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DE102023102206A1 - Contrast measurement for laser pulse adjustment - Google Patents

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Publication number
DE102023102206A1
DE102023102206A1 DE102023102206.7A DE102023102206A DE102023102206A1 DE 102023102206 A1 DE102023102206 A1 DE 102023102206A1 DE 102023102206 A DE102023102206 A DE 102023102206A DE 102023102206 A1 DE102023102206 A1 DE 102023102206A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser pulse
detection signals
method step
detectors
scattering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023102206.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Montasser Bouzid
Frieder Reichenzer
Manuel Schindler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Laser Se De
Original Assignee
Trumpf Laser Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Laser Se filed Critical Trumpf Laser Se
Priority to DE102023102206.7A priority Critical patent/DE102023102206A1/en
Priority to PCT/EP2024/051766 priority patent/WO2024160646A1/en
Publication of DE102023102206A1 publication Critical patent/DE102023102206A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J11/00Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0014Monitoring arrangements not otherwise provided for

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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung (10) zur Charakterisierung eines Laserpulses (28). Der Laserpuls (28) wird dabei gleichmäßig auf zumindest zwei, insbesondere gleiche, Detektoren (16a, 16b) gestreut und die Messsignale der Detektoren (16a, 16b) überlagert. Dabei wird die Amplitude eines Messsignals feiner aufgelöst als die Amplitude des anderen Messsignals. Das feiner aufgelöste Messsignal kann zur Ermittlung eines Prepulses (34), und das niedriger aufgelöste Messignal zur Messung eines Pulses (36), d.h. eines Hauptpulses, eingesetzt werden. Durch Division der Flächen unter Prepuls (34) und Puls (36) kann ein Kontrast (26) des Laserpulses (28) bestimmt werden.The invention relates to a method and a measuring device (10) for characterizing a laser pulse (28). The laser pulse (28) is evenly scattered over at least two, in particular identical, detectors (16a, 16b) and the measurement signals of the detectors (16a, 16b) are superimposed. The amplitude of one measurement signal is resolved more finely than the amplitude of the other measurement signal. The measurement signal with the finer resolution can be used to determine a prepulse (34), and the measurement signal with the lower resolution can be used to measure a pulse (36), i.e. a main pulse. A contrast (26) of the laser pulse (28) can be determined by dividing the areas of the prepulse (34) and the pulse (36).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung eines Laserpulses. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Messvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for characterizing a laser pulse. The invention further relates to a measuring device for carrying out such a method.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, den zeitlichen Verlauf der Amplitude eines Laserpulses zu analysieren.It is known to analyze the temporal course of the amplitude of a laser pulse.

Aus der WO 2020/169941 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung eines Pulssignals bekannt geworden. Dabei ist es auch bekannt geworden, ein Signal zwischen mehreren Detektoren aufzuteilen. Als nachteilig wird jedoch beschrieben, dass hierzu mehrere Oszilloskopkanäle und Detektoren eingesetzt werden müssen.From the WO 2020/169941 A1 A method and a device for measuring a pulse signal have become known. It has also become known to divide a signal between several detectors. However, it is described as a disadvantage that several oscilloscope channels and detectors have to be used for this.

Die CN 109596228 A offenbart eine Vorrichtung zur Analyse eines Laserpulses im Nanosekundenbereich. Dabei wird der Laserstrahl in mehrere Laserstrahlen aufgeteilt, die einzelnen Laserstrahlen gedämpft und jeweils auf einen Halbleiter-Photodetektor geleitet.The CN109596228A discloses a device for analyzing a laser pulse in the nanosecond range. The laser beam is split into several laser beams, the individual laser beams are attenuated and each is directed to a semiconductor photodetector.

Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen bedingen einen vergleichsweise aufwändigen optischen Aufbau.The known methods and devices require a comparatively complex optical structure.

