Die Erfindung betrifft ein Lasersystem und ein Verfahren zur Bereitstellung eines zur Wechselwirkung mit einem Targetmaterial vorgesehenen gepulsten Laserstrahls.

Aus der WO 2014/044392 Al ist eine EUV-Strahlungserzeugungsvorrichtung bekannt, umfassend eine Vakuum-Kammer, in der zur Erzeugung von EUV- Strahlung ein Target-Material an einer Zielposition anordenbar ist, sowie eine Strahlführungs-Kammer zur Führung eines Laserstrahls von einer Treiberlasereinrichtung in Richtung auf die Zielposition. Es sind eine Zwischen- Kammer vorgesehen, die zwischen der Vakuum-Kammer und der Strahlführungs- Kammer angebracht ist, ein die Zwischen-Kammer gasdicht abschließendes erstes Fenster zum Eintritt des Laserstrahls von der Strahlführungs-Kammer, sowie ein die Zwischen-Kammer gasdicht abschließendes zweites Fenster zum Austritt des Laserstrahls in die Vakuum-Kammer.

Aus der DE 10 2020 200 798 Al ist ein Verfahren zur Lasermaterialbearbeitung mittels eines Bearbeitungslaserstrahls bekannt, wobei aus einem Eingangslaserstrahl ein erster Laserstrahl, welcher zumindest in einen ersten Faserkern einer optischen Mehrfachkernfaser eingekoppelt wird, und/oder ein zweiter Laserstrahl, welcher zumindest in einen zweiten Faserkern der Mehrfachkernfaser eingekoppelt wird, erzeugt werden. Der erste und der zweite Laserstrahl werden alleine oder gemeinsam als Bearbeitungslaserstrahl aus der Mehrfachkernfaser ausgekoppelt und das Verhältnis der Laserleistung zwischen dem ersten und dem zweiten Laserstrahl wird mit einer Modulationsfrequenz zwischen 1 Hz bis 100 kHz geändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Lasersystem und Verfahren bereitzustellen, mittels welchen ein zur Wechselwirkung mit dem Targetmaterial vorgesehener gepulster Laserstrahl mit einer hohen mittleren Leistung erzeugbar ist und zugleich eine Kontrollierbarkeit hinsichtlich der Wechselwirkung der Laserpulse des gepulsten Laserstrahls mit dem Targetmaterial ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lasersystem eine Strahlablenkeinrichtung umfasst, eine der Strahlablenkeinrichtung zugeordnete Steuerungseinrichtung, eine Laserstrahlquelle zur Bereitstellung eines gepulsten Eingangslaserstrahls zur Einkopplung in die Strahlablenkeinrichtung und einen Zielbereich zur Anordnung des Targetmaterials, wobei der gepulste Eingangslaserstrahl mittels der Strahlablenkeinrichtung ablenkbar und/oder aufteilbar ist und mittels der Strahlablenkeinrichtung basierend auf dem gepulsten Eingangslaserstrahl mindestens ein aus der Strahlablenkeinrichtung austretender gepulster Laserstrahl bereitgestellt wird, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, eine Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls relativ zu dem Zielbereich durch Ansteuerung der Strahlablenkeinrichtung zu steuern und/oder zu regeln, wobei die Steuerungseinrichtung einen ersten Betriebsmodus aufweist, in welchem die Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls so gewählt wird, dass dieser auf den Zielbereich gerichtet ist, um mit einem im Zielbereich angeordneten Targetmaterial zu wechselwirken, und wobei die Steuerungseinrichtung einen zweiten Betriebsmodus aufweist, in welchem die Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls so gewählt wird, dass dieser den Zielbereich verfehlt.

Durch Auswahl des ersten Betriebsmodus und des zweiten Betriebsmodus lässt sich steuern, ob der gepulste Laserstrahl auf das im Zielbereich angeordnete Targetmaterial trifft oder nicht, d.h. ob dem gepulsten Laserstrahl zugeordnete Laserpulse mit dem Targetmaterial wechselwirken oder nicht. Es lässt sich dadurch beispielsweise eine Erzeugung von Sekundärstrahlung und insbesondere eine mittlere Dosis und/oder Intensität von erzeugter Sekundärstrahlung auf technisch einfache Weise steuern.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird der gepulste Laserstrahl im ersten Betriebsmodus so abgelenkt und/oder ausgerichtet, dass dieser das im Zielbereich angeordnete Targetmaterial trifft, und im zweiten Betriebsmodus so abgelenkt und/oder ausgerichtet, dass dieser das Targetmaterial nicht trifft, d.h. der gepulste Laserstrahl wird in diesem Fall am Targetmaterial "vorbeigelenkt" oder an diesem "vorbeigeschossen". Es ist somit kein technischer Eingriff an der Laserstrahlquelle selbst erforderlich, um die Wechselwirkung zwischen dem vorhandenen gepulsten Laserstrahl und dem Targetmaterial zu kontrollieren. Insbesondere ist keine zeitliche Kontrolle von Laserpulsen des mittels der Laserstrahlquelle bereitgestellten Eingangslaserstrahls bzw. gepulsten Laserstrahls erforderlich, um die Wechselwirkung mit dem Targetmaterial gezielt zu verhindern.

Mittels der vorgesehenen Strahlablenkeinrichtung lässt sich die Position und/oder Orientierung und/oder Ausrichtung des mindestens einen gepulsten Laserstrahls relativ zu dem Zielbereich und dem darin angeordneten Targetmaterial durch Ansteuerung über die Steuerungseinrichtung auf technisch einfache Weise zeitabhängig steuern. Ferner lässt sich dadurch eine eventuelle Aufteilung des Eingangslaserstrahls steuern, um entweder ein oder mehrere aus der Strahlablenkeinrichtung austretende gepulste Laserstrahlen bereitzustellen.

Insbesondere lässt sich an der Steuerungseinrichtung der erste Betriebsmodus und der zweite Betriebsmodus einstellen und/oder auswählen. Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung einen Eingang zum Empfang eines Steuersignals aufweist, wobei mittels des Steuersignals eine Auswahl des ersten Betriebsmodus oder des zweiten Betriebsmodus erfolgt.

Unter der Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls relativ zu dem Zielbereich ist insbesondere eine Position eines fokussierten Bereichs und/oder eines fokussierten Querschnitts des mindestens einen gepulsten Laserstrahls relativ zu dem Zielbereich zu verstehen.

Der bereitstellbare gepulste Laserstrahl ist insbesondere zur Wechselwirkung mit dem Targetmaterial geeignet und/oder eingerichtet.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Lasersystem zur Erzeugung von Sekundärstrahlung durch Wechselwirkung des gepulsten Laserstrahls mit dem Targetmaterial geeignet ist und/oder eingerichtet ist. Es kann dann insbesondere vorgesehen sein, dass der gepulste Laserstrahl im ersten Betriebsmodus auf das Targetmaterial gerichtet ist, sodass Laserpulse des gepulsten Laserstrahls mit dem Targetmaterial wechselwirken und dadurch Sekundärstrahlung erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Lasersystem zur Vorbereitung und/oder Vorbearbeitung des Targetmaterials durch Wechselwirkung des gepulsten Laserstrahls mit dem Targetmaterial geeignet und/oder eingerichtet sein. Insbesondere wird dann das Targetmaterial im ersten Betriebsmodus durch Wechselwirkung von Laserpulsen des gepulsten Laserstrahls in eine bestimmte Form und/oder in einen bestimmten Zustand gebracht, welche im Nachgang eine Erzeugung von Sekundärstrahlung durch Wechselwirkung mit weiteren Laserpulsen besonders effizient ermöglichen. Beispielsweise wird die Vorbereitung des Targetmaterials mit Laserpulsen einer ersten Laserstrahlquelle durchgeführt und die nachfolgende Erzeugung von Sekundärstrahlung dann durch Wechselwirkung mit weiteren Laserpulsen einer zweiten Laserstrahlquelle. Die zweite Laserstrahlquelle weist dann insbesondere eine höhere Durchschnittsleistung auf als die erste Laserstrahlquelle.

