產(chǎn)生器模塊103，其包含第一倍頻模塊(二次諧波產(chǎn)生)202、任選光束分裂器/棱鏡212、第二倍頻模塊(四次諧波產(chǎn)生)203、任選光束分裂器/組合器213、頻率加總模塊(五次諧波產(chǎn)生)204，以及任選光束分裂器或波長(zhǎng)分離器214。一般來(lái)說(shuō)，五次諧波產(chǎn)生器模塊103用以借助于以下方式產(chǎn)生五次諧波光134：利用倍頻模塊202及203來(lái)轉(zhuǎn)換處于基頻頻率ω的輸入信號(hào)的一部分(即，第二基頻部分130)以產(chǎn)生處于基頻頻率的四倍(4ω)的四次諧波激光203A，且接著利用頻率加總模塊204來(lái)混合四次諧波激光203A與輸入光的未經(jīng)消耗部分。根據(jù)目前優(yōu)選實(shí)施例，第一倍頻模塊202、第二倍頻模塊203及頻率加總模塊204中的至少一者是使用經(jīng)退火CLBO晶體，經(jīng)氘處理CLBO晶體或經(jīng)氫處理CLBO晶體來(lái)實(shí)施。五次諧波產(chǎn)生器模塊103通過(guò)以下方式產(chǎn)生四次諧波激光203A：借助于第一倍頻模塊202產(chǎn)生二次諧波激光202A，且接著使用第二倍頻模塊203使二次諧波激光202A加倍。參考圖2的左側(cè)，第一倍頻模塊202接收并轉(zhuǎn)換處于基頻頻率ω的基頻部分130以形成處于是基頻頻率的兩倍(2ω)的二次諧波光202A。第二倍頻模塊203接收并轉(zhuǎn)換二次諧波光202A以形成處于是基頻頻率的四倍(4ω)的四次諧波光203A。離開(kāi)第一倍頻模塊202的基頻光130的未經(jīng)消耗部分202B可通過(guò)光束分裂器或棱鏡212而從二次諧波光202A分離出去且被引導(dǎo)朝向頻率加總模塊204。在一個(gè)實(shí)施例中(未展示)，未經(jīng)消耗基頻部分202B不與二次諧波202A分離且與二次諧波光202A共傳播穿過(guò)第二倍頻模塊203以與四次諧波203A基本上一致地到達(dá)頻率加總模塊204。分離未經(jīng)消耗基頻部分202B與二次諧波光202A的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于：可將適當(dāng)時(shí)間延遲應(yīng)用到未經(jīng)消耗基頻部分202B或四次諧波光203A，使得兩個(gè)激光脈沖基本上同時(shí)到達(dá)頻率加總模塊204。另一優(yōu)點(diǎn)在于：可在用于適當(dāng)波長(zhǎng)的每一路徑中單獨(dú)地優(yōu)化用于引導(dǎo)及/或聚焦光的光學(xué)元件(例如鏡、透鏡及棱鏡(未展示))。在一個(gè)實(shí)施例中，未經(jīng)消耗的二次諧波部分203B(即，二次諧波光的未用于第二倍頻模塊203內(nèi)的一部分)通過(guò)任選光束分裂器/組合器213而與四次諧波203A分離。光束分裂器/組合器213可包括一或多個(gè)光束分裂器及/或一或多個(gè)棱鏡。光束分裂器/組合器213可(視需要)組合未經(jīng)消耗基頻部分202B與四次諧波203A，使得其一起傳播到頻率加總模塊204。參考圖2的右側(cè)，頻率加總模塊204通過(guò)加總四次諧波光203A與未經(jīng)消耗基頻光部分202B而產(chǎn)生五次諧波光134。任選光束分裂器或波長(zhǎng)分離器214在一些實(shí)施例中用于從五次諧波光205分離出任何未經(jīng)消耗基頻部分及四次諧波204B。光束分裂器214可包括棱鏡、偏振光束分裂器，二向色光束分裂器或光學(xué)元件的組合。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，二次諧波產(chǎn)生模塊202包括用于頻率轉(zhuǎn)換的三硼酸鋰(LBO)晶體。在其它實(shí)施例中，二次諧波產(chǎn)生模塊202包括用于頻率轉(zhuǎn)換的CLBO、BBO或其它非線(xiàn)性晶體。在五次諧波產(chǎn)生器103的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，四次諧波產(chǎn)生模塊203包括用于頻率轉(zhuǎn)換的CLBO晶體。在其它實(shí)施例中，四次諧波產(chǎn)生模塊203可包括用于頻率轉(zhuǎn)換的BBO或其它非線(xiàn)性晶體。在五次諧波產(chǎn)生器103的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，頻率加總模塊203包括用于頻率加總的CLBO晶體。在其它實(shí)施例中，頻率加總模塊204可包括用于頻率加總的BBO或其它非線(xiàn)性晶體。圖3展示用于圖1中展示的183nm激光器的示范性波長(zhǎng)范圍(以nm為單位)的表。對(duì)于每一基頻激光器類(lèi)型，展示示范性短波長(zhǎng)基頻部分及示范性長(zhǎng)波長(zhǎng)基頻部分，以及所要輸出波長(zhǎng)(表中展示的實(shí)例中的183nm)所需的對(duì)應(yīng)于諧波及經(jīng)下變頻信號(hào)的波長(zhǎng)。基頻激光器的精確波長(zhǎng)取決于許多因素，包含激光介質(zhì)的精確組合物、激光介質(zhì)的操作溫度及光學(xué)腔的設(shè)計(jì)。使用給定激光介質(zhì)的相同激光線(xiàn)的兩個(gè)激光器可以由于前述及其它因素而相差零點(diǎn)幾納米或數(shù)納米的波長(zhǎng)操作。適當(dāng)
技術(shù)領(lǐng)域：
：中的技術(shù)人員將理解如何針對(duì)經(jīng)下變頻信號(hào)選擇適當(dāng)波長(zhǎng)以便從接近于表中所列的那些波長(zhǎng)的任何基頻波長(zhǎng)產(chǎn)生所要輸出波長(zhǎng)。類(lèi)似地，如果所要輸出波長(zhǎng)與183nm相差數(shù)納米，那么所述所要輸出波長(zhǎng)還可通過(guò)對(duì)用于經(jīng)下變頻信號(hào)的波長(zhǎng)的適當(dāng)調(diào)整而實(shí)現(xiàn)。圖4展示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的供在激光器組合件100A(圖1A)中使用的混頻模塊104?；祛l模塊104包含非線(xiàn)性晶體402，其在優(yōu)選實(shí)施例中包括包含輸入表面442及相對(duì)輸出表面452的經(jīng)退火(經(jīng)氘處理或經(jīng)氫處理)硼酸銫鋰(CLBO)晶體。非線(xiàn)性晶體402經(jīng)定位以在輸入表面442處接收五次諧波光134(即，來(lái)自五次諧波產(chǎn)生器103)及經(jīng)下變頻信號(hào)129(來(lái)自O(shè)P產(chǎn)生器116)兩者，使得信號(hào)129及光134兩者大致共線(xiàn)地進(jìn)入非線(xiàn)性晶體402(例如，在方向410上，由圖4中的虛線(xiàn)箭頭所指示)，且經(jīng)聚焦到安置于晶體402內(nèi)部或接近于晶體402的對(duì)應(yīng)光束腰(未展示光束腰)。對(duì)于在處于大約50℃的溫度的CLBO中與具有接近1433nm的波長(zhǎng)的經(jīng)下變頻信號(hào)和具有接近206nm的波長(zhǎng)的五次諧波的I型匹配，相位匹配角度是大約74.9°。對(duì)于在處于大約50℃的溫度的CLBO中與具有接近1274nm的波長(zhǎng)的經(jīng)下變頻信號(hào)和具有接近213nm的波長(zhǎng)的五次諧波的I型匹配，相位匹配角度是大約85.7°。這些實(shí)例兩者均展示可實(shí)現(xiàn)具有高效率及低走離的接近非臨界相位匹配以用于產(chǎn)生接近183nm的波長(zhǎng)。這些波長(zhǎng)組合僅是實(shí)例且并不意在限制本發(fā)明的范圍。適當(dāng)
技術(shù)領(lǐng)域：
：中的技術(shù)人員理解如何選擇波長(zhǎng)、溫度及角度的不同組合以實(shí)現(xiàn)相位匹配。在一些實(shí)施例中，晶體402的輸入表面442經(jīng)截切及定位以便大致處于相對(duì)于五次諧波光134(即，相對(duì)于方向410及五次諧波光134的偏振)的布儒斯特(Brewster)角。此角度最小化五次諧波波長(zhǎng)的反射，且因此促進(jìn)避免在一些實(shí)施例中對(duì)輸入表面442上的抗反射涂層的需要。在其它實(shí)施例中，抗反射涂層(未展示)施加到表面442以減少處于五次諧波及/或信號(hào)波長(zhǎng)的反射光。晶體402的輸出表面452可經(jīng)涂覆或未經(jīng)涂覆。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體402的輸出表面452經(jīng)截切且維持于相對(duì)于激光器輸出光140的布儒斯特角下，且不經(jīng)涂覆。應(yīng)注意，如果使用I型相位匹配，那么激光器輸出光140的偏振優(yōu)選地垂直于輸入波長(zhǎng)的(即，五次諧波光134及經(jīng)下變頻信號(hào)129的)偏振，且因此布儒斯特角輸出表面452必須經(jīng)適當(dāng)?shù)亟厍?。不涂覆輸出表?52的優(yōu)點(diǎn)在于涂層可在暴露于密集UV輻射時(shí)具有較短使用壽命。再次參考圖4，在優(yōu)選實(shí)施例中，混頻模塊104可使用一或多個(gè)光學(xué)元件(光學(xué)器件)405以分離所要輸出波長(zhǎng)(即，處于大約183nm的激光器輸出光140)與其它不期望波長(zhǎng)451(例如，五次諧波光134的未經(jīng)消耗部分及/或經(jīng)下變頻信號(hào)129的未經(jīng)消耗部分)。光學(xué)器件405可包含光束分裂器、棱鏡、光柵或其它光學(xué)元件。在一些實(shí)施例中，走離與晶體402的輸出表面452的角度的組合可實(shí)現(xiàn)激光輸出140與其它波長(zhǎng)的充分分離使得不需要光學(xué)器件405。在183nm激光器的優(yōu)選實(shí)施例中，由于使用高功率經(jīng)下變頻信號(hào)129而在晶體402中消耗五次諧波光134的實(shí)質(zhì)部分或幾乎所有部分。盡管此可導(dǎo)致從基頻光128(圖1中)到激光器輸出光140的較低總體轉(zhuǎn)換效率，但針對(duì)給定輸出功率使用處于信號(hào)波長(zhǎng)的較大功率及處于五次諧波的較小功率的激光器可具有較長(zhǎng)壽命且可需要較低頻率維護(hù)，這是因?yàn)樯頤V光(例如四次及五次諧波)可容易導(dǎo)致對(duì)激光器內(nèi)的光學(xué)器件的損壞及光污染。應(yīng)注意，在所述實(shí)施例中的任一者中，鏡、棱鏡、潛望鏡等可視需要用以引導(dǎo)基頻波長(zhǎng)或其它波長(zhǎng)。