AufgabeTask

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Messvorrichtung bereit zu stellen, die konstruktiv signifikant einfacher ausgebildet sind und dennoch eine präzise Charakterisierung eines Laserpulses ermöglichen.The invention is therefore based on the object of providing a method and a measuring device which are structurally significantly simpler and yet enable a precise characterization of a laser pulse.

LösungSolution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und eine Messvorrichtung gemäß Patentanspruch 13. Die abhängigen Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.This object is achieved according to the invention by a method according to patent claim 1 and a measuring device according to patent claim 13. The dependent claims give preferred embodiments.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mithin gelöst durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten:

  • A) Streuung eines Laserpulses;
  • B) Messung der Amplitude des gestreuten Laserpulses mit wenigstens zwei Detektoren;
  • D) Ausgabe der gemessenen Detektionssignale mit verschiedenen Skalierungen.
The object according to the invention is therefore achieved by a method comprising the following method steps:
  • A) Scattering of a laser pulse;
  • B) measuring the amplitude of the scattered laser pulse with at least two detectors;
  • D) Output of the measured detection signals with different scalings.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die präzise Charakterisierung eines Laserpulses auf konstruktiv besonders einfache Art und Weise. Durch die Ausgabe der Amplitude des Laserpulses mit zwei verschiedenen Skalierungen (zwei verschiedene Vergrößerungen) können sowohl der Anstiegsbereich des Laserpulses, der eine geringe Amplitude aufweist, als auch die maximale Amplitude des Laserpulses aussagekräftig erfasst werden.The method according to the invention enables the precise characterization of a laser pulse in a particularly simple structural manner. By outputting the amplitude of the laser pulse with two different scales (two different magnifications), both the rise range of the laser pulse, which has a low amplitude, and the maximum amplitude of the laser pulse can be recorded in a meaningful manner.

In der vorliegenden Beschreibung wird dabei mit dem „Laserpuls“ das Laserlicht des Laserpulses verstanden.In the present description, the term “laser pulse” refers to the laser light of the laser pulse.

In konstruktiv weiter bevorzugter Ausgestaltung wird zumindest eine Streuscheibe im Verfahrensschritt A) eingesetzt. Vorzugsweise werden mehrere hintereinander angeordnete Streuscheiben eingesetzt.In a further preferred design, at least one diffusing disc is used in method step A). Preferably, several diffusing discs arranged one behind the other are used.

Weiter vorzugsweise wird der Zentralteil (Mittenteil, Hauptteil) des Laserpulses geblockt, sodass der gestreute Anteil des Laserpulses besonders gleichmäßig verteilt an den zumindest zwei Detektoren vorliegt. Ferner kann es vorgesehen sein, dass das optische Signal absorbtiv oder reflektiv abgeschwächt wird.Furthermore, the central part (middle part, main part) of the laser pulse is preferably blocked so that the scattered part of the laser pulse is distributed particularly evenly across the at least two detectors. Furthermore, it can be provided that the optical signal is attenuated by absorption or reflection.

Die eingesetzten Detektoren können gleich ausgebildet sein.The detectors used can be of the same design.

Alternativ oder zusätzlich dazu können zur konstruktiven Vereinfachung Detektoren in Form von Photodioden eingesetzt werden.Alternatively or in addition, detectors in the form of photodiodes can be used to simplify the design.

Zumindest ein Detektionssignal kann in einem zwischen den Verfahrensschritten B) und D) vorgesehenen Verfahrensschritt C) verstärkt werden. Vorzugsweise werden beide Detektionssignale verstärkt.At least one detection signal can be amplified in a method step C) provided between method steps B) and D). Preferably, both detection signals are amplified.

Vor dem Verfahrensschritt D), insbesondere zwischen den Verfahrensschritten B) und D) oder C) und D), kann eines Signalverarbeitung der zumindest zwei Detektorsignale der Detektoren erfolgen.Before method step D), in particular between method steps B) and D) or C) and D), signal processing of the at least two detector signals of the detectors can take place.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Ausgabe der Detektionssignale auf einem Oszilloskop. Der Laserpuls kann dadurch besonders präzise und hochaufgelöst wiedergegeben werden.In a particularly preferred embodiment of the method, the detection signals are output on an oscilloscope. The laser pulse can thus be reproduced particularly precisely and with high resolution.