Ferner lässt sich das Lasersystem auch zur Diagnostik zur Güte der genannten Vorbereitung und/Vorbearbeitung des Targetmaterials nutzen.

Darunter, dass der mindestens eine gepulste Laserstrahl im zweiten Betriebsmodus den Zielbereich und/oder das darin angeordnete Targetmaterial verfehlt, ist zu verstehen, dass der mindestens eine gepulste Laserstrahl nicht oder nicht wesentlich mit dem Targetmaterial wechselwirkt, sodass beispielsweise je nach Anwendungsfall des Lasersystems keine Sekundärstrahlung oder Sekundärstrahlung unterhalb einer Schwellenintensität erzeugt wird bzw. keine oder keine hinreichende Vorbereitung des Targetmaterials erfolgt.

Darunter, dass der mindestens eine gepulste Laserstrahl im ersten Betriebsmodus auf den Zielbereich und/oder das darin angeordnete Targetmaterial trifft, ist zu verstehen, dass der mindestens eine gepulste Laserstrahl mit dem Targetmaterial wechselwirkt, sodass beispielsweise je nach Anwendungsfall des Lasersystems Sekundärstrahlung oberhalb der Schwellenintensität erzeugt wird bzw. eine Vorbereitung oder eine hinreichende Vorbereitung des Targetmaterials erfolgt. Insbesondere weist die Steuerungseinrichtung außer dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand keinen weiteren Betriebszustand auf (abgesehen von einem deaktivierten Zustand).

Die Laserstrahlquelle umfasst insbesondere einen Seed-Laser, wie z.B. einen Diodenlaser.

Insbesondere umfasst die Laserstrahlquelle einen Laserverstärker und/oder eine Kette von Laserverstärkern. Der oder die Laserverstärker sind vorzugsweise Yb- oder Nd-dotiert. Beispielsweise werden als Laserverstärker Yb: Glas, Yb:YAG oder Nd :YAG-Verstärker verwendet. Insbesondere können die verwendeten Laserverstärker in Faser-, Stäbchen-, Slab- oder Scheibengeometrie ausgeführt sein.

Vorzugsweise wird im ersten Betriebsmodus genau ein aus der Strahlablenkeinrichtung austretender gepulster Laserstrahl bereitgestellt, welcher auf den Zielbereich und/oder das Targetmaterial gerichtet ist. Insbesondere werden in diesem Fall nicht mehrere aus der Strahlablenkeinrichtung austretende gepulste Laserstrahlen gleichzeitig bereitgestellt, sondern es wird zu einem bestimmten Zeitpunkt der genau eine gepulste Laserstrahl bereitgestellt.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass im zweiten Betriebsmodus genau ein aus der Strahlablenkeinrichtung austretender gepulster Laserstrahl bereitgestellt wird, welcher den Zielbereich verfehlt. Insbesondere werden in diesem Fall nicht mehrere aus der Strahlablenkeinrichtung austretende gepulste Laserstrahlen gleichzeitig bereitgestellt, sondern es wird zu einem bestimmten Zeitpunkt der genau eine gepulste Laserstrahl bereitgestellt.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Position des genau einen gepulsten Laserstrahls in zeitlich aufeinanderfolgenden zweiten Betriebsmodi abwechselnd bezüglich des Zielbereichs zu einer ersten Seite und zu einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite hin abgelenkt wird. Es lässt sich dadurch beispielsweise im zeitlichen Mittel eine symmetrische Anordnung der in aufeinanderfolgenden zweiten Betriebsmodi bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen bezüglich des im ersten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahls erreichen. Dadurch wiederum lässt sich eine vereinfachte und störungsarme Stabilisierung von Orientierung und/oder Positionierung von aus der Strahlablenkeinrichtung austretenden gepulsten Laserstrahlen realisieren.

Aus dem gleichen Grund kann es vorteilhaft sein, wenn die Position des genau einen gepulsten Laserstrahls in zeitlich aufeinanderfolgenden zweiten Betriebsmodi abwechselnd bezüglich des Zielbereichs in eine erste Richtung und in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung abgelenkt wird.

Unter zeitlich aufeinanderfolgenden zweiten Betriebsmodi ist insbesondere zu verstehen, dass der zweite Betriebsmodus zunächst zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgewählt wird und dann wieder zu einem späteren Zeitpunkt ausgewählt wird, wobei zwischen diesen beiden Zeitpunkten der erste Betriebsmodus für einen bestimmten Zeitraum gewählt wird. Es ergibt sich dann beispielsweise eine Abfolge erster Betriebsmodus (Zeitpunkt ti) - zweiter Betriebsmodus (Zeitpunkt tz) - erster Betriebsmodus (Zeitpunkt ts) - zweiter Betriebsmodus (Zeitpunkt t4), usw., wobei ti < t2 < t3 < t4. Unter aufeinanderfolgenden zweiten Betriebsmodi sind beispielsweise diejenigen zu den Zeitpunkten t2 und t4 zu verstehen, d.h. zwei zeitlich nacheinander gewählte zweite Betriebsmodi.

Günstig kann es sein, wenn im zweiten Betriebsmodus zwei oder mehr aus der Strahlablenkeinrichtung gepulste Laserstrahlen bereitgestellt werden, welche gleichzeitig aus der Strahlablenkeinrichtung austreten. Es lässt sich dadurch beispielsweise im räumlichen Mittel eine symmetrische Anordnung der im zweiten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen bezüglich des im ersten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahls erreichen. Dadurch wiederum lässt sich eine vereinfachte und störungsarme Stabilisierung von Orientierung und/oder Positionierung von aus der Strahlablenkeinrichtung austretenden gepulsten Laserstrahlen realisieren.

Beispielsweise sind dann die im zweiten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen räumlich symmetrisch bezüglich des im ersten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahls positioniert und/oder orientiert. Beispielsweise ist einer der im zweiten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen bezüglich des Zielbereichs zu einer ersten Seite und/oder ersten Richtung abgelenkt und ein weiterer der im zweiten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen bezüglich des Zielbereichs zu einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite und/oder der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung abgelenkt. Es lässt sich dadurch insbesondere eine vereinfachte und störungsarme Stabilisierung von Orientierung und/oder Positionierung von aus der Strahlablenkeinrichtung austretenden gepulsten Laserstrahlen realisieren. Insbesondere ergeben sich hierdurch Vorteile beim Einsatz eines Beamtrackers zur Stabilisierung, wobei sich hierbei z.B. fehlerhafte Feedbacksignale verringern oder vermeiden lassen.

Aus dem gleichen Grund kann es vorteilhaft sein, wenn im zweiten Betriebsmodus bereitgestellte gepulste Laserstrahlen im zeitlichen und/oder räumlichen Mittel symmetrisch bezüglich der im ersten Betriebsmodus ausgebildeten gepulsten Laserstrahlen positioniert sind. Beispielsweise liegt Ebenensymmetrie und/oder Punktsymmetrie von im zweiten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen punktsymmetrisch bezüglich der im ersten Betriebsmodus bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen vor.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Position eines Mittelpunkts eines Strahlquerschnitts des mindestens einen gepulsten Laserstrahls in dem Zielbereich im ersten Betriebsmodus von der Position des Mittelpunkts des mindestens einen gepulsten Laserstrahls im zweiten Betriebsmodus um mindestens einen Durchmesser des Strahlquerschnitts beabstandet ist. Im Fall mehrerer gleichzeitig vorhandener gepulster Laserstrahlen sind die jeweiligen Positionen der Mittelpunkte aller im ersten Betriebsmodus vorhandenen gepulsten Laserstrahlen von den jeweiligen Positionen der Mittelpunkte aller im zweiten Betriebsmodus vorhandenen gepulsten Laserstrahlen um mindestens einen Durchmesser des Strahlquerschnitts der jeweiligen gepulsten Laserstrahlen beabstandet.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Strahlablenkeinrichtung einen akustooptischen Deflektor und/oder einen akustooptischen Modulator umfasst oder als akustooptischer Deflektor bzw. akustooptischer Modulator ausgebildet ist. Es lässt sich dadurch die Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls relativ zu dem Zielbereich mit einer hohen zeitlichen Dynamik variieren.

