深紫外(DUV)激光器憑借其高光子能量和短波長(zhǎng)特性，在半導(dǎo)體光刻、高分辨率光譜學(xué)、精密材料加工和量子技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。與準(zhǔn)分子激光器或氣體放電激光器相比，這類(lèi)激光器具有更高的相干性和更低的功耗，為系統(tǒng)小型化發(fā)展提供了可能。

據(jù)《Advanced Photonics Nexus》報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)取得重要突破，成功研制出可產(chǎn)生193納米相干光的緊湊型全固態(tài)激光系統(tǒng)。該波長(zhǎng)對(duì)于光刻工藝至關(guān)重要，該工藝通過(guò)在硅晶圓上蝕刻復(fù)雜電路圖案，構(gòu)成了現(xiàn)代電子設(shè)備的制造基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)裝置

該新型激光系統(tǒng)工作重復(fù)頻率為6千赫茲，采用自主研發(fā)的摻鐿釔鋁石榴石(Yb:YAG)晶體放大器產(chǎn)生1030納米基頻光。

激光器輸出分為兩路：一路通過(guò)四次諧波轉(zhuǎn)換生成258納米紫外光(輸出功率1.2瓦)，另一路驅(qū)動(dòng)光學(xué)參量放大器產(chǎn)生1553納米激光(功率700毫瓦)。

隨后，這兩束光經(jīng)級(jí)聯(lián)LBO(三硼酸鋰，LiB3O5)晶體進(jìn)行混頻，最終獲得平均功率70毫瓦、線寬小于880兆赫的193納米深紫外激光輸出。

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地在混頻前對(duì)1553納米光束加載螺旋相位板，成功獲得了攜帶軌道角動(dòng)量的渦旋光束。這標(biāo)志著國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)固態(tài)激光器直接輸出193納米渦旋光束。

該突破性成果不僅為混合型ArF準(zhǔn)分子激光器提供了新型種子光源，更在晶圓加工、缺陷檢測(cè)、量子通信和光學(xué)微操控等領(lǐng)域展現(xiàn)出重要應(yīng)用前景。

這項(xiàng)創(chuàng)新激光技術(shù)不僅提升了半導(dǎo)體光刻的效率和精度，更為先進(jìn)制造技術(shù)開(kāi)辟了新路徑。

193納米渦旋光束的成功產(chǎn)生，或?qū)⒁l(fā)電子器件制造領(lǐng)域的革命性變革，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)取得突破性進(jìn)展。

審核編輯 黃宇