量子干渉効果を利用したハイブリッド励起真空紫外希ガスエキシマレーザー

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09750062
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 河仲 順二 宮崎大学, 工学部, 助手 (50264362)
• キーワード: 真空紫外レーザー / 量子干渉効果 / 希ガスエキシマ / 無声放電 / リソグラフィー光源

研究概要

本研究は高強度レーザー光による量子干渉効果を利用してパルス無声放電励起された多量のキセノン3重項エキシマ(^3Σ_″)を誘導放出断面積の大きい1重項エキシマ(^3Σ_″)に遷移させ、真空紫外レーザー発振を行うことを目的としている。本年度は以下の3項目について新しい知見や装置の性能向上が得られた。
1.量子干渉効果に利用する中間仮想準位およびレーザー波長の決定
クリプトン電球からの発光をプローブ光としてパルス無声放電励起されたキセノンエキシマの可視吸収スペクトルを実験的に測定した。この結果、波長563nmに^3II_μ←^3Σ_″(v′=0←v″=0)の吸収が観測され、その吸収断面積は〜10^<16>cm^2と大きく量子干渉効果のための中間準位として有力であることがわかった。また、各振動準位の吸収スペクトルからパルス無声放電で励起されるキセノンエキシマ(3重項)の大部分がv″=0振動準位に存在していることから、^3Σ_″(v″=0)準位のキセノンエキシマのみに対する量子干渉効果で十分な1重項エキシマが得られることがわかった。
2.パルス無声放電管の改良による3重項エキシマ密度の増加
外部電極をアルミ板から銅薄膜に変更することで石英ガラス放電管との密着性を高めた。この結果、放電の空間的均一性や短パルス化を向上させ、キセノンエキシマ発光ピーク出力(密度)は約2倍(<10^<16>nm^<-3>)、発光時間幅は約1/2(300ns)となり、パルス無声放電管の性能向上に成功した。
3.単一高度レーザー照射による3重項キセノンエキシマ密着度の増加
高強度Nd:YAGレーザ(2倍波532nm,10^7〜10^8W/cm^2)を放電部に照射することにより、ピーク強度(密度)1.2倍、発光時間幅約2/3が得られた。

研究成果

• [文献書誌] Junji Kawanaka: "Improved output characteristics of a vacuum ultraviolet xenon gas jet discharge lamp with a magnetic field" Applied Physics B Lasers and Optics. vol.65. 609-612 (1997)
• [文献書誌] Wataru Sasaki: "Efficient VUV light sources from rare gas excimers and their applications" XI International Symposium on Gas Flow and Chemical Lasers and High-Power Laser Conference. SPIE3092. 378-381 (1997)
• [文献書誌] 窪寺 昌一: "新しい発光形態を持つ真空紫外希ガスエキシマフラッシュランプ" 電気学会論文誌C. vol.117-c. 928-933 (1997)
• [文献書誌] 緒方 彰: "高性能真空紫外希ガスエキシマ光源の開発" 宮崎大学工学部紀要. vol.26. 89-96 (1997)
• [文献書誌] 桃北 陽介: "混合希ガスの電子ビーム励起による異種核希ガスエキシマレーザに関する研究" 宮崎大学工学部紀要. vol.26. 97-102 (1997)
• [文献書誌] 米谷 保幸: "放電励起希ガスエキシマの発光特性" レーザー学会学術講演会第18回年次大会講演予稿集. 27-27 (1998)
• [文献書誌] 加来 昌典: "放電励起希ガスエキシマをラマン活性媒質とした真空紫外レーザーの基礎研究" レーザー学会学術講演会第18回年次大会講演予稿集. 29-29 (1998)
• [文献書誌] 徳永 晋次: "無声放電励起真空紫外希ガスエキシマランプによる有機物質の超微細加工(2)" レーザー学会学術講演会第18回年次大会講演予稿集. 143-143 (1998)
• [文献書誌] 河仲 準二: "ハイブリッド励起真空紫外レーザーの開発" 第58回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 3. 1029-1029 (1997)
• [文献書誌] 徳永 晋次: "無声放電励起真空紫外希ガスエキシマランプによる有機物質の超微細加工" 第58回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 3. 1049-1049 (1997)
• [文献書誌] 池田 雅樹: "レーザー生成プラズマによる希ガスエキシマ発光(2)" 第58回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 3. 1029-1029 (1997)
• [文献書誌] 井手上 正人: "フェムト秒レーザー生成電子による真空紫外Ar_2エキシマ発光" 第58回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 3. 1029-1029 (1997)
• [文献書誌] Fujio Shimizu: "Atomic Molecular and Cluster Physics" Narosa Publishing House, 411 (1997)