舉例來(lái)說(shuō)，棱鏡、光束分裂器、光束組合器及經(jīng)二向色涂覆鏡可視需要用以分離及組合光束。鏡與光束分裂器的各種組合可用于以任何適當(dāng)順序在不同頻率轉(zhuǎn)換級(jí)之間分離且路由各種波長(zhǎng)。頻率轉(zhuǎn)換晶體、棱鏡、光束分裂器或透鏡的面可以大約等于入射波長(zhǎng)的布儒斯特角的角度經(jīng)截切以便在不使用抗反射涂層的情況下最小化或控制反射。此截切可尤其有利于UV輻射入射于其中的那些表面，這是因?yàn)榭狗瓷渫繉涌稍诒┞队赨V時(shí)降級(jí)且因此可降級(jí)激光器(在用于這些表面上的情況下)的可靠性。波片(包含布儒斯特角波片或延遲器)或其它光學(xué)元件可用以視需要旋轉(zhuǎn)波長(zhǎng)中的任一者的偏振以使偏振與下一頻率轉(zhuǎn)換或混頻級(jí)的適當(dāng)晶軸對(duì)準(zhǔn)。在阿姆斯特朗(Armstrong)的標(biāo)題為“高損壞閾值頻率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(HighDamageThresholdFrequencyConversionSystem)”的美國(guó)專(zhuān)利8,711,470中更詳細(xì)地描述布儒斯特角光學(xué)器件在DUV激光器中的使用。此專(zhuān)利以引用方式并入本文中。以上描述及相關(guān)聯(lián)圖說(shuō)明用于產(chǎn)生具有大約183nm的波長(zhǎng)的光的各種激光器。描述一些特定波長(zhǎng)及波長(zhǎng)范圍以便說(shuō)明實(shí)施例。類(lèi)似上文描述的那些實(shí)施例的產(chǎn)生比183nm短或長(zhǎng)數(shù)納米的不同波長(zhǎng)的其它激光器實(shí)施例是可能的且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。上文所描述圖并不意在表示組件的實(shí)際物理布局。上文所描述圖展示過(guò)程中所涉及的主要光學(xué)模塊，但未展示每一光學(xué)元件。適當(dāng)
技術(shù)領(lǐng)域：
：中的技術(shù)人員將理解如何依據(jù)上文所描述圖及其相關(guān)聯(lián)描述建立183nm激光器。應(yīng)理解，可視需要使用更多或更少光學(xué)組件來(lái)引導(dǎo)光。在適當(dāng)?shù)那闆r下，可使用透鏡及/或曲面鏡來(lái)將光束腰聚焦到在非線(xiàn)性晶體內(nèi)部或接近于非線(xiàn)性晶體的基本上圓形或橢圓形橫截面的焦點(diǎn)?？稍谛枰獣r(shí)使用棱鏡、光束分裂器、光柵或衍射光學(xué)元件來(lái)在每一頻率轉(zhuǎn)換器或混頻器模塊的輸出處導(dǎo)向或分離不同波長(zhǎng)?？稍谶m當(dāng)?shù)那闆r下使用棱鏡、經(jīng)涂覆鏡或其它元件來(lái)在通到頻率轉(zhuǎn)換器及混頻器的輸入處組合不同波長(zhǎng)。可在適當(dāng)?shù)那闆r下使用光束分裂器或經(jīng)涂覆鏡來(lái)將一個(gè)波長(zhǎng)劃分成兩個(gè)光束。可使用濾光器來(lái)在任何級(jí)的輸出處阻擋或分離非所要波長(zhǎng)?？梢曅枰褂貌ò鍋?lái)旋轉(zhuǎn)偏振?？稍谶m當(dāng)?shù)那闆r下使用其它光學(xué)元件。在一些情形中，允許來(lái)自一個(gè)頻率轉(zhuǎn)換級(jí)的未經(jīng)消耗光傳遞到下一級(jí)(盡管在后續(xù)級(jí)中并不需要所述光)可為可接受的。如果功率密度足夠低而不導(dǎo)致?lián)p壞且如果存在對(duì)所要頻率轉(zhuǎn)換過(guò)程的極少干擾(舉例來(lái)說(shuō)，由于晶體角處無(wú)相位匹配或由于光的偏振)，那么上述情形可為可接受的。適當(dāng)
技術(shù)領(lǐng)域：
：中的技術(shù)人員將理解在183nm激光器的實(shí)施方案中可能的各種折衷及替代方案。在優(yōu)選實(shí)施例中，產(chǎn)生二次諧波的第一倍頻模塊202(圖2)可包含三硼酸鋰(LBO)晶體，其可在介于室溫與約200℃之間的溫度下是基本上非臨界相位匹配的(針對(duì)晶體平面的適當(dāng)選擇)以產(chǎn)生在介于約515nm與約532nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的二次諧波。在其它實(shí)施例中，第一倍頻模塊202可包含硼酸銫鋰(CLBO)晶體或β硼酸鋇(BBO)晶體，其中的任一者可為臨界相位匹配的以產(chǎn)生在介于約515nm與約532nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的二次諧波。產(chǎn)生四次諧波的第二倍頻模塊203(圖2)及產(chǎn)生五次諧波的頻率加總模塊204可在CLBO、BBO或其它非線(xiàn)性晶體中使用臨界相位匹配。在優(yōu)選實(shí)施例中，倍頻模塊203及頻率加總模塊204兩者包括CLBO晶體。頻率轉(zhuǎn)換級(jí)(包含在圖1A、2及4中所展示者)中的任一者可有利地使用德賓斯基(Dribinski)等人的標(biāo)題為“具有高質(zhì)量、穩(wěn)定輸出光束及長(zhǎng)壽命高轉(zhuǎn)換效率非線(xiàn)性晶體的激光器(LaserWithHighQuality,StableOutputBeam,AndLongLifeHighConversionEfficiencyNon-LinearCrystal)”的第8,873,596號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中揭示的方法及系統(tǒng)中的一些或所有方法及系統(tǒng)。此專(zhuān)利以引用方式并入本文中。頻率轉(zhuǎn)換級(jí)(包含在圖1A、2及4中所展示者)中的任一者可包含一或多個(gè)保護(hù)性環(huán)境，例如在阿姆斯特朗的標(biāo)題為“用于控制光學(xué)晶體的環(huán)境的外殼(Enclosureforcontrollingtheenvironmentofopticalcrystals)”的美國(guó)專(zhuān)利8,298,335中所描述者。此專(zhuān)利以引用方式并入本文中。應(yīng)注意，單個(gè)保護(hù)性環(huán)境可封圍多個(gè)級(jí)或單個(gè)級(jí)。頻率轉(zhuǎn)換級(jí)(包含在圖1A、2及4中所展示者)中的任一者可并入有：德賓斯基等人的標(biāo)題為“通過(guò)抑制瞬態(tài)色彩中心形成及控制聲子填充而緩解光學(xué)材料中的激光誘發(fā)的損壞(Alleviationoflaser-induceddamageinopticalmaterialsbysuppressionoftransientcolorcentersformationandcontrolofphononpopulation)”的美國(guó)專(zhuān)利8,298,335中描述的方法或系統(tǒng)中的任一者；阿姆斯特朗的標(biāo)題為“測(cè)量非線(xiàn)性光學(xué)晶體中的晶體位點(diǎn)使用壽命(Measuringcrystalsitelifetimeinanon-linearopticalcrystal)”的美國(guó)專(zhuān)利8,824,514中描述的設(shè)備或方法中的任一者；由格尼斯(Genis)的標(biāo)題為“激光器晶體降級(jí)補(bǔ)償(Lasercrystaldegradationcompensation)”的第8,976,343號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中描述的設(shè)備及方法中的任一者；由格尼斯于2013年6月19日提出申請(qǐng)且標(biāo)題為“延長(zhǎng)掃描非線(xiàn)性光學(xué)晶體的壽命及最小化其擾動(dòng)的優(yōu)先移位方向(Preferentialshiftdirectiontoprolongthelifeandminimizeperturbationsofascanningnonlinearopticalcrystal)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案61/837,053中描述的系統(tǒng)及方法中的任一者；以及由阿姆斯特朗等人分別于2012年6月29日及2013年2月7日提出申請(qǐng)的標(biāo)題均為“對(duì)頻率轉(zhuǎn)換式激光器中的晶體的連續(xù)運(yùn)動(dòng)的掃描速率(Scanrateforcontinuousmotionofacrystalinafrequencyconvertedlaser)”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案61/666,675及61/762,269中描述的系統(tǒng)及方法中的任一者。激光器可進(jìn)一步并入有阿姆斯特朗的標(biāo)題為“頻率轉(zhuǎn)換式激光器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)波前控制(Dynamicwavefrontcontrolofafrequencyconvertedlasersystem)”的美國(guó)專(zhuān)利8,686,331中描述的系統(tǒng)及方法中的任一者。所有這些專(zhuān)利、申請(qǐng)案及臨時(shí)申請(qǐng)案均以引用方式并入本文中。應(yīng)進(jìn)一步注意，頻率轉(zhuǎn)換級(jí)(包含在圖1A、2及4中所展示者)中的任一者可有利地使用經(jīng)氘、氫及/或氟摻雜或處理的非線(xiàn)性晶體。此類(lèi)晶體可通過(guò)在由德賓斯基等人于2010年9月3日提出申請(qǐng)的第9,023,152號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中描述或在由莊等人于2012年6月1日提出申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案13/488,635以及由德賓斯基等人于2014年4月8日提出申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案14/248,045(此兩者同在申請(qǐng)中)中描述的過(guò)程或方法中的任一者形成、處置或處理。這些專(zhuān)利及申請(qǐng)案以引用方式并入本文中。所述經(jīng)摻雜或處理晶體可在涉及深UV波長(zhǎng)的那些級(jí)(包含倍頻模塊203、頻率加總模塊204，以及混頻模塊104)中尤其有用。在一些實(shí)施例中，為產(chǎn)生處于基頻波長(zhǎng)的充足功率，一或多個(gè)放大器可用以增加基頻波長(zhǎng)的功率。