_ Cristal vechi, nou poveste pentru îmbunătățirea performanței laserului cu ultraviolete profunde

În domeniul științei și tehnologiei, valorificarea surselor de lumină coerente în regiunea ultravioletei profunde (DUV) are o importanță imensă în diverse aplicații, cum ar fi litografie, inspecția defectelor, metrologia și spectroscopie. În mod tradițional, laserele de mare putere de 193 nanometri (nm) au fost esențiale în litografie, formând o parte integrantă a sistemelor utilizate pentru modelarea precisă. Cu toate acestea, limitările de coerență asociate cu laserele excimer ArF convenționale împiedică eficacitatea acestora în aplicațiile care necesită modele de înaltă rezoluție, cum ar fi litografia de interferență.

Intra în conceptul de „laser excimer ArF hibrid”. Integrarea unei semințe laser în stare solidă cu lățime de linie îngustă de 193 nm în locul oscilatorului ArF realizează o coerență îmbunătățită alături de lățimea de linie îngustă, permițând astfel performanțe îmbunătățite în litografie cu interferență cu randament ridicat. Această inovație nu numai că mărește precizia modelului, ci și accelerează viteza litografiei.

În plus, energia fotonică sporită și coerența laserului hibrid ArF cu excimer facilitează procesarea directă a diferitelor materiale, inclusiv compuși și solide de carbon, cu impact termic minim. Această versatilitate îi subliniază potențialul în diverse domenii, de la litografie la prelucrarea cu laser.

Pentru a optimiza însămânțarea pentru un amplificator ArF, lățimea de linie a laserului de semințe de 193 nm trebuie controlată cu meticulozitate, în mod ideal sub 4 gigaherți (GHz). ). Această specificație dictează lungimea de coerență crucială pentru interferență, un criteriu îndeplinit cu ușurință prin tehnologiile laser cu stare solidă.

O descoperire recentă a cercetătorilor de la Academia Chineză de Științe propulsează acest domeniu înainte. După cum sa raportat în Advanced Photonics Nexus, au obținut un laser DUV cu stare solidă remarcabil de 60 de miliwați (mW) la 193 nm, cu o lățime de linie îngustă, folosind un proces sofisticat de generare a frecvenței în două etape care utilizează cristale LBO. Procesul implică lasere de pompare la 258 și 1553 nm, derivate dintr-un laser hibrid Yb și, respectiv, un laser cu fibră dopat cu Er. Această configurație, care culminează cu un cristal în vrac Yb:YAG de 2 mm × 2 mm × 30 mm pentru scalarea puterii, demonstrează rezultate impresionante.

Laserul DUV generat, însoțit de omologul său de 221 nm, prezintă o putere medie de 60 mW, o durată a impulsului de 4,6 nanosecunde (ns) și o rată de repetiție de 6 kiloherți (kHz), cu o lățime de linie de aproximativ 640 megaherți (MHz). În special, aceasta marchează cea mai mare putere de ieșire pentru ambele lasere de 193 și 221 nm generate de un cristal LBO, împreună cu cea mai îngustă lățime de linie raportată pentru un laser de 193 nm.

De remarcat este conversia remarcabilă. eficiență atinsă: 27% pentru 221 până la 193 nm și 3% pentru 258 până la 193 nm, stabilind noi repere în valorile de eficiență. Această cercetare subliniază potențialul imens al cristalelor LBO în generarea de lasere DUV la niveluri de putere variind de la sute de miliwați la wați, deschizând căi pentru explorarea altor lungimi de undă laser DUV.

Conform prof. Hongwen Xuan, autor corespondent. pentru lucrare, cercetarea raportată demonstrează „viabilitatea pompării LBO cu lasere cu stare solidă pentru generarea fiabilă și eficientă de laser cu lățime de linie îngustă la 193 nm și deschide o nouă modalitate de a fabrica un laser DUV de mare putere și rentabil. sistem care utilizează LBO."

Aceste progrese nu numai că depășesc limitele tehnologiei laser DUV, dar sunt și promițătoare pentru revoluționarea nenumăratelor aplicații din domeniile științifice și industriale.

(Fluierul)