JP2007071831A - Optical material evaluation method and apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 フッ化カルシウムなどの真空紫外領域のレーザー光を用いる装置に使用されるレンズ、プリズム、光ガイドロッド、光学窓、偏光板、およびその他の光学的構成部品の材料の紫外線レーザー損傷耐性の評価を、非破壊、かつ低コストで安全、簡便に行う。
【解決手段】 被検体となる光学材料に対してアルゴンイオンレーザーなどの可視光レーザーを入射して、該可視光レーザーの入射軸に対して横方向(好ましくは90°位置)に散乱した光をCCDカメラ等で観測する。該観測結果から光学材料中の散乱体の量を算出する。このデータと、別途取得しておいた散乱体量と紫外線レーザー損傷耐性のデータとを対比させて、被検体の紫外線レーザー損傷耐性を予測する。試料を破壊してしまう紫外線レーザーではなく比較的低エネルギーの可視光レーザーを用いるため、被検体を非破壊で検査でき、また測定自体も低コストでかつ安全に行える。
【選択図】 図3
PROBLEM TO BE SOLVED: To resist ultraviolet laser damage of lenses, prisms, light guide rods, optical windows, polarizing plates, and other optical component materials used in an apparatus using laser light in the vacuum ultraviolet region such as calcium fluoride. The evaluation is performed safely and easily at a low cost, non-destructively.
SOLUTION: A visible light laser such as an argon ion laser is incident on an optical material to be examined, and light scattered in a lateral direction (preferably at a 90 ° position) with respect to the incident axis of the visible light laser. Observe with a CCD camera. The amount of scatterers in the optical material is calculated from the observation result. By comparing this data with the separately acquired scatterer amount and UV laser damage resistance data, the UV laser damage resistance of the subject is predicted. Since a visible light laser with relatively low energy is used instead of an ultraviolet laser that destroys the sample, the subject can be inspected nondestructively, and the measurement itself can be performed at low cost and safely.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、光学材料の紫外線レーザー損傷耐性を非破壊で、低コストかつ安全に評価するための方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for non-destructive, low cost and safe evaluation of ultraviolet laser damage resistance of optical materials.
波長400nm以下の強い紫外線レーザー用途への光学材料の需要が増えている。例えば、半導体集積回路の大容量化、高性能化に伴い、露光装置に用いる光源の短波長化が進んでおり、現在ではArFエキシマレーザー(波長193nm)が使用されている。さらに波長の短いF2エキシマレーザー(波長157nm)等の種々用途への利用も検討されている。これらの波長が短く、高エネルギーの真空紫外領域のレーザーを使用する装置のレンズや窓材に対して、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の弗化物(弗化ナトリウム、沸化カリウム、沸化リチウム、沸化カルシウム、沸化バリウム、沸化マグネシウム、沸化ストロンチウム、等)単結晶材料や高品質の石英ガラス等に対する需要が増えている。 There is an increasing demand for optical materials for strong ultraviolet laser applications having a wavelength of 400 nm or less. For example, with the increase in capacity and performance of semiconductor integrated circuits, the wavelength of light sources used in exposure apparatuses has been shortened, and ArF excimer lasers (wavelength 193 nm) are currently used. It has been studied further utilized to various applications of short F such 2 excimer laser (wavelength 157 nm) wavelengths. Fluoride of alkali metal and alkaline earth metal (sodium fluoride, potassium fluoride, lithium fluoride, etc.) for lenses and window materials of devices with short wavelengths and high energy lasers in the vacuum ultraviolet region. Demand for single crystal materials, high-quality quartz glass, etc. is increasing, such as calcium bromide, barium bromide, magnesium bromide, and strontium bromide.
これらの光学材料には、強い紫外線レーザー光の長期間の照射に対して、透過率等の光学特性が変化(低下)しない優れた耐久性が要求される。しかしながら、現状の光学材料には十分なレーザー耐性を持った高品質のものから、目的の紫外線レーザーに耐えられない品質の低いものまで様々である。 These optical materials are required to have excellent durability that does not change (decrease) in optical characteristics such as transmittance with long-term irradiation with strong ultraviolet laser light. However, current optical materials vary from high quality materials with sufficient laser resistance to low quality materials that cannot withstand the intended ultraviolet laser.
そのため、従来から、このような光学用途に使用する材料に対しては、より強い紫外線レーザーを長時間照射して、その耐久性を検査した上で、使用の可否を判断している。例えば、レーザー損傷耐性の評価では、材料内部に紫外線レーザーを集光・照射して材料が破壊するエネルギーを損傷耐性の指標としている。また、半導体露光装置用のレンズや窓材に対しては、強い紫外線レーザーの照射前後、さらに長期間の照射での透過率変化測定等の検査が行われてきた。 Therefore, conventionally, a material used for such an optical application is irradiated with a stronger ultraviolet laser for a long time, and its durability is inspected to determine whether it can be used. For example, in the evaluation of laser damage resistance, the energy that destroys the material by focusing and irradiating an ultraviolet laser inside the material is used as an index of damage resistance. In addition, for lenses and window materials for semiconductor exposure apparatuses, inspections such as measurement of transmittance change before and after irradiation with a strong ultraviolet laser and for a long period of irradiation have been performed.
上記のような、強い紫外線レーザーを用いる検査は破壊検査であるために、実際のレンズや窓材等に使用する光学材料は試験サンプルとして使用できず、同等の品質と判断される試験サンプル(例えば、同一の結晶インゴット内で、すぐ傍から切り出した試験サンプル)を準備する必要があった。 Since the inspection using a strong ultraviolet laser as described above is a destructive inspection, an optical material used for an actual lens or window material cannot be used as a test sample, and a test sample judged to have an equivalent quality (for example, It was necessary to prepare a test sample cut out from the immediate vicinity in the same crystal ingot.
しかしながら、同一のインゴット内の傍から切り出した品質が同等と判断されるサンプルであっても、実際には必ずしも同等のレーザー耐性を有するとは限らず、このようなサンプルで問題なしとされたものでも、実際の使用時に該サンプルから判断されるよりも急速に劣化する場合があった。 However, even samples that are judged to have the same quality cut out from the side of the same ingot do not always have the same laser resistance, and such samples are considered to have no problem. However, it may deteriorate more rapidly than judged from the sample during actual use.
さらに、高強度の紫外線レーザー光源は非常に高額であるうえに、維持費もコスト高である。また、高強度の紫外線レーザー光は危険性も高く、十分な安全装置、設備が必要で大掛かりな装置構成となり、検査測定の操作も煩雑になるという課題があった。 Furthermore, a high-intensity ultraviolet laser light source is very expensive and is expensive to maintain. In addition, the high-intensity ultraviolet laser beam has a high risk, and requires a sufficient safety device and equipment, resulting in a large-scale device configuration, and there is a problem that the operation of inspection and measurement becomes complicated.
