[发明专利]棱镜扩束系统

说明书

一种棱镜扩束系统，其特点在于：该扩束系统由2个以上结构相同的直角棱镜构成，入射光束从所述的直角棱镜的斜面入射，称为入射斜面，出射光束垂直于同一直角棱镜的直角面，称为出射直角面，所有直角棱镜的顶角α相同且满足下列公式：式中，n1、n2分别为激光在入射介质和直角棱镜中的折射率。本发明可以实现任意的扩束倍数，而不受直角棱镜原材料大小的限制。具有耗材少、成本低的优点。相同规格的直角棱镜利于批量化生产，可以显著减少加工的周期和成本。

技术领域

本发明涉及平行光的扩束，特别是一种棱镜扩束系统。主要用于平行光的扩束，如准分子激光器或染料激光器的线宽压窄模块中。本发明的优点是，可以使激光达到任意的扩束倍数，而不受直角棱镜原材料大小的限制。另外还具有成本低的优点。

背景技术

光刻用的窄线宽准分子激光器一般使用棱镜扩束系统与中阶梯光栅组合进行线宽压窄。棱镜扩束系统的作用是实现对激光水平方向的扩束。由于光刻机的线宽与扩束倍数成反比关系，因此为了得到窄的线宽，技术人员通过多个棱镜组合的方式追求尽量大的扩束倍数。在先技术中[US5978409，CN101581866B等]一般都使用三个或者四个棱镜实现20～30倍的扩束倍数。这些棱镜的尺寸随光的扩束传输依次增大，扩束系统末端的大棱镜尺寸一般都在100mm以上。本技术领域中，棱镜的材料一般选用紫外高透的融石英或者氟化钙光学材料制成，但是大尺寸的光学材料制造困难，产量有限，因此价格非常昂贵。另外，在先技术中使用多个不同规格的直角棱镜，抛光时须设计不同的加工夹具，加工周期和成本都比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棱镜扩束系统。该棱镜扩束系统可以使用低成本、小尺寸直角棱镜组合获得高扩束倍数，克服在先技术依赖大尺寸棱镜，价格高昂的不足。本发明棱镜扩束系统主要用于平行光的扩束，如准分子激光器或染料激光器的线宽压窄模块中。特点是可以使激光达到任意的扩束倍数，而不受棱镜原材料大小的限制。另外还具有耗材少、成本低的优点。相同规格的直角棱镜利于批量化生产，可以显著减少加工的周期和成本。

本发明的技术解决方案如下：

一种棱镜扩束系统，其特点在于：该扩束系统由2个以上结构相同的直角棱镜构成，入射光束从所述的直角棱镜的斜面入射，称为入射斜面，出射光束垂直于同一直角棱镜的直角面，称为出射直角面，所有直角棱镜的顶角α相同且满足下列公式：

式中，n1、n2分别为激光在入射介质和直角棱镜中的折射率。

所述的直角棱镜分组，每个分组的直角棱镜的斜面首尾相连成直线排列。

所述直角棱镜的入射斜面和出射直角面抛光，而另一个直角面不抛光。

所述直角棱镜的入射斜面和出射直角面镀有入射激光波长的增透膜。

所述直角棱镜对激光的透过率大于50％。

所述的直角棱镜由直角棱镜切割成的直角梯形棱镜替代。

本发明的技术效果如下：

本发明棱镜扩束系统。主要用在准分子激光器或染料激光器的线宽压窄模块中。本发明专利的优点是，通过增加直角棱镜的数量可以使激光达到任意的扩束倍数，而不受棱镜原材料大小的限制。另外还具有耗材少、成本低的优点。相同规格的直角棱镜利于批量化生产，可以显著减少加工的周期和成本。

附图说明

图1为本发明棱镜扩束系统实施例1的示意图

图2为本发明棱镜扩束系统实施例2示意图

图3为本发明实施例3直角梯形棱镜扩束系统示意图

图中：