如果使用兩個(gè)或多于兩個(gè)放大器，那么應(yīng)優(yōu)選地使用一個(gè)種子激光器來(lái)對(duì)所有放大器進(jìn)行播種，使得所述放大器均輸出處于相同波長(zhǎng)的同步化激光脈沖。圖5說(shuō)明其中種子激光器503可產(chǎn)生處于所要基頻波長(zhǎng)(例如，大約1064nm、大約1053nm、大約1047nm或大約1030nm)的穩(wěn)定化窄帶種子激光504的示范性放大器模塊500。在一些實(shí)施例中，種子激光器503是經(jīng)Nd摻雜YAG激光器、經(jīng)Nd摻雜正釩酸釔激光器、經(jīng)Nd摻雜YLF激光器、光纖激光器或穩(wěn)定化二極管激光器中的一者。種子光504行進(jìn)到第一放大器507，第一放大器507將光放大到較高功率級(jí)以產(chǎn)生基頻光128。在一個(gè)實(shí)施例中，第一放大器507包括經(jīng)Nd摻雜YAG或經(jīng)Nd摻雜正釩酸釔。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器泵505包含可泵激第一放大器507的激光器。在一些實(shí)施例中，此泵激可使用以大約808nm波長(zhǎng)或以大約888nm波長(zhǎng)操作的一或多個(gè)二極管激光器進(jìn)行。在其它實(shí)施例中，第一放大器507可包括經(jīng)Yb摻雜光纖放大器。圖5還說(shuō)明可用于放大器模塊500的一些實(shí)施例中的示范性額外組件。由于OPO/OPA116、第一倍頻模塊202及頻率加總模塊204(圖1及2)接收基頻激光波長(zhǎng)作為輸入且取決于需要接近183nm波長(zhǎng)的輸出功率，因此可需要可以所需帶寬、穩(wěn)定性及光束質(zhì)量在單個(gè)放大器中便利地產(chǎn)生的更多基頻激光。實(shí)際上，增加光學(xué)放大器的功率輸出可導(dǎo)致帶寬增加、由于熱透鏡效應(yīng)或其它效應(yīng)導(dǎo)致光束質(zhì)量降級(jí)、穩(wěn)定性減小及/或使用壽命縮短。因此，在放大器模塊500的一些實(shí)施例中，第一放大器507及額外第二放大器517可用以分別產(chǎn)生兩個(gè)基頻激光輸出128及528，其中如上文提及地利用基頻光128，且光528可被引導(dǎo)到不同頻率轉(zhuǎn)換級(jí)(未展示)以代替(舉例來(lái)說(shuō))127(在圖1A中)或202B(在圖2中)。第二放大器517可與第一放大器507基本上相同。在一個(gè)實(shí)施例中，放大器泵515包含可泵激第二放大器517的激光器。放大器泵515可與放大器泵505基本上相同。明顯地，相同種子激光器503可用以播種兩個(gè)激光器以便確保輸出128及528處于相同波長(zhǎng)且是同步的。光束分裂器或棱鏡511及鏡或棱鏡512可劃分種子光504且將其一部分引導(dǎo)到第二放大器517。圖6A及6B分別展示根據(jù)兩個(gè)替代示范性實(shí)施例的OPS116D及OPS116E。如上文參考圖1A所提及，OPS116包含產(chǎn)生較低功率經(jīng)下變頻種子信號(hào)118的經(jīng)下變頻信號(hào)種子產(chǎn)生器(DCSSG)117，接著使用光學(xué)參數(shù)放大器(OPA)119將較低功率經(jīng)下變頻種子信號(hào)118與基頻光部分127組合以產(chǎn)生較高功率經(jīng)下變頻信號(hào)129，接著將較高功率經(jīng)下變頻信號(hào)129發(fā)射到混頻模塊104以與五次諧波光134混合。如在以下示范性實(shí)施例中所陳述，OPS116D及OPS116E利用類(lèi)似OPA結(jié)構(gòu)，但利用兩個(gè)不同DCSSG布置。具體來(lái)說(shuō)，在OPS116D(圖6A)利用種子激光器以直接產(chǎn)生經(jīng)下變頻種子信號(hào)的情況下，OPS116E(圖6B)利用光學(xué)參數(shù)振蕩器以通過(guò)轉(zhuǎn)換基頻激光的一部分而產(chǎn)生經(jīng)下變頻種子信號(hào)。在以下描述中陳述這些方法中的每一者的優(yōu)點(diǎn)。參考圖6A，OPS116D通常包含使用種子激光器603實(shí)施的經(jīng)下變頻信號(hào)種子產(chǎn)生器(DCSSG)117D及OPA119D，OPA119D包含光束組合器611、非線(xiàn)性晶體607及光束分裂器621。種子激光器603經(jīng)配置以直接產(chǎn)生處于所要經(jīng)下變頻信號(hào)頻率ωs的經(jīng)下變頻種子光118D，并將經(jīng)下變頻種子光118D引導(dǎo)到OPA119D中的光束組合器611上。光束組合器611經(jīng)配置及經(jīng)定位以接收處于基頻頻率ω的基頻光部分127(輸入激光)與經(jīng)下變頻種子光118D兩者，并組合(即，沿著共線(xiàn)路徑引導(dǎo))基頻光部分127與經(jīng)下變頻種子光118D兩者使得其進(jìn)入非線(xiàn)性晶體607。非線(xiàn)性晶體607經(jīng)配置以通過(guò)對(duì)基頻光部分127的受激下變頻而放大經(jīng)下變頻種子信號(hào)118，并朝向光束分裂器(波長(zhǎng)分離器)621發(fā)射經(jīng)放大信號(hào)。光束分裂器621經(jīng)配置以分離經(jīng)下變頻信號(hào)129與從非線(xiàn)性晶體607接收的經(jīng)放大信號(hào)中存在的其它頻率，并將經(jīng)下變頻信號(hào)129引導(dǎo)到混頻模塊(未展示)。在以下段落中以額外細(xì)節(jié)描述這些組件中的每一者。在優(yōu)選實(shí)施例中，種子激光器603使用二極管激光器或低功率光纖激光器實(shí)施，且經(jīng)配置以產(chǎn)生處于經(jīng)下變頻信號(hào)頻率ωs的種子激光604，種子激光604接著用以在所述頻率下為下變頻過(guò)程進(jìn)行播種。種子激光器603僅需具有大約1mW到數(shù)百mW的平均功率。在優(yōu)選實(shí)施例中，種子激光器603通過(guò)使用(舉例來(lái)說(shuō))光柵并使溫度穩(wěn)定化而經(jīng)穩(wěn)定化。種子激光頻率及帶寬確定經(jīng)下變頻信號(hào)129的頻率及帶寬。使用種子激光器的優(yōu)點(diǎn)在于與高功率激光器相比，控制較低功率激光器的穩(wěn)定性及帶寬要容易得多。穩(wěn)定窄帶寬種子激光器確定經(jīng)下變頻信號(hào)129的帶寬及穩(wěn)定性。在一個(gè)實(shí)施例中，種子激光器603產(chǎn)生基本上垂直于基頻光(即，輸入激光127)的偏振而經(jīng)偏振的偏振光，接著將所述偏振光引入到非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換器607中。在一個(gè)實(shí)施例中，光束組合器611(例如，棱鏡)包含二向色涂層，其有效地反射第一波長(zhǎng)同時(shí)透射第二波長(zhǎng)，使得基頻光部分127及經(jīng)透射種子激光118D基本上共線(xiàn)地行進(jìn)穿過(guò)非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換器607。舉例來(lái)說(shuō)，如在圖6A中所指示，光束組合器611反射基頻光部分127并透射種子激光118D，使得此兩者基本上共線(xiàn)地被發(fā)射穿過(guò)非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換器607，如所展示。在替代實(shí)施例(未展示)中，光束組合器經(jīng)配置且經(jīng)布置以透射基頻光部分并反射種子激光，使得此兩者基本上共線(xiàn)地行進(jìn)穿過(guò)非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施例中，非線(xiàn)性晶體607使用針對(duì)輸入激光頻率ω及經(jīng)下變頻信號(hào)頻率ωs可相位匹配或準(zhǔn)相位匹配的任何適合非線(xiàn)性光學(xué)晶體或周期性極化非線(xiàn)性光學(xué)晶體實(shí)施。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，非線(xiàn)性晶體607包括周期性極化鈮酸鋰、周期性極化經(jīng)氧化鎂摻雜鈮酸鋰、周期性極化化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰(PPSLT)、周期性極化經(jīng)氧化鎂摻雜化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰及周期性極化磷酸鈦氧鉀(PPKTP)中的一者。在一個(gè)實(shí)施例中，光束分裂器621(例如，棱鏡)使用已知技術(shù)而經(jīng)配置及經(jīng)定位以分離經(jīng)下變頻信號(hào)129與不期望頻率623(例如，未經(jīng)消耗基頻頻率及閑置頻率)。在一個(gè)實(shí)施例(未展示)中，未經(jīng)消耗基頻頻率可以經(jīng)設(shè)定以匹配基頻光部分127的下一傳入激光脈沖的時(shí)間延遲再循環(huán)返回到非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換器607的輸入。圖6B說(shuō)明根據(jù)第二示范性實(shí)施例的OPS116E，其借助于轉(zhuǎn)換基頻激光的一部分而產(chǎn)生處于所需經(jīng)下變頻信號(hào)頻率ωs的高功率經(jīng)下變頻信號(hào)129(例如大于約3W)。OPS116E通常包含：光束分裂器631，其經(jīng)配置以將處于基頻頻率ω的基頻光部分127分裂成第一子部分127A及第二子部分127B；光學(xué)參數(shù)振蕩器(OPO；即，經(jīng)下變頻種子信號(hào)產(chǎn)生器)117E，其經(jīng)配置以借助于轉(zhuǎn)換基頻光子部分127A而產(chǎn)生經(jīng)下變頻種子信號(hào)118E；及OPA119E，其經(jīng)配置以混合經(jīng)下變頻種子信號(hào)118E與(第二)基頻光子部分127B。OPO117E包含第一聚焦鏡632、非線(xiàn)性晶體633、第二聚焦鏡634、波長(zhǎng)選擇器637，以及輸出耦合器636，其如所展示可操作地經(jīng)配置以形成光學(xué)腔，在所述光學(xué)腔中，借助于聚焦鏡632及634以及非線(xiàn)性晶體633而在波長(zhǎng)選擇器637與輸出耦合器636之間反射光。類(lèi)似于OPS116D(圖6A)的OPA，OPA119E包含光束組合器640、非線(xiàn)性晶體641及波長(zhǎng)分離器642。