Das Verfahren kann folgende weitere Verfahrensschritte aufweisen:

  • E) Bestimmung eines Hauptanstiegszeitpunkts des Laserpulses;
  • F) Bestimmung der Fläche unter einem ersten Detektionssignal bis zum Hauptanstiegszeitpunkt;
  • G) Bestimmung der Fläche unter einem zweiten Detektionssignal ab dem Hauptanstiegszeitpunkt;
  • H) Bestimmung des Kontrastes mittels Division der Flächen.
The process may include the following further steps:
  • E) Determination of a main rise time of the laser pulse;
  • F) Determination of the area under a first detection signal up to the main rise time;
  • G) Determination of the area under a second detection signal from the main rise time;
  • H) Determination of contrast by dividing the areas.

Aus dem Verhältnis der beiden vorgenannten Flächen können Schlüsselmerkmale des Laserpulses mit einer einzigen Größe bestimmt werden.From the ratio of the two aforementioned areas, key characteristics of the laser pulse can be determined with a single size.

Die Ermittlung des Hauptanstiegszeitpunkts kann durch einen Algorithmus erfolgen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Auswertung der Detektionssignale durch einen Algorithmus, insbesondere denselben Algorithmus, erfolgen.The main rise time can be determined by an algorithm. Alternatively or additionally, the detection signals can be evaluated by an algorithm, in particular the same algorithm.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiterhin die Justage einer Laserquelle zur Erzeugung des Laserpulses auf Grundlage der Detektionssignale umfassen.The method according to the invention can further comprise the adjustment of a laser source for generating the laser pulse on the basis of the detection signals.

Dabei kann eine Laserresonator der Laserquelle justiert werden. Die Justage des Laserresonators kann insbesondere durch Polarisationsänderung im Laserresonator durch eine Lambda-Platte erfolgen.A laser resonator of the laser source can be adjusted. The laser resonator can be adjusted in particular by changing the polarization in the laser resonator using a lambda plate.

Ein Lasererstpuls kann in einen hier beschriebenen charakterisierten Laserpuls und einen Laserhauptpuls aufgeteilt sein. In dem hier beschriebenen Verfahren wird somit nur ein Teil des Lasererstpulses charakterisiert, der Laserhauptpuls kann für eine Anwendung eingesetzt werden.A first laser pulse can be divided into a characterized laser pulse described here and a main laser pulse. In the method described here, only a part of the first laser pulse is characterized, and the main laser pulse can be used for an application.

Der Laserhauptpuls kann insbesondere zur Erzeugung von EUV-Strahlung durch Bestrahlung eines Targetmaterials oder zum Laser-Lift-Off eingesetzt werden. Bei der Erzeugung von EUV-Strahlung kann Targetmaterial in Form von Zinntröpfchen bestrahlt werden. Der Laser-Lift-Off wird vorzugsweise bei der Displayherstellung eingesetzt.The main laser pulse can be used in particular to generate EUV radiation by irradiating a target material or for laser lift-off. When generating EUV radiation, target material in the form of tin droplets can be irradiated. Laser lift-off is preferably used in display production.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Messvorrichtung zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens. Die Messvorrichtung weist dabei eine Streueinheit zur Streuung des Laserpulses, zumindest zwei Detektoren zur Detektion des gestreuten Laserpulses und eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe der Detektionssignale mit verschieden skalierten Amplituden auf. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, eine Abschwächung des Laserpulses zu bewirken. Die Detektoren können auf eine vorgegebene Wellenlänge angepasst sein.The object according to the invention is further achieved by a measuring device for carrying out a method described here. The measuring device has a scattering unit for scattering the laser pulse, at least two detectors for detecting the scattered laser pulse and an output unit for outputting the detection signals with differently scaled amplitudes. The control unit can be set up to attenuate the laser pulse. The detectors can be adapted to a predetermined wavelength.

