深紫外（DUV）激光器以光子能量高、波長短而著稱，在半導(dǎo)體光刻、高分辨率光譜學(xué)、精密材料加工和量子技術(shù)等各個領(lǐng)域都是必不可少的。與準(zhǔn)分子激光器或氣體放電激光器相比，深紫外激光器的相干性更強(qiáng)，功耗更低，因此能夠讓研發(fā)人員開發(fā)出更緊湊的系統(tǒng)。

據(jù)《先進(jìn)光子學(xué)》雜志報道，近日，中國科學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種能夠產(chǎn)生193nm相干光的緊湊型固體激光系統(tǒng)，取得了重大進(jìn)展。

光刻技術(shù)中的應(yīng)用及其他
這種波長對于光刻技術(shù)至關(guān)重要。光刻技術(shù)是一種用于在硅晶片上蝕刻復(fù)雜圖案的工藝。新激光系統(tǒng)的重復(fù)頻率為6kHz，利用自制的Yb:YAG晶體放大器產(chǎn)生1030nm激光。

激光器分為兩部分：一部分經(jīng)過四次諧波發(fā)生，產(chǎn)生輸出功率為1.2W的258nm激光器；另一部分則泵浦光學(xué)參量放大器，產(chǎn)生輸出功率為700mW的1553nm激光器。

然后，這些光束在級聯(lián)LBO（三硼酸鋰，LiB3O5）晶體中結(jié)合，產(chǎn)生所需的193nm激光，平均功率達(dá)到70mW，線寬小于880MHz。研究人員還在混頻前為1553nm光束引入了螺旋相位板，從而產(chǎn)生了攜帶軌道角動量的渦旋光束。這是首次用固體激光器產(chǎn)生193nm渦旋光束。

這種光束有望成為混合ArF準(zhǔn)分子激光器的種子，并可在晶片加工、缺陷檢測、量子通信和光學(xué)微操作等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

創(chuàng)新激光系統(tǒng)不僅提高了半導(dǎo)體光刻的效率和精度，還為先進(jìn)制造技術(shù)開辟了新的途徑。產(chǎn)生193nm渦旋光束的能力可能會帶來該領(lǐng)域的進(jìn)一步突破，從而有可能徹底改變電子設(shè)備的生產(chǎn)方式。