したがって、本発明の目的は、光学材料自体の紫外線レーザー損傷耐性を非破壊で評価する方法を提供することにある。さらに、高額で、危険な高強度紫外線レーザー光源を使用しないで、低コストかつ安全で、簡便に紫外線レーザー損傷耐性を評価するための方法を提供することも本発明の目的である。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for nondestructively evaluating the ultraviolet laser damage resistance of an optical material itself. Furthermore, it is also an object of the present invention to provide a method for simply evaluating the ultraviolet laser damage resistance at low cost without using a high-cost and dangerous high-intensity ultraviolet laser light source.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねてきた。その結果、光学材料中の微小欠陥が紫外線レーザー耐性に大きな影響を与えていることを見出した。また、被検体である光学材料に損傷を与えることのない可視光レーザーを用い、この可視光レーザーの入射による散乱光から前記微小欠陥の量を測定できることもまた見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have intensively studied to achieve the above object. As a result, it was found that minute defects in the optical material have a great influence on the ultraviolet laser resistance. In addition, the present inventors have also found that the amount of the minute defect can be measured from the scattered light caused by the incidence of the visible light laser using a visible light laser that does not damage the optical material that is the subject, and the present invention has been completed. It was.
すなわち、本発明は、光学材料に対して可視光レーザーを入射して、該可視光レーザーの入射方向に対して横方向に散乱した光を観測し、該散乱光から光学材料中の散乱体の量を算出し、算出された散乱体量から前記光学材料の紫外線レーザー損傷耐性を予測する、光学材料の評価方法である。 That is, in the present invention, a visible light laser is incident on an optical material, light scattered in a direction transverse to the incident direction of the visible light laser is observed, and the scattered light in the optical material is observed from the scattered light. This is an optical material evaluation method for calculating the amount and predicting the ultraviolet laser damage resistance of the optical material from the calculated amount of scatterers.
また他の発明は、
(1)光学材料を保持する手段、
(2)保持された光学材料を走査しながら可視光レーザーを入射する手段、
(3)光学材料に入射された可視光レーザーの散乱光であって、該可視光レーザーの入射方向に対して横方向への散乱光を検知する手段、
(4)検知された散乱光のデータを処理して光学材料中の散乱体の量を解析する手段、
(5)解析により得られた散乱体の量から紫外線レーザー損傷耐性を予測する手段、
を有してなる、光学材料の紫外線レーザー損傷耐性の評価装置である。
Other inventions include
(1) means for holding an optical material;
(2) means for injecting a visible light laser while scanning the held optical material;
(3) Means for detecting scattered light of a visible light laser incident on an optical material, which is scattered in a direction transverse to the incident direction of the visible light laser;
(4) means for processing detected scattered light data and analyzing the amount of scatterers in the optical material;
(5) Means for predicting ultraviolet laser damage resistance from the amount of scatterers obtained by analysis,
It is an evaluation apparatus for ultraviolet laser damage resistance of an optical material.
本発明の方法および装置によれば、可視光レーザー用いて光学材料の内部の微小欠陥量を散乱体の量として計測することで、それに相関する紫外線レーザー損傷耐性を非破壊で評価することが可能となる。さらに、高額で、危険性な高強度紫外線レーザー光源を使用する必要もない。 According to the method and apparatus of the present invention, by measuring the amount of minute defects inside an optical material as the amount of scatterers using a visible light laser, it is possible to non-destructively evaluate the correlated ultraviolet laser damage resistance. It becomes. Furthermore, there is no need to use expensive and dangerous high intensity ultraviolet laser light sources.
したがって、真空紫外領域のレーザー光を用いる装置に使用されるレンズ、プリズム、光ガイドロッド、光学窓、偏光板、およびその他の光学的構成部品の材料の紫外線レーザー損傷耐性の評価が、低コスト、安全かつ簡便に可能であり、よって種々の光学材料の評価技術として極めて有用である。 Therefore, the evaluation of the ultraviolet laser damage resistance of the materials of lenses, prisms, light guide rods, optical windows, polarizing plates, and other optical components used in devices using laser light in the vacuum ultraviolet region is low cost, It is safe and simple, and is therefore extremely useful as an evaluation technique for various optical materials.
本発明において、紫外線レーザー損傷耐性を予測する光学材料としては、このような物性を要求される光学材料で、可視光レーザーを透過するものであれば特に限定されることはない。例えば、紫外光を用いる光リソグラフィー装置のレンズや窓材、特に窓材として用いられる材料、具体的には、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化アルミニウム、フッ化バリウムリチウム、フッ化マグネシウムカリウム、フッ化アルミニウムリチウム、フッ化カルシウムストロンチウム、フッ化カリウムマグネシウム、フッ化ストロンチウムリチウム、フッ化セシウムカルシウム、フッ化リチウムカルシウムアルミニウム、フッ化リチウムストロンチウムアルミニウム、フッ化ランタノイド類等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の弗化物単結晶や高品質の石英ガラス等が挙げられる。 In the present invention, the optical material for predicting the resistance to ultraviolet laser damage is not particularly limited as long as it is an optical material that requires such physical properties and transmits a visible light laser. For example, lenses and window materials of optical lithography equipment using ultraviolet light, particularly materials used as window materials, specifically lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, rubidium fluoride, magnesium fluoride, fluoride Calcium, barium fluoride, strontium fluoride, aluminum fluoride, lithium barium fluoride, potassium magnesium fluoride, lithium aluminum fluoride, calcium strontium fluoride, magnesium magnesium fluoride, lithium strontium fluoride, cesium calcium fluoride, fluorine Examples thereof include alkali single crystals of lithium calcium aluminum fluoride, lithium strontium fluoride aluminum, lanthanoid fluorides, fluoride single crystals of alkaline earth metals, and high-quality quartz glass.
本発明者らの検討によれば、このような光学材料における紫外線レーザー損傷耐性は、該光学材料の有する微小欠陥と密接な関係がある。本発明においては、以下に述べる方法で検出された微小欠陥の量と、別途評価した紫外線レーザー損傷耐性と微小欠陥量との関係を示すデータとを比較することにより、該光学材料の紫外線レーザー損傷耐性を評価できる。 According to the study by the present inventors, the ultraviolet laser damage resistance in such an optical material is closely related to the minute defects of the optical material. In the present invention, the amount of microdefects detected by the method described below is compared with data indicating the relationship between the separately evaluated ultraviolet laser damage resistance and the amount of microdefects. Resistance can be evaluated.
