量子技术和光学微操作的新前沿
发布时间：2025-04-01 17:06:04 阅读数： 360
中国科学院的研究人员最近开发出一种紧凑型固体激光系统，能够产生波长为 193 nm 的相干光。这种波长对于光刻技术至关重要，而光刻技术是现代电子设备中用于在硅晶片上蚀刻复杂图案的一种技术。
结构紧凑的深紫外固体激光器产生波长为 193 纳米的涡旋。图片来源：中国科学院宣宏文教授
深紫外（DUV）激光器波长短、光子能量高，在量子技术、高分辨率光谱学、半导体光刻和精密材料加工等应用中至关重要。与传统的气体放电激光器或准分子激光器相比，新系统具有更好的相干性和更低的功耗，从而可以开发出更紧凑的系统。
该系统利用自制的掺镱钇钕石榴石（Yb： YAG 晶体放大器产生 1030nm 激光，重复频率为 6 kHz。它由两部分组成：一部分通过四次谐波发生产生输出功率为 1.2 瓦的 258 纳米激光，另一部分通过泵浦光参量放大器产生功率为 700 毫瓦的 1553 纳米激光。在级联 LBO（三硼酸锂，LiB3O5）晶体中将这些光束组合在一起，便产生了所需的 193 纳米激光，其平均功率为 70 毫瓦，线宽小于 880 兆赫。
此外，研究人员还在混频前为 1553 nm 光束引入了螺旋相位板，从而产生了具有轨道角动量的涡旋光束。这是第一台产生波长为 193 nm 的涡旋光束的固体激光器。
这种激光系统有望用于晶片加工、缺陷检测、量子通信和光学微操作。它还显示了为混合 ArF 准分子激光器播种的前景。除了提高半导体光刻的精度和效率外，这一突破还为先进制造工艺开辟了新的可能性，并可能对电子设备的发展产生重大影响。