Zum Verfahren beschriebene Merkmale betreffen dabei analog die Messvorrichtung und umgekehrt.The features described for the method apply analogously to the measuring device and vice versa.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung. Erfindungsgemäß können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen zweckmäßigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further features and advantages of the invention emerge from the description, the claims and the drawing. According to the invention, the features mentioned above and those described below can each be used individually or in combination in any convenient way. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather are exemplary in nature for describing the invention.

FigurenlisteCharacter list

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.The invention is explained in more detail below using an advantageous embodiment shown in the figures. However, the invention is not limited to this embodiment.

Es zeigen:

  • 1: schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2: eine Schnittansicht einer Streueinheit der Messvorrichtung mit Detektoren zur Messung von Streulicht,
  • 3: oben eine Messung eines vergleichsweise hohen Kontrastes eines Laserpulses und unten die Auftragung des Kontrastes über mehrere Messungen, und
  • 4: oben eine Messung eines vergleichsweise niedrigen Kontrastes eines Laserpulses und unten die Auftragung des Kontrastes über mehrere Messungen zum Auffinden eines Justage-Optimums.
Show it:
  • 1 : schematically shows the structure of a measuring device according to the invention for carrying out a method according to the invention,
  • 2 : a sectional view of a scattering unit of the measuring device with detectors for measuring scattered light,
  • 3 : above a measurement of a comparatively high contrast of a laser pulse and below the plot of the contrast over several measurements, and
  • 4 : above a measurement of a comparatively low contrast of a laser pulse and below the plot of the contrast over several measurements to find an adjustment optimum.

1 zeigt eine Messvorrichtung 10 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Charakterisierung eines Laserpulses. Die Messvorrichtung 10 weist eine Streueinheit 14 mit einem ersten Detektor 16a und einem zweiten Detektor 16b auf. Die beiden Detektoren 16a, 16b sind vorzugsweise gleich, hier insbesondere in Form von Photodioden, ausgebildet. 1 shows a measuring device 10 for carrying out a method according to the invention for characterizing a laser pulse. The measuring device 10 has a scattering unit 14 with a first detector 16a and a second detector 16b. The two detectors 16a, 16b are preferably designed identically, here in particular in the form of photodiodes.

Die mit den Detektoren 16a, 16b gemessenen Detektionssignale werden vorzugsweise in einem Verstärker 18 verstärkt und auf einer Ausgabeeinheit 20, hier insbesondere in Form eines Oszilloskops, ausgegeben. Die Ausgabe erfolgt dabei auf einem ersten Kanal 22a und einem zweiten Kanal 22b der Ausgabeeinheit 20.The detection signals measured with the detectors 16a, 16b are preferably amplified in an amplifier 18 and output on an output unit 20, here in particular in the form of an oscilloscope. The output takes place on a first channel 22a and a second channel 22b of the output unit 20.

Mithin kann zweifach das im Wesentlichen gleiche Signal auf der Ausgabeeinheit 20 ausgegeben werden, allerdings mit verschiedenen Skalierungen bzw. Vergrößerungen. Die Ausgabeeinheit 20 kann einen Computer bzw. Rechner 24 aufweisen, der zur Bestimmung und Ausgabe eines Kontrastes 26 eines in die Streueinheit 14 einstrahlenden Laserpulses 28 (siehe 2) eingerichtet ist.Thus, the essentially identical signal can be output twice on the output unit 20, but with different scaling or magnification. The output unit 20 can have a computer or calculator 24 which is used to determine and output a contrast 26 of a laser pulse 28 radiating into the scattering unit 14 (see 2 ) is set up.