本発明においては、この光学材料中の微小欠陥を、紫外線レーザーよりもエネルギーが低く、該光学材料を損傷することのほとんどない可視光レーザーを用いて検出する。より具体的には、このような微小欠陥が可視光レーザーを散乱させることを利用し、光学材料に対して可視光レーザーを入射して内部で散乱された光を検出する。ここで、透過光及び反射光の影響を排除し、より正確な散乱光測定を行うために、該散乱光の測定(検出)は、該可視光レーザーの入射方向に対して横方向から行う。以下、該方法についてさらに詳しく説明する。 In the present invention, minute defects in the optical material are detected using a visible light laser that has lower energy than the ultraviolet laser and hardly damages the optical material. More specifically, by utilizing the fact that such minute defects scatter the visible light laser, the visible light laser is incident on the optical material and the light scattered inside is detected. Here, in order to eliminate the influence of transmitted light and reflected light and perform more accurate scattered light measurement, measurement (detection) of the scattered light is performed from the lateral direction with respect to the incident direction of the visible light laser. Hereinafter, this method will be described in more detail.
本発明において用いる上記可視光レーザーは特に限定されるものではなく、アルゴンイオンレーザー(青色:488nm)、ヘリウム−ネオンレーザー(赤色:632.8)、Nd:YAGの2倍高調波(532nm)等、特に制限なく使用することができるが、測定対象である光学材料中の散乱体の大きさに対する空間分解能、受像装置の感度、光源のコスト等を勘案すると、波長の短いアルゴンイオンレーザー等を用いることが好ましい。また、可視光レーザー光源の出力は、集光レンズ、被検体中の欠陥密度に応じて適宜選べばよいが、一般的には0.01W〜200W、さらに0.1W〜100Wの範囲が好ましい。なお、欠陥の多い被検体ほど散乱体強度は強くなるため、このような場合ほど、充分な精度で測定するために必要な可視光レーザー光源の出力は低くなる。 The visible light laser used in the present invention is not particularly limited. Argon ion laser (blue: 488 nm), helium-neon laser (red: 632.8), Nd: YAG second harmonic (532 nm), etc. Although it can be used without particular limitation, an argon ion laser with a short wavelength is used in consideration of the spatial resolution with respect to the size of the scatterer in the optical material to be measured, the sensitivity of the image receiving device, the cost of the light source, etc. It is preferable. The output of the visible light laser light source may be appropriately selected according to the density of defects in the condensing lens and the subject, but is generally in the range of 0.01 W to 200 W, more preferably 0.1 W to 100 W. Note that the intensity of the scatterer becomes stronger as the subject has more defects. Therefore, in such a case, the output of the visible light laser light source necessary for measurement with sufficient accuracy becomes lower.
光学材料に対して入射する該可視光レーザーを集光するレンズの倍率は、特に制限されないが、散乱像の空間分解能を高くするため、5〜200倍が好ましく、さらに10〜100倍であることが好ましい。 The magnification of the lens that collects the visible light laser incident on the optical material is not particularly limited, but is preferably 5 to 200 times and more preferably 10 to 100 times in order to increase the spatial resolution of the scattered image. Is preferred.
光学材料に対して入射された上記可視光レーザーは、該光学材料内部において、該可視光レーザーの光路上に存在する微小欠陥により散乱される。詳細には、入射した可視レーザー光の電場成分は、光学材料内の電子を変位させ、電気双極子を作る。双極子は、入射波と同周波数の輻射波をあらゆる方向に放出する。この輻射波と入射波の位相を考慮し、足し合わせたものが光学材料内の光となる。光学結晶内の双極子が一様に分布している場合、すなわち微小欠陥のない場合は、輻射波を足し合わせた光は前方散乱(光学材料内部を直進する光)だけとなるが、光学材料中の電子密度が空間的、時間的に変動する微小欠陥部分では前方向以外の方向でも散乱光が観測される。散乱光は入射光により生じた電子双極子からの輻射によるものであるから、入射する可視光レーザーの偏光は観察面に平行な直線偏光、または円偏光が好ましい。 The visible light laser incident on the optical material is scattered inside the optical material by minute defects existing on the optical path of the visible light laser. Specifically, the electric field component of the incident visible laser light displaces electrons in the optical material to create an electric dipole. The dipole emits a radiation wave having the same frequency as the incident wave in all directions. Considering the phase of the radiation wave and the incident wave, the sum is the light in the optical material. If the dipoles in the optical crystal are uniformly distributed, that is, if there are no microdefects, the light combined with the radiant waves is only forward scattered (light that travels straight inside the optical material). Scattered light is observed in directions other than the forward direction at the minute defect portion in which the electron density varies spatially and temporally. Since the scattered light is due to radiation from an electron dipole generated by incident light, the polarization of the incident visible light laser is preferably linearly polarized light or circularly polarized light parallel to the observation surface.
入射する可視光レーザーはレンズを用いて試料の光学材料内に入射でき、集光した部分からの散乱光を観察する。 The incident visible light laser can be incident on the optical material of the sample using a lens, and the scattered light from the condensed portion is observed.
本発明においては、この散乱光を検知(観測)して散乱体(微小欠陥)の量(位置、大きさ、分布状態など)を測定する。後述する実施例の結果を表す図3に示すように、散乱体の量と紫外線レーザー損傷耐性との間には密接な相関関係が成立するため、この散乱光の測定結果に基づいて、直接該光学材料の紫外線レーザー損傷耐性が予測できる。換言すれば、品質の異なる幾つかの試験サンプルについて、本発明の方法を用いて散乱体の量を測定し、同じサンプルについて紫外線レーザー損傷耐性評価を実際に行い、両方の方法で得られた評価値を関連付けた較正を行なっておくことで、光学材料の紫外線レーザー損傷耐性を非破壊で評価・決定することができる。 In the present invention, the amount (position, size, distribution state, etc.) of the scatterer (micro defect) is measured by detecting (observing) this scattered light. As shown in FIG. 3 showing the results of the examples described later, a close correlation is established between the amount of the scatterer and the ultraviolet laser damage resistance. Predict the UV laser damage resistance of optical materials. In other words, for several test samples with different qualities, the amount of scatterers was measured using the method of the present invention, UV laser damage resistance evaluation was actually performed on the same sample, and the evaluation obtained by both methods By performing calibration in association with values, it is possible to non-destructively evaluate and determine the ultraviolet laser damage resistance of an optical material.
