據國際光電工程學會（SPIE）報道，中國科學院（CAS）研究人員成功研發突破性的固態深紫外（DUV）激光，能發射193納米的相干光（Coherent Light），與當前被廣泛采用的DUV曝光技術的光源波長一致。相關論壇已經于本月初被披露在了國際光電工程學會（SPIE）的官網上。https://www.spiedigitallibrary.org/journals/advanced-photonics-nexus/volume-4/issue-02/026011/Compact-narrow-linewidth-solid-state-193-nm-pulsed-laser-source/10.1117/1.APN.4.2.026011.full據Tom's Hardware引述國際光學與光子學會（SPIE）報告指出，上述固態DUV技術可應用于半導體先進制程的曝光機設備，挑戰目前以氣態準分子雷射為主的曝光技術。以傳統技術來看，全球主要的DUV光刻機制造商如ASML、Canon和Nikon，均采用氟化氬（ArF）準分子激光技術產生193nm光源。這種技術通過氬（Ar）和氟（F）氣體混合物在高壓電場下生成不穩定分子ArF（或準分子），釋放出193納米波長的光子。這些光子以短脈沖、高能量形式發射，輸出功率可達100 W~120 W，頻率在8 kHz~9 kHz之間，最終通過光學系統調整后用于光刻設備。圖源：Advanced Photonics Nexus相比之下，中科院的固態DUV激光技術完全基于固態設計，由其核心由自制的Yb:YAG晶體放大器生成1,030納米激光，并通過兩條不同的光學路徑進行波長轉換。一種路徑采用四次諧波轉換（FHG），將1,030納米激光轉換為258納米，輸出功率為1.2 W；另一種路徑利用光學參數放大（OPA）技術，將1,030納米轉換為1,553納米，輸出功率為700 mW。圖源：Advanced Photonics Nexus最終，這兩束激光（258納米和1,553納米）通過串級硼酸鋰（LBO）晶體混合，生成193納米波長的激光光束。其平均功率為70 mW，頻率為6 kHz，線寬低于880 MHz，光譜純度與現有商用準分子激光系統相當。然而，這一測試系統的輸出功率相比ASML ArF準分子激光系統仍存在數個數量級的差距，后者可提供100~120W的功率，且運作頻率達9 kHz。反觀中國中科院的固態DUV則分別僅70 mW、6 kHz，仍無法滿足高產能晶圓制造的需求。這項技術仍處于早期研究階段，能否實現商用仍待進一步驗證。盡管如此，新技術仍突破傳統準分子雷射的限制，若能進一步提升功率并解決穩定性問題，有來可望為半導體制程提供新的曝光光源選擇。分析認為，這項技術的發展將取決于未來幾代的研發與工程突破。為了探索新的應用，中科院團隊還在1553 nm激光器的光路中引入了螺旋相位板 （SPP），將其高斯模式轉換為拓撲電荷為1的帶有軌道角動量（OAM）的渦旋光束。然后將該渦旋光束用作頻率轉換的泵浦源，成功地將OAM轉移到221 nm和193 nm激光器。結果，獲得了193 nm處的渦旋光束，拓撲電荷為2。據稱，這是第一個使用OPA和級聯LBO晶體的緊湊型193 nm激光發生系統，也是固態激光器在193 nm處產生渦旋光束的首次演示。這種創新配置為固態激光技術的應用開辟了新的可能性。圖源：Advanced Photonics NexuslEV28資訊網——每日最新資訊28at.com
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