Unter dem mindestens einen gepulsten Laserstrahl ist im Rahmen der vorliegenden Unterlagen grundsätzlich ein Nutzlaserstrahl zu verstehen, welcher durch Ablenkung und/oder Aufteilung des Eingangslaserstrahls mittels der Strahlablenkeinrichtung bereitgestellt wird und, je nach Positionierung und/oder Aufteilung gemäß dem gewählten Betriebsmodus, zur gemäß des vorgesehenen Anwendungsfalls hinreichenden Wechselwirkung mit dem Targetmaterial genutzt werden kann. Im Fall eines akustooptischen Deflektors bzw. Modulators wird insbesondere die erste Beugungsordnung als Nutzlaserstrahl verwendet. Andere Beugungsordnungen werden nicht genutzt und sind daher von der Bezeichnung "gepulster Laserstrahl" nicht erfasst.

Insbesondere wird die Strahlablenkeinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung im ersten Betriebsmodus mit einer Steuerspannung angesteuert, welche eine konstante Trägerfrequenz aufweist. Insbesondere weist dann ein Frequenzspektrum der Steuerspannung die Trägerfrequenz als einzige Frequenz auf. Es tritt dadurch insbesondere ein einziger gepulster Laserstrahl aus der Strahlablenkeinrichtung aus, welcher auf den Zielbereich gerichtet ist.

Beispielsweise wird die Strahlablenkeinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung im zweiten Betriebsmodus mit einer Steuerspannung angesteuert, welche eine gegenüber der Trägerfrequenz verringerte Frequenz oder eine gegenüber der Trägerfrequenz erhöhte Frequenz aufweist.

Insbesondere weist dann ein idealisiertes Frequenzspektrum der Steuerspannung eine einzige Frequenz auf, welche die verringerte oder erhöhte Frequenz ist. Es tritt dadurch insbesondere ein einziger gepulster Laserstrahl aus der Strahlablenkeinrichtung aus, welcher derart abgelenkt ist, dass er den Zielbereich verfehlt.

Beispielsweise liegen die erhöhte Frequenz und die verringerte Frequenz symmetrisch bezüglich der Trägerfrequenz. Beispielsweise wird die Strahlablenkeinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung im zweiten Betriebsmodus mit einer Steuerspannung angesteuert, welche eine Überlagerung von zwei oder mehr Frequenzen aufweist, wobei diese Frequenzen von der Trägerfrequenz verschieden sind. Insbesondere weist dann ein Frequenzspektrum der Steuerspannung zwei oder mehr von der Trägerfrequenz verschiedene Frequenzen auf, insbesondere nicht jedoch die Trägerfrequenz selbst. Es treten dadurch insbesondere zwei oder mehr gepulste Laserstrahlen gleichzeitig aus der Strahlablenkeinrichtung aus, welche derart abgelenkt sind, dass diese den Zielbereich verfehlen.

Beispielsweise liegen die zwei oder mehr Frequenzen symmetrisch bezüglich der Trägerfrequenz.

Es kann vorgesehen sein, dass die Strahlablenkeinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung im zweiten Betriebsmodus mit einer Steuerspannung angesteuert wird, welche eine Schwebung von Signalen mit einer gegenüber der Trägerfrequenz verringerten Frequenz und einer gegenüber der Trägerfrequenz erhöhten Frequenz aufweist.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass im ersten Betriebsmodus Laserpulse des mindestens einen gepulsten Laserstrahls derart in den Zielbereich eingebracht werden, dass diese zeitlich mit einem in den Zielbereich eingebrachten Targetmaterial synchronisiert sind, sodass im ersten Betriebsmodus eine Wechselwirkung von einem oder mehreren Laserpulsen mit dem Targetmaterial im Zielbereich stattfindet. Beispielsweise kann eine Einkopplung von Targetmaterial in den Zielbereich zeitlich leicht unregelmäßig oder fehlerbehaftet sein, wobei ein entsprechender Jitter beispeilsweise +/- 1 ps betragen kann. Durch die genannte Synchronisation lässt sich im ersten Betriebsmodus sicherstellen, dass eine je nach Anwendungsfall hinreichende Wechselwirkung von Laserpulsen des gepulsten Laserstrahls mit dem Targetmaterial tatsächlich stattfindet.

Beispielsweise werden mittels der Laserstrahlquelle bereitgestellte Laserpulse des Eingangslaserstrahls bzw. des mindestens einen gepulsten Laserstrahls zeitlich derart versetzt und/oder korrigiert abgegeben, sodass diese auf im Zielbereich angeordnetes Targetmaterial im ersten Betriebsmodus treffen und zeitliche Unregelmäßigkeiten bei der Einkopplung des Targetmaterials in den Zielbereich ausgeglichen werden.

Insbesondere ist die Laserstrahlquelle eingerichtet, um Laserpulse des gepulsten Eingangslaserstrahls und/oder des gepulsten Laserstrahls mit einem konstanten Energie-Mittelwert bereitzustellen, wobei eine Energie der Laserpulse im Betrieb des Lasersystems von dem Energie-Mittelwert um weniger als 2 % und insbesondere um weniger als 1 % abweicht. Unter dem Energie-Mittelwert ist insbesondere ein vorgegebener Sollwert der Energie der Laserpulse zu verstehen.

Insbesondere ist die Laserstrahlquelle eingerichtet, um Laserpulse des gepulsten Eingangslaserstrahls und/oder des gepulsten Laserstrahls mit einem konstanten Pulswiederholrate-Mittelwert bereitzustellen, wobei eine Pulswiederholrate der bereitgestellten Laserpulse im Betrieb des Lasersystems von dem konstanten Pulswiederholrate-Mittelwert um weniger als 20 % und insbesondere um weniger als 15 % abweicht. Im Rahmen dieser Abweichungen können insbesondere die zeitlichen Korrekturen erfolgen, welche zur vorstehend genannten Synchronisation von Laserpulsen mit dem Targetmaterial erforderlich sein können. Unter dem Pulswiederholrate-Mittelwert ist insbesondere ein konstanter Sollwert der Pulswiederholrate zu verstehen, von welchem zur genannten Synchronisation der Laserpulse entsprechend abgewichen werden kann.

Insbesondere umfasst das Lasersystem eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Targetmaterial in den Zielbereich. Beispielsweise wird das Targetmaterial mittels der Zuführeinrichtung jeweils in Form von einzelnen Einheiten und/oder Tropfen in den Zielbereich eingebracht. Insbesondere wird dann das Targetmaterial so zugeführt, dass es zu einem (fehlerbehafteten) Zeitpunkt oder innerhalb eines Zeitfensters im Zielbereich positioniert ist. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass das Targetmaterial mittels der Zuführeinrichtung in Form eines Materialstroms und insbesondere eines kontinuierlichen Materialstroms in den Zielbereich eingebracht wird. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Zuführeinrichtung eingerichtet ist, das Targetmaterial mit einer Geschwindigkeit von mindestens 50 m/s und/oder höchstens 200 m/s und bevorzugt mindestens 60 m/s und/oder höchstens 130 m/s in den Zielbereich einzubringen. Das Targetmaterial durchläuft kann insbesondere den Zielbereich mit einer Geschwindigkeit in den genannten Bereichen.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Targetmaterial im Betrieb des Lasersystems mit einer zumindest näherungsweise konstanten Geschwindigkeit und/oder mit einer zumindest näherungsweise konstanten Taktrate in den Zielbereich eingebracht wird.