本発明においては、前記したように、散乱されずに光学材料を透過してきた光、及び表面で反射される光の影響を排除し、より正確な散乱光の測定を行うために、該散乱光の測定(観測)は、該可視光レーザーの入射方向に対して横方向から行う(なお、以下では、三次元空間をXYZで示した場合に、上記可視光レーザーの入射軸をX軸とする)。該散乱光を測定するに際しては、横方向の如何なる位置でもよいが、透過光及び反射光の影響を排除しやすく、また、強い散乱強度が得られるという点で、可視光レーザーの入射軸(X軸)に対して90°±20°となる位置で観測することが好ましく、90°±10°となる位置がより好ましく、ほぼ90°の位置で観測することが、散乱光を大きなS/N比で測定する目的において特に好ましい。即ち、X軸と直行するYZ平面上において散乱光を観察することが最も好ましい。 In the present invention, as described above, in order to eliminate the influence of the light that has been transmitted through the optical material without being scattered and the light reflected by the surface, the scattered light is measured more accurately. Measurement (observation) is performed from the lateral direction with respect to the incident direction of the visible light laser (in the following, when the three-dimensional space is indicated by XYZ, the incident axis of the visible light laser is the X axis) ). When measuring the scattered light, it may be in any position in the lateral direction, but it is easy to eliminate the influence of transmitted light and reflected light, and it is possible to obtain a strong scattering intensity, so that the incident axis (X Observation at a position that is 90 ° ± 20 ° with respect to the axis) is preferable, a position that is 90 ° ± 10 ° is more preferable, and observation at a position of approximately 90 ° indicates that the scattered light has a large S / N. Particularly preferred for the purpose of measuring by ratio. That is, it is most preferable to observe the scattered light on the YZ plane perpendicular to the X axis.
また該観測は、可視光レーザーの入射軸(X軸)の全周(360°)において行っても良いが、より高精度で測定するためには該角度は狭い方が好ましい。例えば、観察の中心位置をX軸に対して90°となるY軸上に置いた場合、該Y軸に対して±15°以内の角度での散乱光を測定することが好ましく、±5°以内がより好ましく、±1°以内が最も好ましい。このような範囲の散乱光を得るためには、検知手段の手前にスリット等を配置して入射光を制限する等の方法を採用すればよい。 The observation may be performed on the entire circumference (360 °) of the incident axis (X axis) of the visible light laser, but the angle is preferably narrow in order to measure with higher accuracy. For example, when the center position of observation is placed on the Y axis that is 90 ° with respect to the X axis, it is preferable to measure scattered light at an angle within ± 15 ° with respect to the Y axis, and ± 5 ° Is more preferable, and within ± 1 ° is most preferable. In order to obtain scattered light in such a range, a method of limiting the incident light by arranging a slit or the like in front of the detection means may be adopted.
さらにまた散乱光の検出位置としては、可能な限り該検出する散乱光の軸方向と被検体の表面(散乱光が出てくる面)との成す角度が90°に近い値となる位置とすることが好ましい。換言すれば、上記角度となるように被検体の位置や向きを調整することが好ましい。 Furthermore, the scattered light detection position is a position where the angle formed by the axial direction of the scattered light to be detected and the surface of the subject (the surface from which the scattered light comes out) is as close to 90 ° as possible. It is preferable. In other words, it is preferable to adjust the position and orientation of the subject so that the above angle is obtained.
上記散乱光の測定に用いる検知手段としては特に限定されるものではないが、得られた散乱光に関するデータ処理が容易な点で、CCDカメラ等の画像が取得できるカメラ類が好適に使用される。CCDカメラの場合、解像度は、CCDカメラの先端に使用するレンズにより適宜調節できる。 The detection means used for measuring the scattered light is not particularly limited, but cameras capable of acquiring images such as a CCD camera are preferably used in that data processing relating to the obtained scattered light is easy. . In the case of a CCD camera, the resolution can be adjusted as appropriate by the lens used at the tip of the CCD camera.
可視光レーザーの走査に連動して、微小欠陥によって生じた散乱光は、CCDカメラ等の撮影系に調整した顕微鏡で受光素子面上に結像し、デジタル画像情報として保存する。 In conjunction with the scanning of the visible light laser, the scattered light generated by the minute defect is imaged on the light receiving element surface with a microscope adjusted to a photographing system such as a CCD camera and stored as digital image information.
通常、可視光レーザーの入射面積は、被検体である光学材料の入射面の面積よりも遥かに小さいため、このようにして測定される散乱光からは、可視光レーザーの光路上の領域(一次元)に存在する散乱体(微小欠陥)の情報のみであり、他の部分の情報は得られない。評価の必要な光学材料の全域(三次元)における散乱体情報を得るためには、例えば、入射軸を平行に保った状態で必要な全領域を走査するように移動させる方法を行えばよい。またこの場合、必要な精度等にもよるが、必ずしも完全に全領域を走査せずに、一定間隔ごとに走査することにより走査領域が柵状となるようにしてもよく、多くの場合、このような柵状の走査で充分である。 Usually, the incident area of the visible light laser is much smaller than the area of the incident surface of the optical material that is the subject, so the scattered light measured in this way is used to determine the region on the optical path of the visible light laser (primary Only information on scatterers (small defects) existing in the original), and information on other parts cannot be obtained. In order to obtain scatterer information in the entire area (three-dimensional) of the optical material that needs to be evaluated, for example, a method of moving the entire area necessary for scanning while keeping the incident axis parallel may be performed. In this case, depending on the accuracy required, the entire scanning area may not necessarily be scanned completely, and the scanning area may be formed in a fence shape by scanning at regular intervals. Such a fence-like scan is sufficient.
さらには、一断面について走査を行い、その面内でばらつきがなければ他の断面も同様であると仮定して評価を行っても、通常は充分な精度でレーザー損傷耐性が予測できる。一方、面内のばらつきが大きい場合には、複数の断面を走査して、各断面ごとの散乱体の分布のばらつきを対比、評価し、さらにその評価結果に基づいて、必要に応じてさらなる走査を行えばよい。 Furthermore, even if scanning is performed for one section and the evaluation is performed assuming that the other sections are the same if there is no variation in the plane, the laser damage resistance can usually be predicted with sufficient accuracy. On the other hand, when the in-plane variation is large, a plurality of cross-sections are scanned to compare and evaluate the distribution of scatterers for each cross-section, and further scanning is performed as necessary based on the evaluation results. Can be done.
