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Nd:YAG激光产生的微滴锡等离子体中的辐射传输与光学深度标度

DOI：10.1063/1.5117504 期刊：Applied Physics Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 基于锡液滴的1微米激光等离子体极紫外(EUV)光源发射光谱的光学深度实验标度关系表明：通过单一关键参数——等离子体光学深度构建的标度关系，可精确描述液滴直径(16-65微米)和激光脉宽(5-25纳秒)大范围变化时等离子体复合光谱发射的观测变化。实验在1.4×1011 W/cm2恒定激光强度下进行，该强度能使13.5纳米附近2%带宽（工业EUV光刻相关波段）的发射能量占总光谱能量的比例达到最大值。采用一维辐射传输模型发现：等离子体相对光学深度随液滴尺寸线性增长，且斜率随激光脉宽增加而增大。对于小液滴和短脉宽情况，13.5纳米附近2%带宽的发射光占总光谱能量的比例可超过14%，这使得Nd:YAG激光转换为工业可用EUV辐射的转换效率有望媲美当前最先进的CO?激光驱动源。
作者： R. Schupp，F. Torretti，R. A. Meijer，M. Bayraktar，J. Sheil，J. Scheers，D. Kurilovich，A. Bayerle，A. A. Schafgans，M. Purvis，K. S. E. Eikema，S. Witte，W. Ubachs，R. Hoekstra，O. O. Versolato
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于锡滴的1微米激光产生极紫外（EUV）光等离子体源发射光谱的光学深度标度关系。

研究成果

光学深度被确定为锡微滴高密度激光等离子体中的关键标度参数。研究表明，通过缩短激光脉冲持续时间和减小微滴尺寸来降低光学深度，可获得高光谱纯度值，有望使Nd:YAG激光转化为可用极紫外辐射的转换效率达到与CO?激光驱动源相当的水平。

研究不足

该研究的局限性在于采用了局部热力学平衡（LTE）假设以及一维辐射传输模型，可能无法完全反映等离子体动力学的复杂性。此外，对光谱纯度和转换效率的关注未考虑其他因素，如碎片产生及其对光学元件寿命的影响。

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