在以下段落中以額外細(xì)節(jié)描述這些組件中的每一者。參考圖6B的左側(cè)，在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)光束分裂器631劃分處于基頻頻率ω的基頻光部分(輸入激光)127，使得被引導(dǎo)到OPO117E的子部分127A包含輸入激光127的能量的50％以下，且被引導(dǎo)到OPA119E的子部分127B包含輸入激光127的能量的50％以上。子部分127A借助于穿過(guò)聚焦鏡632而進(jìn)入OPO117E。聚焦或模式匹配光學(xué)器件(未展示)可在OPO117E之前放置于輸入激光127的光路徑中以在接近非線(xiàn)性晶體633的中心處聚焦子部分127A。非線(xiàn)性晶體633針對(duì)相位匹配或準(zhǔn)相位匹配經(jīng)設(shè)計(jì)以用于從處于頻率ω的子部分127A產(chǎn)生處于信號(hào)頻率ωs的光。在一個(gè)實(shí)施例中，非線(xiàn)性晶體633包括周期性極化材料，例如周期性極化鈮酸鋰(PPLN)或周期性極化化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰(PPSLT)。未通過(guò)非線(xiàn)性晶體633轉(zhuǎn)換為信號(hào)頻率光的任何輸入激光穿過(guò)聚焦鏡634且可被拋棄。聚焦鏡634優(yōu)選地還應(yīng)透射在非線(xiàn)性晶體633中形成的閑置頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，聚焦鏡634經(jīng)配置成對(duì)處于信號(hào)頻率ωs的光具有高反射性，且經(jīng)布置以將處于在非線(xiàn)性晶體633中形成或穿過(guò)非線(xiàn)性晶體633的信號(hào)頻率的光引導(dǎo)到輸出耦合器636。輸出耦合器636透射入射于其上的處于信號(hào)頻率ωs的第一部分的光(例如大約20％的一部分)且反射第二部分的光(例如大約80％)。處于信號(hào)頻率ωs的第二部分的光被反射回到聚焦鏡634，聚焦鏡634將光穿過(guò)非線(xiàn)性晶體633重新引導(dǎo)到聚焦鏡632，聚焦鏡632又將光重新引導(dǎo)到波長(zhǎng)選擇器637。波長(zhǎng)選擇器637使用已知技術(shù)經(jīng)配置為對(duì)于以所要信號(hào)頻率ωs為中心的窄范圍的頻率是高反射性的。舉例來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)選擇器637可反射大約0.2nmFWHM的波長(zhǎng)范圍。波長(zhǎng)選擇器637對(duì)于確定激光輸出140(參見(jiàn)(例如)圖1a)的波長(zhǎng)是重要的，這是因?yàn)榧す廨敵?40的波長(zhǎng)是對(duì)應(yīng)于基頻波長(zhǎng)的五次諧波與信號(hào)頻率ωs的和的波長(zhǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，波長(zhǎng)選擇器637包括體積布拉格光柵。在優(yōu)選實(shí)施例中，波長(zhǎng)選擇器637保持于恒定溫度下以便確保其中心波長(zhǎng)保持恒定。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)調(diào)整波長(zhǎng)選擇器637的溫度而對(duì)激光輸出140的波長(zhǎng)做出小調(diào)整以便改變信號(hào)頻率ωs。處于信號(hào)頻率ωs的經(jīng)下變頻光在從波長(zhǎng)選擇器637反射后返回到聚焦鏡632，聚焦鏡632將其引導(dǎo)回到非線(xiàn)性晶體633。處于信號(hào)頻率ωs的光從非線(xiàn)性晶體633到聚焦鏡634到輸出耦合器636、返回到聚焦鏡634穿過(guò)非線(xiàn)性晶體633到聚焦鏡632、到波長(zhǎng)選擇器637、返回到聚焦鏡632以及返回到非線(xiàn)性晶體633所循的光學(xué)路徑長(zhǎng)度應(yīng)使得處于信號(hào)頻率ωs的光的每一脈沖與輸入激光127的脈沖基本上同時(shí)地回到非線(xiàn)性晶體633。此布置用以確保輸入激光127及處于所述信號(hào)頻率的光的脈沖基本上共傳播穿過(guò)非線(xiàn)性晶體633以啟用輸入激光到處于信號(hào)頻率ωs的光的受激下變頻。在優(yōu)選實(shí)施例中，光學(xué)路徑長(zhǎng)度應(yīng)使得處于信號(hào)頻率ωs的光的脈沖與輸入激光127的脈沖的到達(dá)時(shí)間的失配小于輸入激光127的脈沖的寬度的約10％。在一個(gè)實(shí)施例中，聚焦鏡632及634經(jīng)配置以包含經(jīng)設(shè)定使得處于所述信號(hào)頻率的光的脈沖在剛經(jīng)描述的完整的往返行程之后回到非線(xiàn)性晶體633，在接近非線(xiàn)性晶體的中心處聚焦且與輸入激光127的脈沖基本上在空間上重疊的焦距。在替代實(shí)施例中，波長(zhǎng)選擇器637及/或輸出耦合器636可代替聚焦鏡632及634或作為聚焦鏡632及634的補(bǔ)充而聚焦處于信號(hào)頻率ωs的光。在另一實(shí)施例中，一或多個(gè)透鏡可用以代替聚焦鏡或作為聚焦鏡的補(bǔ)充而重新聚焦信號(hào)頻率。還應(yīng)注意，可調(diào)換輸出耦合器636與波長(zhǎng)選擇器637的相對(duì)位置，只要做出適當(dāng)布局改變以并入有額外鏡及/或棱鏡以將處于信號(hào)頻率ωs的光及輸入激光的第二部分127B重新引導(dǎo)到光束組合器640即可。圖6B中展示的布局打算是說(shuō)明性的以解釋操作的原理。此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它OPO配置可代替OPO117E。舉例來(lái)說(shuō)，可使用環(huán)形腔OPO或蝶形腔OPO。可在不背離本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)OPO117E做出其它修改。舉例來(lái)說(shuō)，替代波長(zhǎng)選擇器637，可使用鏡，且透射性波長(zhǎng)選擇器(未展示)可包含于信號(hào)頻率ωs的光學(xué)路徑中。額外平面鏡或棱鏡可包含于OPO117E中以(舉例來(lái)說(shuō))在維持緊湊總體大小的同時(shí)實(shí)現(xiàn)所要光學(xué)路徑長(zhǎng)度。對(duì)于高功率激光輸出140(例如1W或更大的功率)，直接從基頻激光而非從基頻光的二次諧波產(chǎn)生信號(hào)波長(zhǎng)ωs是優(yōu)選的，這是因?yàn)槔速M(fèi)較少功率，且因此可針對(duì)給定輸出功率而使用較低功率基頻激光器102(例如，圖1A)。一般來(lái)說(shuō)，OPO可能夠產(chǎn)生信號(hào)頻率ωs的高平均輸出功率(例如數(shù)瓦特或更大的功率)，如產(chǎn)生約1W或更大的激光輸出140所需的高平均輸出功率樣。本發(fā)明針對(duì)于從接近1μm的基頻波長(zhǎng)產(chǎn)生具有介于約180nm與185nm之間的波長(zhǎng)的激光輸出140。此需要對(duì)應(yīng)于介于約1.2μm與約1.6μm之間的波長(zhǎng)的信號(hào)頻率ωs(在圖3中展示一些實(shí)例性波長(zhǎng)組合)。產(chǎn)生相對(duì)于基頻激光器的波長(zhǎng)的此短波長(zhǎng)意味與所述信號(hào)頻率同時(shí)形成的閑置頻率必須具有長(zhǎng)波長(zhǎng)，例如長(zhǎng)于約4μm的波長(zhǎng)。適用于從接近1μm的波長(zhǎng)產(chǎn)生介于約1.2μm與約1.6μm之間的信號(hào)波長(zhǎng)的現(xiàn)成可用的高增益高質(zhì)量非線(xiàn)性晶體(例如PPLN及PPSLT)在長(zhǎng)于約4μm的波長(zhǎng)處是強(qiáng)吸收性的。如果OPO117E用以產(chǎn)生處于所要范圍內(nèi)的信號(hào)頻率的高功率，那么閑置頻率還將含有顯著功率。由于閑置頻率被非線(xiàn)性晶體633吸收，因此在閑置功率較高時(shí)將在非線(xiàn)性晶體633內(nèi)形成顯著溫度梯度。這些溫度梯度局部地改變非線(xiàn)性晶體633的光學(xué)性質(zhì)，從而導(dǎo)致產(chǎn)生處于信號(hào)頻率ωs的光的不規(guī)則分布曲線(xiàn)，且很可能導(dǎo)致OPO117E的不穩(wěn)定操作。在本發(fā)明中，通過(guò)操作OPO117E以便產(chǎn)生處于信號(hào)頻率ωs的相對(duì)低輸出功率(例如數(shù)百mW的平均功率)而克服這些問(wèn)題。在此輸出功率下，非線(xiàn)性晶體633的局部加熱是最小的且OPO117E可以針對(duì)經(jīng)下變頻種子信號(hào)118E的良好分布曲線(xiàn)而穩(wěn)定地操作。非線(xiàn)性晶體633可經(jīng)選擇以便(舉例來(lái)說(shuō))通過(guò)使用具有高非線(xiàn)性系數(shù)的長(zhǎng)長(zhǎng)度的材料(例如PPLN或PPSLT)而在具有對(duì)損壞或熱性質(zhì)較少顧慮的情況下最大化轉(zhuǎn)換效率。在本發(fā)明中，由OPO117E產(chǎn)生的處于信號(hào)頻率ωs的光118E通過(guò)OPA119E放大到如經(jīng)下變頻信號(hào)129的所需功率級(jí)。光束組合器640組合輸入激光127的第二部分與來(lái)自O(shè)PO117E的處于信號(hào)頻率ωs的光。從光束分裂器631到光束組合器640的光學(xué)路徑長(zhǎng)度應(yīng)使得輸入激光的脈沖與處于信號(hào)頻率ωs的光的脈沖基本上同時(shí)地到達(dá)光束組合器640。額外鏡、棱鏡或其它光學(xué)組件可放置于631與640之間的光學(xué)路徑中及/或636與640之間的光學(xué)路徑中，以確保脈沖基本上同時(shí)地到達(dá)640。透鏡、曲面鏡或其它光學(xué)元件(未展示)可根據(jù)需要用于任一光路徑中以確保輸入激光127的第二部分與處于信號(hào)頻率ωs的光基本上在空間上重疊且兩者在接近非線(xiàn)性晶體641的中心處聚焦。光束組合器640將光脈沖引導(dǎo)到非線(xiàn)性晶體641。非線(xiàn)性晶體641通過(guò)對(duì)第二基頻光子部分127B的受激下變頻而放大處于信號(hào)頻率ωs的光。波長(zhǎng)分離器642分離經(jīng)下變頻信號(hào)129與任何未經(jīng)消耗輸入激光643及任何閑置頻率。