Insbesondere durchläuft das Targetmaterial den Zielbereich mit einer zur Schwerkraftrichtung zumindest näherungsweise parallel orientierten Bewegungsrichtung.

Günstig kann es sein, wenn das Lasersystem eine Targetmaterial- Detektionseinrichtung zur Detektion von Targetmaterial innerhalb des Zielbereichs umfasst, wobei die Targetmaterial-Detektionseinrichtung insbesondere dazu eingerichtet ist, bei Detektion von Targetmaterial in dem Zielbereich ein Steuersignal an die Laserstrahlquelle und/oder an die der Strahlablenkeinrichtung zugeordnete Steuerungseinrichtung abzugeben. Es lässt sich dadurch insbesondere im ersten Betriebsmodus eine zeitliche Synchronisation von Laserpulsen des gepulsten Laserstrahls mit dem im Zielbereich angeordneten Targetmaterial realisieren. Ferner lässt sich dadurch, je nach Anwendung, basierend auf einem Vorhandensein von Targetmaterial im Zielbereich der erste oder zweite Betriebsmodus auswählen.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das Lasersystem eine Strahl- Detektionseinrichtung zur Detektion einer Orientierung und/oder einer Position von aus der Strahlablenkeinrichtung austretenden gepulsten Laserstrahlen aufweist. Es lässt sich dadurch insbesondere die Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls regeln. Beispielsweise lässt sich mittels der Strahl- Detektionseinrichtung eine Stabilisierung der Orientierung und/oder Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls ausführen. Das Lasersystem kann hierfür eine entsprechende Einrichtung zur Stabilisierung von Orientierung und/oder Position aufweisen. Ferner lässt sich dadurch die Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls mittels der der Strahlablenkeinrichtung zugeordneten Steuerungseinrichtung im ersten Betriebsmodus und/oder zweiten Betriebsmodus regeln.

Erfindungsgemäß wird ein eingangs genanntes Verfahren zur Bereitstellung eines zur Wechselwirkung mit einem Targetmaterial vorgesehenen gepulsten Laserstrahls bereitgestellt, bei dem das Targetmaterial in einem Zielbereich angeordnet wird oder angeordnet ist, mittels einer Laserstrahlquelle ein gepulster Eingangslaserstrahl bereitgestellt wird, der gepulste Eingangslaserstrahl in eine Strahlablenkeinrichtung eingekoppelt wird, wobei der gepulste Eingangslaserstrahl mittels der Strahlablenkeinrichtung ablenkbar und/oder aufteilbar ist und mittels der Strahlablenkeinrichtung basierend auf dem gepulsten Eingangslaserstrahl mindestens ein aus der Strahlablenkeinrichtung austretender gepulster Laserstrahl bereitgestellt wird, wobei eine Position des aus der Strahlablenkeinrichtung austretenden gepulsten Laserstrahls relativ zu dem Zielbereich durch Ansteuerung der Strahlablenkeinrichtung mittels einer Steuerungseinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird, wobei die Steuerungseinrichtung einen ersten Betriebsmodus aufweist, in welchem die Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls so gewählt wird, dass dieser auf den Zielbereich gerichtet ist und mit dem im Zielbereich angeordneten Targetmaterial wechselwirkt, und wobei die Steuerungseinrichtung einen zweiten Betriebsmodus aufweist, in welchem die Position des mindestens einen gepulsten Laserstrahls so gewählt wird, dass dieser den Zielbereich verfehlt.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere ein oder mehrere weitere Merkmale und/oder Vorteile des erfindungsgemäßen Lasersystems auf. Vorteilhafte Ausführungsformen wurden bereits im Zusammenhang mit dem Lasersystem erläutert.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere mittels des erfindungsgemäßen Lasersystems ausführbar. Insbesondere wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels des erfindungsgemäßen Lasersystems ausgeführt.

Ein Lasersystem zur Bereitstellung eines Laserstrahls mit einer Fokuszone, welche einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, umfasst eine Strahlablenkeinrichtung, eine der Strahlablenkeinrichtung zugeordnete Steuerungseinrichtung und eine Laserstrahlquelle zur Bereitstellung eines Eingangslaserstrahls zur Einkopplung in die Strahlablenkeinrichtung, wobei die Strahlablenkeinrichtung einen akustooptischen Deflektor und/oder einen akustooptischen Modulator umfasst und wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, die Strahlablenkeinrichtung derart anzusteuern, dass der Eingangslaserstrahl mittels der Strahlablenkeinrichtung gleichzeitig in mindestens zwei aus der Strahlablenkeinrichtung austretende Laserstrahlen aufgeteilt wird und sich jeweilige Strahlquerschnitte der austretenden Laserstrahlen zumindest abschnittsweise derart überlappen, dass eine Fokuszone mit nicht-rotationssymmetrischem Querschnitt ausgebildet wird.

Insbesondere werden die aus der Strahlablenkeinrichtung austretenden Laserstrahlen mittels einer Fokussieroptik fokussiert, wobei sich die austretenden Laserstrahlen in einer der Fokussieroptik zugeordneten Fokusebene zumindest abschnittsweise überlappen, um dort die Fokuszone mit nichtrotationssymmetrischem Querschnitt ausbilden.

Unter einem nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt ist insbesondere ein elliptischer Querschnitt und/oder ein langgezogener Querschnitt und/oder ein Querschnitt mit einer Vorzugsrichtung und/oder ein nicht-punktsymmetrischer Querschnitt zu verstehen.

Insbesondere wird die Strahlablenkeinrichtung mittels der Steuerungseinrichtung mit einer Steuerspannung angesteuert, welche eine Überlagerung und/oder Schwebung von Signalen mit zwei oder mehr Frequenzen aufweist.

Unter einer Fokuszone ist insbesondere ein räumlich zusammenhängender Strahlungsbereich zu verstehen, in welchem eine Strahlungsintensität oberhalb einer bestimmten Schwellenintensität liegt. Bei einem Verfahren zur Bereitstellung eines Laserstrahls mit einer Fokuszone, welche einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, wird mittels einer Laserstrahlquelle ein Eingangslaserstrahl bereitgestellt und der Eingangslaserstrahl in eine Strahlablenkeinrichtung eingekoppelt, wobei die Strahlablenkeinrichtung einen akustooptischen Deflektor und/oder einen akustooptischen Modulator umfasst und wobei die Steuerungseinrichtung die Strahlablenkeinrichtung derart ansteuert, dass der Eingangslaserstrahl mittels der Strahlablenkeinrichtung gleichzeitig in mindestens zwei aus der Strahlablenkeinrichtung austretende Laserstrahlen aufgeteilt wird und sich jeweilige Strahlquerschnitte der austretenden Laserstrahlen in der Fokuszone zumindest abschnittsweise derart überlappen, dass eine Fokuszone mit nichtrotationssymmetrischem Querschnitt ausgebildet wird.