通常、被検体である光学材料の製造方法にもよるが、前記光リソグラフィー装置用のレンズや窓材に用いる程度の大きさの材料であれば、該材料には部位によるばらつきがほとんど無く、よって上記走査は一断面だけについて行えば充分である。なお無論、上記「断面」とは可視光レーザーが走査した面を表すものであり、物理的な断面を指すものではない。 Usually, although it depends on the method of manufacturing the optical material that is the subject, if the material is of a size that can be used for the lens or window material for the photolithography apparatus, the material has almost no variation depending on the site. It is sufficient that the scanning is performed on only one section. Of course, the above-mentioned “cross section” represents a surface scanned by a visible light laser, and does not indicate a physical cross section.
可視光レーザーが走査した位置や速度と、各々の位置や時間において得られた散乱光の測定結果から、光学材料中の散乱体に関する三次元的な情報を得ることができる。むろん必ずしも三次元情報として把握する必要はなく、例えば、紫外線レーザーの入射面に平行な面として二次元化された情報でもよい。 Three-dimensional information about the scatterer in the optical material can be obtained from the position and speed scanned by the visible light laser and the measurement result of the scattered light obtained at each position and time. Of course, it is not always necessary to grasp the information as three-dimensional information. For example, the information may be two-dimensionalized as a plane parallel to the incident surface of the ultraviolet laser.
測定により得られたデータを上記のように二次元又は三次元化する方法は特に限定されるものではなく、公知の計算手段を用いればよい。一般的には、前記CCDカメラ等により得られた一次元の散乱像をコンピュータ等の演算装置によってデータ処理すれば、可視光レーザー走査断面にそった二次元画像として、散乱体の位置、大きさ、分布状態を再現した画像を得ることができる。この二次元画像について、例えば、画像処理(二値化)・解析(面積率解析)を行ない、試験サンプルの測定面内における散乱体の面積率、すなわち数と大きさを加味した量を算出することができる。さらに必要に応じて、上記のような二次元画像を積み重ねて三次元画像として処理してもよい。撮影した散乱像を二次元像に構築して、試験サンプル断面の散乱体像に再構成する手段は、一般のパソコン上のソフトウェアによって行うことができる。上記の試験サンプル断面の散乱体の二次元画像から測定断面内における散乱体の面積率を求める手段も、市販の画像処理、画像解析ソフトウェアを用いて行うことができる。 The method for converting the data obtained by measurement into two-dimensional or three-dimensional data as described above is not particularly limited, and a known calculation means may be used. Generally, if a one-dimensional scattered image obtained by the CCD camera or the like is processed by an arithmetic device such as a computer, the position and size of the scatterer are obtained as a two-dimensional image along the visible light laser scanning section. An image reproducing the distribution state can be obtained. For this two-dimensional image, for example, image processing (binarization) / analysis (area ratio analysis) is performed to calculate the area ratio of the scatterer in the measurement surface of the test sample, that is, the amount taking into account the number and size. be able to. Further, if necessary, the above two-dimensional images may be stacked and processed as a three-dimensional image. Means for constructing a photographed scattered image into a two-dimensional image and reconstructing it into a scatterer image of a cross section of the test sample can be performed by software on a general personal computer. Means for obtaining the area ratio of the scatterer in the measurement cross section from the two-dimensional image of the scatterer in the test sample cross section can also be performed using commercially available image processing and image analysis software.
上記のようにして得た被検体である光学材料における散乱体の量(体積値や面積値)を、前述のように別途測定して求めておいた紫外線レーザー損傷耐性と散乱体量との相関データと照らし合わせることにより、該光学材料の紫外線レーザー損傷耐性を予測することができる。なお、散乱体の量が多くなるほど紫外線レーザー損傷耐性が悪化する。したがって、散乱体の量が少ない(理想的にはない)光学材料ほど、耐性において高品質な材料である。 Correlation between the amount of scatterers and the amount of scatterers obtained by separately measuring the amount of scatterers (volume value and area value) in the optical material as the specimen obtained as described above. By comparing with the data, the ultraviolet laser damage resistance of the optical material can be predicted. As the amount of the scatterer increases, the ultraviolet laser damage resistance deteriorates. Therefore, an optical material with a small amount (not ideal) of scatterers is a higher quality material in terms of resistance.
本発明の方法は、実際に紫外線レーザーを照射する従来の方法と異なり非破壊検査であるため、このようにして評価を行った光学材料自体を光学装置に使用するレンズ、プリズム、光学窓、偏光板等の材料や部材として直接使用することができる。 Since the method of the present invention is a non-destructive inspection unlike the conventional method of actually irradiating an ultraviolet laser, a lens, a prism, an optical window, a polarization that uses the optical material evaluated in this way for an optical device. It can be used directly as a material or member such as a plate.
上記した本発明の評価方法を行う装置は特に限定されるものではないが、代表的な態様を、図1を参照して以下に説明する。 Although the apparatus which performs the evaluation method of the above-mentioned this invention is not specifically limited, A typical aspect is demonstrated below with reference to FIG.
図1は、本発明の評価方法を実施するための代表的な装置(以下、本発明の装置)の概略模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a typical apparatus (hereinafter, the apparatus of the present invention) for carrying out the evaluation method of the present invention.
被検体である光学材料1は、サンプルホルダー2に保持される。該サンプルホルダー2は、該被検体1を透過するレーザー光、および受像装置で受光する散乱光を遮ることなく固定できるように設計される。保持できる光学材料の大きさは特に制限されないが、微小な領域を高精度で測定するための小さい試験サンプルから、広範囲の情報を得るための大型の試験サンプルまでを保持できることが好ましい。この場合、試験サンプルの大きさに応じてサンプルホルダー部を適宜選択できる方式が好ましい。該サンプルホルダー2は、被検体の保持位置や方位を調整できることが好ましく、また試料を種々回転させる機構を設けてもよい。 An optical material 1 that is a subject is held by a sample holder 2. The sample holder 2 is designed so that it can be fixed without blocking the laser light transmitted through the subject 1 and the scattered light received by the image receiving device. The size of the optical material that can be held is not particularly limited, but it is preferable that it can hold a small test sample for measuring a minute region with high accuracy to a large test sample for obtaining a wide range of information. In this case, a method that can appropriately select the sample holder portion according to the size of the test sample is preferable. The sample holder 2 is preferably capable of adjusting the holding position and orientation of the subject, and may be provided with a mechanism for rotating the sample in various ways.