2 zeigt eine Schnittansicht der Streueinheit 14 für den Laserpuls 28. Die Streueinheit 14 weist vorzugsweise mehrere Streuscheiben auf, von denen die Streuscheiben 30a, 30b mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Streueinheit 14 weist weiter bevorzugt ein Blockadeelement 32 auf, um den Zentralteil des Laserpulses 28 zu blockieren. Im Ergebnis erreichen gleichmäßig gestreute Lichtanteile des Laserpulses 28 die Detektoren 16a, 16b. 2 shows a sectional view of the scattering unit 14 for the laser pulse 28. The scattering unit 14 preferably has several scattering disks, of which the scattering disks 30a, 30b are provided with a reference number. The scattering unit 14 further preferably has a blocking element 32 in order to block the central part of the laser pulse 28. As a result, evenly scattered light components of the laser pulse 28 reach the detectors 16a, 16b.

3 zeigt oben eine Ausgabe der Ausgabeeinheit 20. Die Amplitude des Laserpulses 28 ist mit zwei verschiedenen Skalierungen dargestellt. Eine Skalierung wurde so gewählt, dass die Amplitude des Laserpulses 28 vollständig angezeigt werden kann. Die andere Skalierung wurde so gewählt, dass die Amplitude des Laserpulses 28 nach oben hin zwar abgeschnitten ist, der Anstieg des Laserpulses 28, der Prepuls 34, jedoch gut sichtbar ist. Nach dem Prepuls 34 folgt der Puls 36. Der Übergang zwischen dem Prepuls 34 und dem Puls 36, der Hauptanstiegszeitpunkt, erfolgt im vorliegenden Beispiel zum Zeitpunkt t = 0. 3 shows an output from the output unit 20 at the top. The amplitude of the laser pulse 28 is shown with two different scales. One scale was chosen so that the amplitude of the laser pulse 28 can be displayed in full. The other scale was chosen so that the amplitude of the laser pulse 28 is cut off at the top, but the rise of the laser pulse 28, the prepulse 34, is clearly visible. The prepulse 34 is followed by the pulse 36. The transition between the prepulse 34 and the pulse 36, the main rise time, occurs in the present example at time t = 0.

Aus dem Verhältnis der Fläche des Prepulses 34 zur Fläche des Pulses 36 ergibt sich der Kontrast 26 (in den 3 und 4 nicht mit Bezugszeichen versehen). Im vorliegenden Beispiel ist der Kontrast 26 mit 1,413% verhältnismäßig hoch, was auf den bereits recht deutlichen Anstieg des Prepulses 34 zurückzuführen ist.The ratio of the area of the prepulse 34 to the area of the pulse 36 results in the contrast 26 (in the 3 and 4 not provided with reference symbols). In the present example, the contrast 26 is relatively high at 1.413%, which is due to the already quite significant increase in the prepulse 34.

Für einige Anwendungen soll vermieden werden, dass der Prepuls 34 bereits so signifikant ausgeprägt ist, da hierdurch beispielsweise eine unerwünschte Vorerwärmung eines Targets (nicht gezeigt) erfolgen kann. Ein niedriger Kontrast 26 kann daher in einigen Anwendungen als hohe Güte der Messvorrichtung 10 (siehe 1) interpretiert werden.For some applications, it should be avoided that the prepulse 34 is already so significantly pronounced, since this can, for example, lead to undesirable preheating of a target (not shown). A low contrast 26 can therefore be seen in some applications as a high quality of the measuring device 10 (see 1 ) can be interpreted.

3 zeigt unten eine Auftragung des Kontrastes 26 bei aufeinanderfolgenden Messungen. Aus dieser Auftragung ist ersichtlich, dass ab der 60. Messung der Kontrast 26 stark ansteigt und eine Nachjustage der Messvorrichtung 10 (siehe 1) vorgenommen werden sollte. 3 shows below a plot of the contrast 26 for successive measurements. From this plot it can be seen that from the 60th measurement onwards the contrast 26 increases sharply and a readjustment of the measuring device 10 (see 1 ) should be carried out.