Insbesondere ist unter der Angabe "zumindest näherungsweise" im Allgemeinen eine Abweichung von höchstens 10 % zu verstehen, d.h. dass ein tatsächlicher Wert um höchstens 10 % von einem idealen Wert abweicht.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Lasersystems;

Fig. 2 einen Querschnitt von bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen, wobei eine Positionierung der gepulsten Laserstrahlen relativ zu einem Targetmaterial in unterschiedlichen Betriebsmodi dargestellt ist;

Fig. 3 eine Darstellung von unterschiedlichen Frequenzen einer Steuerspannung, welche zur Ansteuerung einer Strahlablenkeinrichtung des Lasersystems verwendet wird, wobei eine Leistung in Abhängigkeit der jeweiligen Frequenz aufgetragen ist; Fig. 4 einen Querschnitt von bereitgestellten Laserstrahlen, wobei sich jeweilige Strahlquerschnitte der Laserstrahlen überlappen und eine Fokuszone ausbilden;

Fig. 5 ein erstes Beispiel einer Positionierung von bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen in Abhängigkeit der Zeit relativ zu dem Targetmaterial; und

Fig. 6 ein zweites Beispiel einer Positionierung von bereitgestellten gepulsten Laserstrahlen in Abhängigkeit der Zeit relativ zu dem Targetmaterial.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ein Ausführungsbeispiel eines Lasersystems ist in Fig. 1 gezeigt und dort mit 100 bezeichnet. Das Lasersystem 100 umfasst eine Laserstrahlquelle 102, mittels welcher im Betrieb des Lasersystems 100 ein gepulster Eingangslaserstrahl 103 bereitgestellt wird. Es ist vorgesehen, dass mindestens ein auf dem Eingangslaserstrahl 103 basierender gepulster Laserstrahl 104 ausgebildet wird und dieser auf ein Targetmaterial 106 gerichtet wird. Durch Wechselwirkung von dem Eingangslaserstrahl 103 bzw. dem gepulsten Laserstrahl 104 zugeordneten Laserpulsen 108 mit dem Targetmaterial 106 kann Sekundärstrahlung 110 erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Wechselwirkung das Targetmaterial 106 zur Erzeugung von Sekundärstrahlung vorbereitet werden.

Zur Erzeugung von Sekundärstrahlung kann die Laserstrahlquelle 102 beispielsweise als CO2-Laser ausgebildet sein, welche im Betrieb des Lasersystems 100 eine Durchschnittsleitung von 1 kW oder mehr aufweist.

Falls das Lasersystem 100 zur Vorbereitung des Targetmaterials 108 genutzt werden soll, kann die Laserstrahlquelle 102 beispielsweise als Nd:YAG-Laser oder Yb-YAG-Laser ausgebildet sein. Die Durchschnittsleistung beträgt in diesem Fall beispielsweise zwischen 500 W und 800 W. Der mittels der Laserstrahlquelle 102 bereitgestellte Eingangslaserstrahl 103 und/oder gepulste Laserstrahl 104 weist dann beispielsweise Laserpulse 108 mit einer Pulswiederholrate im kHz-Bereich auf, wie z.B. im Bereich zwischen 40 kHz und 100 kHz. Eine jeweilige Pulsdauer der Laserpulse 108 liegt insbesondere im ns-Bereich, beispielsweise im Bereich von 1 ns bis 500 ns, insbesondere im Bereich von 5 ns bis 20 ns.

Grundsätzlich kann das Lasersystem 100 mehrere Laserstrahlquellen 102 aufweisen, z.B. eine zur Erzeugung von Sekundärstrahlung 110 und eine weitere zur Vorbereitung des Targetmaterials 108.

Die Laserstrahlquelle 102 kann beispielsweise eine Laserstrahlquellen- Steuerungseinrichtung 109 aufweisen, mittels welcher eine Abgabe von Laserpulsen 108 durch die Laserstrahlquelle 102 zu bestimmten Zeitpunkten auslösbar und/oder steuerbar ist. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Laserstrahlquelle 102 ein oder mehrere Laserpulse 108 abgibt, wenn die Steuerungseinrichtung 109 ein entsprechendes Steuersignal empfängt. Es lassen sich dadurch Laserpulse 108 gezielt zu bestimmten Zeitpunkten anfordern und/oder es lassen sich durch die Laserstrahlquelle 102 regelmäßig abgegebene Laserpulse 108 zueinander zeitlich versetzen. Dies kann beispielsweise mittels Puls-on-Demand-Konzepten realisiert sein.

Die durch Wechselwirkung des Targetmaterials 106 mit den Laserpulsen 108 des Laserstrahls 104 bereitstellbare Sekundärstrahlung 110 ist beispielsweise EUV- Strahlung. Beispielsweise ist oder umfasst das Targetmaterial 106 Zinn.

Das Lasersystem 100 weist einen Zielbereich 112 auf, in welchem das Targetmaterial 106 anordenbar ist, um dieses mit dem Laserstrahl 104 zu beaufschlagen. Es ist vorgesehen, dass im Betrieb des Lasersystems 100 das Targetmaterial 106 in den Zielbereich 112 eingebracht wird und dort mit den Laserpulsen 108 in Wechselwirkung gebracht wird. Insbesondere wird der auf das Targetmaterial 106 gerichtete gepulste Laserstrahl 104 auf das Targetmaterial 106 und/oder den Zielbereich 112 fokussiert. Hierzu kann beispielsweise eine Fokussieroptik 113 vorgesehen sein. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Zielbereich 112 in einer fluiddichten und/oder gasdichten Kammer 114 ausgebildet und/oder positioniert ist. In der Kammer 114 ist beispielsweise ein Vakuum ausgebildet.

Zur Zuführung des Targetmaterials 106 zu dem Zielbereich 112 kann das Lasersystem 100 eine Zuführeinrichtung 116 aufweisen, mittels welcher eine Einbringung des Targetmaterials 106 in den Zielbereich 112 gesteuert und/oder geregelt werden kann. Beispielsweise kann Targetmaterial 106 mittels der Zuführeinrichtung 116 derart abgegeben werden, dass es den Zielbereich 112 zu bestimmten, insbesondere regelmäßigen, Zeitpunkten durchläuft, und/oder zu bestimmten, insbesondere regelmäßigen, Zeitpunkten in dem Zielbereich 112 positioniert ist.

Beispielsweise wird das Targetmaterial 106 mit einer Geschwindigkeit zwischen 60 m/s und 120 m/s in den Zielbereich eingebracht, wobei das Targetmaterial 106 in diesem Fall insbesondere in Form von einzelnen Tropfen vorliegt, welche den Zielbereich nacheinander durchlaufen.

Hinsichtlich der technischen Details betreffend die Einkopplung von Targetmaterial 106 in den Zielbereich 112 zur Erzeugung von Sekundärstrahlung wird auf die wissenschaftliche Veröffentlichung "Light sources for high-volume manufacturing EUV lithography: technonogy, performance, and power scaling", I. Fomenkov et al., Advanced Optical Technologies 6(3): 173-186, DOI: 10.1515/aot-2017-0029, verwiesen.

Beispielsweise kann Targetmaterial 106 mittels der Zuführeinrichtung 116 in Form von einzelnen Elementen und/oder Tropfen bereitgestellt werden, welche jeweils den Zielbereich 112 zu bestimmten Zeitpunkten nacheinander durchlaufen. Bei dem gezeigten Beispiel ist die Schwerkraftrichtung in negative y-Richtung orientiert, sodass mittels der Zuführeinrichtung 116 abgegebenes Targetmaterial 106 den Zielbereich 112 von oben nach unten (d.h. in negative y- Richtung) durchläuft.

Es kann vorgesehen sein, dass das Lasersystem 100 eine Targetmaterial- Detektionseinrichtung 118 aufweist, mittels welcher detektierbar ist, ob zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Targetmaterial 106 in dem Zielbereich 112 angeordnet ist. Die Targetmaterial-Detektionseinrichtung 118 umfasst beispielsweise eine Kamera, um das Targetmaterial 106 in dem Zielbereich 112, beispielsweise mittels Bilderkennung, zu detektieren.