該光学材料に対して可視光レーザーを入射するための光源3としては前述した通りであり、アルゴンイオンレーザー(青色:488nm)、ヘリウム−ネオンレーザー(赤色:632.8nm)、Nd:YAGの2倍高調波等が使用され、なかでも、散乱体の大きさに対する空間分解能、受像装置の感度等を勘案すると、波長の短いアルゴンイオンレーザー等を用いることが好ましい。また該可視光レーザー光源3としては、前記したように0.01W〜200W、さらに0.1W〜100W程度の出力のものを用いるのが一般的である。
The
図1においては、可視光レーザー光源3から、反射ミラー4及び5で反射させ、ついで集光レンズ6にて集光させた後、被検体1中にレーザー光を入射しているが、該反射ミラーの位置及び使用数はこの態様に制限されるものではなく、反射ミラーを全く用いなくても良いし、3枚以上用いる(3回以上反射させる)ことも可能である。
In FIG. 1, the laser light is incident on the subject 1 after being reflected from the visible
集光レンズ6と被検体1との距離は、該集光レンズ6の焦点距離によって決定される。一般的には焦点距離が2〜500mmの範囲にある集光レンズを用いればよく、5〜100mmの範囲の集光レンズを用いることが好ましい。また、被検体の大きさに併せて、上記範囲で距離を変動させることが可能な機構を設けるなどしてもよい。集光レンズ6の倍率は、特に制限されないが、散乱像の空間分解能を高くするため、5〜200倍が好ましく、さらに10〜100倍であることが好ましい。 The distance between the condenser lens 6 and the subject 1 is determined by the focal length of the condenser lens 6. Generally, a condensing lens having a focal length in the range of 2 to 500 mm may be used, and a condensing lens in the range of 5 to 100 mm is preferably used. Further, a mechanism capable of changing the distance within the above range may be provided in accordance with the size of the subject. The magnification of the condenser lens 6 is not particularly limited, but is preferably 5 to 200 times, and more preferably 10 to 100 times, in order to increase the spatial resolution of the scattered image.
また、ビーム径は被検体1の大きさや種類に対応して調整できることが好ましく、ビーム径を調節可能なコリメータを装備していることがより好ましい(図示しない)。さらに必要に応じて、複数の可視光レーザー光源を切り替え可能な構造にしてもよい。 The beam diameter can be adjusted according to the size and type of the subject 1, and more preferably equipped with a collimator capable of adjusting the beam diameter (not shown). Furthermore, if necessary, a structure in which a plurality of visible light laser sources can be switched may be used.
本発明の評価方法においては、可視光レーザーが光学材料内部を走査するように、可視光レーザー光源3及び/又は光学材料1を移動させればよいが、装置の構成を簡単にするために、可視光レーザー光源の位置を固定し、光学材料の位置を移動させることが好ましい。即ち、上記可視光レーザー光源3と、後述する散乱光の検知手段(及び必要に応じて用いられる反射ミラーなど)の位置を固定した状態で被検体1を走査できるように、固定された位置にある可視光レーザーの光路中で、該披検体1を移動させて該被検体中でレーザーを走査させることが好ましい。
In the evaluation method of the present invention, the visible light
例えば、図1に示すように可視光レーザーの光軸(X軸)と検知する散乱光の光軸(Y軸)が水平な面内にある場合には、被検体は鉛直(Z軸)方向に移動させればよい。なおこの場合、被検体1の大きさ、検知手段であるCCDカメラ7の視野角及び焦点レンズ6の焦点深度などにもよるが、X軸方向の全情報が一度に得られない場合もある。そのような場合には、必要に応じて被検体1をX軸方向に移動させればよい。
For example, as shown in FIG. 1, when the optical axis (X axis) of the visible light laser and the optical axis (Y axis) of the scattered light to be detected are in a horizontal plane, the subject is in the vertical (Z axis) direction. Move to. In this case, depending on the size of the subject 1, the viewing angle of the
一方、可視光レーザーの光軸が水平であり、検知する散乱光の光軸を該レーザー光軸に対して鉛直(Z軸)方向とした場合には、被検体を水平(Y軸)方向に移動させる。さらにまた、可視光レーザーの光軸を鉛直(Z軸)とした場合には、検知する散乱光の光軸と試験サンプルの移動方向は水平方向で互いに交差する(一方がX軸で他方がY軸となる)関係にすればよい。特に被検体が大型で重量のあるものでも精度良く測定することを考慮すると、該被検体の移動は水平方向(XY平面方向)になる装置が好ましい。 On the other hand, when the optical axis of the visible light laser is horizontal and the optical axis of the scattered light to be detected is perpendicular (Z axis) to the laser optical axis, the subject is in the horizontal (Y axis) direction. Move. Furthermore, when the optical axis of the visible light laser is vertical (Z axis), the optical axis of the scattered light to be detected and the moving direction of the test sample intersect each other in the horizontal direction (one is the X axis and the other is the Y axis). (It will be an axis). In particular, an apparatus that moves the subject in the horizontal direction (XY plane direction) is preferable in consideration of accurate measurement even if the subject is large and heavy.
このような移動を可能にするためには、被検体である光学材料1をサンプルホルダー2に固定し、このサンプルホルダー2を可動ステージに固定する構造が好ましい。図1においては、この可動ステージは、XYZの3方向に移動可能なXYZステージ8であり、コンピュータ制御等により所望の精度で移動させることができるようになっている。該移動精度としては、目的とする測定精度や前記可視光レーザーのビーム径にもよるが、一般的には10μm程度以下とすることが好ましい。試料に入射する可視光レーザーの位置、すなわち試料の微小位置決めの高精度化も分解能向上と測定時間短縮のための重要な要素のひとつである。またこれら装置を防振台9上に配置することも、高い測定精度を得やすい点で好ましい。
In order to enable such movement, a structure in which the optical material 1 as the subject is fixed to the sample holder 2 and the sample holder 2 is fixed to the movable stage is preferable. In FIG. 1, this movable stage is an XYZ stage 8 that can move in three directions of XYZ, and can be moved with desired accuracy by computer control or the like. The movement accuracy is generally about 10 μm or less, although it depends on the intended measurement accuracy and the beam diameter of the visible light laser. Increasing the accuracy of the position of the visible light laser incident on the sample, that is, the minute positioning of the sample, is one of the important factors for improving the resolution and shortening the measurement time. In addition, it is also preferable to arrange these devices on the
移動のための装置としては、被検体1が振動したり移動軸がずれたりしないものであれば、特に制限なく使用できる。手動でもよいし、ステッピングモーターのような電動モーター等とギアやプーリー、ベルト等を用いても良いし、空気圧や油圧等を利用してもよい。 As a device for movement, any device can be used without particular limitation as long as the subject 1 does not vibrate or the movement axis does not shift. Manual operation, an electric motor such as a stepping motor, a gear, a pulley, a belt, or the like may be used, or air pressure, hydraulic pressure, or the like may be used.