波長(zhǎng)分離器642可包括偏振光束分裂器(在經(jīng)下變頻信號(hào)129具有不同于輸入激光的偏振的情況下)、二向色鏡，佩林-勃洛卡(Pellin-Broca)棱鏡或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它適當(dāng)波長(zhǎng)分離器。非線(xiàn)性晶體641可包括針對(duì)輸入激光頻率ω及經(jīng)下變頻信號(hào)頻率ωs可相位匹配或準(zhǔn)相位匹配的任何適合非線(xiàn)性光學(xué)晶體或周期性極化非線(xiàn)性光學(xué)晶體。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，非線(xiàn)性晶體641包括PPSLT或周期性極化經(jīng)Mg摻雜SLT。這些材料尤其適用于在較高功率級(jí)下的操作。由于經(jīng)下變頻信號(hào)129僅穿過(guò)非線(xiàn)性晶體641一次，因此晶體641中的熱梯度導(dǎo)致比將在經(jīng)配置以產(chǎn)生類(lèi)似輸出功率的OPO中導(dǎo)致的低的光分布曲線(xiàn)降級(jí)。即，如果OPA119E被OPO(例如，經(jīng)配置為例如OPO117E)替代，那么將需要處于信號(hào)頻率ωs的光多次穿過(guò)其非線(xiàn)性晶體(例如，OPO117E中的非線(xiàn)性晶體633)，從而導(dǎo)致因閑置頻率的顯著加熱。因此，通過(guò)利用首先產(chǎn)生較低功率種子信號(hào)且接著混合種子信號(hào)與基頻光的一部分以產(chǎn)生處于所需頻率及功率級(jí)的經(jīng)下變頻信號(hào)129的兩步式方法，本發(fā)明克服僅使用OPO來(lái)產(chǎn)生高功率經(jīng)下變頻信號(hào)129的明顯限制。參考圖1B，如上文所提及，激光器組合件100B與激光器組合件100A(圖1A)類(lèi)似之處在于兩個(gè)激光器組合件均包含：基頻激光器102，其經(jīng)配置以產(chǎn)生具有基頻波長(zhǎng)ω的基頻光128；OPS116，其經(jīng)光學(xué)耦合以接收基頻光128的一部分127且產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)129；五次諧波模塊157；及混頻模塊104，其經(jīng)配置以接收并混合經(jīng)下變頻信號(hào)129與來(lái)自五次諧波產(chǎn)生器157的五次諧波激光134以便產(chǎn)生激光器輸出光140。另外，OPS116借助于利用DCSSG117產(chǎn)生處于經(jīng)下變頻波長(zhǎng)ωs的較低功率經(jīng)下變頻種子信號(hào)118且接著混合經(jīng)下變頻種子信號(hào)118與基頻光部分127而產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)129。激光器組合件100B與激光器組合件100A(圖1A)之間的第一差異在于：由基頻激光器102產(chǎn)生的全部基頻光128被發(fā)射到二次諧波產(chǎn)生模塊153，且從離開(kāi)二次諧波產(chǎn)生模塊102的未經(jīng)使用基頻光182獲得供應(yīng)到OPS116及五次諧波模塊157的部分127及130。此方法說(shuō)明對(duì)其中基頻激光器102輸出第二基頻光及未經(jīng)使用基頻光的情形(即，其中基頻激光器實(shí)際上包含二次諧波產(chǎn)生模塊153)的有益替代。為促進(jìn)此替代，第一光束分裂器181用以分離離開(kāi)二次諧波產(chǎn)生模塊102的二次諧波光189與未經(jīng)使用基頻光182，使得二次諧波光189發(fā)射到個(gè)四次諧波產(chǎn)生模塊155，且使得未經(jīng)使用基頻光182發(fā)射到第二光束分裂器183，第二光束分裂器183產(chǎn)生分別被引導(dǎo)到OPS116及五次諧波模塊157的部分127及130。除上文提及的差異以外，激光器組合件100B的操作與激光器組合件100A的操作基本上相同。二次諧波產(chǎn)生模塊153與第一倍頻模塊202(圖2)基本上類(lèi)似地起作用且可類(lèi)似地經(jīng)配置。四次諧波產(chǎn)生模塊155與第二倍頻模塊203(圖2)基本上類(lèi)似地起作用且可類(lèi)似地經(jīng)配置。五次諧波產(chǎn)生模塊157與頻率加總模塊204(圖2)基本上類(lèi)似地起作用且可類(lèi)似地經(jīng)配置。換句話(huà)說(shuō)，模塊153、155及157執(zhí)行與五次諧波產(chǎn)生模塊103基本上相同的功能，但在各個(gè)模塊之間具有不同基頻路由。圖7到12說(shuō)明可包含上文所描述183nm激光器中的一者的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可用于光掩模、光罩或晶片檢驗(yàn)及度量應(yīng)用中。圖7展示使用單個(gè)傳感器770同時(shí)地檢測(cè)兩個(gè)圖像或信號(hào)通道的光罩、光掩?；蚓瑱z驗(yàn)系統(tǒng)700。照明源(激光器組合件)709經(jīng)配置以產(chǎn)生具有如本文中所描述在大約180nm到大約185nm的范圍內(nèi)(例如，183nm)的輸出波長(zhǎng)的激光器輸出光710。照明源709可進(jìn)一步包括脈沖重復(fù)率倍增器及/或相干性減少方案。兩個(gè)圖像/信號(hào)通道可在受檢驗(yàn)物件(其安置于載臺(tái)730上)是透明(舉例來(lái)說(shuō)，光罩或光掩模)時(shí)包括經(jīng)反射及經(jīng)透射光，或可包括兩個(gè)不同照明模式，例如入射角、偏振狀態(tài)、波長(zhǎng)范圍或其某一組合。如在圖7中所展示，檢驗(yàn)系統(tǒng)700包含照明中繼(第一)光學(xué)器件715及720，其是使用已知技術(shù)經(jīng)配置以將照明(激光器輸出光)710從源709中繼到安置于載臺(tái)730上的正受檢驗(yàn)物件的光學(xué)系統(tǒng)。受檢驗(yàn)物件可為將受檢驗(yàn)的光罩、光掩模、半導(dǎo)體晶片或其它物品。檢驗(yàn)系統(tǒng)700還包含圖像中繼(第二)光學(xué)器件740、755及760，其是使用已知技術(shù)經(jīng)配置以將被受檢驗(yàn)物件影響(即，反射、散射及/或透射)的照明710的一部分710’中繼到傳感器770的光學(xué)系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)于兩個(gè)通道的經(jīng)檢測(cè)信號(hào)或圖像的數(shù)據(jù)經(jīng)展示為數(shù)據(jù)780且發(fā)射到計(jì)算機(jī)(未展示)以用于處理?？山?jīng)配置以測(cè)量來(lái)自光罩或光掩模的經(jīng)透射及經(jīng)反射光的光罩或光掩模檢驗(yàn)系統(tǒng)的其它細(xì)節(jié)描述于埃默里(Emery)等人的美國(guó)專(zhuān)利5,563,702、克瓦姆(Kvamme)等人的美國(guó)專(zhuān)利7,352,457以及布朗(Brown)等人的美國(guó)專(zhuān)利7,528,943中，所述專(zhuān)利以引用方式并入本文中。圖8說(shuō)明包含多個(gè)物鏡及上文所描述183nm激光器組合件中的一者的示范性檢驗(yàn)系統(tǒng)800。在系統(tǒng)800中，來(lái)自激光源801的照明發(fā)送到照明子系統(tǒng)的多個(gè)區(qū)段。照明子系統(tǒng)的第一區(qū)段包含元件802a到806a。透鏡802a聚焦來(lái)自激光源801的光。來(lái)自透鏡802a的光接著從鏡803a反射。出于說(shuō)明的目的將鏡803a放置于此位置處，且可將其定位于別處。來(lái)自鏡803a的光接著由透鏡804a收集，此形成照明光瞳平面805a?？扇Q于檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降男枰鴮⒂靡孕薷墓獾墓馊ΑV光器或其它裝置放置于光瞳平面805a中。來(lái)自光瞳平面805a的光接著穿過(guò)透鏡806a且形成照明場(chǎng)平面807。照明子系統(tǒng)的第二區(qū)段包含元件802b到806b。透鏡802b聚焦來(lái)自激光源801的光。來(lái)自透鏡802b的光接著從鏡803b反射。來(lái)自鏡803b的光接著由透鏡804b收集，此形成照明光瞳平面805b?？扇Q于檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降男枰鴮⒂靡孕薷墓獾墓馊?、濾光器或其它裝置放置于光瞳平面805b中。來(lái)自光瞳平面805b的光接著穿過(guò)透鏡806b且形成照明場(chǎng)平面807。來(lái)自第二區(qū)段的光接著被鏡或反射性表面重新引導(dǎo)使得照明場(chǎng)平面807處的照明場(chǎng)光能由經(jīng)組合的照明區(qū)段組成。場(chǎng)平面光接著在反射離開(kāi)光束分裂器810之前由透鏡809收集。透鏡806a及809在物鏡光瞳平面811處形成第一照明光瞳平面805a的圖像。同樣地，透鏡806b及809在物鏡光瞳平面811處形成第二照明光瞳平面805b的圖像。物鏡812(或替代地813)接著獲取光瞳光且在樣本814處形成照明場(chǎng)807的圖像。物鏡812或物鏡813可接近于樣本814而定位。樣本814可在載臺(tái)(未展示)上移動(dòng)，所述載臺(tái)使所述樣本定位于所要位置中。從樣本814反射及散射的光由高NA折反射物鏡812或物鏡813收集。在于物鏡光瞳平面811處形成經(jīng)反射光瞳之后，光能在于成像子系統(tǒng)中形成內(nèi)部場(chǎng)816之前穿過(guò)光束分裂器810及透鏡815。此內(nèi)部成像場(chǎng)是樣本814及對(duì)應(yīng)地照明場(chǎng)807的圖像。此場(chǎng)可在空間上分離成對(duì)應(yīng)于照明場(chǎng)的多個(gè)場(chǎng)。這些場(chǎng)中的每一者可支持單獨(dú)成像模式。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)成像模式可為明場(chǎng)成像模式，而另一者可為暗場(chǎng)成像模式?？墒褂苗R817重新引導(dǎo)這些場(chǎng)中的一者。經(jīng)重新引導(dǎo)的光接著在形成另一成像光瞳819b之前穿過(guò)透鏡818b。此成像光瞳是光瞳811及對(duì)應(yīng)地照明光瞳805b的圖像?？扇Q于檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降男枰鴮⒂靡孕薷墓獾墓馊ΑV光器或其它裝置放置于光瞳平面819b中。來(lái)自光瞳平面819b的光接著穿過(guò)透鏡820b且在傳感器821b上形成圖像。