Das Lasersystem 100 umfasst eine Strahlablenkeinrichtung 120, in welche der Eingangslaserstrahl 103 eingekoppelt wird. Die mittels der Strahlablenkeinrichtung 120 basierend auf dem Eingangslaserstrahl 103 ausgebildeten und aus der Strahlablenkeinrichtung 120 austretenden gepulsten Laserstrahlen werden als gepulste Laserstrahlen 104 bezeichnet.

Die Strahlablenkeinrichtung 120 ist dazu geeignet, den Eingangslaserstrahl 103 abzulenken und/oder aufzuteilen. Folglich können grundsätzlich ein gepulster Laserstrahl 104 oder mehrere gepulste Laserstrahlen 104 gleichzeitig aus der Strahlablenkeinrichtung 120 austreten. Mittels der Strahlablenkeinrichtung 120 sind eine Ausrichtung und/oder eine Position des gepulsten Laserstrahls 104 bzw. der gepulsten Laserstrahlen 104 relativ zu dem Zielbereich 112 einstellbar.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist oder umfasst die Strahlablenkeinrichtung 120 einen akustooptischen Modulator und/oder einen akustooptischen Deflektor. Der auf die Strahlablenkeinrichtung 120 einfallende gepulste Laserstrahl 104 wird bei dem gezeigten Beispiel mittels der Strahlablenkeinrichtung 120 in mehrere Teilstrahlen unterschiedlicher Beugungsordnung aufgeteilt, wobei der Teilstrahl 1. Ordnung als Nutzlaserstrahl bzw. gepulster Laserstrahl 104 zur Beaufschlagung des Targetmaterials 106 genutzt wird. Typischerweise weist der genutzte Teilstrahl 1. Ordnung mehr als 90% einer Strahlintensität des ursprünglich auf die Strahlablenkeinrichtung 120 einfallenden Laserstrahls 104 auf. Der mit 104a bezeichnete Teilstrahl 0.

Ordnung wird, ebenso wie die Teilstrahlen weiterer anderer Ordnungen, nicht genutzt und beispielsweise in eine Strahlfalle 122 geführt.

Zur Ansteuerung der Strahlablenkeinrichtung 120 umfasst das Lasersystem 100 eine Steuerungseinrichtung 124, welche beispielsweise mit der Strahlablenkreinrichtung 120 signalwirksam verbunden ist oder in die Strahlablenkeinrichtung 120 integriert ist. Durch Ansteuerung der Strahlablenkeinrichtung 120 mittels der Steuerungseinrichtung 124 lässt sich der gepulste Laserstrahl 104 relativ zu dem Zielbereich 112 verlagern, d.h. es lassen sich die Ausrichtung und/oder Position dieses Strahls relativ zu dem Zielbereich 112 einstellen.

Es kann vorgesehen sein, dass das Lasersystem eine Strahl- Detektionseinrichtung 125 (angedeutet in Fig. 1) zur Detektion einer Orientierung und/oder einer Position von aus der Strahlablenkeinrichtung 120 austretenden gepulsten Laserstrahlen 104 aufweist. Die Strahl- Detektionseinrichtung 125 umfasst insbesondere mehrere Detektoren und/oder Kameras, mittels welchen die Orientierung und/oder Position erfassbar ist. Beispielsweise ist oder umfasst die Strahl-Detektionseinrichtung 125 einen Beamtracker.

Mittels der Strahl-Detektionseinrichtung 125 lässt sich insbesondere eine Stabilisierung der Orientierung und/oder Positionierung der gepulsten Laserstrahlen 124 durchführen. Das Lasersystem 100 kann hierzu eine Einrichtung zur Stabilisierung der Orientierung und/oder Positionierung der gepulsten Laserstrahlen 124 aufweisen (nicht gezeigt), welche von der Strahl- Detektionseinrichtung 125 Informationen hinsichtlich der Orientierung und/oder Positionierung der gepulsten Laserstrahlen 124 erhält und auf Grundlage dieser Informationen die Stabilisierung durchführt.

Ferner kann die Strahl-Detektionseinrichtung 125 signalwirksam mit der Steuerungseinrichtung 124 verbunden sein, um an diese Informationen hinsichtlich der Orientierung und/oder Positionierung von aus der Strahlablenkeinrichtung 120 austretenden gepulsten Laserstrahlen 104 zu übermitteln. Es lässt sich dadurch insbesondere eine Regelung der Orientierung und/oder Positionierung der gepulsten Laserstrahlen 104 mittels der Steuerungseinrichtung 124 bzw. der Strahlablenkeinrichtung 120 realisieren.

Es ist vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung 124 einen ersten Betriebsmodus aufweist, in welchem die Strahlablenkeinrichtung 120 derart angesteuert wird, dass der aus dieser austretende gepulste Laserstrahl 104 auf den Zielbereich 112 gerichtet ist und die Laserpulse 108 den Zielbereich 112 und/oder ein in diesem angeordnetes Targetmaterial 106 treffen. In diesem Fall können die Laserpulse 108 des gepulsten Laserstrahls 104 mit dem im Zielbereich 112 angeordneten Targetmaterial 106 wechselwirken.

Der in diesem ersten Betriebsmodus aus der Strahlablenkeinrichtung 120 ausgekoppelte gepulste Laserstrahl 104 ist in Fig. 1 zusätzlich mit 104-bl bezeichnet.

Weiter weist die Steuerungseinrichtung 124 einen zweiten Betriebsmodus auf, in welchem die Strahlablenkeinrichtung 120 derart angesteuert wird, dass der aus dieser austretende gepulste Laserstrahl 104 den Zielbereich verfehlt. In diesem Fall werden der Zielbereich 112 und/oder ein darin angeordnetes Targetmaterial 106 von den Laserpulsen 108 nicht getroffen oder nahezu nicht getroffen. In diesem Fall können die Laserpulse 108 nicht bzw. nur so geringfügig mit dem Targetmaterial wechselwirken. In diesem Fall wird je nach Anwendungsfall keine Sekundärstrahlung 110 erzeugt oder erzeugte Sekundärstrahlung 110 liegt nur unterhalb einer Schwellenintensität vor, bzw. es findet keine hinreichende Wechselwirkung zur Vorbereitung des Targetmaterials statt.

Es gibt grundsätzlich eine Vielzahl an Möglichkeiten, wie der gepulste Laserstrahl 104 mittels der Strahlablenkeinrichtung 120 abgelenkt wird, um den Zielbereich 112 zu verfehlen. Im zweiten Betriebsmodus können daher mehrere Varianten hinsichtlich der Ausrichtung und/oder Position des gepulsten Laserstrahls 104 relativ zu dem Zielbereich 112 vorgesehen sein.

Wie in Fig. 1 angedeutet können beispielsweise zwei unterschiedliche Varianten vorgesehen sein, wobei bei einer ersten Variante des zweiten Betriebsmodus der gepulste Laserstrahl 104 beispielsweise in eine erste Richtung abgelenkt wird, um den Zielbereich 112 und das darin befindliche Targetmaterial 106 zu verfehlen (gepulster Laserstrahl 104-b2'), und bei einer zweiten Variante in eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung abgelenkt wird, um den Zielbereich 112 und das darin befindliche Targetmaterial 106 zu verfehlen (gepulster Laserstrahl 104-b2"). Es ist grundsätzlich möglich, weitere Varianten des zweiten Betriebsmodus vorzusehen, bei welchen der gepulste Laserstrahl 104 in unterschiedliche Richtungen abgelenkt wird, um den Zielbereich 112 und/oder das Targetmaterial 106 zu verfehlen.