可視光レーザーで被検体の一段面の走査を行う場合、上記の如き可動ステージを用いて被検体である光学材料1を移動させる速度、即ち、可視光レーザーを走査する速度は特に制限されず、被検体1の大きさや、評価結果に対して望む精度および画像処理用の演算装置の性能から適宜選択すればよい。通常、一段面を走査する場合、走査の開始から終了までは一定速度で移動させることが好ましい。これにより移動量は時間の関数として得ることができる。 When scanning the surface of the subject with a visible light laser, the speed of moving the optical material 1 as the subject using the movable stage as described above, that is, the speed of scanning the visible light laser is not particularly limited, What is necessary is just to select suitably from the magnitude | size of the test object 1, the precision desired with respect to an evaluation result, and the performance of the arithmetic unit for image processing. Usually, when scanning one step surface, it is preferable to move at a constant speed from the start to the end of scanning. Thereby, the movement amount can be obtained as a function of time.
また複数の断面を走査する場合には、前記可動ステージ8を走査を行う際に移動させる軸とは異なる軸方向に移動させ、ついでその位置で再度走査を行えば良い。この移動は通常は、走査の際の移動軸及び可視光レーザーの光路軸双方に直行する軸(図1においてはY軸)にそって移動させる。 When scanning a plurality of cross-sections, the movable stage 8 may be moved in an axial direction different from the axis that is moved when scanning, and then scanning is performed again at that position. This movement is usually performed along an axis (Y-axis in FIG. 1) perpendicular to both the movement axis during scanning and the optical path axis of the visible light laser.
図1においては、被検体である光学材料1中に入射され、光学材料中の散乱体によって散乱された光(散乱光)を検知する手段であるCCDカメラ7が、入射された可視光レーザーの光軸(X軸)に対してほぼ90°の方向に散乱された光を検知できる位置に配置されている。該検知手段7もまた、必要に応じて複数備えていてもよい。
In FIG. 1, a
被検体1と散乱光の検知手段7との距離は特に制限されるものではないが、分解能と散乱光の強度等を勘案すると、2〜500mmの範囲とするのが好ましく、5〜100mmの範囲がより好ましい。また、被検体1の大きさや、可視光レーザーを走査する範囲によって、上記範囲で適宜調節できる機構を設けることが好ましい(図示しない)。 The distance between the subject 1 and the scattered light detection means 7 is not particularly limited, but it is preferably in the range of 2 to 500 mm, taking into account the resolution and the intensity of the scattered light, and the range of 5 to 100 mm. Is more preferable. In addition, it is preferable to provide a mechanism that can be appropriately adjusted within the above range depending on the size of the subject 1 and the range in which the visible light laser is scanned (not shown).
上記CCDカメラ7で検知した散乱光のデータを、前記可動ステージ8を用いて被検体を移動させた際の移動に関するデータと組み合わせて、前述した如き方法で処理し、被検体中の散乱体の位置や大きさ、分布状態などを算出、解析する。図1においては、該解析に際してコンピュータ10等の演算装置を用い、CCDカメラ7等の検知手段が得た散乱光に関するデータを電子的なデータとして直接的に該演算装置に入力できるようにされている。可動ステージの移動量(移動速度)制御も同じコンピュータ10により行われ、このコンピュータ10によって上記の散乱光に関するデータと、可動ステージの移動量に関するデータが処理されるようになっている。
The scattered light data detected by the
このようにして算出・解析された被検体である光学材料1中の散乱体の量を、前述のようにして別途求めておいた紫外線レーザー損傷耐性と散乱体量の相関データと対比して、該光学材料の紫外線レーザー損傷耐性を予測する。該相関データとの対比に際しては、記憶装置に電子的なデータとして記憶させておき、演算装置を用いて対比させればよいが、相関データを図や表として視覚化しておき、該図表を用いて確認してもなんら構わない。 The amount of the scatterer in the optical material 1 that is the subject thus calculated and analyzed is compared with the correlation data between the ultraviolet laser damage resistance and the scatterer amount separately obtained as described above. Predict the UV laser damage resistance of the optical material. When comparing with the correlation data, it may be stored as electronic data in a storage device and compared with an arithmetic unit, but the correlation data is visualized as a figure or table, and the chart is used. You can confirm it.
なお図1においては、可動ステージ7の移動制御のための演算装置、検知した散乱光を二次元又は三次元化するための演算装置、散乱体の解析結果と紫外線レーザー損傷耐性と散乱体量の相関データとを対比させるための演算装置、及び該相関データを記憶させておいた記憶装置の全てを一台のコンピュータ10でまかなわせる態様を記載しているが、これらは別々の装置であっても構わない。
In FIG. 1, an arithmetic device for movement control of the
本発明の評価方法を実施する場合には、被検体表面での可視光レーザーの反射や散乱の影響を防ぐため、該被検体は可視光レーザーの入射面および散乱光を受光する側の面の、少なくなくとも直交する2面、好ましくはさらに散乱しなかった可視光レーザーが通過していく面の3面は光学的平面をもつことが好ましい。前期の光学的平面としては、高精度の研磨を施すことが好ましく、表面粗さがRq(RMS値)で10nm以下、さらには1nm以下であることが好ましい。 When carrying out the evaluation method of the present invention, in order to prevent the influence of the reflection and scattering of the visible light laser on the surface of the subject, the subject has an incident surface of the visible light laser and a surface on the side receiving the scattered light. It is preferable that at least two surfaces orthogonal to each other, preferably three surfaces through which a visible light laser beam that has not been scattered pass, have an optical plane. The optical plane in the previous period is preferably subjected to high-precision polishing, and the surface roughness is preferably 10 nm or less, more preferably 1 nm or less in terms of Rq (RMS value).
一方、表面の研磨を施していない試験サンプルや、研磨できない不定形状の試験サンプルも測定できるよう、本発明の装置には、被検体をマッチングオイルに浸して測定できるように、透明なマッチングオイルバスと、その中で試験サンプルを固定できるようなサンプルホルダーを装備しても良い(これらは図示していない)。 On the other hand, the apparatus of the present invention has a transparent matching oil bath so that it can be measured by immersing the object in the matching oil so that it can measure a test sample whose surface has not been polished and an irregularly shaped test sample that cannot be polished. And a sample holder in which the test sample can be fixed (these are not shown).
以下、本発明を、実施例を掲げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is hung up and demonstrated, this invention is not limited to these Examples.
以下に説明する可視光レーザーを用いた散乱体の量を評価する装置を用いて、次の測定条件にて、aからiの9種の沸化カルシウム単結晶の散乱体の量を評価した。 Using the apparatus for evaluating the amount of scatterer using a visible light laser described below, the amount of scatterers of nine types of calcium fluoride single crystals a to i was evaluated under the following measurement conditions.