以類(lèi)似方式，經(jīng)過(guò)鏡或反射表面817的光由透鏡818a收集且形成成像光瞳819a。來(lái)自成像光瞳819a的光接著在于檢測(cè)器821a上形成圖像之前由透鏡820a收集。成像于檢測(cè)器821a上的光可用于不同于成像于傳感器821b上的光的成像模式。系統(tǒng)800中所采用的照明子系統(tǒng)是由激光源801、集光光學(xué)器件802到804、接近于光瞳平面805而放置的光束塑形組件及中繼光學(xué)器件806及809組成。內(nèi)部場(chǎng)平面807位于透鏡806與809之間。在一個(gè)優(yōu)選配置中，激光源801可包含上文所描述的183nm激光器中的一者。關(guān)于激光源801，雖然說(shuō)明為具有兩個(gè)透射點(diǎn)或透射角度的單個(gè)均勻塊，但實(shí)際上此表示能夠提供兩個(gè)照明通道的激光源，舉例來(lái)說(shuō)，所述兩個(gè)照明通道是例如穿過(guò)元件802a到806a的處于第一頻率(例如，接近183nm的深UV波長(zhǎng))的激光能的光能的第一通道，以及例如穿過(guò)元件802b到806b的處于第二頻率(例如，來(lái)自相同激光器的不同諧波，例如4次或5次諧波，或來(lái)自不同激光器的光)的激光能的光能的第二通道。雖然來(lái)自激光源801的光能經(jīng)展示為90度間隔發(fā)出，且元件802a到806a及802b到806b以90度角定向，但實(shí)際上光可以各種定向發(fā)出，未必呈二維，且組件可以不同于如所展示的方式定向。圖8因此簡(jiǎn)單地是所采用組件的表示且所展示的角度或距離既非按比例也非設(shè)計(jì)所具體需要。可在使用光圈塑形概念的當(dāng)前系統(tǒng)中采用接近于光瞳平面805a/805b而放置的元件。使用此設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)均勻照明或接近均勻照明以及個(gè)別點(diǎn)照明、環(huán)形照明、四極照明或其它所要圖案。可在一般成像子系統(tǒng)中采用針對(duì)所述物鏡的各種實(shí)施方案。可使用單個(gè)固定物鏡。所述單個(gè)物鏡可支持所有所要的成像及檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?。如果成像系統(tǒng)支持相對(duì)大的場(chǎng)大小及相對(duì)高的數(shù)值孔徑，那么可實(shí)現(xiàn)此設(shè)計(jì)?？赏ㄟ^(guò)使用放置于光瞳平面805a、805b、819a及819b處的內(nèi)部光圈而將數(shù)值孔徑減小到所要值。還可如圖8中所展示地使用多個(gè)物鏡。舉例來(lái)說(shuō)，盡管展示兩個(gè)物鏡812及813，但任何數(shù)目是可能的?？舍槍?duì)激光源801所產(chǎn)生的每一波長(zhǎng)來(lái)優(yōu)化此設(shè)計(jì)中的每一物鏡。這些物鏡812及813可具有固定位置或移動(dòng)到接近于樣本814的位置中。為將多個(gè)物鏡移動(dòng)以接近于所述樣本，可如標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡上常見(jiàn)地使用旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)。用于將物鏡移動(dòng)得接近于樣本的其它設(shè)計(jì)是可用的，包含但不限于在載臺(tái)上橫向平移所述物鏡及使用測(cè)角器沿弧平移所述物鏡。另外，可根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)固定物鏡與轉(zhuǎn)臺(tái)上的多個(gè)物鏡的任一組合。此配置的最大數(shù)值孔徑可接近或超過(guò)0.97，但可在某些實(shí)例中更小。在此高NA折反射成像系統(tǒng)的情況下可能的寬范圍的照明及集光角度連同其大的場(chǎng)大小一起允許所述系統(tǒng)同時(shí)支持多個(gè)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?。如可從先前段落了解到，可結(jié)合照明裝置使用單個(gè)光學(xué)系統(tǒng)或機(jī)器來(lái)實(shí)施多個(gè)成像模式。針對(duì)照明及集光所揭示的高NA準(zhǔn)許使用相同光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施成像模式，借此允許針對(duì)不同類(lèi)型的缺陷或樣本的成像優(yōu)化。所述成像子系統(tǒng)還包含中間圖像形成光學(xué)器件815。圖像形成光學(xué)器件815的目的是形成樣本814的內(nèi)部圖像816。在此內(nèi)部圖像816處，可放置鏡817以對(duì)應(yīng)于檢驗(yàn)?zāi)Ｊ街械囊徽邅?lái)重新引導(dǎo)光。在此位置重新引導(dǎo)光是可能的，這是因?yàn)橛糜诔上衲Ｊ降墓馐强臻g分離的?？梢詳?shù)個(gè)不同形式來(lái)實(shí)施圖像形成光學(xué)器件818(818a及818b)以及820(820a及820b)，包含變焦距縮放器件、具有聚焦光學(xué)器件的多個(gè)遠(yuǎn)焦鏡筒透鏡或多個(gè)圖像形成變倍鏡筒。2011年6月7日頒布且以引用方式并入本文中的第7,957,066號(hào)美國(guó)專(zhuān)利描述關(guān)于系統(tǒng)800的額外細(xì)節(jié)。圖9說(shuō)明經(jīng)配置為具有明場(chǎng)及暗場(chǎng)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降臋z驗(yàn)系統(tǒng)的示范性折反射成像系統(tǒng)900。系統(tǒng)900可并入有兩個(gè)照明源：激光器901，以及寬帶光照明模塊920。在一個(gè)實(shí)施例中，激光器901可包含如本文中所描述的183nm激光器。在暗場(chǎng)模式中，將來(lái)自激光器901的光引導(dǎo)到調(diào)適光學(xué)器件902，調(diào)適光學(xué)器件902控制正受檢驗(yàn)的表面上的激光照明光束大小及輪廓。機(jī)械殼體904包含孔隙及窗口903以及棱鏡905以沿著光學(xué)軸以法向于樣本908的表面的入射重新引導(dǎo)激光。棱鏡905還引導(dǎo)來(lái)自樣本908的表面特征的鏡面反射離開(kāi)物鏡906。物鏡906收集由樣本908散射的光且將其聚焦于傳感器909上。用于物鏡906的透鏡可以折反射物鏡912、聚焦透鏡群組913及鏡筒透鏡區(qū)段914的一般形式提供，所述透鏡可任選地包含縮放能力。在明場(chǎng)模式中，寬帶照明模塊920將寬帶光引導(dǎo)到光束分裂器910，光束分裂器910將所述光朝向聚焦透鏡群組913及折反射物鏡912反射。折反射物鏡912用寬帶光照明樣本908。從樣本908反射或散射的光由物鏡906收集并聚焦于傳感器909上。寬帶照明模塊920包括(舉例來(lái)說(shuō))激光泵激的等離子體光源或弧光燈。寬帶照明模塊920還可包含自動(dòng)聚焦系統(tǒng)以提供信號(hào)以控制樣本908相對(duì)于折反射物鏡912的高度。莊等人的標(biāo)題為“折反射光學(xué)系統(tǒng)中用于激光暗場(chǎng)照明的光束遞送系統(tǒng)(Beamdeliverysystemforlaserdark-fieldilluminationinacatadioptricopticalsystem)”的美國(guó)專(zhuān)利7,345,825、阿姆斯特朗的標(biāo)題為“折反射光學(xué)系統(tǒng)中用于激光暗場(chǎng)照明的外部光束遞送系統(tǒng)(Externalbeamdeliverysystemforlaserdark-fieldilluminationinacatadioptricopticalsystem)”的美國(guó)專(zhuān)利8,665,536以及阿姆斯特朗的標(biāo)題為“使用具有球面表面的折反射物鏡的外部光束遞送系統(tǒng)(Externalbeamdeliverysystemusingcatadioptricobjectivewithasphericsurfaces)”的美國(guó)專(zhuān)利8,896,917進(jìn)一步詳細(xì)描述系統(tǒng)900，所述美國(guó)專(zhuān)利全部以引用方式并入本文中。圖10A說(shuō)明用于檢驗(yàn)表面1011的區(qū)域的包含照明系統(tǒng)1001及集光系統(tǒng)1010的表面檢驗(yàn)設(shè)備1000。如圖10A中所展示，激光器系統(tǒng)1020引導(dǎo)光束1002穿過(guò)透鏡1003。在優(yōu)選實(shí)施例中，激光器系統(tǒng)1020包含上文所描述的183nm激光器中的一者、經(jīng)退火晶體及用以在標(biāo)準(zhǔn)操作期間通過(guò)保護(hù)晶體免受水分或其它環(huán)境污染來(lái)維持所述晶體的經(jīng)退火狀況的殼體。第一光束塑形光學(xué)器件可經(jīng)配置以從所述激光器接收光束且將所述光束聚焦到在所述晶體中或接近所述晶體的光束腰處的橢圓橫截面。透鏡1003經(jīng)定向使得其主平面基本上平行于樣本表面1011且因此照明線(xiàn)1005形成于透鏡1003的聚焦平面中的表面1011上。另外，光束1002及經(jīng)聚焦光束1004以非正交入射角引導(dǎo)到表面1011。特定來(lái)說(shuō)，光束1002及經(jīng)聚焦光束1004可以與法向方向呈介于約1度與約85度之間的角度引導(dǎo)到表面1011。以此方式，照明線(xiàn)1005基本上在經(jīng)聚焦光束1004的入射平面中。集光系統(tǒng)1010包含用于收集從照明線(xiàn)1005散射的光的透鏡1012，以及用于將從透鏡1012傳出的光聚焦到包括光敏檢測(cè)器陣列的裝置(例如電荷耦合裝置(CCD)1014)上的透鏡1013。在一個(gè)實(shí)施例中，CCD1014可包含線(xiàn)性檢測(cè)器陣列。在此類(lèi)情形中，CCD1014內(nèi)的線(xiàn)性檢測(cè)器陣列可經(jīng)定向成平行于照明線(xiàn)1015。在一個(gè)實(shí)施例中，CCD1014可為電子轟擊CCD或突崩光檢測(cè)器的線(xiàn)性陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，可包含多個(gè)集光系統(tǒng)，其中所述集光系統(tǒng)中的每一者包含類(lèi)似但在定向上不同的組件。