Erfolgt beispielsweise eine Zuführung des Targetmaterials 106 mittels der Zuführeinrichtung 116 wie in Fig. 1 gezeigt von oben nach unten (d.h. in negative y-Richtung) in den Zielbereich 112, wird der Laserstrahl 104-b2' bezüglich der Bewegungsrichtung des Targetmaterials 106 räumlich hinter das Targetmaterial 106 abgelenkt, um dieses zu verfehlen, d.h. der Laserstrahl 104- b2' befindet sich hinter dem Targetmaterial 106, wenn dieses im Zielbereich 112 positioniert ist. Der Laserstrahl 104-b2" wird räumlich vor das Targetmaterial 106 abgelenkt, um dieses zu verfehlen, d.h. der Laserstrahl 104-b2" befindet sich vor dem Targetmaterial 106, wenn dieses im Zielbereich 112 positioniert ist.

Es versteht sich von selbst, dass der gepulste Laserstrahl 104 beispielsweise auch in eine zur Bewegungsrichtung des Targetmaterials 106 quer oder senkrecht orientierte Richtung abgelenkt werden könnte, um dieses zu verfehlen. Grundsätzlich kann der gepulste Laserstrahl 104 hierzu in jede beliebige Richtung abgelenkt werden, welche senkrecht zu seiner Strahlausbreitungsrichtung 126 orientiert ist.

Fig. 2 zeigt die Positionierung der gepulsten Laserstrahlen 104-bl, 104-b2' und 104-b2" relativ zu dem Zielbereich 112 und dem Targetmaterial 106 in einer Querschnittsebene, welche senkrecht zur Strahlausbreitungsrichtung 126 des auf den Zielbereich 112 einfallenden gepulsten Laserstrahls 104-bl orientiert ist und an dem Targetmaterial 106 positioniert ist (bei dem gezeigten Beispiel ist die Strahlausbreitungsrichtung 126 parallel zur z-Richtung und die Querschnittsebene parallel zur x-y-Ebene orientiert).

Ein jeweiliger Strahlquerschnitt der Laserstrahlen 104-bl, 104-b2' und 104-b2" ist in Fig. 2 durch Kreise angedeutet. Insbesondere sind die Laserstrahlen 104- bl, 104-b2' und 104-b2" bezüglich der Strahlausbreitungsrichtung 126 auf Höhe des Zielbereichs 112 und/oder des Targetmaterials 106 fokussiert.

Die im zweiten Betriebsmodus vorgesehenen gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" verlaufen vorzugsweise symmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene. Insbesondere liegt der im ersten Betriebsmodus ausgebildete gepulste Laserstrahl 104-bl in dieser Symmetrieebene (bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Symmetrieebene parallel zur Strahlausbreitungsrichtung 126 und/oder parallel zur x-z-Ebene orientiert).

Insbesondere sind die jeweiligen Mittelpunkte 128 der Strahlquerschnitte der gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" punktsymmetrisch bezüglich einer Position des Targetmaterials 106 und/oder punktsymmetrisch bezüglich des Mittelpunkts des Strahlquerschnitts des im ersten Betriebsmodus ausgebildeten gepulsten Laserstrahls 104-bl angeordnet.

Bei einer weiteren Variante des zweiten Betriebsmodus kann es vorgesehen sein, dass der in die Strahlablenkeinrichtung 120 eingekoppelte Eingangslaserstrahl 103 mittels der Strahlablenkeinrichtung 120 gleichzeitig in zwei oder mehr abgelenkte Teilstrahlen aufgeteilt wird. Beispielsweise wird der gepulste Laserstrahl 104 mittels der Strahlablenkeinrichtung 120, wie in Fig. 1 angedeutet, in die beiden gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" aufgeteilt. Diese weisen dann beispielsweise jeweils ungefähr die Hälfte der Intensität des im ersten Betriebsmodus ausgebildeten und auf den Zielbereich 112 gerichteten gepulsten Laserstrahls 104-bl auf.

Die Ansteuerung der Strahlablenkeinrichtung 120, welche bei dem gezeigten Beispiel als akustooptischer Modulator und/oder akustooptischer Deflektor ausgebildet ist, erfolgt durch die Steuerungseinrichtung 124 mittels einer Steuerspannung. Die Steuerspannung weist eine definierte Frequenz und/oder ein definiertes Frequenzspektrum auf. Beispielsweise ist oder umfasst die Steuerspannung eine Sinusspannung.

Im ersten Betriebsmodus erfolgt die Ansteuerung der Strahlablenkeinrichtung 120 mit einer bestimmten Trägerfrequenz fo (Fig. 3), um den auf das Targetmaterial 106 treffenden Laserstrahl 104-bl zu realisieren. Die Trägerfrequenz fo beträgt beispielsweise 80 MHz.

Im zweiten Betriebsmodus wird zur Realisierung der gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" die Frequenz der Spannung gegenüber der Trägerfrequenz fo erhöht oder verringert. Beispielsweise wird zur Realisierung des gepulsten Laserstrahls 104-b2' die Strahlablenkeinrichtung 120 mit einer gegenüber der Trägerfrequenz fo verringerten Frequenz f- angesteuert und zur Realisierung des gepulsten Laserstrahls 104-b2" die Strahlablenkeinrichtung 120 mit einer gegenüber der Trägerfrequenz fo erhöhten Frequenz f+ angesteuert.

Beispielsweise sind die verringerte Frequenz f- und die erhöhte Frequenz f+ symmetrisch um die Trägerfrequenz fo verteilt. Die verringerte Frequenz f- beträgt beispielsweise 79 MHz und die erhöhte Frequenz f+ beträgt beispielsweise 81 MHz.

Im Fall der vorstehend genannten weiteren Variante des zweiten Betriebsmodus, bei welcher der Eingangslaserstrahl 103 mittels der Strahlablenkeinrichtung 120 gleichzeitig in zwei oder mehr abgelenkte Teilstrahlen aufgeteilt wird, erfolgt eine Ansteuerung der Strahlablenkeinrichtung 120 mittels einer Spannung, deren Spektrum zwei oder mehr Frequenzen aufweist. Beispielsweise weist die Spannung eine Überlagerung und/oder Schwebung von Signalen mit zwei oder mehr Frequenzen auf.

Zur gleichzeitigen Ablenkung des einfallenden gepulsten Laserstrahls 104 in den gepulsten Laserstrahl 104-b2' und den gepulsten Laserstrahl 104-b2" wird die Strahlablenkeinrichtung 120 mittels der Steuerungseinrichtung 124 beispielsweise mit einer Spannung angesteuert, welche einer Überlagerung von Signalen mit der verringerten Frequenz f- und der erhöhten Frequenz f+ aufweist.

Bei einer alternativen Ausführungsform eines Lasersystems, welches nachfolgend mit 100' bezeichnet ist, umfasst dieses die Laserstrahlquelle 102, die Strahlablenkeinrichtung 120, die Steuerungseinrichtung 124 und insbesondere die Fokussieroptik 113, wobei die Strahlablenkeinrichtung 120 als akustooptischer Deflektor und/oder akustooptischer Modulator ausgebildet ist.

Bei dieser Ausführungsform wird mittels der Laserstrahlquelle 102 der Eingangslaserstrahl 103 bereitgestellt, welcher nicht notwendigerweise ein gepulster Laserstrahl ist. Die Strahlablenkeinrichtung 120 wird mittels der Steuerungseinrichtung 124 mit einer Spannung angesteuert, welche eine Überlagerung und/oder Schwebung aus zwei oder mehr Frequenzen aufweist. Die der Spannung zugeordneten Frequenzen werden so gewählt, dass sich die jeweiligen fokussierten Strahlquerschnitte der ausgebildeten gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104- b2" zumindest abschnittsweise überlappen (Fig. 4). Dadurch wird eine Fokuszone 129 mit nicht-rotationssymmetrischem Querschnitt ausgebildet (bezüglich einer zur Strahlausbreitungsrichtung 126 senkrecht orientierten Querschnittsebene). Dies kann beispielsweise für Anwendungen in der transparenten Materialbearbeitung relevant sein. Beispielsweise weist die Fokuszone einen elliptischen Querschnitt auf.