装置の構成は図1に示すとおりである。可視光レーザー光源3としては、10Wのアルゴンイオンレーザー(488nm)を用い、被検体である弗化カルシウム試料の中央部に可視光レーザーを集光し、可視光レーザーの光軸(X軸)に対して90°方向にCCDカメラ7を配置して散乱光を撮影した。試料サイズは20mm×20mm×20mmの立方体に切り出し、可視光レーザーの入射面、散乱光を受光する側の面、および可視光レーザーが通過していく面の3面について、表面粗さRq(RMS値)が0.5nm以下の光学研磨を行った。
The configuration of the apparatus is as shown in FIG. As the visible light
入射する可視光レーザーを集光するレンズ6と試料との距離は、50mmとした。また、試料とCCDカメラ7のレンズとの距離は30mmとした。試料を0.2mm/分の速度でZ軸方向に走査し、10mm×10mm四方の散乱体像を撮影した。CCDカメラで得られたデータはコンピュータ9に送り、画像処理により二値化して点状の散乱体(点状の微小欠陥)の面積率(欠陥密度に相当)を求め、散乱体量とした。
The distance between the lens 6 for condensing the incident visible light laser and the sample was 50 mm. The distance between the sample and the lens of the
次に、上記の方法で評価した沸化カルシウム単結晶a〜iの紫外線レーザー損傷耐性を評価した。紫外線レーザー損傷耐性の評価装置および測定条件は以下のとおりである。 Next, the ultraviolet laser damage resistance of the calcium fluoride single crystals ai evaluated by the above method was evaluated. The ultraviolet laser damage resistance evaluation apparatus and measurement conditions are as follows.
該評価は図2に示した紫外線レーザー損傷耐性の評価装置を用いた。Nd:YAGの第2高調波パルスレーザー(532nm)11から出射したレーザー光を非線形光学結晶であるCLBO(CsLiB6O10)単結晶12に照射して、第4高調波である266nmの紫外線レーザー光を発生させて、その266nm紫外線レーザー光を、アテニュエータを介してレンズ(100mm)21で径約50μmに集光して、弗化カルシウム試料22に照射した。試料は10mmの立方体とし紫外線レーザーの透過する2面について表面粗さRq(RMS値)が0.5nm以下の光学研磨を行った。
The evaluation was performed using the ultraviolet laser damage resistance evaluation apparatus shown in FIG. A laser beam emitted from a second harmonic pulse laser (532 nm) 11 of Nd: YAG is applied to a CLBO (CsLiB 6 O 10 )
紫外線レーザーによる損傷の有無を、プラズマ発光及び照射後のノマルスキー顕微鏡観察で確認し(紫外線レーザー損傷が発生すれば損傷部分でプラズマの発光、及び表面に不可逆的な損傷痕が生じる)、損傷が発生した時の入射エネルギー強度をパワーメータ(図示省略)で計測し、ビーム径およびパルス幅から単位面積・時間当たりのレーザー強度を算出して損傷閾値とする紫外線レーザー損傷耐力を測定した。紫外線レーザー損傷耐力の指標として、市販の合成石英(ほとんど個体差がなく、紫外線レーザー損傷耐性が安定している。)を標準試料に用い、合成石英を1としたときの相対値を紫外線レーザー損傷耐性の指標とした。 Damage caused by ultraviolet laser is confirmed by plasma emission and observation by Nomarski microscope after irradiation (if ultraviolet laser damage occurs, plasma emission and irreversible damage marks occur on the surface). The incident energy intensity was measured with a power meter (not shown), and the laser intensity per unit area and time was calculated from the beam diameter and pulse width to measure the ultraviolet laser damage resistance as a damage threshold. As an index of UV laser damage resistance, commercially available synthetic quartz (there is almost no individual difference and UV laser damage resistance is stable) is used as a standard sample. Tolerance index.
本発明の方法および装置によって得られた散乱体の量と、紫外線レーザー損傷耐性の評価結果を表1に、両者の相関を図3(グラフ)に示した。図3から明らかなように、本発明の方法および装置で求められた光学材料の散乱体の量と、紫外線レーザー損傷耐性との間には密接な相関が認められ、本発明の方法および装置で紫外線レーザー損傷耐性を十分に評価可能であることがわかる。 The amount of scatterers obtained by the method and apparatus of the present invention and the evaluation results of ultraviolet laser damage resistance are shown in Table 1, and the correlation between them is shown in FIG. 3 (graph). As is clear from FIG. 3, a close correlation was observed between the amount of optical material scatterers determined by the method and apparatus of the present invention and the resistance to ultraviolet laser damage. It can be seen that the ultraviolet laser damage resistance can be sufficiently evaluated.
1.被検体(光学材料)
2.サンプルホルダー
3.可視光レーザー光源
4、5.反射ミラー
6.集光レンズ
7.散乱光検知手段(CCDカメラ)
8.XYZステージ
9.防振台
10.装置制御・データ処理・解析用コンピュータ
11.Nd:YAGパルスレーザー
12.CLBO結晶
13.プリズム
14.ビームダンパー
15.ミラー
16.1/2波長板
17.偏光子
18.ビームスプリッタ−
19.アテニュエータ
20.パワーメータA
21.短焦点レンズ
22.試料
23.パワーメータB
1. Subject (optical material)
2. 2. Sample holder Visible
8). XYZ stage9. Anti-vibration table 10. Computer for device control / data processing /
19.
21.
Claims (2)
(2)保持された光学材料に可視光レーザーを入射する手段、
(3)保持された光学材料を、可視光レーザーがその内部を走査するように移動させる手段、
(4)光学材料に入射された可視光レーザーの散乱光であって、該可視光レーザーの入射方向に対して横方向への散乱光を検知する手段、
(5)検知された散乱光のデータを処理して光学材料中の散乱体の量を解析する手段、及び
(6)解析により得られた散乱体の量から紫外線レーザー損傷耐性を予測する手段、
を有してなる、光学材料の紫外線レーザー損傷耐性の評価装置。
(1) means for holding an optical material;
(2) means for injecting a visible light laser into the held optical material;
(3) means for moving the held optical material so that a visible light laser scans the inside thereof;
(4) Means for detecting scattered light of a visible light laser incident on an optical material, the light being scattered in a direction transverse to the incident direction of the visible light laser,
(5) means for processing the data of the detected scattered light to analyze the amount of scatterers in the optical material, and (6) means for predicting ultraviolet laser damage resistance from the amount of scatterers obtained by the analysis,
An evaluation apparatus for ultraviolet laser damage resistance of an optical material.
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