4 entspricht der Darstellung aus 3, in der oberen Darstellung mit einem Puls 36, jedoch mit einem Prepuls 34 geringerer Amplitude und einem damit einhergehenden niedrigeren Kontrast 26 (0,445%) des Laserpulses 28. 4 corresponds to the representation from 3 , in the upper illustration with a pulse 36, but with a prepulse 34 of lower amplitude and an associated lower contrast 26 (0.445%) of the laser pulse 28.

In der unteren Darstellung ist eine Justage der Messvorrichtung 10 (siehe 1) ersichtlich, wobei bei Messpunkt 80 ein Optimum gefunden wurde.The illustration below shows an adjustment of the measuring device 10 (see 1 ), with an optimum being found at measuring point 80.

Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung zusammenfassend ein Verfahren und eine Messvorrichtung 10 zur Charakterisierung eines Laserpulses 28. Der Laserpuls 28 wird dabei gleichmäßig auf zumindest zwei, insbesondere gleiche, Detektoren 16a, 16b gestreut und die Messsignale der Detektoren 16a, 16b überlagert. Dabei wird die Amplitude eines Messsignals stärker gestreckt als die Amplitude des anderen Messsignals. Das stärker vergrößerte Messsignal kann zur Ermittlung eines Prepulses 34, das weniger vergrößerte Messignal zur Messung eines Pulses 36, d.h. eines Hauptpulses, eingesetzt werden. Durch Division der Flächen unter Prepuls 34 und Puls 36 kann ein Kontrast 26 des Laserpulses 28 bestimmt werden.Taking a look at all the figures in the drawing, the invention relates in summary to a method and a measuring device 10 for characterizing a laser pulse 28. The laser pulse 28 is evenly scattered over at least two, in particular identical, detectors 16a, 16b and the measurement signals from the detectors 16a, 16b are superimposed. The amplitude of one measurement signal is stretched more than the amplitude of the other measurement signal. The more magnified measurement signal can be used to determine a prepulse 34, the less magnified measurement signal can be used to measure a pulse 36, i.e. a main pulse. A contrast 26 of the laser pulse 28 can be determined by dividing the areas of the prepulse 34 and the pulse 36.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
MessvorrichtungMeasuring device
1414
StreueinheitSpreading unit
16a16a
erster Detektorfirst detector
16b16b
zweiter Detektorsecond detector
1818
Verstärkeramplifier
2020
AusgabeeinheitOutput unit
22a22a
erster Kanalfirst channel
22b22b
zweiter Kanalsecond channel
2424
Rechnercalculator
2626
Kontrastcontrast
2828
LaserpulsLaser pulse
30a30a
StreuscheibeDiffuser
30b30b
StreuscheibeDiffuser
3232
BlockadeelementBlocking element
3434
PrepulsPrepuls
3636
PulsPulse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2020/169941 A1 [0003]WO 2020/169941 A1 [0003]
  • CN 109596228 A [0004]CN109596228A [0004]

Claims (13)

