湖南
近日，中國科學院的科研團隊取得一項重大成果，他們研發出一種新型緊湊型固態激光器。這一成果意義非凡，有望在芯片制造和量子技術領域掀起變革浪潮。
深紫外（DUV）激光器能發射高能短波長光，在半導體制造、高精度光譜分析、精密材料加工以及量子技術等多個關鍵領域，都有著不可或缺的作用。相比傳統的準分子激光器或氣體放電激光器，深紫外激光器不僅相干性更好，能耗還更低，為構建更小巧、高效的系統創造了可能。
在《Advanced Photonics Nexus》雜志上，中科院的研究人員公布了這一突破性進展：他們成功打造出一套緊湊型固態激光系統，能產生波長為193納米的相干光。193納米這個波長，在光刻技術里至關重要。光刻是在硅片上刻蝕精細圖案的關鍵步驟，對現代電子設備的制造起著決定性作用。
這套新型激光系統工作時，以6千赫茲的重復頻率運行。它先通過定制的Yb:YAG晶體放大器，產生波長1030納米的基礎激光。隨后，這束激光兵分兩路：一路通過四階諧波轉換，變成輸出功率1.2瓦、波長258納米的光束；另一路則為光參量放大器供能，生成功率700毫瓦、波長1553納米的光束。最后，借助級聯硼酸鋰（LBO）晶體，將這兩束光合并，得到目標193納米光，其平均輸出功率70毫瓦，線寬小于880兆赫茲。
研究人員還在混頻前，給1553納米的光束加上了螺旋相位板，成功制造出攜帶軌道角動量的渦旋光束。這可是固態激光器首次產生193納米渦旋光束。這種光束用途廣泛，能為混合ArF準分子激光器提供種子光，在晶圓加工、缺陷檢測、量子通信以及光微操縱等方面，都展現出巨大的應用潛力。
這一創新激光系統，既提升了半導體光刻的效率和精度，又為先進制造技術開辟了新方向。193納米渦旋光束的產生，很可能在相關領域引發更多突破，徹底改變電子設備的生產方式。未來，這項技術有望給我們的生活帶來更多驚喜。
參考資料：DOI: 10.1117/1.APN.4.2.026011
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