華中科技大學李波副教授團隊在極紫外驅動光源高效放大領域取得新進展

作者：愛集微 2024-10-09

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近日，光電信息學院李波課題組在面向極紫外光刻光源的短脈沖CO2激光高效放大領域取得重要進展。該團隊的研究論文“Optimization of efficiency of short-pulsed fast flow CO2laser amplifier with dual-band and multispectral lines”在國際知名光學期刊《Optics Express》上發(fā)表。碩士生游聰為第一作者，華中科技大學光學與電子信息學院為論文第一完成單位。

13.5nm極紫外光源是新一代極紫外光刻機的關鍵核心部件，基于高功率、高重頻、短脈沖CO2激光驅動的等離子體極紫外光源是目前唯一的商用方案，使用軸快流CO2激光放大器作為主放大器的主振蕩功率放大結構是其核心技術之一。然而短脈沖相對于振蕩器和長脈沖來說，對于增益的提取效率大幅降低，因此需要采用更多級的放大器和注入更高的電能才能達到更高EUV光功率所需的CO2激光功率，隨之帶來的是結構復雜龐大、耗電量高、熱負荷大、運行成本高等缺點。

團隊使用雙波段和多譜線技術，基于六溫度模型和隨機旋轉弛豫模型，優(yōu)化了短脈沖CO2激光在軸快流CO2激光放大器中的放大效率，成功證明了與單線10P（20）放大相比，10.6μm與9.6μm雙波段雙線15ns脈沖的提取效率提高了約70%，強于10.6μm單波段四線放大。此外，該研究不僅可以為短脈沖CO2激光在軸快流CO2激光放大器中的高效放大提供理論支撐，還可以優(yōu)化放大器參數，以獲得更高的放大輸出能量。