舉例來(lái)說(shuō)，圖10B說(shuō)明用于表面檢驗(yàn)設(shè)備的示范性集光系統(tǒng)1031、1032及1033陣列(其中為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)未展示其照明系統(tǒng)，例如類(lèi)似于照明系統(tǒng)1001的照明系統(tǒng))。集光系統(tǒng)1031中的第一光學(xué)器件收集從樣本1011的表面沿第一方向散射的光。集光系統(tǒng)1032中的第二光學(xué)器件收集從樣本1011的表面沿第二方向散射的光。集光系統(tǒng)1033中的第三光學(xué)器件收集從樣本1011的表面沿第三方向散射的光。應(yīng)注意，第一、第二及第三路徑是與樣本1011的所述表面成不同入射角。支撐樣本1011的平臺(tái)1035可用以致使光學(xué)器件與樣本1011之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得可掃描樣本1011的整個(gè)表面。于2009年4月28日頒予梁(Leong)等人且以引用方式并入本文中的美國(guó)專(zhuān)利7,525,649進(jìn)一步詳細(xì)描述表面檢驗(yàn)設(shè)備1000及其它多個(gè)集光系統(tǒng)。圖11說(shuō)明可用于檢驗(yàn)表面1101上的異常的表面檢驗(yàn)系統(tǒng)1100。在此實(shí)施例中，表面1101可由包括上文所描述的183nm激光器中的一者的激光器系統(tǒng)1130的基本上靜止照明裝置部分照明。激光器系統(tǒng)1130的輸出可連續(xù)穿過(guò)偏振光學(xué)器件1121、光束擴(kuò)展器與光圈1122以及光束成形光學(xué)器件1123以擴(kuò)展并聚焦所述光束。經(jīng)聚焦激光束1102接著被光束折疊組件1103及光束偏轉(zhuǎn)器1104反射以引導(dǎo)光束1105朝向表面1101以照明所述表面。在優(yōu)選實(shí)施例中，光束1105基本上法向或垂直于表面1101，但在其它實(shí)施例中光束1105可與表面1101成傾斜角度。在一個(gè)實(shí)施例中，光束1105基本上垂直或法向于表面1101且光束偏轉(zhuǎn)器1104朝向光束轉(zhuǎn)彎組件1103反射來(lái)自表面1101的光束的鏡面反射，借此用作屏蔽件以防止所述鏡面反射到達(dá)檢測(cè)器。鏡面反射的方向是沿著線(xiàn)SR，所述線(xiàn)法向于樣本的表面1101。在其中光束1105法向于表面1101的一個(gè)實(shí)施例中，此線(xiàn)SR與照明光束1105的方向一致，其中此共同參考線(xiàn)或方向在本文中稱(chēng)作檢驗(yàn)系統(tǒng)1100的軸線(xiàn)。在光束1105與表面1101成傾斜角度的情形下，鏡面反射的方向SR將與光束1105的傳入方向不一致；在此實(shí)例中，指示所述表面的方向是法向的線(xiàn)SR稱(chēng)作檢驗(yàn)系統(tǒng)1100的集光部分的主軸線(xiàn)。由小顆粒散射的光由鏡1106收集且被引導(dǎo)朝向光圈1107及檢測(cè)器1108。由大顆粒散射的光由透鏡1109收集且被引導(dǎo)朝向光圈1110及檢測(cè)器1111。應(yīng)注意，一些大顆粒將散射還被收集且引導(dǎo)到檢測(cè)器1107的光，且類(lèi)似地，一些小顆粒將散射還被收集且引導(dǎo)到檢測(cè)器1111的光，但此光相比于相應(yīng)檢測(cè)器經(jīng)設(shè)計(jì)以檢測(cè)的經(jīng)散射光的強(qiáng)度具有相對(duì)低強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)器1111可包含光敏元件陣列，其中所述光敏元件陣列中的每一光敏元件經(jīng)配置以檢測(cè)所述照明線(xiàn)的經(jīng)放大圖像的對(duì)應(yīng)部分。在一個(gè)實(shí)施例中，檢驗(yàn)系統(tǒng)可經(jīng)配置以用于檢測(cè)未經(jīng)圖案化晶片上的缺陷。于2001年8月7日頒予馬克斯(Marx)等人且以引用方式并入本文中的美國(guó)專(zhuān)利6,271,916進(jìn)一步詳細(xì)描述檢驗(yàn)系統(tǒng)1100。圖12說(shuō)明經(jīng)配置以使用法向及傾斜照明光束兩者來(lái)實(shí)施異常檢測(cè)的檢驗(yàn)系統(tǒng)1200。在此配置中，包含上文所描述的183nm激光器中的一者的激光器系統(tǒng)1230可提供激光束1201。透鏡1202通過(guò)空間濾光器1203聚焦光束1201且透鏡1204準(zhǔn)直所述光束并將其傳送到偏振光束分裂器1205。光束分裂器1205將第一偏振分量傳遞到法向照明通道且將第二偏振分量傳遞到傾斜照明通道，其中第一分量與第二分量正交。在法向照明通道1206中，第一偏振分量是由光學(xué)器件1207聚焦且被鏡1208朝向樣本1209的表面反射。由樣本1209散射的輻射由拋物面鏡1210收集且聚焦到檢測(cè)器或光電倍增管1211。在傾斜照明通道1212中，第二偏振分量被光束分裂器1205反射到鏡1213，鏡1213將此光束反射穿過(guò)半波板1214且由光學(xué)器件1215聚焦到樣本1209。源自?xún)A斜通道1212中的傾斜照明光束且被樣本1209散射的輻射由拋物面鏡1210收集且聚焦到檢測(cè)器或光電倍增管1211。檢測(cè)器或光電倍增管1211具有針孔或狹縫入口。所述針孔或狹縫及經(jīng)照明光點(diǎn)(來(lái)自表面1209上的法向及傾斜照明通道)優(yōu)選地在拋物面鏡1210的焦點(diǎn)處。拋物面鏡1210將來(lái)自樣本1209的散射輻射準(zhǔn)直成經(jīng)準(zhǔn)直光束1216。經(jīng)準(zhǔn)直光束1216接著由物鏡1217聚焦且穿過(guò)分析器1218到光電倍增管1211。應(yīng)注意，還可使用具有除拋物面形狀外的形狀的曲面鏡表面。儀器1220可提供所述光束與樣本1209之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得光點(diǎn)跨越樣本1209的表面被掃描。于2001年3月13日頒予瓦茲-伊拉瓦尼(Vaez-Iravani)等人且以引用方式并入本文中的美國(guó)專(zhuān)利6,201,601進(jìn)一步詳細(xì)描述檢驗(yàn)系統(tǒng)1200。圖13說(shuō)明與檢驗(yàn)或度量系統(tǒng)(例如上文所描述的檢驗(yàn)系統(tǒng)中的一者)中的上文所描述的183nm激光器一起使用的示范性脈沖倍增器1300。脈沖倍增器1300經(jīng)配置以從來(lái)自183nm激光器(未展示)的每一輸入脈沖1301產(chǎn)生脈沖鏈。輸入脈沖1301照射于光束分裂器1307上。每一脈沖的部分由光束分裂器1307沿輸出方向1302發(fā)射且部分進(jìn)入環(huán)形腔。如在由莊等人于2012年12月11日提出申請(qǐng)且以引用方式并入本文中的標(biāo)題為“使用激光脈沖倍增器的半導(dǎo)體檢驗(yàn)及度量系統(tǒng)(Semiconductorinspectionandmetrologysystemusinglaserpulsemultiplier)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案13/711,593(在本文中為‘593申請(qǐng)案)所解釋?zhuān)?dāng)用作脈沖率加倍器時(shí)，如果環(huán)形腔及光束分裂器1307是無(wú)損的，那么光束分裂器1307應(yīng)優(yōu)選地透射每一激光脈沖的能量的約三分之一且將約三分之二反射到環(huán)形腔中。如在‘593申請(qǐng)案中所解釋?zhuān)@些透射及反射值可經(jīng)修改以考慮光束分裂器及腔損失以便維持脈沖率加倍器中的基本上相等能量輸出脈沖。在激光脈沖進(jìn)入環(huán)形腔之后，其從曲面鏡1305反射且被引導(dǎo)朝向曲面鏡1306。鏡1306將光重新引導(dǎo)往回朝向鏡1305。在從所述兩個(gè)鏡的多次反射(圖13中展示的實(shí)例中，從每一鏡的兩次反射)之后，脈沖穿過(guò)補(bǔ)償器板1308且返回到達(dá)光束分裂器1307。補(bǔ)償器板1308打算補(bǔ)償激光脈沖在其發(fā)射穿過(guò)環(huán)形腔內(nèi)部的光束分裂器1307時(shí)的位移。優(yōu)選地，補(bǔ)償器板1308具有與光束分裂器1307基本上相同的厚度及折射率。如果補(bǔ)償器板1308與光束分裂器1307放置于環(huán)形腔光路徑的相同部分中(如所展示)，那么補(bǔ)償器板1308優(yōu)選地應(yīng)與光束分裂器1307以相對(duì)于光路徑的相等的角度但相反方向定向。替代地，補(bǔ)償器板1307可以適當(dāng)定向放置于環(huán)形腔的另一部分中。如在‘593申請(qǐng)案中所解釋?zhuān)瑹o(wú)光束分裂器1307及補(bǔ)償器板1308的環(huán)形腔類(lèi)似于在赫里奧特(Herriott)等人的“離軸球面鏡干涉儀(Off-axisSphericalMirrorInterferometers)”(應(yīng)用光學(xué)(AppliedOptics)3，#4，第523到526頁(yè)(1964))以及在赫里奧特等人的“折疊光學(xué)延遲線(xiàn)(FoldedOpticalDelayLines)”(應(yīng)用光學(xué)4，#8，第883到889頁(yè)(1965))中描述的環(huán)形腔。如在這些參考中所描述，從每一鏡的反射的次數(shù)僅取決于兩個(gè)鏡相對(duì)于所述鏡的離隙的曲率半徑d，且不取決于光進(jìn)入環(huán)形腔的精確角度。舉例來(lái)說(shuō)，如果兩個(gè)鏡的曲率半徑是d(即，每一鏡的焦距是d/2)，那么在從每一鏡的兩次反射之后，每一脈沖將經(jīng)重新聚焦且將返回到達(dá)其起始點(diǎn)(圖13中的光束分裂器1307)。赫里奧特等人(1964)給出鏡的焦距(且因此曲率半徑)的值針對(duì)離開(kāi)每一鏡的2、3、4、6、12及24次反射而為d的倍數(shù)。如由赫里奧特等人(1964)所解釋?zhuān)渌瓷浯螖?shù)是可能的。如由赫里奧特等人(1964)所描述，反射不必位于一個(gè)平面中，其取決于反射次數(shù)及光從光束分裂器1307入射于鏡1305上的角度。與使用從每一鏡的兩次反射的腔相比，從每一鏡的多于兩次反射使腔更加緊湊。然而，由于在每一次鏡反射中丟失某些光，因此在鏡反射損失并非如此小(如在(舉例來(lái)說(shuō))深UV波長(zhǎng)下)時(shí)，每鏡兩次反射將是優(yōu)選的，但在每反射的損失是小的(舉例來(lái)說(shuō)，在紅外、可見(jiàn)或接近UV波長(zhǎng)下)時(shí)，每鏡多于兩次反射可為可用的。