Verfahren zur Charakterisierung eines Laserpulses (28) mit folgenden Verfahrensschritten: A) Streuung des Laserpulses (28); B) Detektion des gestreuten Laserpulses (28) mit zumindest zwei Detektoren (16a, 16b); D) Ausgabe von zumindest zwei Detektionssignalen der Detektoren (16a, 16b) mit verschiedenen Skalierungen der Amplitude der Detektionssignale.Method for characterizing a laser pulse (28) with the following method steps: A) Scattering the laser pulse (28); B) Detecting the scattered laser pulse (28) with at least two detectors (16a, 16b); D) Outputting at least two detection signals from the detectors (16a, 16b) with different scalings of the amplitude of the detection signals. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei der Streuung des Laserpulses (28) im Verfahrensschritt A) zumindest eine Streuscheibe (30a, 30b) eingesetzt wird.Procedure according to Claim 1 , in which at least one scattering disk (30a, 30b) is used for scattering the laser pulse (28) in method step A). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem bei der Streuung des Laserpulses (28) im Verfahrensschritt A) der Zentralteil des Laserpulses (28) geblockt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , in which the central part of the laser pulse (28) is blocked during the scattering of the laser pulse (28) in method step A). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die im Verfahrensschritt B) eingesetzten Detektoren (16a, 16b) gleich ausgebildet sind.Method according to one of the preceding claims, in which the detectors (16a, 16b) used in method step B) are of identical design. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem im Verfahrensschritt B) Detektoren (16a, 16b) in Form von Photodioden eingesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, in which detectors (16a, 16b) in the form of photodiodes are used in method step B). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgendem weiteren Verfahrensschritt zwischen den Verfahrensschritten B) und D): C) Verstärkung der zumindest zwei Detektionssignale.Method according to one of the preceding claims with the following further method step between method steps B) and D): C) amplification of the at least two detection signals. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ausgabe der zumindest zwei Detektionssignale im Verfahrensschritt D) auf einem Oszilloskop erfolgt.Method according to one of the preceding claims, in which the output of the at least two detection signals in method step D) takes place on an oscilloscope. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden weiteren Verfahrensschritten nach Verfahrensschritt D): E) Ermittlung eines Hauptanstiegszeitpunkts des Laserpulses (28) anhand zumindest eines der zumindest zwei Detektionssignale; F) Ermittlung der Fläche des detektierten Laserpulses (28) unter einem ersten der zumindest zwei Detektionssignale bis zum Hauptanstiegszeitpunkt; G) Ermittlung der Fläche des detektierten Laserpulses unter einem zweiten der zumindest zwei Detektionssignale ab dem Hauptanstiegszeitpunkt; H) Ermittlung eines Kontrastes (26) des Laserpulses (28) durch Division der im Verfahrensschritt F) ermittelten Fläche durch die im Verfahrensschritt G) ermittelten Fläche.Method according to one of the preceding claims with the following further method steps after method step D): E) determining a main rise time of the laser pulse (28) based on at least one of the at least two detection signals; F) determining the area of the detected laser pulse (28) under a first of the at least two detection signals up to the main rise time; G) determining the area of the detected laser pulse under a second of the at least two detection signals from the main rise time; H) determining a contrast (26) of the laser pulse (28) by dividing the area determined in method step F) by the area determined in method step G). Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Ermittlung des Hauptanstiegszeitpunkts durch einen Algorithmus erfolgt.Procedure according to Claim 8 , in which the main rise time is determined by an algorithm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgendem weiteren Verfahrensschritt nach Verfahrensschritt D), insbesondere nach Verfahrensschritt H): I) Justage einer Laserquelle zur Erzeugung des Laserpulses (28).Method according to one of the preceding claims with the following further method step after method step D), in particular after method step H): I) Adjustment of a laser source for generating the laser pulse (28). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Lasererstpuls in einen Laserhauptpuls und den Laserpuls (28) aufgeteilt wird.Method according to one of the preceding claims, in which a first laser pulse is divided into a main laser pulse and the laser pulse (28). Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Laserhauptpuls zur Erzeugung von EUV-Strahlung durch Bestrahlung eines Targetmaterials oder zum Laser-Lift-Off eingesetzt wird.Procedure according to Claim 11 , in which the main laser pulse is used to generate EUV radiation by irradiating a target material or for laser lift-off. Messvorrichtung (10) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messvorrichtung (10) Folgendes aufweist: a) eine Streueinheit (14) zur Streuung des Laserpulses (28); b) zumindest zwei Detektoren (16a, 16b) zur Detektion des gestreuten Laserpulses (28); c) eine Ausgabeeinheit (20) zur Ausgabe der zumindest zwei Detektionssignale mit verschiedenen Skalierungen der Amplituden der Detektionssignale.Measuring device (10) for carrying out a method according to one of the preceding claims, wherein the measuring device (10) has the following: a) a scattering unit (14) for scattering the laser pulse (28); b) at least two detectors (16a, 16b) for detecting the scattered laser pulse (28); c) an output unit (20) for outputting the at least two detection signals with different scalings of the amplitudes of the detection signals.
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