Das Lasersystem 100 funktioniert wie folgt:

Im Betrieb des Lasersystems 100 wird mittels der Laserstrahlquelle 102 und der Strahlablenkeinrichtung 120 der gepulste Laserstrahl 104 bereitgestellt. Damit Sekundärstrahlung 110 erzeugt wird und/oder das Targetmaterial 106 vorbereitet wird, um mit diesem Sekundärstrahlung 110 erzeugen zu können, wird der gepulste Laserstrahl 104 mit dem Targetmaterial 106 in Wechselwirkung gebracht, d.h. das Targetmaterial 106 wird mit den Laserpulsen 108 beaufschlagt.

Hierzu wird die Strahlablenkeinrichtung 120 mittels der Steuerungseinrichtung 124 im ersten Betriebsmodus angesteuert, sodass insbesondere genau ein auf den Zielbereich 112 gerichteter gepulster Laserstrahl erzeugt wird, beispielsweise der gepulste Laserstrahl 104-bl. Die diesem Laserstrahl 104-bl zugeordneten Laserpulse 108 fallen auf den Zielbereich 112 ein und werden derart in den Zielbereich 112 eingebracht, dass diese zeitlich mit dem in den Zielbereich 112 eingebrachten Targetmaterial 106 synchronisiert sind. Dadurch findet eine Wechselwirkung von einem oder mehreren Laserpulsen 108 mit dem im Zielbereich 112 befindlichen Targetmaterial 106 statt.

Eine Vorhandensein von Targetmaterial 106 im Zielbereich 112 kann beispielsweise mittels der Targetmaterial-Detektionseinrichtung 118 detektiert werden. Beispielsweise kann die Targetmaterial-Detektionseinrichtung 118 bei Vorhandensein von Targetmaterial 106 im Zielbereich ein Steuersignal an die Laserstrahlquellen-Steuerungseinrichtung 109 abgeben, welche dann die Laserstrahlquelle 102 ansteuert, um zu einem bestimmten Zeitpunkt Laserpulse 108 abzugeben oder um abgegebene Laserpulse 108 zeitlich zu versetzen. Eine Abgabe von Laserpulsen 108 zu vorgegebenen Zeitpunkten lässt sich beispielsweise mittels Pulse-on-Demand-Verfahren realisieren. Es lassen sich dadurch beispielsweise Unregelmäßigkeiten bei der Einkopplung des Targetmaterials 106 in den Zielbereich 112 ausgleichen und es lässt sich sicherstellen, dass im Fall des ersten Betriebsmodus ein sich in einem bestimmten Zeitfenster im Zielbereich 112 befindliches Targetmaterial 106 tatsächlich zur Erzeugung von Sekundärstrahlung 110 und/oder zur dessen Vorbereitung von den Laserpulsen 108 getroffen wird.

Insbesondere können die Einkopplung von Targetmaterial 106 in den Zielbereich 112 und die Repetitionsrate der Laserpulse 108 derart aufeinander abgestimmt werden und/oder derart zueinander synchronisiert werden, dass das Targetmaterial 106 im ersten Betriebsmodus von den Laserpulsen 108 getroffen wird, wenn es innerhalb eines bestimmten Zeitfensters im Zielbereich positioniert ist. Typischerweise vorhandene (kleinere) zeitliche Unregelmäßigkeiten bei der Einkopplung des Targetmaterials 106 in den Zielbereich 112 können wie beschrieben durch einen zeitlichen Versatz der von der Laserquelle 102 abgegebenen Laserpulse 108 ausgeglichen werden.

Um beispielsweise eine Intensität und/oder eine Dosis der erzeugten Sekundärstrahlung 110 zu variieren kann es vorgesehen sein, dass eine Wechselwirkung der Laserpulse 108 mit im Zielbereich 112 angeordnetem Targetmaterial 106 zeitweise unterbunden wird. Infolgedessen kann beispielsweise die Intensität der abgegebenen Sekundärstrahlung 110 im zeitlichen Mittel verringert werden.

Hierzu wird die Strahlablenkeinrichtung 120 mittels der Steuerungseinrichtung 124 im zweiten Betriebsmodus angesteuert, wodurch die gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und/oder 104-b2" ausgebildet werden, welche den Zielbereich 112 und das Targetmaterial 106 verfehlen. Die jeweiligen Laserpulse 108 dieser gepulsten Laserstrahlen 104-b2', 104-b2" tragen nicht oder nicht wesentlich zur Erzeugung von Sekundärstrahlung 110 bzw. zur Vorbereitung des Targetmaterials 108 bei.

Bei den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Beispielen wird die Strahlablenkeinrichtung 120 mittels der Steuerungseinrichtung 124 zeitlich wechselweise im ersten Betriebsmodus und im zweiten Betriebsmodus angesteuert (Fig. 5 und 6).

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 5 wird in zeitlich aufeinanderfolgenden zweiten Betriebsmodi der gepulste Laserstrahl bezüglich des Zielbereichs 112 und/oder des Targetmaterials 106 alternierend zu unterschiedlichen Seiten hin abgelenkt, d.h. es werden die gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" in zeitlich aufeinanderfolgenden zweiten Betriebsmodi alternierend ausgebildet. Die gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" im zweiten Betriebsmodus sind dadurch bei dem gezeigten Beispiel im zeitlichen Mittel symmetrisch bezüglich des gepulsten Laserstrahls 104-bl im ersten Betriebsmodus positioniert.

Beispielsweise werden die gepulsten Laserstrahlen 104-b2' bzw. 104-b2" im zweiten Betriebsmodus bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel bezüglich einer Position des Zielbereichs 112 und/oder des Targetmaterials 106 wechselweise zu einer ersten Seite 130a und zu einer der ersten Seite 130a gegenüberliegenden zweiten Seite 130b abgelenkt.

Alternativ hierzu wird bei dem Beispiel gemäß Fig. 6 der gepulste Laserstrahl im zweiten Betriebsmodus gleichzeitig in die beiden gepulsten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" aufgeteilt. Diese gleichzeitig ausgebildeten Laserstrahlen 104-b2' und 104-b2" sind symmetrisch bezüglich des gepulsten Laserstrahls 104-bl im ersten Betriebsmodus positioniert. Bezugszeichenliste fo Trägerfrequenz f- verringerte Frequenz f+ erhöhte Frequenz

100, 100’ Lasersystem 102 Laserstrahlquelle 103 gepulster Eingangslaserstrahl 104 gepulster Laserstrahl 104-bl gepulster Laserstrahl (erster Betriebsmodus) 104-b2' gepulster Laserstrahl (zweiter Betriebsmodus) 104-b2" gepulster Laserstrahl (zweiter Betriebsmodus) 104a Teilstrahl 0. Ordnung 106 Targetmaterial 108 Laserpuls 109 Laserstrahlquellen-Steuerungseinrichtung 110 Sekundärstrahlung 112 Zielbereich 113 Fokussieroptik 114 Kammer 116 Zuführeinrichtung 118 Targetmaterial- Detektionseinrichtung 120 Strahlablenkeinrichtung 122 Strahlfalle 124 Steuerungseinrichtung 125 Strahl- Detektionseinrichtung 126 Strahlausbreitungsrichtung 128 Mittelpunkt 129 Fokuszone 130a erste Seite 130b zweite Seite