應(yīng)注意，環(huán)形腔的長(zhǎng)度且因此環(huán)形腔的聚焦可通過(guò)調(diào)整距離d而被調(diào)整。當(dāng)激光脈沖在橫越腔之后往回到達(dá)光束分裂器1307時(shí)，脈沖的一部分將沿方向1302被反射出環(huán)形腔且部分將往回發(fā)射到環(huán)形腔中。脈沖倍增器1300將重新聚焦激光脈沖(而不管輸入激光脈沖的光束腰的位置如何)，使得在方向1302上離開(kāi)的輸出脈沖將呈現(xiàn)為具有與輸入脈沖大致或基本上類(lèi)似的發(fā)散及光束腰位置。在脈沖倍增器1300的一些優(yōu)選實(shí)施例中，來(lái)自方向1301的輸入激光脈沖將基本上經(jīng)準(zhǔn)直以便最小化入射于光束分裂器1307上的功率密度。接著輸出激光脈沖也將基本上被準(zhǔn)直。周期性地，新輸入脈沖1301由激光器提供到脈沖倍增器1300。在一個(gè)實(shí)施例中，激光器可以大約80MHz的重復(fù)率產(chǎn)生大約0.015納秒(ns)激光脈沖，且腔可使所述重復(fù)率加倍。應(yīng)注意，可通過(guò)針對(duì)鏡1305與1306的距離d及曲率半徑的選擇而控制環(huán)形腔的光學(xué)路徑長(zhǎng)度且因此環(huán)形腔的延遲，其在確保激光脈沖的重新聚焦的同時(shí)控制反射次數(shù)。所述環(huán)形腔光學(xué)路徑長(zhǎng)度可稍微大于或稍微小于從脈沖間隔除以倍增因數(shù)直接計(jì)算出的標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度。此導(dǎo)致并非全部脈沖恰好同時(shí)到達(dá)偏振光束分裂器且因此稍微加寬輸出脈沖。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入脈沖重復(fù)率是80MHz時(shí)，所述腔延遲針對(duì)×2的頻率倍增將在標(biāo)稱(chēng)上是6.25ns。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用對(duì)應(yīng)于6.27ns的延遲的腔長(zhǎng)度使得經(jīng)多重反射的脈沖不與傳入脈沖恰好同時(shí)到達(dá)。此外，針對(duì)80MHz輸入脈沖重復(fù)率的6.27ns腔長(zhǎng)度還可有利地加寬脈沖且減小脈沖高度。具有不同輸入脈沖率或不同倍增因數(shù)的其它脈沖倍增器可具有不同腔延遲。適于與檢驗(yàn)及度量系統(tǒng)中的183nm激光器一起使用的脈沖倍增及替代脈沖倍增器的更多細(xì)節(jié)可發(fā)現(xiàn)于上文所述的‘593申請(qǐng)案中，由莊等人于2012年6月1日提出申請(qǐng)且標(biāo)題為“使用激光脈沖倍增器的半導(dǎo)體檢驗(yàn)及度量系統(tǒng)(SemiconductorInspectionAndMetrologySystemUsingLaserPulseMultiplier)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案13/487,075中，以及由莊等人于2015年1月14日提出申請(qǐng)且標(biāo)題為“使用棱鏡的激光脈沖倍增(LaserPulseMultiplicationUsingPrisms)”的序列號(hào)為14/596,738的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案中。所有這些申請(qǐng)案均以引用方式并入本文中。除上文陳述的借助于使用基頻光產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)而產(chǎn)生183nm激光器輸出光的解決方案外，借助于對(duì)二次諧波光進(jìn)行下變頻而產(chǎn)生適合的經(jīng)下變頻信號(hào)也是可能的。舉例來(lái)說(shuō)，圖14展示包含圖1A及1B的實(shí)施例中利用的相同組件中的數(shù)者(且因此使用相同參考編號(hào)對(duì)所述組件加以識(shí)別)的激光器組合件1400。具體來(lái)說(shuō)，激光器組合件1400包含經(jīng)配置以產(chǎn)生具有基頻波長(zhǎng)ω的基頻光128的基頻激光器102，且利用光束分裂器120將基頻光128劃分成部分127及130，其中將部分130引導(dǎo)到五次諧波產(chǎn)生器157。應(yīng)注意，替代地，可以類(lèi)似于圖1B中描繪的方式從來(lái)自二次諧波產(chǎn)生模塊153的輸出的未經(jīng)消耗基頻光取得經(jīng)引導(dǎo)到五次諧波產(chǎn)生器的基頻光的部分130。另外，類(lèi)似于圖1B中展示的方法，激光器組合件1400包含產(chǎn)生發(fā)射到五次諧波產(chǎn)生模塊157的二次諧波光175及四次諧波光162的二次諧波產(chǎn)生模塊153及四次諧波產(chǎn)生模塊155。最后，激光器組合件1400包含OPS116C，其用以產(chǎn)生處于經(jīng)下變頻頻率ωs的經(jīng)下變頻信號(hào)129，使得在經(jīng)下變頻信號(hào)129隨后于混頻模塊104中與五次諧波光134混合時(shí)，產(chǎn)生在大約180nm與大約185nm的范圍內(nèi)的激光器輸出光140。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，激光器組合件1400不同于圖1A及1B的實(shí)施例之處在于OPS116C包含接收二次諧波光部分177(其借助于光束分裂器174從二次諧波產(chǎn)生模塊153的輸出被劃分)并對(duì)其進(jìn)行下變頻的“綠色泵激式”光學(xué)參數(shù)振蕩器(OPO)117C。在上文提及的共同基頻激光器的各個(gè)頻率(即，具有介于從1030nm到1064nm的范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng))下，二次諧波光部分177的二次諧波頻率2ω具有在515nm到532nm的范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，其通常在與可見(jiàn)綠色光相關(guān)聯(lián)的范圍內(nèi)(即，495nm到570nm)。如此，OPO117C在其輸入是在可見(jiàn)綠色光譜中的光的意義上來(lái)說(shuō)是“綠色泵激式”。如在圖14的左下部分中的虛線(xiàn)框中所指示，OPO117C在其它方面以類(lèi)似于OPO117E(上文所論述)的方式經(jīng)構(gòu)造及配置以將二次諧波光部分177下變頻為適合經(jīng)下變頻信號(hào)頻率(例如，532nm到大約1.3μm)。即，除了非線(xiàn)性晶體633C(下文論述)外，形成由OPO117C利用的連續(xù)波單諧振OPO布置的光學(xué)組件與上文參考OPO117E描述的那些組件基本上相同，且如此為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)此處不重復(fù)對(duì)其的描述。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于其避免對(duì)低功率種子信號(hào)的需要(即，這是因?yàn)?32nm光的下變頻不產(chǎn)生由大多數(shù)非線(xiàn)性晶體吸收的頻率)，因此簡(jiǎn)化OPS116C，這是因?yàn)閮H使用OPO及任選光束分裂器642C(其可用以從經(jīng)下變頻信號(hào)129移除不期望頻率(如在圖14中所展示))便實(shí)現(xiàn)經(jīng)下變頻信號(hào)129的產(chǎn)生。盡管激光器組合件1400中利用的綠色泵激式OPO方法已經(jīng)用以使用綠色泵激式OPO117C成功地產(chǎn)生處于經(jīng)下變頻頻率ωs(例如，1.3μm)的經(jīng)下變頻信號(hào)129(其是產(chǎn)生183nm輸出激光所需的)，但使用二次諧波(綠色)光產(chǎn)生經(jīng)下變頻信號(hào)129限制可用于OPO117C中的非線(xiàn)性晶體的類(lèi)型，且綠色光的轉(zhuǎn)換比較低基頻頻率的轉(zhuǎn)換效率低。即，在高功率級(jí)下，與較高頻率(例如，OPO117E；參見(jiàn)圖6B)一起利用的優(yōu)選非線(xiàn)性晶體(例如，PPSLT)中的許多者受可見(jiàn)綠色光譜(例如，532nm)中的光的雙光子吸收損壞。為解決此問(wèn)題，綠色泵激式OPO117C優(yōu)選地使用三硼酸鋰(LBO)晶體實(shí)施非線(xiàn)性晶體633C，這是因?yàn)長(zhǎng)BO晶體具有比鈮酸鋰或SLT大的帶隙，且因此不經(jīng)受由處于綠色光頻率的高功率引起的損壞。然而，甚至在LBO晶體(或另一綠色光容忍晶體)用于OPO117C中時(shí)，綠色光的下變頻對(duì)于每個(gè)1.3μm光子產(chǎn)生非所要大約900nm光子，因此進(jìn)行到OPO117C中的功率的一半以上被損失，從而使激光器組合件1400比激光器組合件100A及100B(上文所描述)效率低。根據(jù)又一可能實(shí)施例，可產(chǎn)生類(lèi)似于圖1A中所展示的激光器組合件，其中OPS116被替換為利用硒化鋰銦(LISE)晶體的常規(guī)OPO。發(fā)明者相信此方法應(yīng)起作用，這是因?yàn)長(zhǎng)ISE晶體被認(rèn)為不強(qiáng)吸收約6μm的頻率，且因此應(yīng)不會(huì)由于加熱而顯著地變形或經(jīng)歷損壞。然而，LISE晶體是新的，且充分高質(zhì)量LISE晶體的可用性在目前是不可測(cè)定的。本文中所描述的183nm激光器可在檢驗(yàn)或度量系統(tǒng)中聯(lián)合光學(xué)器件用以塑形脈沖，減小相干性或減少斑紋。脈沖塑形、相干性及斑紋減少設(shè)備及方法的進(jìn)一步細(xì)節(jié)揭示于2015年7月14日頒布的第9,080,990號(hào)美國(guó)專(zhuān)利以及也在2015年7月14日頒布的第9,080,991號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中。這些專(zhuān)利兩者均以引用方式并入本文中。本文中所描述的結(jié)構(gòu)及方法的各種實(shí)施例僅說(shuō)明本發(fā)明的原理且并非打算將本發(fā)明的范圍限制于所描述的特定實(shí)施例。舉例來(lái)說(shuō)，可將除了CLBO、LBO或BBO或者周期性極化材料外的非線(xiàn)性晶體用于頻率轉(zhuǎn)換、諧波產(chǎn)生及混頻級(jí)中的一些級(jí)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3