论文部分内容阅读
本论文主要是准分子激光应用中的若干关键技术研究，具体内容包括准分子激光的光束均匀性改善研究和激光脉冲宽度控制研究。准分子激光具有波长短、脉冲功率密度高、光束能量分布均匀及弱相干性等优点，在半导体工艺、微电子微光学工业领域中及激光核聚变等方面具有广泛的应用前景。为了更好的满足其应用要求对其输出光束质量进行改善是很有必要的。
第一章综述了准分子激光器的工作原理，及准分子激光器在工业加工领域及激光核聚变等方面的应用与要求。讨论了各种改善光束均匀性的方法及其改善效果和优缺点，并介绍了各种获得窄脉冲宽度激光输出的方法。
第二章主要研究了对308nmXeCl准分子激光器输出光束均匀性的改善问题。首先研究了准分子激光器本身充气气体混合比例对输出光束均匀性的影响，并通过实验得到了最佳混合气体比例，在此比例下得到了均匀性最好的原始输出光斑；之后重点进行了紫外传能光纤对准分子激光输出光束均匀性的改善实验，克服了传统均匀器仅能在一个2维平面上得到均匀的光强分布的缺点，在光束传输过程中3.5m长的一段距离上获得均匀的光强分布，光束平顶因子达0.856；并与采用棱镜法、矩形波导管法、蝇眼透镜法对光束进行均匀性改善的效果进行了比较；最后，建立了用于准分子激光光束均匀性的测试平台，并在此基础上建立了准分子激光光束均匀性评价指标，为各种应用提供了参考价值。
第三章主要利用激光诱导等离子体开关技术，对各种不同波长的激光脉冲宽度控制进行了实验研究。首先分析了激光诱导等离子开关控制脉冲宽度的工作原理，并讨论了影响产生等离子体密度大小的各种因素；之后通过在光路中引入Cu小孔及Cu板以提高等离子密度及缩短等离子体达到临界密度的时间，在1064nmNd：YAG激光器上进行了自削波实验，获得了4.4ns短脉冲激光输出；并利用Nd：YAG激光器三倍频转换后所余1064泵浦光产生等离子体开关对355nm激光进行了脉宽控制，得到了2.8～10ns范围内可调的355nm激光脉冲输出，提高了激光器的利用率；最后应用在308nmXeCl紫外准分子激光器上得到了最短1.58ns的激光脉冲输出。
第四章对利用电光开关进行激光脉冲宽度控制进行了理论设计，分析了电光开关控制激光脉宽的工作原理，设计了BBO晶体的调制方式，及普克尔盒不同的触发方式并分析了其优缺点，为实验设计提供了指导意义。