193nm深紫外固体激光技术探索

对193 nm深紫外激光技术实现途径进行了系统地分析,提出了一种可获得高重复频率、高光束质量的深紫外固体激光技术途径,分析了涉及的关键技术,对实用化深紫外固体激光源的研制具有一定的参考价值。

193 nm紫外激光对单晶硅的损伤特性研究

主要开展了193 nm紫外激光对单晶硅的损伤实验,观察分析了材料表面的损伤形貌,建立了193 nm紫外激光损伤单晶硅的理论模型,计算分析了材料的温度场及应力场分布,讨论了损伤形貌及损伤机理。研究结果表明:193 nm紫外激光对单晶硅的损伤机理主要为热力耦合效应,硅材料表面产生严重的熔融烧蚀和裂纹状的应力损伤,计算得到193 nm紫外激光对单晶硅的熔融损伤阈值为0.71 J/cm^(2)、热应力损伤阈值为0.42 J/cm^(2)。

基于157nm深紫外激光的蓝宝石基片微加工

为了探索157nm深紫外激光对蓝宝石材料的微加工技术,采用157nm激光微加工系统,对蓝宝石基片进行了扫描刻蚀和打孔加工,以研究激光工艺参量与刻蚀深度、表面形貌的关系,分析了157nm深紫外激光对蓝宝石材料的作用机理,并利用扫描刻蚀法在蓝宝石基片上加工了一个2维图形。由实验结果可知,157nm深紫外激光作用于蓝宝石材料是一个光化学作用与光热作用并存的加工过程,适合扫描刻蚀的加工参量为能量密度3.2J/cm^2,重复频率10Hz～20Hz,扫描速率0.15mm/min;在能量密度2.5J/cm^2下的刻蚀率为0.039μm/pulse。结果表明,通过对激光重复频率和扫描速度的控制可实现蓝宝石材料的精细微加工。

全固态连续228 nm深紫外激光器研究

采用V型腔腔内二倍频和透镜聚焦方式腔外四倍频结构,基于Nd:YVO_(4)准三能级激光系统914 nm基频光级联非线性光学频率变换获得连续波228 nm激光输出。在通常情况下,与脉冲运转方式相比,连续运转激光实现透镜聚焦腔外倍频需要较高的平均功率和较好的光束质量。为了获得较高457 nm连续激光输出性能,理论计算V型腔分臂的长度变化对腔内不同位置光斑大小的影响;实验研究了V型腔不同分臂长度对LD端泵Nd:YVO_(4)/LBO产生457 nm激光输出性能的影响。最终,在泵浦功率为26 W时,获得功率为2.2 W的TEM_(00)模连续波457 nm激光输出,利用I类临界相位匹配BBO晶体对其进行腔外倍频,获得功率为6 mW的228 nm连续波深紫外激光,激光光斑呈椭圆形,一小时内功率稳定性为1.8%。

248nm深紫外光刻胶

本文从化学增幅技术的产生,深紫外248nm胶主体树脂及PAG发展历程、溶解抑制剂、存在的工艺问题及解决途径多个方面综述了深紫外248nm胶的发展与进步.

采用BBO晶体产生266 nm深紫外激光过程中的热特性研究

基于近红外波段1064 nm激光的四倍频过程是产生深紫外激光的有效技术手段之一。然而,非线性晶体在产生深紫外激光的过程中,晶体内部严重的非线性吸收带来的热效应会破坏其相位匹配条件,进而制约深紫外激光功率的提升。为此,在利用偏硼酸钡(BBO)晶体作为1064 nm近红外光四倍频过程的非线性转化介质的基础上,通过对不同匹配温度下的晶体内部温升情况进行研究,发现提高晶体匹配温度可以有效减缓晶体内部由非线性吸收引起的热效应,改善深紫外激光功率输出。最终,在晶体匹配温度为180℃、绿光输入功率为16 W时,获得了重复频率为20 kHz、单脉冲宽度为4 ns、平均功率为2.56 W的266 nm深紫外激光。通过建立BBO晶体非线性吸收理论模型,进一步计算了不同匹配温度、不同紫外激光功率下的非线性吸收系数和归一化色心密度,结果显示,非线性吸收系数与紫外激光功率强度正相关,并且在紫外激光功率均为2.25 W时,相较于60℃,匹配温度为180℃的晶体其非线性吸收系数减小了近63%,色心密度也降低了57%,该研究结果对实现高功率的266 nm深紫外激光的输出具有重要意义。

全固态深紫外激光器研究进展

深紫外激光器(DUV)在工业、军事、医疗和科研等领域有广泛的应用。介绍了全固态深紫外激光器的增益介质以及用于产生深紫外激光的非线性光学晶体,回顾了以固体或光纤激光器为基频光通过非线性频率转换技术产生DUV激光器的研究进展,阐述了掺Nd^(3+)增益介质准三能级激光系统与四能级系统存在差异的原因。介绍了作者团队由掺Nd^(3+)准三能级激光系统所产生的0.9μm基频光获得228 nm激光的研究进展。

紫外光致抗蚀剂的研究现状

193nmArF激基体激光光刻是21世纪提高超大规模集成电路(VLSI)集成度的一项关键技术,已成为高技术领域的研究热点。本文介绍了近年来几种主要的紫外光致抗蚀剂及其研究进展,对ArF激基体激光(193nm)光致抗蚀剂的各个组分进行了归纳综述。并指出,通过改进感光高分子的结构与组成,可以获得性质优良的抗蚀剂,给分析、研究工作以助益。

全固态连续单频266nm深紫外激光器

采用I类角度匹配的BBO晶体外腔倍频全固态连续单频532 nm绿光激光器,设计了紧凑稳定的四镜环形倍频腔结构,利用腔外偏振锁腔的方式,实现了高光束质量、高转换效率的全固态连续单频266 nm深紫外激光器。泵浦功率为3 W、输出镜在532 nm处定点透射率为2.5%时,获得了最大输出功率810 mW的紫外激光输出,当输出功率稳定在730 mW时,长期功率稳定性三小时内优于±1.5%,光束质量因子M^2<1.5。

LD端面抽运全固态声光调Q228.5nm深紫外激光器

采用三镜折叠V型谐振腔、声光调Q技术和三硼酸锂(LBO)晶体,对二极管端面抽运Nd∶YVO_(4)的914 nm基频光进行腔内倍频,实现了457 nm激光输出,利用I类相位匹配偏硼酸钡(BBO)晶体对457 nm蓝光进行腔外倍频,获得了228.5 nm深紫外激光。当抽运功率为17 W时,获得了平均功率为10 mW的228.5 nm深紫外激光输出,脉冲宽度为64.26 ns,重复频率为10 kHz。2 h内的激光输出稳定度为±2%。